/
Автор: Агафонов В.Н. Гурьянихин В.Ф.
Теги: формообразование со снятием стружки молоты и прессы разделительные операции без образования стружки, дробление и измельчение, обработка листового материала, изготовление резьбы автоматика станки автоматизация станкостроение учебное пособие технология машиностроения
ISBN: 5-89146-312-1
Год: 2002
Текст
Министерство образования Российской Федерации
Ульяновский государственный технический университет
В. Ф. Гурьянихин, В. Н. Агафонов
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ОПЕРАЦИЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК
НА СТАНКАХ С ЧПУ
Учебное пособие к лабораторным работам и практи-
ческим занятиям по курсам «Технология обработки
заготовок на автоматических станках и линиях» и
«Технология автоматизированного машиностроения»
(направление 552900)
Ульяновск 2002
УДК 621.9.06-529(076)
ББК 32.965я7
Г 95
Рецензенты: кафедра «Технологии» Ульяновского государственного
педагогического университета;
зам. генерального директора ЗАО НПК «Волга - Экопром»
канд. техн, наук В. Г. Ромашкин
Редактор канд. техн, наук, профессор Е. А. Карев
Гурьянихин В. Ф., Агафонов В. Н.
Г 95 Проектирование технологических операций обработки заготовок на
станках с ЧПУ: Учебное пособие / В. Ф. Гурьянихин, В. Н. Агафонов. -
Ульяновск: УлГТУ, 2002. - 60 с.
ISBN 5-89146-312-1
Пособие написано в соответствии с учебной программой курсов «Технология
обработки заготовок на автоматических станках и линиях» н «Технология
автоматизированного машиностроения» н предназначено для инженерной и
магистерской подготовки студентов направления 552900 «Технология, оборудование и
автоматизация машиностроительных производств». Изложены особенности
технологической подготовки операций обработки заготовок иа токарных и
многоцелевых станках с ЧПУ, приведены методики кодирования информации и
разработки управляющих программ.
Учебное пособие также может быть использовано студентами специальности
120100 всех форм обучения для получения соответствующих навыков самостоятельной
работы прн выполнении курсовых и дипломных проектов.
Работа подготовлена на кафедре «Технология машиностроения».
УДК 621.9.06-529(076)
ББК 32.965я7
© Гурьянихин В. Ф., Агафонов В. Н., 2002
ISBN 5-89146-312-1 © Оформление. УлГТУ, 2002
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ. 4
1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Проектирование технологической операции (процесса) обработки
заготовок на токарном станке с ЧПУ 16Б16Т1С1 ......... 5
2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
Подготовка управляющих программ для обработки заготовок на токарном
станке с ЧПУ 16Б16Т1С1................................. 12
3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Проектирование технологического процесса (операции) обработки
заготовок на многоцелевом станке ВМ501ПМФ4............ 25
4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Подготовка управляющих программ для обработки заготовки
на многоцелевом станке ВМ5 01НМФ4...................... 35
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Состав команд клавиш управления на наборном поле
пульта управления токарного станка 16Б16Т1С1........... 53
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Диапазоны частот вращения шпинделя....... 54
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Пример управляющей программы для обработки
заготовки на токарном станке с ЧПУ 16Б16Т1С1........... 55
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Пример управляющей программы для обработки
заготовки на многоцелевом станке ВМ501ПМФ4............. 57
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.............................. 60
4
ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ
ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
К лабораторной работе допускается студент, знающий методику выпол-
нения и прошедший собеседование с преподавателем или программированный
контроль.
Перед началом работы студент обязательно знакомится с инструкцией
по технике безопасности.
1. Необходимо соблюдать общие правила техники безопасности при ра-
боте на металлорежущих станках.
2. При ознакомлении с устройством станков и устройствами ЧПУ
(УЧПУ) категорически запрещается прикасаться к токоведущим частям стан-
ков, нажимать какие-либо кнопки и менять положение переключателей и руко-
яток.
3. Категорически запрещается самостоятельная работа студентов непо-
средственно на станке в отсутствие учебного мастера или преподавателя.
