Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ Слаженная деятельность любого высокотехнологичного производства недостижима без решения важнейшей задачи – создания управляющих программ для станков с числовым программным управлением (ЧПУ).
В настоящее время практикуются два основных способа разработки таких программ, а именно:
цеховое программирование (с использованием станочной стойки ЧПУ);
создание программы на персональном компьютере с ее последующей загрузкой в стойку ЧПУ станка.
При этом способ цехового программирования на сегодняшний день признан морально устаревшем в силу недостаточного уровня эффективности, а потому и применяется он не часто. Прежде всего, в сравнении с клавиатурой ПК клавиатура ЧПУ-стойки не столь удобна. К тому же, при программном обеспечении СЧПУ имеется гораздо меньше возможностей в плане редактирования программ. Наконец, УП вводится в память СЧПУ вручную, что требует определенного периода времени, на протяжении которого станок простаивает, а значит, задерживается и выпуск конечной продукции. Вот почему создание программного обеспечения на персональном компьютере с последующей загрузкой в СЧПУ является ныне гораздо более приемлемым вариантом решения проблемы.
Вебинар «Создание управляющих программ для станков с ЧПУ в среде SOLIDWORKS» 27.08.2020г.
В этом случае отсутствие вышеперечисленных недостатков дополняется еще и тем безусловным плюсом, что коды рабочих программ можно без труда набирать в каком угодно текстовом редакторе, обеспечивая их сохранность в необходимом формате. Многие программисты широко используют с этой целью общеизвестный «Блокнот» – одну из самых доступных опций в стандартном наборе операционной системы Windows.
На сегодняшний день имеется большое количество текстовых редакторов, которые специально создаются с целью разработки кодов управляющих рабочих программ для станков с ЧПУ, предоставляющих массу возможностей в плане, как написания станочного кода, так и его оперативного редактирования. Так, например, они обеспечивают возможность перемещения курсора непосредственно к коду смены режущих инструментов, добавления либо, напротив, устранения пробелов, автоматической нумерации строк и т.д. Подобные функции обычному текстовому редактору ни к чему, однако, они весьма полезны в процессе создания и последующей отладки станочных программ. В наиболее востребованных редакторах управляющих программ для ЧПУ существует набор инструментов, позволяющих качественно осуществлять графическую проверку кода и его быструю трансляции на станок. В сохраняемых файлах текстовых редакторов применяется чаще всего расширение «.txt».
Наличие в программном коде ошибок чревато серьезными сбоями в работе оборудования, начиная от поломок функциональных инструментов и порчи деталей и вплоть до полного выхода станка из строя, либо даже причинение травмы оператору станка. Опытным программистам хорошо известно, что намного проще, да и дешевле заранее проверить программу на компьютере, нежели допустить ошибку при её разработке непосредственно на станке.
ОБУЧЕНИЕ ЧПУ — УРОК 12 — СОЗДАНИЕ УП НА ПК / Программирование станков с ЧПУ и работа в CAD/CAM
Основным способом проверки управляющей программы на персональном компьютере является графическая симуляция процесса обработки. Выглядеть подобная симуляция может и как прорисовка описываемой центром инструмента траектории, и как полная имитация обработки на станке детали, включая демонстрацию цикла удаления материала.
Возможность симуляции позволяет технологу-программисту выявить ошибку в программе уже в ходе наблюдения на мониторе персонального компьютера за траекторией, по которой перемещается центр инструмента. Данный вид симуляции получил название Backplot (Бэкплот). Используя метод Backplot оператору легко визуализировать ошибку, распознать которую весьма сложно при обычном способе просмотра кода управляющих программ. В большинстве случаев Backplot используют в ходе написания программы и ее отладки, а метод твердотельной верификации (verification – проверка) применяют лишь на завершающем этапе осуществляемой проверки.
