Способы и технические средства подготовки управляющих программ

В большинстве случаев применение CAD/CAM-систем позволяет объединить труд представителей нескольких специальностей в лице одного специалиста – конструктора-технолога-программиста. Исключение составляют лишь программы обработки особо сложных деталей, разработка которых требует специфических знаний по технологии и математике.

 

 

 

Процедура ручного составления  управляющих программ

Ручной способ подготовки управляющих  программ применяется, как правило, в двух случаях:

• при изготовлении технологичных и несложных по конструкции изделий, когда трудоемкость подготовки управляющей программы вручную соизмерима с трудоемкостью подготовки исходных данных для автоматизированного программирования;
• когда на предприятии отсутствуют технические средства по автоматизированной подготовке управляющих программ.

Для выполнения ручного программирования необходимо иметь:

• чертеж детали с техническими требованиями на ее изготовление;
• руководство по эксплуатации станка с ЧПУ, на котором будет выполняться обработка;
• инструкцию по программированию для системы ЧПУ данного станка;
• сведения об имеющемся режущем инструменте с указанием настроечных размеров;
• нормативы режимов резания.

Результатом ручного программирования является текстовая или табличная  запись управляющей программы, которая  затем либо набирается непосредственно  на пульте станка, либо наносится с  помощью специальной техники  на программоноситель, с которого загружается в систему ЧПУ станка.

Ручная подготовка управляющей  программы организационно представляет собой достаточно сложный процесс, в котором собственно составление  текста управляющей программы является лишь одним из нескольких взаимосвязанных этапов. На рис.2 изображена структурная схема организационного процесса ручного составления управляющей программы, характерного для стабильно работающего предприятия.

Рисунок 2. Структурная схема ручного составления управляющей программы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                 Системы автоматизации программирования (САП)

 

Составной частью процесса технологической подготовки производства является программирование работы оборудования с ЧПУ, которое может выполняться как в ручном режиме, так и с применением средств автоматизации.

“Ручное” программирование состоит в том, что технолог по заданному операционному технологическому процессу рассчитываем траекторию перемещения инструмента, назначаем необходимые технологические команды (подачу, охлаждение, смену инструмента и т.д.). При этом требуется детальная проработка технологического процесса, когда определяются не только отдельные рабочие ходы, но и производится расчленение каждого из них на шаги, представляющие собой перемещения инструмента вдоль определенного геометрического элемента поверхности детали (цилиндр, конус, дуга и др.). Шагами могут быть и отдельные участки поверхности, обрабатываемые  с резными режимами резания.

Результатом программирования является управляющая программа (УП), которая представляет собой совокупность команд на языке программирования и  определяет алгоритм функционирования станка по обработке конкретной заготовки.

При автоматизированном программировании в идеальном случае все задачи ручного программирования должны решаться на ЭВМ.

Оператор, управляющий станком  с ЧПУ, обычно не принимает непосредственного  участия в формировании детали, точность получаемых размеров и качество обработки  обеспечивается УП и точностью станка.

“Автоматизированное” программирование заключается в том, что ряд задач выполняется с помощью  системы автоматизации программирования (САП). САП – это комплекс технических, программных, языковых и информационных средств, осуществляющих преобразование данных чертежа и технологии в коды устройства для управления оборудованием с ЧПУ. Они обычно организованы по структуре: входной язык, процессор, промежуточный язык, постпроцессор.

Структуру САП можно представить  себе в виде, рис. 3.

Рисунок 3. Структурная схема  САП 

Входной язык САП- это проблемно ориентированный язык, для описания исходных данных о детали и технологическом процессе ее обработки на оборудовании с ЧПУ, служит для ввода исходной информации в процессор.

Процессор САП - программное изделие для решения геометрических и технологических задач, и для управления процессом обработки данных на ЭВМ.

Промежуточный язык - внутренний программно-ориентированный язык, служащий для представления данных, передаваемых от процессора к постпроцессору.

В литературе промежуточный  язык называют CL DATA (Cutter Location Data-данные о перемещении инструмента).

Постпроцессор САП - программное изделие, для адаптации УП к конкретному оборудованию с ЧПУ.

