Разработка технологии и управляющих программ для изготовления деталей на станках с чпу.

Технологическая подготовка обработки корпусных деталей на станках с ЧПУ и многоцелевых станках существенно отличается от подготовки обработки на обычных, универсальных станках. Она включает решение ряда технологических задач, направленных на разработку управляющей программы и получение необходимой технологической оснастки, обеспечивающих правильную настройку станка на обработку детали. Рассмотрим вопросы технологической подготовки на примере обработки корпусной детали (рис. 1.8) на автоматизированном участке, состоящем из двух многоцелевых станков, соединенных гибким транспортом.

 

Рис. 1.8. Эскиз корпусной детали, предназначенной для обработки на автоматизированном участке

 

Первый многоцелевой станок вертикальной компоновки (рис. 1.9, б), второй имеет горизонтальное расположение шпинделя и поворотный стол (рис. 1.9, а). Все это позволяет обрабатывать деталь с разных сторон. Деталь обрабатывается на спутниках. Деталь на спутнике закрепляет рабочий на участке установки и выверки. После этого деталь со спутником автоматически транспортируется к требуемому станку. Спутник базируется на станке в координатный угол, ориентация и закрепление спутника осуществляется автоматическим приспособлением, установленным на столе станка.

Исходными для разработки управляющей программы и необходимой наладки станков являются чертежи детали и заготовки, разработанная технология на деталь, представленная в виде маршрута, и технологические данные применяемого оборудования.

 

 

 

Рис. 1.9. Расположение координатных систем на станках с ЧПУ горизонталь ной (а) и вертикальной (б)компоновки

 

Технология изготовления корпусной детали предусматривает первоначальную обработку плоскости А и двух отверстий диаметром 10Н7 с целью получения технологических баз, затем последующую обработку от них всех остальных поверхностей заготовки. Плоскость А и два базовых отверстия диаметром 10Н7 обрабатывают на первом станке, а затем после переустановки заготовки обрабатывают остальные поверхности на втором станке. Определив задачи выполнения каждой операции и выбрав технологические базы, разрабатывают схему установки заготовки на станке. На первой операции заготовка базируется по трем плоскостям, при этом выставка ее на спутнике осуществляется с применением регулируемых опор. На второй операции заготовка базируется по плоскости и двум отверстиям. При этом ее устанавливают на подкладную плиту (адаптер), которая в свою очередь закрепляется на спутнике. Такая схема установки позволяет выполнять обработку с четырех сторон. Для каждой из обрабатываемой сторон на основе чертежа разрабатывают геометрический план обработки и определяют последовательность выполнения технологических переходов. Каждому отверстию на плане обработки присваивают номер в соответствии с последовательностью его обработки, следовательно, отверстия одного размера обычно имеют последовательные номера.

В соответствии с принятой схемой базирования для каждой установки детали выбирают систему начала отсчета (ноль детали). Относительно этой координатной системы производят пересчет всех размеров, определяющих положение обрабатываемых поверхностей заготовки. В результате составляют таблицу координат положения отверстий для каждого плана обработки. При обработке заготовки на втором станке в качестве координатных плоскостей начала отсчета приняты плоскость А установочной базы (XOZ) и перпендикулярные к ней две плоскости симметрии детали XOY и YOZ. Такое положение начала отсчета означает наличие как положительных, так и отрицательных координат отверстий, что допустимо для системы ЧПУ с плавающим нолем. Для фрезерования поверхности задают координаты положения оси фрезы, соответствующие началу и концу рабочего хода, учитывая врезание и перебег фрезы. На рис. 1.10 представлены планы обработки детали с двух сторон.

 

Рис. 1.10. План обработки заготовки;

а - со стороны II; б — со стороны I

 

В соответствии с намеченными переходами выбирают необходимый режущий инструмент и определяют режимы резания. В результате выполнения этого этапа составляют операционную карту механической обработки резанием, в которой отражается последовательность выполнения технологических переходов по каждой стороне детали, состав применяемого инструмента и технологической оснастки, режимы резания и соответствующие затраты основного и вспомогательного времени на каждом переходе.

Используя операционную карту механической обработки и данные по станку с рекомендациями по созданию формообразующих и вспомогательных движений, составляют для каждой операции расчетно-технологическую карту. В этой карте показывают траекторию относительного перемещения режущего инструмента, указывают координаты опорных точек относительного положения детали и инструмента, положение нулевой плоскости, радиус инструмента, приводят данные об относительном расположении припуска на обрабатываемых поверхностях заготовки.

