Сап процессов обработки деталей на станках с чпу. Техтран и гемма3d – системы программирования обработки деталей на станкох с чпу.

 

Для сравнительно простых деталей пригоден ручной способ программирования. Большинство деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ, значительно сложнее. В более сложных случаях позиционного управления и в задачах, требующих контурного управления, ручное составление управляющих программ обработки деталей становится утомительной работой, при выполнении которой могут возникнуть ошибки. В таких случаях целесообразнее использовать быстродействующую ЭВМ, которая помогает осуществлять процесс программирования обработки деталей. Разработано много языков программирования для ЧПУ с целью автоматического выполнения большинства расчетов, которые без них приходится делать самому программисту. Это экономит время и позволяет получать более точные и эффективные управляющие программы обработки деталей.

Подготовка программ в системе ТЕХТРАН проводится по этапам, содержание которых является обязательным для выполнения. Последовательность выполнения этапов может быть произвольной, некоторые из них в программе могут употребляться неоднократно, другие отсутствовать. Рекомендуется вести подготовку программ в следующем порядке:

1. Начало программы. Каждая программа в системе ТЕХТРАН должна начинаться строкой ДЕТАЛЬ 'ИМЯ ДЕТАЛИ'. Имя детали записывается в апострофах и должно содержать не более 60 символов — букв или цифр. Имя детали используется для идентификации результатов расчета и других данных, относящихся к данной программе, на алфавитно-цифровом печатающем устройстве (АЦПУ). Кроме того, под этим именем выводятся на перфоленту результаты работы постпроцессора, а также под этим именем программа может помещаться в библиотеку программ на исходном языке.

2. Геометрия. На этом этапе следует описывать элементы контура чертежа на входном языке системы с помощью рассмотренных геометрических определений: точки, прямые, окружности.

3. Задание станка. Для получения управляющей перфоленты к конкретному станку необходимо сообщить системе, какой конкретный постпроцессор необходимо вызвать. Это делается предложением: СТАНОК 'ИМЯ СТАНКА' N, где ИМЯ СТАНКА — модель станка, выделяемая в апострофах; N — номер соответствующего постпроцессора выбирается по таблице, входящей в описание системы. В системе ТЕХТРАН имеются постпроцессоры, обеспечивающие подготовку УП для большинства моделей отечественных станков с ЧПУ и систем управления.

4. Задание инструмента. Утверждение: ИНСТР D сообщает системе диаметр инструмента для расчета траектории движения его центра (эквидистанты).

5. Исходное положение инструмента. Прежде чем производить какие-либо перемещения инструмента, необходимо сообщить системе его исходное положение. Это достигается с помощью оператора ИЗ. В операторе ИЗ указывается либо название точки, где находится инструмент, либо координаты этой точки. Если третья координата у точки не задана, то она принимается равной нулю. Например, ИЗ ТЧ15 — инструмент находится в точке ТЧ15; ИЗ 20, 30, 40 — инструмент находится в точке с координатами: X=20 мм; У=30 мм; Z=40 мм.

6. Назначение подачи. Оператор задает минутную подачу или подачу в мм на оборот.

7. Ускоренное перемещение инструмента на вспомогательном ходу можно осуществить оператором БЫСТРО. Значение подачи в этом случае определяется техническими характеристиками станка и системы управления.

8. Точность обработки. При обработке криволинейных контуров необходимо задавать точность аппроксимации. Это достигается с помощью утверждения: НАР-ДОП А или ВНДОП В, где А — значение внешнего от клонения от окружности, мм; В — значение внутреннего отклонения от окружности, мм.

9. Коррекция инструмента. Для задания коррекции режущего инструмента необходимо применить оператор КОРРЕК.

10. Начало непрерывного движения. Непрерывное движение по контуру или участку контура должно начинаться оператором ИДИ. Модификаторы оператора ИДИ: ДО, НА, ЗА ориентируют положение центра инструмента относительно направляющей и ограничивающей поверхностей.

11. Непрерывное движение. Направление движения по элементам контура необходимо выбирать в зависимости от направления движения по предыдущему участку.

12. Движение точка — точка. Оператор вточку осуществляет перемещение инструмента в точку, заданную именем или своими координатами. Этот оператор наиболее удобно использовать для программирования обработки на токарных станках с ЧПУ.

13. Технологический останов и пауза. Операторы ТЕХОСТ или СТОП предназначены для осуществления технологического останова станка. Работа может быть продолжена после ручного запуска станка.

14. Конец программы. Каждая программа заканчи­вается строкой КОНЕЦ. Это предложение определит для процессора конец программы.

Геометрическое определение является оператором присваивания, в левой части которого находится символическое имя определяемого геометрического объекта, а в правой — один из вариантов задания этого объекта в строгом соответствии с форматом, приведенным в данном разделе.