Твердотельная верификация – незаменимый инструмент по проверке управляющей программы на ПК, поскольку, в отличие от бэкплота, позволяет осуществлять визуальное наблюдение за процессом устранения материала заготовки и наблюдать полный результат функционирования обрабатывающей программы в виде уже готовой детали. Получаемую «виртуальную» деталь можно рассмотреть в различных ракурсах, дабы окончательно убедиться в безупречном выполнении всех элементов программы.
Источник: www.axispanel.ru
Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ
Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ позволяет получить удобную графическую среду, предназначенную для проектирования деталей, подразумевающую твердотельное или каркасное моделирование. Возможность точно указать самые мелкие параметры позволяет добиться высокого качества детали и максимально снизить время ее изготовления.
Создание управляющей программы для станка с ЧПУ актуально для:
- Токарных станков;
- Фрезерных станков;
- Расточных станков;
- Сверлильных станков;
- Шлифовальных станков;
- Комбинированных станков.
С помощью фрезерного станка можно резать металл или обрабатывать поверхности в автоматизированном режиме, который обеспечивает управляющая программа.
КАК ПРОИСХОДИТ СОСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММЫ ДЛЯ СТАНКА С ЧПУ
Составление управляющей программы для станка с ЧПУ проходит в несколько этапов. Каждая деталь, обрабатываемая на устройстве с ЧПУ, представляется в качестве геометрического объекта. В процессе изготовления заготовка и рабочий инструмент двигаются по заданным траекториям. Именно они задаются управляющий программой, описывающей движение центра инструмента.
Если траектория движения сложная, она состоит из нескольких более простых участков. Ими могут быть прямые линии, кривые или дуги окружностей. Места сопряжения участков называют узловыми или опорными точками. В управляющей программе содержатся их координаты.
Программирование обработки на станках с ЧПУ дает возможность оптимизировать процесс изготовления единицы продукции, а значит — уменьшить ее себестоимость.
Современное ПО позволяет выполнить проверку – так называемое виртуальное фрезерование. Благодаря ему можно проверить, насколько правильно написана программа и, при обнаружении ошибок, внести коррективы в готовый проект. Преимущество виртуальной симуляции состоит в следующем: нет необходимости тратить ресурсы на пилотную партию изделий, что экономит денежные средства, снижает материальные и денежные затраты.
НАПИСАНИЕ УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ СТАНКА С ЧПУ: ЧТО УЧИТЫВАТЬ?
В современном российском промышленном производстве широко применяется функционал современных программ управления, позволяющих выполнить следующие операции:
- Открыть изображение в одном из распространенных графических форматов
- Построить 3D-модель. Эта функция является наиболее востребованной. Взяв за основу плоское изображение, программа позволяет точно воспроизвести все, что будет отражено на готовой объемной детали
- Рассчитать направление движения инструмента, вычислить количество проходов, выбрать тип фрезы или другого рабочего инструмента
- Создать прототип – готовую программу, которая будет сохранена и загружена в память станка с ЧПУ.
Для облегчения программирования обработки на станках с ЧПУ может использоваться универсальная программная среда, в библиотеках которой содержатся характеристики процессоров наиболее распространенных станков, это предотвращает возникновение проблем, связанных с совместимостью оборудования с новой управляющей программой.
Источник: promressurs.ru
Создание управляющих программ для ЧПУ
Данная статья описывает основные ключевые моменты создания управляющих программ для ЧПУ, поэтому будет полезна только для тех, кто столкнулся с этим впервые. Для других может оказаться полезным ознакомление с интерфейсом и возможностями использования программы ArtCAM Jewelsmith 2010.
ArtCAM 2010 выбран по ряду причин: в сети достаточно легко найти его условно-бесплатную версию, программа имеет русскоязычный интерфейс, есть простой и удобный вызов справки, позволяет работать с достаточно широким рядом моделей станков с ЧПУ, в программе представлен обширный набор инструментов для 2 D и 3 D моделирования.
