Информационные системы и технологии. Работа Сam-систем. Лекция 4

ПОНЯТИЕ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ (ЧПУ)
Станки с ЧПУ выполняют все те же функции, что и обычные станки с ручным управлением, однако перемещения исполнительных органов этих станков управляются электроникой.
Преимущества:
более высокий уровень автоматизации производства. В результате один работник может обслуживать одновременно несколько станков.
производственная гибкость. Это значит, что для обработки разных деталей нужно всего лишь заменить программу.
высокая точность и повторяемость обработки - по одной и той же программе можно изготовить с требуемым качеством тысячи практически идентичных деталей
числовое программное управление позволяет обрабатывать такие детали, которые невозможно изготовить на обычном оборудовании. Это детали со сложной пространственной формой, например, штампы и пресс-формы
Фрезерный станок с ЧПУ
фирмы Doosan
Стойка ЧПУ

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЧПУ
Программист создает управляющую программу, в которой содержится закодированная информация о траектории и скорости перемещения исполнительных органов станка, частоте вращения шпинделя и другие данные, необходимые для выполнения обработки.
Подсистема управления читает эту программу, расшифровывает ее и вырабатывает профиль перемещения. Профиль перемещения можно представить в виде графика, который показывает, в какой точке должен находиться исполнительный орган станка через определенные промежутки времени.
В соответствии с профилем перемещения подсистема управления посылает на соответствующий двигатель строго определенное количество электрических импульсов. Двигатель вращает ходовой винт, и исполнительный орган станка перемещается в указанную позицию (координату).
Датчики обратной связи отправляют в подсистему управления информацию о действительной достигнутой позиции исполнительного органа. Происходит сравнение фактической и требуемой (теоретической) позиций. Если между ними есть разница (ошибка перемещения), то подсистема управления посылает скорректированное на величину ошибки число электрических импульсов на двигатель.
Этот процесс повторяется снова и снова, пока исполнительный орган станка не достигнет требуемой позиции с определенной (очень высокой) точностью.

ПОНЯТИЕ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ (УП) ДЛЯ СТАНКА С ЧПУ
Управляющая программа является упорядоченным набором команд, при помощи которых определяются перемещения исполнительных органов станка и различные вспомогательные функции.
Любая программа обработки состоит из некоторого количества строк, которые называются кадрами УП.
Кадр управляющей программы – составная часть УП, вводимая и отрабатываемая как единое целое и содержащая не менее одной команды.
Система ЧПУ считывает и выполняет программу кадр за кадром. Очень часто программист назначает каждому кадру свой номер, который расположен в начале кадра и обозначен буквой N

СТРУКТУРА УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ
G- и М-коды
Программирование обработки на современных станках с ЧПУ осуществляется на языке ИСО (ISO) 7 бит, иначе на языке G- и М-кодов.
Коды с адресом G, называемые подготовительными, определяют настройку СЧПУ на определенный вид работы.
Коды с адресом М называются вспомогательными и предназначенными для управления режимами работы станка.
Например, если программист хочет, чтобы инструмент перемещался по прямой линии, он использует G01. А если необходимо произвести смену инструмента, то в программе обработки он указывает М06.
Для управления многочисленными функциями станка с ЧПУ применяется довольно большое число различных кодов. Набор основных G- и М-кодов позволяет легко создать управляющую программу

G-коды по группам

Базовые М-коды

НАПИСАНИЕ ПРОСТОЙ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ
Детали, обрабатываемые на станке с ЧПУ, можно рассматривать как геометрические объекты.
Во время обработки вращающийся инструмент и заготовка перемещаются относительно друг друга по некоторой траектории.
УП описывает движение определенной точки инструмента – его центра.
Траекторию инструмента представляют состоящей из отдельных, переходящих друг в друга участков. Этими участками могут быть прямые линии, дуги окружностей, кривые второго или высших порядков.
Точки пересечения этих участков называются опорными, или узловыми, точками.
В УП содержатся координаты именно опорных точек.

СОЗДАТЬ ПРОГРАММУ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПАЗА. ГЛУБИНА ПАЗА РАВНА 1 ММ
Перемещение режущего инструмента к первой опорной точке:
N50 G00 Х3 Y8
Следующие два кадра заставляют инструмент опуститься на требуемую глубину в материал заготовки.
N60 G00 Z0.5
N70 G01 Z-l F25
Как только инструмент окажется на нужной глубине (1 мм), можно перемещать его через все опорные точки для обработки паза:
N80 G01 Х3 Y3
N90 G01 Х7 Y3
N100 G01 Х7 Y8
Теперь следует вывести инструмент из материала заготовки – поднять на небольшую высоту:
N110 G01 Z5

ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ПРОГРАММЫ

ОБЩАЯ СХЕМА РАБОТЫ С CAD/САМ-СИСТЕМОЙ
Этап 1. В CAD-системе создается электронный чертеж или 3D-модель детали.
Этап 2. Электронный чертеж или 3D-модель детали импортируется в САМ-систему. Технолог-программист определяет поверхности и геометрические элементы, которые необходимо обработать, выбирает стратегию обработки, режущий инструмент и назначает режимы резания. Система производит расчеты траекторий перемещения инструмента.
Этап 3. В САМ-системе производится верификация (визуальная проверка) созданных траекторий. Если на этом этапе обнаруживаются какие-либо ошибки, то программист может легко их исправить, вернувшись к предыдущему этапу.

РАСЧЕТ ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА В CAM-МОДУЛЕ

РЕЗУЛЬТАТ ВЕРИФИКАЦИИ (ПРОВЕРКИ) ТРАЕКТОРИИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАГОТОВКИ
Заготовка может быть определена несколькими способами:
в виде цилиндра;
в виде параллелепипеда;
произвольной формы.

ВЫБОР СТРАТЕГИИ И ИНСТРУМЕНТА, НАЗНАЧЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОБРАБОТКИ
На втором этапе работы с САМ-системой технолог-программист выбирает стратегию и параметры обработки, назначает инструмент и режимы резания.
Современная система имеет солидный набор стратегий и позволяет выполнить обработку одной и той же детали разными способами.
Условно все стратегии можно разделить на черновые и чистовые, стратегии плоской и объемной обработки.

ПЛОСКАЯ ОБРАБОТКА
Стратегии плоской обработки применяются при работе с 2D-геометрией. В этом случае не требуется большого разнообразия – вся обработка сводится к фрезерованию контура или плоскости, выборке кармана и обработке отверстий
Контурная стратегия (Contour). Для чернового фрезерования указываются количество проходов и шаг между ними (перекрытие)

ПЛОСКАЯ ОБРАБОТКА
Обработка кармана (Pocket). Эта стратегия предназначена для выборки замкнутых областей. Основными параметрами являются шаг между проходами фрезы и тип траектории (параллельная, спиральная, зигзаг и др.)