САП классифицируется по нескольким критериям, рис. 3.2:

а) по числу управляющих координат

б) по уровню принимаемых решений

в) по уровню

специализации

г) по форме представления исходных  данных

д) по режиму работы

                                                 Рис. 3.2. Критерии классификации САП

 

а). Двух-координатные САП готовят УП для токарных, электроэрозионных, газо-резательных и др. станков. Движение инструмента происходит в одной из координатных плоскостей.

2.5-координатные САП готовят УП для токарных, фрезерных, сверлильных и др. станков, при этом одновременное перемещение только по двум координатам.

Трех-координатные САП готовят УП для обработки произвольной поверхности второго порядка. Многокоординатные САП могут также обеспечивать угловые перемещения вокруг одной из координатных осей.

Примеры САП: 2,5коорд.: ЕСПС-ТАУ, САП-СМ, ТЕХТРАН, АДАРТ (США), NELAPT(Англ.), AutoText(ГДР), IFAPT(Франц), Гарт (Яп).

3- коорд.: MODAPT (Итал), PROMO (Франц).

Многокоорд.: АРТ(США-Automatically Programmed Tools).

б). К технологическим задачам, решаемым автоматизированно или нет, относятся такие, как типовые технологические циклы течения, сверления, нарезания резьбы, фрезерования кругового и прямоугольного, фрезерования пазов и карманов, разбиения припусков на проходы, расчет режимов резания и др.

в). универсальные САП – это системы широкого назначения. Например: АРТ-позволяет программировать обработку конусов, цилиндров, эллипсоидов, сфер, и др.

Специализированные САП - для подготовки УП по видам обработки (токарной, фрезерной, сверлильно-расточной, и др.).

Последние годы развития САП  идет по пути создания специализированных систем с высоким уровнем автоматизации  решения технологических задач.

Пример.            EXAPT(ФРГ), состоит из трех подсистем:     

EXAPT-MO1 - ядро системы;

EXAPT-MO2 - для токарных станков;

EXAPT-MO3 –сверл., фрез., ОЦ.

Подсистема EXAPT-MO2 включает следующие этапы:

                         -описание геометрии детали;

                         -описание технологических переходов;

                         -описание процесса обработки;

При этом автоматизировано решение задач:

-разбиение на проходы;

-расчет режимов резания;

-построение траектории  движения инструмента при черновой. и чистой обработке;

- контроль на наличие  столкновений.

В настоящее время выпускаются  системами ЧПУ типа CNC со встроенными САП программаторами. Они поздравляют оперативно подготавливать УП (разрабатывать, отлаживать и редактировать) во время обработки другой установки. Это сокращает простой оборудования.

г). Большинство САП имеют свободную форму представления исходных данных на входном языке, в том числе – геометрическая модель.

При табличной форме технолог заполняет специальные бланки в  виде таблиц.

Представление в форме  «меню» это свойство интерактивных  САП, когда с экрана дисплея запрашивается  требуемая информация и по выбору пользователя она вводится в систему.

д). Первые САП работали в пакетном режиме, когда данные, подготовленные технологом, вводились в ЭВМ и преобразовывались в УП для станка. В случае ошибок - процедура повторялась.

  

                                          Литература

 

1. Валиков А.Н. Технология XSLT. - СПб.: БХВ-Петербург, 2002. - 544 с

2. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Концепция числового программного управления мехатронными системами: реализация диагностической задачи управления - Мехатроника №3 2001 с. 2-6

3. Харченко А.О. Станки  с ЧПУ и оборудование гибких  производственных систем: Учебное  пособие для студентов вузов.  – К.: ИД «Профессионал», 2004. –  304 с.

4. Шохрин А.В., Абзаев Р.С., Кузьминых Т.В., Потягайло О.Н., Платонов А.И. Исследование физических явлений процесса резания на основе применения компьютерного центра диагностики. Будущее машиностроения России. Сборник трудов всероссийской конференции молодых учёных и специалистов. 25-27 ноября.

2008г.- МГТУ имени Н.Э.  Баумана. М 2008 г.

5. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: Справочник-учебник в 3-х т. Т. 3: Проектирование станочных систем /Под общей ред. А.С. Проникова - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана; Изд-во МГТУ «Станкин», 2000. - 584 с.

Интернет ресурсы:

http:// www.cftech.ru

http://www. bibt.ru

http://xmlhack.ru

http://web.envos.com.ua