Создание модели
Создание управляющих программ для ЧПУ всегда начинается с задания параметров заготовки (модели). Для этого перейдите во вкладке Файл →Новый →Модель . Появится окошко «Размер новой модели». Высота и ширина модели указывается в соответствии с ориентированием по направлению осей координат рабочего стола станка с ЧПУ. Высота соответствует оси Y , а ширина – оси X .
Разрешение следует увеличивать, если планируется работа со сложными, наполненными мелкими деталями объектами и 3 D моделями. Этот параметр существенно снижает производительность слабого компьютера.
Построение векторов
Вектор при написании программ для станков с ЧПУ – это основа основ. Практически вся основная работа в программе ArtCAM сводится к созданию векторов, так как именно ими определяется направление движения фрезы.
Векторы могут иметь вид прямой или ломанной, квадрата или окружности, кривой или дуги, однако нужно всегда помнить, что у вектора всегда есть начальная и конечная точка. Самая распространенная ошибка в программе ArtCAM возникает при объединении нескольких векторов, когда образуются невидимые «петли» и начальная или конечная точки оказываются где-нибудь посредине вектора.
Чтобы создать простейший вектор в виде линии достаточно выбрать инструмент «Создать Полилинию» и кликнуть левой кнопкой мыши по месту начальной точки вектора, затем последовательно по остальным точкам и закончить построение нажатием правой кнопки мыши. Для более точного позиционирования можно кликнуть правой кнопкой по выбранному инструменту и воспользоваться всплывающим окошком, последовательно добавляя туда координаты и прочие параметры ключевых узлов вектора.
Полученный вектор можно изменить в масштабе, повернуть, переместить, объединить с другими векторами, растянуть, искривить, сгладить углы, разделить на несколько отдельных векторов, обрезать, зеркально отразить и многое-многое другое. Однако, тема данной статьи «Создание управляющих программ для ЧПУ», а о работе с векторами в программе ArtCAM можно написать целую книгу.
Создание траектории движения фрезы
Построенные векторы позволяют задать направление движения фрезы. Для этого следует выбрать необходимые векторы, выделив рамкой или поочередно кликнув на них с зажатой клавишей Shift . Затем перейти во вкладке Траектории → Новая 2 D траектория → Профиль . В открывшемся окне потребуется ввести ряд параметров движения фрезы относительно векторов. Узнать о каждом параметре подробнее можно нажав на значок вызова справки в верхнем правом углу окошка.
Параметр Тип профиля и векторная связь определяет, будет ли двигаться фреза своим центром по линии вектора (Вдоль), или производить обработку по его краю со смещением Внутрь (влево, вверх) или Наружу (вправо, вниз) на величину радиуса фрезы.
В параметре Глубина резания необходимо задать значение Финишный проход. При необходимости провести обработку заготовки в два прохода фрезы, следует установить значение глубины на Начальный проход.
В Профильном инструменте можно выбрать подходящую по рабочим параметрам фрезу, создать и добавить собственный инструмент или скопировать и отредактировать имеющийся.
Подвод/Отвод и Наклонное врезание прописывают в управляющей программе для ЧПУ траекторию врезания фрезы в обрабатываемую заготовку.
Последовательность резания позволяет установить очередность обработки по выбранным векторам.
Параметр Плоскость Безопасности по Z задает высоту инструмента над заготовкой для безопасного перехода от одного вектора к другому.
В последнем пункте задается Высота заготовки (пусть будет 16 мм), обозначается Ноль по Z и Положение модели в заготовке (для 3 D ) относительно верхнего и нижнего края. Для обработки по профилю ноль по Z следует установить по верхнему краю и переместить движок Положения модели в заготовке в крайнее верхнее положение.
Остается только задать имя траектории и нажать кнопку Вычислить сейчас. На рабочей области программы ArtCAM появятся новые траектории движения фрезы.
Создание управляющей программы
После того как построены все необходимые векторы и по ним заданы траектории движения фрезы, необходимо создать файл с программным кодом и переместить его в память станка с ЧПУ. Файл представляет собой набор команд в буквенно-цифровом формате. Однако в различных моделях станков с ЧПУ формат написания однотипных команд может отличаться.