4. Для обеспечения безопасной работы на станке необходимо выдержать
ряд требований:
- станок и устройство ЧПУ должны быть надежно заземлены;
- дверцы электрошкафа и УЧПУ во время работы должны быть закрыты;
- при первоначальном пуске станка необходимо проверить действия ог-
раничительных конечных выключателей по всем координатам при ускоренном
перемещении исполнительных органов в крайние положения;
- перед началом работы на станке оператор должен убедиться в его ис-
правности;
- перед пуском станка оператор должен убедиться в исправности режу-
щего и вспомогательного инструмента, а также проверить надежность его фик-
сации в инструментальном магазине;
- при отсутствии ограждения зоны резаиия на станке оператор должен
работать в защитных очках;
- контроль размеров заготовки (детали) запрещено проводить на станке
при вращающемся шпинделе и работающих приводах подач;
- запрещается оставлять на своих местах рукоятки ручного перемещения
механизмов станка;
- во время работы запрещается отключать кабели, соединяющие между
собой отдельные составные части УЧЕТУ;
- во всех аварийных ситуациях необходимо выключить станок нажатием
кнопки «СТОП», расположенной на пульте управления;
- проверка, осмотр и регулировка механизмов станка допустима только
после отключения станка от электросети.
После окончания занятий студенты приводят свои рабочие места в по-
рядок и сдают их учебному мастеру или преподавателю. В лаборатории запре-
щается курить и пользоваться открытым огнем.
5
1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОПЕРАЦИИ (ПРОЦЕССА)
ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК НА ТОКАРНОМ СТАНКЕ С ЧПУ 16Б16Т1С1
ЕЕ Цель работы
Получение практических навыков разработки технологических операций
обработки заготовок на станке с ЧПУ 16Б16Т1С Е
Е2. Техническая характеристика станка 16Б16Т1С1
Токарный станок 16Б16Т1С1 является одним из современных станков с
ЧПУ. Он оснащен двухкоординатной контурной системой ЧПУ. УЧПУ «Элек-
троника-НЦ31» обеспечивает линейно-круговую интерполяцию, а перемещение
рабочих органов по обеим координатам (X, Z) осуществляется с помощью сле-
дящих приводов подач и датчиков обратной связи. Максимальное программи-
руемое перемещение 999 999 импульсов.
Токарный станок с ЧПУ модели 16Б16Т1С1 предназначен для токарной
обработки деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным про-
филем, в том числе и для нарезания резьб, в полуавтоматическом цикле.
Станок может быть использован в механических цехах машиностроитель-
ных заводов с мелкосерийным и серийным производством.
Класс точности станка - П.
Техническая характеристика станка 16Б16Т1С1 представлена в табл. Е
За положительное направление по оси продольного перемещения Z (рис. 1)
принято перемещение инструмента относительно заготовки вправо, а по оси
поперечного перемещения X - поперечное перемещение инструмента от заго-
товки к оператору.
За начало рабочей системы координат принята точка пересечения базового
торца А (рис. 2, а) заготовки с линией, проходящей через ось центров. Начало
системы координат можно совмещать и с другими поверхностями заготовки.
Например, на рис. 2, б за начало системы координат принята точка пересечения
торца Б заготовки с линией центров, что облегчает процесс программирования.
Станок может работать в следующих основных режимах:
- от маховика;
- от клавиши ручного управления;
- автоматически;
- вывода (индикации) содержимого памяти программы обработки парамет-
ров;
- ввода программы обработки параметров;
- размерной привязки инструмента;
6
- обучения - формирование управляющей программы при обработке в
ручном режиме.
Переключение с одного диапазона частоты вращения шпинделя на дру-
гой осуществляют вручную (во время технологического останова), а переклю-
чение частоты вращения шпинделя внутри диапазона автоматически по про-
грамме.
1. Основные технические характеристики станка 16Б16Т1С1
Наименование параметра Величина параметра
Наибольший 0 устанавливаемого изделия над стани- ной, мм 360
Наибольший 0 обрабатываемого изделия, мм 125
Наибольшая длина устанавливаемого изделия, мм 750*
Высота резца, устанавливаемого в резцедержателе, мм 25
Наибольшая длина хода суппорта, мм: - продольного - поперечного 700 210
Количество частот вращения шпинделя, об/мин бесступенчатое
Пределы частот вращения шпинделя, об/мин 20 - 700 и 80 3200
Пределы шагов нарезаемых резьб, мм 0,05 - 40,95
Пределы величин оборотных подач, мм/об: - продольных - поперечных 0,01 20,47 0,005 - 10,23
Максимальная скорость рабочей подачи, мм/мин 1200
Дискретность перемещений, мм: - продольных - поперечных (на диаметр) 0,001 0,001
Количество позиций автоматической поворотной рез- цовой головки, шт 8
Наибольший крутящий момент на шпинделе, Н-м 480
Габаритные размеры станка, мм, не более: - длина - ширина - высота' 3270 1370 1740
Масса станка, не более, кг: 2620