Для составления управляющей программы разработанный технологический процесс изготовления детали на станке кодируют с помощью международного кода ISO. При этом используют специальные таблицы шифра режущего инструмента, таблицы кодов подготовительных и вспомогательных технологических команд, коды стандартных циклов. Управляющая программа формируется из ряда последовательных кадров, установленного формата.

Получение управляющей программы еще недостаточно для настройки станка. Поэтому, помимо технологической программной карты для наладчика, составляют карту наладки станка, в которой указывают относительное положение приспособления на столе станка и показывают размерную связь координатных систем детали, приспособления и станка. В карте наладки указывают также измерительные базы и последовательность выполнения настройки станка, обеспечивающие согласование нулей. Кроме этого, в карте приводят номенклатуру применяемого режущего инструмента с указанием требуемых размеров точной установки его в осевом и радиальном направлениях.

Системы ЧПУ обеспечивают возможность считывания, запуска и прерывания работы заданной программы. При этом режущий инструмент и необходимые приспособления заранее определены и указаны в соответствующих картах наладки. Таким образом, изменение заданной программы, кроме внесения определенной коррекции в размеры или в режимы, практически исключается.

В настоящее время наиболее часто используются системы ЧПУ типа CNC, имеющие широкие технологические возможности и высокую гибкость. С помощью компактных программоносителей оператор быстро вводит одну или несколько управляющих программ в память СЧПУ. Управляющая программа может быть составлена и отредактирована оператором непосредственно у станка и введена в систему с помощью клавиатуры.

Использование в системе компьютеров с достаточно обширной внутренней памятью позволяет записывать и продолжительное время хранить требуемый набор управляющих программ, необходимое программно-математическое обеспечение, а также данные по оборудованию.

Пульт управления обеспечивает широкие сервисные возможности при работе системы в различных режимах, в том числе ручной ввод и редактирование программы с использованием графического дисплея и средств индикации, диалоговое общение с системой, а также расширенную индикацию при многофункциональной системе контроля и диагностики состояния оборудования.

Модуль   ввода и вывода осуществляет также подключение периферийных устройств на этапе отладки эксплуатации оборудования для считывания и передачи информации с различных программоносителей, а также для присоединения внешнего запоминающего устройства (ВЗУ), обеспечивающего дополнительное наращивание памяти СЧПУ.

Таким образом, с помощью пульта можно просмотреть по кадрам на дисплее или на устройствах индикации всю программу или ее часть и в случае необходимости отредактировать, т.е. внести в отдельные кадры изменения и коррекцию. При этом оператор имеет возможность работать с архивом программ, расположенных как во внутренней, так и во внешней памяти, а также просматривать и задавать параметры оборудования.

Задание параметров оборудования и использование их в работе позволяет компенсировать зазоры в кинематических передачах, определить ограничения рабочей зоны и режимов обработки, учесть динамику привода на формирование требуемых переходных процессов при разгоне и торможении.

Модуль логических элементов управления и согласования координатных приводов выполняет функции управляющего контроллера станочной автоматики и согласования функций. Он может быть реализован как контроллер с постоянно заданной системой логических связей или как программируемый микропроцессор, доступ к которому осуществляется от пульта управления. Все это позволяет формировать как типовые, так и нестандартные циклы обработки применительно к решению различных технологических задач, а также программировать от пульта логику работы силового оборудования станка.

В компьютерных системах ЧПУ подготовка и ввод управляющей программы непосредственно с клавиатуры пульта осуществляется в режиме диалогового программирования с использованием графического моделирования на терминале. Подготовка и ввод управляющих программ с пульта целесообразны для сравнительно коротких программ по изготовлению простых деталей. При этом ввод новой программы может быть совмещен с обработкой на станке другой детали.

Составление программы для сложных деталей целесообразно выполнять вне станка, используя методы ручной или автоматизированной подготовки управляющих программ. С этой целью удобно применять специальные пакеты программ, в которых также реализуется диалоговый метод разработки программ с графическим моделированием на дисплее. Если между компьютером с такой программой и системой ЧПУ станка имеется локальная связь, то разработанная программа может быть напрямую передана в память СЧПУ станка.