Для создания управляющей программы для ЧПУ следует перейти во вкладку Траектории → Сохранить траекторию как . В открывшемся окне в левой части отображаются все предварительно выбранные траектории. Если для обработки модели используется одна и та же фреза, то все траектории в порядке очередности выполнения можно перенести в правое окошко. После сохранения все траектории объединятся в одном файле. Название файла необходимо прописывать латинскими буквами, так как после переноса файла в память станка с ЧПУ на экране вместо русских букв может появиться абракадабра.
Выпадающий список Формат выходного файла УП (управляющей программы) позволяет подобрать тот формат файла, который наиболее подходит к данной модели станка с ЧПУ. Если в списке отсутствует нужная модель, то потребуется обратиться к документации станка, чтобы определить тип расширения читаемых файлов. Затем, создав простейшие траектории, сохранить выходной файл в различных форматах и задать его выполнение на станке ЧПУ (сначала без инструмента). Если параметры обработанной детали не отличаются от заданных в графической модели, то формат созданного файла управляющей программы для ЧПУ подобран правильно.
Источник: mastermdf.ru
ЭТАПЫ ПОДГОТОВКИ УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ СТАНКОВ С ЧПУ
ПРОЦЕСС ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В СИСТЕМЕ «ЧЕРТЕЖ — ГОТОВАЯ ДЕТАЛЬ». ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ И ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ ПРИ ПОДГОТОВКЕ УП
При числовом программном управлении станками процесс подготовки управляющих программ (УП) — это последовательное программирование отдельных этапов обработки детали. В общем случае означает подготовку и нанесение на программоноситель необходимых команд, которые могут быть автоматически прочитаны и выполнены системой ЧПУ и самим станком.
Процесс подготовки УП можно представить, рассматривая его как процесс передачи и преобразования информации в системе «чертеж детали — готовая деталь».
Система «чертеж—деталь» — это совокупность технических средств и процессов по преобразованию информации чертежа в материальную деталь, соответствующую техническим требованиям (точности размеров, формы, шероховатости и качеству поверхностного слоя) и другим технико-экономическим показателям (минимальным приведенным затратам, минимальной себестоимости и т.п.).
Структура системы «чертеж—деталь» зависит от сложности изготавливаемых деталей, объемов их производства, уровня автоматизации технических средств и является многоуровневой. Верхний уровень представлен чертежом, нижний уровень — элементами технологической системы: станком с ЧПУ, приспособлением, режущим инструментом, заготовкой (деталью).
С точки зрения преобразования информации при подготовке управляющих программ для станков с ЧПУ система «чертеж—деталь» содержит подсистемы: технологической подготовки (ТП); математических расчетов (МР); изготовления и контроля управляющих программ (ИКП); внедрения процесса обработки по УП (ВП) (рис. 5.1). Задачи, решаемые на всех этапах подготовки УП в представленных подсистемах, даны на рис. 5.2.
Подсистема технологической подготовки (ТП) включает следующие этапы работ.
I этап. Подготовка исходных данных для проектирования технологического процесса изготовления детали на станке с ЧПУ.
Рис. 5.1. Преобразование информации в системе «чертеж-готовая деталь»
IIэтап. Разработка маршрутной технологии изготовления детали.
III этап. Проектирование операционной технологии изготовления детали.
На этапе подготовки исходных данных (I этап) для проектирования технологического процесса должен быть проведен технико-экономический анализ целесообразности изготовления детали на станке с ЧПУ, осуществлен выбор конкретного станка с ЧПУ исходя из условий: соответствия системы ЧПУ и количества управляемых координат станка, потребных для обработки; соответствия размеров рабочей зоны станка габаритным размерам детали; соответствия мощности, жесткости и технических характеристик станка режимам обработки; точности и требуемой шероховатости поверхности, обеспечиваемых данным станком. В результате выполнения работ на данном этапе проводится анализ чертежа детали на технологичность ее изготовления на станке с ЧПУ, разрабатывается укрупненный план обработки и уточняются условия поставки заготовки.