* - при установке центров по ГОСТ 13214-79
Рис. 1. Схема координат токарного станка с ЧПУ 16Б16Т1С1
8
б
Рис. 2. Система координат станка 16Б16Т1С1
9
1.3. Технологическая подготовка операций обработки заготовок
на станке с ЧПУ 16Б16Т1С1
Технологическая подготовка по разработке операций и управляющей про-
граммы включает следующие этапы:
- анализ рабочих чертежей деталей и заготовок и предъявляемых к ним
требований;
- разработка последовательности выполнения переходов и выбор режущих
инструментов;
- установление схемы базирования и закрепления заготовки, по которой
производится: установка заготовки на станке; установка режущих инструмен-
тов в резцовой головке; порядок смены инструментов;
- составление схемы предельного положения режущих инструментов по
отношению к «плавающему нулю» Wx., Wz. (см. рис. 1) и положения «плаваю-
щего нуля» по отношению к системе координат станка (Zo, ХД т. е. определе-
ние исходного положения резцовой головки; ,
- определение последовательности выполнения технологических перехо-
дов (обработки поверхностей заготовки), выбор комплекта режущих инстру-
ментов;
- расчет режимов резания для всех технологических переходов, нормиро-
вание операции;
- составление операционной карты (ОК);
- разработка схемы последовательности работы и траекторий перемещения
инструментов в виде карты эскизов (КЭ). На КЭ изображают все обрабатывае-
мые поверхности детали, дается привязка «плавающего нуля» к началу коорди-
нат станка и положение исходной точки, показывают траектории движения ин-
струментов (вершин резцов), составляют расчетно-технологическую карту
(РТК), в которую заносят координаты опорных точек для траекторий переме-
щения каждого инструмента (при ручном программировании);
- составление карты кодирования информации (ККИ);
- подготовка н отработка управляющей программы (УП) на станке.
Более полное описание этапов технологической подготовки токарной опе-
рации обработки заготовок на токарных станках с ЧПУ приводится в методиче-
ских указаниях [1].
Перед отработкой управляющей программы на станке производят размер-
ную привязку инструмента.
1.4. Размерная привязка инструмента
Привязка установленного на станке инструмента заключается в определе-
нии реальных размеров заготовки, которые получаются по диаметру и подрез-
ке торца в результате ее контрольной проточки.
10
Полученные размеры вводят в память УЧПУ для привязки измерительной
системы режущего инструмента. Размерная привязка производится по следую-
щей схеме (рнс. 3). Заготовку устанавливают в патрон станка с упором в торец
и подрезают торец заготовки в размер Измеряют расстояние /и!м и это зна-
чение размера в дискретах вводят в память УЧПУ. Аналогичным образом, не
меняя положение резца по осн Z, протачивают произвольную поверхность
диаметром заготовки Хщм, измеряют его и полученное значение Хизм вводят в
память УЧПУ.
В нашем случае нуль детали 0д и нуль станка 0с совмещены (см. рис. 3).
Однако удобнее принимать нуль детали на ее торце, так как все линейные раз-
меры детали привязаны к торцу. Это значительно упрощает программирование.
Исходную точку (ИТ) необходимо выбирать вне зоны обработки так, что-
бы при повороте револьверной головки инструмент с максимальным вылетом
WXj (см. рис. 1) не задевал заготовку.
Рнс. 3. Схема размерной привязки инструмента
1.5. Содержание работы
В ходе выполнения лабораторной работы разрабатывают операционный
технологический процесс механической обработки заготовки детали типа тела
вращения с оформлением операционной карты, карты эскизов по ГОСТ 3.1404-86,
расчетно-технологической карты (РТК) [1]. При разработке технологического
11
процесса решают следующие задачи: анализ рабочего чертежа детали, выбор
заготовки, выбор схемы базирования, выбор исходной точки, выбор инстру-
мента и определение последовательности обработки поверхностей заготовки,
расчет режимов резания, проектирование и расчет траекторий движения инст-
рументов, определение времени отработки каждого участка траектории,
1.6. Средства технологического оснащения
Токарный станок с ЧПУ 16Б16Т1С1.
Набор токарных резцов.
Заготовка- круг0 30-60 мм, материал-сталь45, НВ 180- 190.
1.7. Порядок выполнения работы
1. Согласно выданному заданию изучить и проанализировать рабочий чер-
теж детали.
2. Выбрать метод получения заготовки.
3. Определить схему базирования и закрепления заготовки на станке.
4. Выбрать систему координат детали.
5. Вычертить в левом верхнем углу карты эскизов обрабатываемую заго-
товку в рабочем положении с указанием технологических баз и координатных
осей.
6. Определить необходимый набор режущего инструмента.
7. Определить последовательность обработки поверхностей заготовки (де-
тали), величины припусков и число рабочих ходов (проходов).
8. Назначить режимы резания на всех переходах обработки заготовки.
9. Выбрать положение исходной точки относительно начала координат де-
тали.