В общем виде геометрическое определение имеет следующий формат: тип имя = список параметров, где тип — служебное слово, определяющее тип геометрического объекта; имя — символическое имя определяемого геометрического объекта.

Параметрами, определяющими геометрический объект, являются имена опорных элементов или вложенные геометрические определения, модификаторы, числа или заменяющие их арифметические выражения (опорным элементом называют ранее определенный геометрический объект).

Служебными словами, определяющими тип геометрического объекта, являются ТОЧКА, ПРЯМАЯ, ОКРУЖИ, ВЕКТОР, МАТР, ПЛОСК. Служебное слово, опре­деляющее тип геометрического объекта, может отсутствовать, если тип объекта был указан ранее явно (отдельной строкой) или если используется символическое имя, определяющее тип геометрического объекта неявно.

В определениях точки используют следующие группы модификаторов:

1. Модификаторы выбора точки из двух возможных: ХБ — выбирается точка с большей координатой х, УБ — с большей координатой у, ХМ — с меньшей коорди­натой х и УМ — с меньшей координатой у.

2. Модификаторы направления отсчета угла: ПОЧС — задается отсчет угла по часовой стрелке; ПРЧС — задается отсчет угла против часовой стрелки.

3. Модификаторы, указывающие координату точки, заданную в геометрическом определении: ХКООРД — координата х; УКООРД — координата у.

Точка, определенная прямоугольными координатами:

имя —координата х, координата у, координата z

имя = координата х, координата у

В определениях прямой используют следующие группы модификаторов:

1. Модификаторы, выбирающие одну прямую из двух, касающихся окружности: ХМ — выбирается прямая, точка касания которой имеет меньшую координату по х; ХБ — большую координату по х; УМ — меньшую координату по у и УБ — большую координату по у.

2. Модификаторы, указывающие, с какой стороны определяемая прямая касается окружности: СПРАВА — точка касания прямой находится справа от центра окруж­ности, если смотреть в направлении от первого геометрического объекта правой части определения ко второму; СЛЕВА — прямая касается окружности слева (при тех же условиях рассмотрения геометрических объектов).

3. Модификаторы, указывающие положение прямой относительно другой: ПАРЛЕЛ — параллельно; ПЕРП — перпендикулярно.

Прямая, проходящая через две точки, заданные своими координатами:

имя —координата х1, координата у1, координата х2, координата у2

В языке Техтран существуют два типа движения:

4. движение точка—точка (поточечное движение), при котором перемещение инструмента программируется прямым заданием либо целевой точки, либо величины смещения;

5. непрерывное движение, при котором перемещение программируется перечислением элементов траектории инструмента (т. е. участков прямых, окружностей, частей контуров) с указанием направления движения.

Возможность управления поверхностью детали позволяет программировать обработку контуров, имеющих наклонное «дно», благодаря чему с помощью языка Техтран возможно (с определенными ограничениями) описывать обработку деталей достаточно сложной пространственной формы. Во всех операторах движения вместо имен геометрических объектов можно использовать вложенные определения объектов тех же типов.

Прежде чем программировать движение инструмента, необходимо задать его исходное положение. Для этого служит оператор ИЗ. Оператор имеет следующий формат:

где точка — имя точки; х, у, z — координаты точки.

При Движение точка — точка программист явно указывает каждое пере­мещение инструмента либо приращениями относительно предыдущего положения, либо точкой результирующего положения центра (вершины) инструмента. Этот тип движения реализуется операторами ВТОЧКУ и ПРИРАЩ. В дальнейшем этот тип движения в некоторых случаях будет именоваться как «поточечное движение».

Оператор ВТОЧКУ вызывает перемещение в заданную точку и имеет формат:

где точка — имя точки; х, у, z — координаты точки.

Вместо чисел в качестве координат точки можно использовать арифметические выражения. Если в операторе указаны только две координаты, то координата 2 счи­тается равной нулю.

Оператором ПРИРАЩ указывается перемещение относительно текущего положе­ния на заданный вектор. Оператор имеет следующий формат:

где вектор имя вектора; х, у, z — проекции вектора на координатные оси.

При программировании непрерывного движения на языке Техтран описывается движение инструмента относительно трех поверхностей: поверхности детали (ПД); направляющей поверхности (НП); ограничивающей поверхности (ОП). Рабочая часть инструмента при этом находится в постоянном контакте с поверхностью детали и направляющей поверхностью. Конечное положение инструмента после выполнения очередного оператора непрерывного движения определяется ограничивающей поверхностью. Прямые и окружности, составляющие контур детали, представляют собой проекции НП иОП на горизонтальную плоскость.

Поверхность детали представляет собой плоскость — горизонтальную или наклонную. По умолчаниюПД совпадает с плоскостью хОу.