На этапе проектирования операционной технологии изготовления детали (III этап) должен быть разработан подробный план каждой операции с построением траекторий рабочих и вспомогательных перемещений, расчетом режимов резания, составлена расчетно-технологическая карта (РТК) изготовления детали на станке с ЧПУ.
Подсистема проведения математических расчетов (МР) включает следующие этапы работ.
Рис. 5.2. Этапы и задачи, решаемые при подготовке УП в системе «чертеж-готовая деталь»
IVэтап. Расчет траекторий перемещения режущих инструментов при проведении обработки на станке с ЧПУ.
Уэтап. Кодирование УП.
Этап расчетов траекторий движения (1Уэтап) включает расчет координат опорных точек эквидистант в процессе реализации линейной и круговой интерполяции с задаваемым шагом аппроксимации поверхностей в выбранной системе координат детали. Расчеты выполняются с точностью, определяемой дискретностью выбранной системы ЧПУ Также проводятся расчеты величин перемещений на участках траекторий, расчет времени перемещений.
Этап кодирования УП (V этап) включает: перевод расчетных параметров в координатную систему станка; использование в УП его конкретных технических характеристик (пределов подач рабочих органов, скоростей вращения шпинделя, длин ходов исполнительных органов, допустимых значений ускорений и торможений, приемлемых перебегов при резком изменении направления движения органов станка и т.п.); использование в УП подготовительных и вспомогательных функций СЧПУ, функций коррекции на диаметр и вылет инструмента и т.д.
Результатом выполнения работ в подсистеме математических расчетов является получение управляющих программ на проблемно- ориентированном языке и в коде станка с ЧПУ, например в международном коде ISO — 7 бит.
Подсистема изготовления и контроля управляющих программ (ИКП)
VIэтап. Контроль УП вне станка с ЧПУ и запись УП на программоноситель.
Перед внедрением управляющих программ с целью правильного изготовления по ним детали на станке с ЧПУ обязательно проводится графическая проверка рассчитанных траекторий. Проверка УП осуществляется визуально при использовании дисплеев, графопостроителей, координатографов с последующим цифровым определением координат опорных точек траекторий. Далее осуществляется изготовление программоносителя (перфолента, магнитная дискета и т.п.).
Подсистема внедрения УП (ВП) включает:
VII этап. Отработка УП на станке без установки инструмента, оснастки, заготовки.
VIII этап. Обработка контрольной детали.
Указанные работы проводятся в целях проверки правильности расчетов УП, проверки правильности применения технологических приемов, проверки правильности отработки УП рабочими органами станка.
Применяют следующие методы подготовки УП:
- 1) ручное программирование, выполняемое соответствующими специалистами (инженером-технологом, программистом и др.);
- 2) автоматизированное программирование, выполняемое при использовании системы автоматизированной подготовки УП для станков с ЧПУ (САП УП), построенной на основе применения ЭВМ;
- 3) оперативное, диалоговое программирование, когда подготовка УП производится непосредственно у станка с клавиатуры УЧПУ.
В общем случае независимо от принятого метода подготовки УП сопроводительная документация обычно включает: чертеж детали; карту наладки инструментов; расчетно-технологическую карту изготовления детали на станке с ЧПУ; управляющие программы обработки и их распечатки; графики траектории инструментов (при автоматизированном расчете УП) и акт проверки управляющих программ.
В карте наладке инструментов записываются координаты вершин инструментов, определяемые вне станка на специальных приборах.
Расчетно-технологическая карта содержит законченный план обработки детали на станке с ЧПУ в виде графического изображения траекторий движения используемых инструментов со всеми необходимыми пояснениями и расчетными размерами.
Источник: studref.com