10. Спроектировать траектории движения режущих инструментов; траек-
торию движения каждого инструмента нанести на карту эскизов под чертежом
обрабатываемой заготовки.
11. Рассчитать координаты опорных точек траектории и координатные
приращения и занести их в расчетно-технологическую карту.
12. Определить время обработки каждого участка траектории.
13. Окончательно оформить операционную карту.
1.8. Содержание отчета
В отчет по лабораторной работе включают следующие документы:
- операционную карту механической обработки (ОК);
- карту эскизов (КЭ);
- расчетно-технологическую карту (РТК).
12
2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ПОДГОТОВКА УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
ЗАГОТОВОК НА ТОКАРНОМ СТАНКЕ С ЧПУ 16Б16Т1С1
2.1. Цель работы
Практическое освоение методики разработки управляющей программы для
обработки заготовок на станке с ЧПУ 16Б16Т1С1.
2.2. Кодирование информации
Устройство ЧПУ «Электроника-НЦ 31» предусматривает возможность
ввода в память управляющей программы для обработки заготовки с пульта
управления оператором или с программоносителя. В качестве программоноси-
теля используют восьмимиллиметровую дорожечную бумажную ленту шири-
ной 25,4 мм или магнитную ленту. Программа состоит из нескольких кадров.
В начале программы стоит номер кадра. Каждый кадр состоит из переменного
числа слов, причем любое слово может отсутствовать кроме конца кадра ПС.
Каждое слово состоит из буквы, называемой адресом, и следующей за ней
группой цифр.
Порядок слов в кадре - произвольный. В одном кадре нельзя программи-
ровать два слова одного адреса.
Управляющая программа (УП) представляет собой совокупность команд,
которые выполняются в определенном порядке и определяют последователь-
ность обработки. Для ввода текущей УП существует специальная отведенная
для них область памяти устройства ЧПУ, так называемая рабочая (нулевая) зо-
на, рассчитанная иа 250 кадров.
Каждая команда может состоять из одного или нескольких слов. В свою
очередь, слово состоит из:
- буквенного адреса (G, F, X, Z, Р, М, S, Т);
- математического знака « - » (знак « + » принимается по умолчанию);
- значения буквенного адреса.
Дополнительно входят:
- признак системы отсчета (относительная система отсчета);
- признак модификации ( - ускоренное перемещение инструмента;
+ 45 °;-45 °);
- признак принадлежности слова к команде *.
Ввод команд осуществляют нажатием клавиш управления, расположенных
на наборном поле пульта управления системы ЧПУ (приложение 1).
13
Формат буквенных адресов [Р06. М02 [S04 М 03. G 02. Х + 06. Z + 06. РОЗ S02 JF 04 If об
Ниже приводятся назначения буквенных адресов.
N - номер кадра. Может принимать значения от 0 до 249. Максимальная
величина N может изменяться по заказу потребителя 999.
G - подготовительная функция, постоянный цикл.
X, Z - геометрические данные по осям X, Z в абсолютном задании или в
приращениях.
S - частота вращения шпинделя.
Т - функция инструмента.
М - вспомогательная функция.
Р - команда перехода в группе команд передачи управления; параметр G
функций.
F - функция подачи, шаг резьбы.
Подготовительные функции, реализованные в системе, приведены в табл. 2.
2. Подготовительные функции G
Подгото- вительная функция Наименование Время действия
1 2 3
G02 Круговая интерполяция по часовой стрелке Действует в 1 кадре
G03 Круговая интерполяция против часовой стрелки То же
G 12 Галтель по часовой стрелке »
G13 Галтель против часовой стрелки »
G4 Выдержка времени »
G21 Параметрический вызов подпрограммы »
G23 Вызов подпрограммы »
G25 Повтор части программы »
G31 Многопроходный цикл резьбоиарезания »
G32 Резьбовое движение (одно) »
G33 Нарезание резьбы плашкой или метчиком »
G15 Движение вокруг оси шпинделя »
G36 Прерывание отработки кадра Действует на кадр, в котором задан, и на два следующих
G55 Программируемый останов Действует в 1 кадре
G61-67 Группа циклов условия движения То же
G70 Однопроходный продольный цикл »
G71 Однопроходный поперечный цикл »
G72, 73 / Цикл глубокого сверления (G 72 - по оси X) »
14
Окончание табл. 2
1 2 3
G74 Цикл обработки торцовых канавок Действует в 1 кадре
G75 Цикл обработки прямых наружных канавок То же
G77 Многопроходный цикл продольного точе- ния с разделением припуска »
G78 Многопроходный цикл поперечного точе- ния с разделением припуска »
G92 Установка положения нулевой точки, сме- щение нулевой точки »
G94 Подача, мм/мии Действует до при- хода функции G 95
G95 Подача, мм/об Действует до при- хода функции G 94
G96 Задание постоянной скорости резания Действует до при- хода функции G 97
G97 Прямое задание скорости шпинделя Действует до при- хода функции G 96
В УЧПУ «Электороника-НЦ-31» реализован ряд вспомогательных М-
функций, назначение которых приведено в табл. 3.