Оператор ИНСТР (описание инструмента) предназначен для задания геометрических параметров инструмента, необходимых для расчета траектории его движения относительно контура и поверхности детали. Оператор имеет следующий формат:

где диаметр — диаметр инструмента; радиус — радиус скругления режущей кромки.

Оператор ИДИ задает начало непрерывного движения. Оператор ИДИ выводит инструмент в рабочее положение относительно управляющих поверхностей НП, ПД и ОП. Положение инструмента относительно каждой из них указывается модификаторами ДО, НА, ЗА. Оператор имеет следующий формат:

По команде ИДИ инструмент выводится в требуемую точку по кратчайшему пути. ЕслиНП и ОП имеют две точки пересечения, то выбирается ближайшая из них.

Операторы постпроцессора задают режимы обработки детали на станке с ЧПУ и управляют постпроцессором. Их используют для задания подачи, частоты вращения шпинделя, коррекции, охлаждения и т. д. Как отмечалось ранее, операторы постпроцессора не обрабатываются процессором. Синтаксический и семантический контроль их выполняется постпроцессором. Ниже приводится описание основных операторов, реализованных в постпроцессорах САП Техтран. В описании каждого оператора, как правило, даны несколько форматов, используемых в различных постпроцессорах.

Общий формат операторов постпроцессора имеет вид:

Главное слово идентифицирует оператор постпроцессора. Операндами операторов постпроцессора могут быть служебные слова (вспомогательные слова), числа (или арифметические выражения) и литералы. Главные и вспомогательные слова операторов постпроцессора приведены в приложениях соответственно. Формат операторов постпроцессора определен в стандарте ISO 3592, ISO 4343 и в методических рекомендациях Госстандарта MP 209—86.

Подмножество операторов постпроцессора, допустимое для определенного типа оборудования с ЧПУ, определяется разработчиком постпроцессора.

 

ГеММа-ЗD (система геометрического моделирования и программирования для станков с ЧПУ). Разработчик — НТЦ ГеММа.

Обеспечивает подготовку управляющих программ для токарных, фрезерных (2-, 3-координатная обработка), электроэрозионных (2-, 4-координатная обработка), гравировальных станков с ЧПУ, а также оборудования лазерной плазменной резки и листопробивной обработки. Система реализует функции обработки поверхностей по различным стратегиям, что важно для изготовления деталей по моделям, импортированным из других систем. Возможна перманентная коррекция подачи при отработке сложных траекторий с целью оптимизации условий резания и обеспечения высокого качества обработки.

ГеММа-ЗD работает в едином технологическом комплексе с системой КОМПАС 3D. Модель будущего изделия строится в КОМПАС 3D, а затем передается в систему ГeMMa-3D, где создается программа для станков с ЧПУ на изготовление данной модели.

Интерфейс с другими системами реализован через распространенный стандартный формат IGES, который имеется практически во всех российских и зарубежных CAD-системах. Этот формат позволяет передать любую геометрию, построенную в конструкторской системе. Модель, переданная в систему ГeMMa-3D, без всяких доработок может служить основой для построения управляющих программ для станка с ЧПУ.

Компьютер с системой ГеММа может подключаться непосредственно к устройству ЧПУ. Система имеет собственный язык макропрограммирования GML (Gemma Macro Language), предназначенный для создания макропроцедур (макросов). С помощью макросов по желанию пользователей могут быть описаны необходимые им процедуры, не вписывающиеся в рамки уже действующей системы, например, циклы движения инструментов, не предусмотренные базовой конфигурацией системы.

 

Машинная графика.

 

Программное обеспечение графики представляет собой набор программ, написанных так, чтобы сделать их удобными для пользователя, работающего с системой машинной графики. Этот набор программ включает программы для формирования изображений на экране ЭЛТ, для манипулирования изображениями и для выполнения различного рода взаимодействий между пользователем и системой. Кроме программ графики он может включать дополнительные программы, реализующие некоторые специальные функции САПР/АПП. К их числу относятся программы анализа конструкций (например, анализ методом конечных элементов и моделирование кинематики) и программы планирования производства (например, программы автоматизированного планирования производства и числового программного управления).

Существуют шесть «правил» которыми следует руководствоваться при проектировании программных средств графики:

1. Простота. Программные средства машинной графики должны быть простыми в обращении.

2. Непротиворечивость. С точки зрения пользователя программы па­кета должны функционировать согласованно и предсказуемым образом.

3. Полнота. В наборе графических функций не должно быть суще­ственных упущений.

4. Устойчивость. Система графики должна быть устойчивой к незна­чительным ошибкам оператора.

5. Производительность. Программные средства должны обеспечи­вать максимально возможную производительность в пределах ограничений, налагаемых аппаратными средствами. Программы графики должны быть эффективными, а время реакции должно быть малым в разумных пределах.

6. Экономичность. Программы графики не должны быть слишком большими или дорогостоящими, чтобы это не стало препят­ствием к их использованию.