3. Вспомогательные функции
Вспо- мога- тельная функ- ция Наименование Время действия
до отмены (замены) вспомогатель- ной функцией только в том кадре, в котором она записана
1 2 3 4
МО Программируемый останов +
Ml Останов с подтверждением +
М2 Конец управляющей программы +
М3 Вращение шпинделя по часовой стрелке +
М4 Против часовой стрелки +
М5 Останов шпинделя +
мю Реверс шпинделя +
М17 Возврат из подпрограммы + +
М19 Фиксированный останов шпинделя + +
МЗО Конец управляющей программы +
М3 7 Режим отработки «зеркально по х» +
М3 8 Режим отработки «зеркально по z» +
М41 Включение диапазона I +
М42 Включение диапазона II +
15
Окончание табл. 3
1 2 3 4
М43 Включение диапазона III +
М44 Включение диапазона IV +
М90 Отмена всех вложенных подпрограмм +
2.2.1. Программирование скорости главного движения
Требуемую величину частоты вращения шпинделя программируют в уст-
ройстве под адресом S.
При составлении УП программировать скорость главного движения необ-
ходимо в определенной последовательности:
- задать направление вращения привода главного движения (М3 или М4);
- задать диапазон скорости (М41, М42 или М43) (приложение 2);
- задать код частоты вращения шпинделя под адресом S.
Пример.
Вращение шпинделя по часовой стрелке, диапазон 2, частота - 710 об/мин.
Фрагмент УП будет иметь вид
№10...;
№ 11 М3 - правое вращение шпинделя;
№ 12 М42 - диапазон 2;
№ 13 G 97 - отмена постоянства скорости резания;
№ 14 S710 - 710 мин'1.
Программирование постоянной скорости резания задается по функции
G96.
В этом режиме под адресом S программируется скорость резания в м/мин.
Формат функции G 96 имеет вид
G96,Pi ... Р2 ... ,
где Pi - ограничение максимальной частоты вращения шпинделя в мин"’;
Р2 - ограничение минимальной частоты вращения шпинделя в мин'1.
Пример.
№ 50 М3 - правое вращение шпинделя;
№ 51 М43 - диапазон 3;
№ 52 G 96 - режим постоянства скорости резания;
№ 53 Pi 950 - максимальная частота вращения шпинделя 950 в мин'1;
№ 54 Р2 200 - минимальная - 200 мин'1;
№ 55 S 90 - скорость резания 90 мин"1.
Режим G 97 устанавливается автоматически при включении устройства.
16
2.2.2. Программирование рабочей подачи
В данном устройстве ЧПУ задается минутная или оборотная подача
(G 94 или G 95).
Функция G 94 устанавливает режим минутной подачи. Задание подачи
осуществляют адресом F. Формат адреса F зависит от того, каким образом за-
дана подача, а именно: отдельным кадром или в командах с линейной, круговой
интерполяцией, в постоянных циклах.
При задании подачи в одном кадре формат адреса F имеет вид F 04.
Пример.
№ 11 G 94 - режим минутной подачи;
№ 12 F 200 - подача 200 мм/мин.
При задании подачи в группе кадров формат адреса F - F 06.
Пример.
№11 G 94 режим минутной подачи;
№ 12 X 2000* - перемещение по X на 1 мм;
№ 13 Z 15000 - перемещение noZ на 15 мм;
№ 14 F 20000 - подача 200 мм/мин.
Оборотная подача программируется функцией G 95.
Формат адреса F при программировании оборотной подачи определяется
аналогично заданию минутной подачи.
№ 11 G 95 - режим оборотной подачи;
№ 12 F 150 -подача 1,5 мм/об.
Пример.
№ 11 G 95 - режим оборотной подачи;
№ 12 Х-500* - перемещение по X на 0,25 мм;
№ 13 fctbtZ 20000 - перемещение по Z на 20 мм;
№ 14 F 150 - подача 1,5 мм/об.
2.2.3. Программирование номера инструмента
Номер инструмента программируется адресом Т.
Например: Т 4 - происходит перемещение в рабочую позицию инструмен-
та под номером 4.
Команде Т предшествует команда размерной привязки инструмента (см.
стр. 9 и приложение 1).
2.2.4. Система отсчета
УЧПУ «Электроника НЦ-31» дает возможность задавать перемещения ин-
струмента как в абсолютной (АСО), так и в относительной (ОСО) системах от-
счета,
В абсолютной системе отсчет перемещения производят относительно вы-
бранной нулевой точки.
17
В относительной системе отсчет перемещения производят относительно
предыдущей запрограммированной точки.
Задание размеров по осям X и Z в АСО и ОСО определяют наличием при-
знака ttb* в соответствующем адресе (X или Z).
Наличие признака Ы± определяет относительный способ задания разме-
ров, его отсутствие - абсолютный.
Пример.
№ 010 X 100 bt± - относительное перемещение по оси X на 0,05 мм;
№ Oil Z 200 t*t± - относительное перемещение по оси Z на 0,2 мм;
№ 030 X 3500* — абсолютное перемещение в точку с координатой
X = 17,5 мм;
№ 031 Z 5000 - абсолютное перемещение по оси Z - 5 мм,
2.2.5. Выдержка времени
Выдержку времени задают командой, имеющей следующий формат:
G 04, Р .,. , где Р - величина выдержки.
Формат адреса Р - Р 05,
Пример.
№10G04*;
№ 11 Р 300 - выдержка времени 3 с.
Максимальная величина задания выдержки 327,67 с.
2.2.6. Программирование перемещений
Задание на перемещение вдоль оси X или вдоль оси Z представляется ко-
мандами с адресами X или Z соответственно. Формат адресов соответственно X
+ 06 и Z + 06. Одной дискрете по оси Z и X соответствует перемещение
0,001 мм. Необходимо учитывать, что значение X задают не на радиус, а на
диаметр.
При программировании наличие знака lAZSI говорит о том, что перемеще-
ние инструмента произойдет на быстром ходу, а его отсутствие - о перемеще-
нии инструмента на рабочей подаче.
'АУхх 30000 - перемещение по оси X на быстром ходу в точку с коорди-
натой Х= 15 мм;
/ХУх z 20000 t±bt - перемещение на быстром ходу по оси Z на 20 мм (от-
носительное);
Z 20000 - перемещение на рабочем ходу в точку с координатой
Z = 20 мм.
Вспомогательное перемещение инструмента одновременно по двум осям
задают командой вида:
/ХУхх 100*
Z 100,
Знак * говорит о том, что перемещение инструмента производится по двум
координатам одновременно.
18
Пример.
X 100 (t*tt )* - относительное перемещение на рабочем ходу;
Z 1 000 - на 1 мм по оси Z и на 0,05 мм по оси X одновременно.
Частным случаем перемещений по двум осям является обработка фасок
под углом 45°. Задание на отработку фаски под углом ± 45° представляют ко-
мандой + 45° или - 45°.
При программировании фаски необходимо указать в команде признаком
+ 45° или - 45° направление движения по координате, адрес которой отсутству-
ет в команде (табл. 4).
4. Способы задания обработки фасок
Движение резания Способы задания
Задано X ЗаданоZ
+ 45° X ... -45°Z ...
+Х|К *,z -45°Х ... + 45°Z ...
*+Z + 45° X ... + 45° Z ...
+х4< k+z -45°Х ... -45° Z ...
Приведем пример УП обработки фасок (без учета технологии) на детали,
показанной на рис. 4.
№ 15^X^X52000*
№ 16Z50
№ 17 X + 55000-45°
№ 18 Z-70000
№ 19X61000
№ 20-45° X 65000
№21 Z- 120000
№22 Х7Ю00
19
№23 + 45°Z-2000b±tt
№24Z- 150000
№ 25 X 76000
№26Z 150000*
№ 27 X 90000
Знак « + » или « — » перед 45° соответствует знаку координаты X или Y
отсутствующей в кадре.
2.2.7. Круговая интерполяция
Для обработки криволинейных поверхностей, представляющих собой
дугу с произвольным углом, необходимо использовать команды G 02 и G 03.
G 02 обеспечивает движение по окружности по часовой стрелке, G 03 -
против часовой стрелки.
Дуга окружности менее 90°, но принадлежащая сразу двум квадрантам,
не может быть запрограммирована одной командой G 02 или G 03. В этом слу-
чае следует разделить дугу на две примыкающие друг к другу дуги.
Формат команд G 02 и G 03 имеет вид
G 02 (G 03) , X ( Ы± ) ... , Z ( ttbtbF...,?! ...,Р2...,
где X (Ы± ) - величина приращения по оси X или же конечная точка ду-
ги при работе в абсолютной системе;
Z ( ) - аналогично по оси Z;
Pi - проекция от начальной точки дуги до центра дуги по оси X;
Р2 - проекция от начальной точки дуги до центра дуги по оси Z.
Pi и Р2 задаются только на радиус (рис. 5).
-----------------------------------► +Z
Рис. 5. Задание круговой интерполяции
20
2.2.8. Обработка галтелей
В УЧПУ «Электроника НЦ-31» предусмотрено упрощенное задание об-
работки дуг окружностей с углом в 90° по функциям G 12 и G 13.
G 12 - скругление по часовой стрелке.
G 13 - скругление против часовой стрелки.
Приведем пример УП (без учета технологии) для обработки галтели на
заготовке (рис. 6).
№ 11 Z 100
№ 12 Х-100
№ 13 Z 0
№ 14 Х56000
№ 15 G 12*
№ 16X60000*
№ 17Z-2000
№ 18 Z-46000
№ 19 G 13*
№ 20 Х68000*
№ 21 Z-50000
№ 22 Х76000
№ 23 G 12*
№ 24 Х4000Ы±
№25 Z-2000h±±
№26 Z-116000
№ 27 G 13*
№ 28X88000*
№29 Z-120000
№30 Х92000
№31 G 12*
№32X100000*
№33Z-124000
№34 Z-150000
№ 35 Х250000*
№36Z200000
2.2.9. Повтор части управляющей программы
Для удобства программирования, сокращения УП есть возможность об-
ращаться к какой-либо ее части из различных мест УП по функции G 25.
Команда обращения к части УП по функции G 25 имеет вид
G25,PbP2... .
21
Формат параметра Pi 06. Старшие 3 разряда определяют номер началь-
ного кадра части УП, младшие 3 разряда определяют номер конечного кадра
части УП.
Пример.
Pi 010012 - часть управляющей программы будет повторена с кадра
№ 010 по кадр № 012.
Формат параметра Р2 05. Этот параметр определяет количество повторов
части УП. Максимальное их количество 32767. Если Р2 опущен, то часть УП
будет отработана 1 раз.
2.2.10. Подпрограммы
Для удобства программирования, сокращения УП используют подпро-
граммы. Вызов подпрограммы производится по функции G 23.
Формат функции G 23 имеет вид G 23, Р,
где Р - параметр функции (Р 02000).
Два старших разряда (02) определяют номер зоны, в которой располо-
жена подпрограмма, а три младших разряда (000) определяют адрес начальной
ячейки подпрограммы.
Возврат из подпрограммы в начальную программу осуществляется по
функции М17.
Вызываемая подпрограмма в свою очередь может вызывать другую
подпрограмму. Такая структура называется вложением. Число вложений не
должно превышать 7.
На рис. 7 изображен эскиз заготовки детали, для которой составлена УП
с использованием функции G 23.
ИТ
XI50000
Z200000
Рис. 7. Эскиз заготовки детали для обработки по УП с использованием подпрограммы
Обработку разобьем на черновую (предварительную) и чистовую (окон-
чательную). Припуск на окончательную обработку 0,5 мм на диаметр и 0,2 мм
на торцевые поверхности.
Предварительную обработку можно оформить как подпрограмму и ис-
пользовать в основной программе.
22
Управляющая программа будет иметь следующий вид:
№ О Т1 - проходной резец;
№ 1 М3 - включение главного привода по часовой стрелке;
№ 2 М42 - включение диапазона II;
№ 3G 97 - прямое задание скорости шпинделя;
№ 4 S500 - 500 об/мин;
№ 5 G 95 - режим оборотной подачи;
№ 6 F150 - 1,5 мм/об;
№ 7/^-/ЛХ92000 - быстрый подвод в точку с координатой X = 46 мм;
№ 8 A/"\ZO — быстрый подвод в точку с координатой Z = 0 мм;
№ 9 Х0 - происходит подрезка торца;
№ 10 Ay-\ziООО-быстрое перемещение в точку с координатой Z= 1мм;
№ 11 Х90000 - быстрое перемещение по X до 0 90 мм;
№ 12 G 23* 3 обращение к подпрограмме, находящейся в зоне 1 и
№ 13 Р 01000 начинающейся с адреса 0;
№ 14АуЛх15000*|быстрый отвод в исходную точку одновременно по
№ 15 /У/"4 Z20000_Jhbvm координатам;
№ 16 Т2 - резец для чистовой обработки;
№ 17 S750 - 570 об/мин;
№ 18 F 100 - подача 1 мм/об;
№ 19 АулХ58000;
№20 АулгЮО;
№ 21 - 45° Х6100 - происходит снятие фаски;
№ 22 Z-18000t±t* — перемещение по координате Z на 18 мм ;
№ 23 X16000 Ы±- перемещение по координате X на 8 мм;
№ 24 Z-50000 - перемещение в точку Z = - 50 мм;
№ 25 Х90000 - перемещение по X до 0 90 мм;
№26X150000* АУЛ ;
№ 27 Z200000;
№ 28 М 30 - конец программы.
Рассмотрим подпрограмму. Она находится в зоне 1.
№ 0 Х-4000Ы* - перемещение на 2 мм по оси X (2 мм - глубина реза-
ния);
№ 1 Z-4980 - перемещение по Z - рабочий ход;
№ 2 АУЛ х 400 tit* - быстрый отвод по оси X;
№ 3 Аул Z4980 fctbt - быстрый отвод по оси Z;
№ 4 X-800 tit* ;
№ 5 - пробел;
№ 6 - пробел;
№ 7 G 25* - функция повтора части УП;
№ 8 P1OOIOO4* - повторяется часть подпрограммы с 1 по 4 кадр;
№ 9 Р100002 — число повторений 2;
№ 10 Z - 19800 - перемещение в точку с координатой Z = - 19,8 мм;
№ 11 АУЛ Х4000 tit* ;
№ 12 АУЛ Z0;
23
№ 13 Х-8000 Ы±;
№ 14 - пробел;
№ 15 - пробел;
№ 16G25*;
№ 17 Р1010013 - повторяется часть подпрограммы с 10 по 13 кадр;
№ 18 РгООООЗ - число повторов 3;
№ 19 Ml 7 - возврат в основную программу.
Перемещения в программе и подпрограмме показаны как в относитель-
ной, так и в абсолютной системах отсчета.
Пример управляющей программы для обработки заготовки детали-
наконечник (рис. 8) представлен в приложении 3. Заготовка наконечника имеет
диаметр 35.q,i мм.
70
_________77,5
ПО
Рис. 8. Чертеж детали - иакоиечник
2.3. Содержание работы
При выполнении данной работы по технологической документации (ОК,
КЭ, РТК), разработанной по указанию преподавателя для обработки конкрет-
ной детали, составляют управляющую программу обработки данной детали с
оформлением карты кодирования информации (ККИ) [1].
При составлении управляющей программы решают задачу кодирования
геометрической, технологической и логической информации.
24
2.4. Порядок выполнения работы
1. Изучить исходную информацию для составления управляющей про-
граммы (ОК, КЭ, РТК).
2. Закодировать информацию и составить УП обработки заготовки (по
указанию преподавателя) с оформлением ККИ, руководствуясь инструкцией по
программированию.
3. На основе ККИ ввести УП вручную с пульта управления станком.
4. Провести наладку станка, руководствуясь инструкцией по наладке.
5. Установить и закрепить заготовку в патроне. Произвести обработку
заготовки по УП в присутствии учебного мастера.
6. Измерить размеры обработанной детали, сравнить с чертежом и при
наличии значительных расхождений ввести необходимую коррекцию в УП.
2.5. Содержание отчета
Отчет по лабораторной работе включает в себя ОК, КЭ, РТК и разрабо-
танную УП обработки заготовки на бланке ККИ.
Отчет подписывает преподаватель.
25
3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА (ОПЕРАЦИИ)
ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК НА МНОГОЦЕЛЕВОМ СТАНКЕ ВМ501ПМФ4
3.1. Цель работы
Привитие практических навыков разработки технологических процессов
обработки заготовок на многоцелевых станках с ЧПУ.
3.2. Технологические возможности станка ВМ501ПМФ4
Многоцелевой станок ВМ501ПМФ4 с автоматической сменой инстру-
мента с поворотным столом и инструментальным магазином предназначен для
выполнения различных переходов (сверления, рассверливания, зенкерования,
развертывания, нарезания резьбы, проведения расточных и фрезерных работ по
обработке различных контуров и т. д.) последовательно с четырех сторон заго-
товки без ее переустановки в условиях мелкосерийного и серийного произ-
водств.
На станке осуществляется автоматическое перемещение рабочих орга-
нов вдоль 3-х координатных осей (рис. 9), поворот вокруг оси поворотного сто-
ла, автоматическая смена инструмента и режимов резания.
Координаты нулевых точек (абсолютный нуль) показаны на рис. 9 и 10:
- за абсолютный нуль отсчета по осн X принимается крайнее левое по-
ложение стола (если смотреть на шпиндель спереди); расстояние от оси шпин-
деля до оси круглого стола в нулевом положении равно 120 мм;
- за абсолютный нуль отсчета по оси У принимается крайнее нижнее по-
ложение стола; расстояние от оси шпинделя до рабочей поверхности стола в
нулевом положении равно 300 мм;
- за абсолютный нуль отсчета по оси Z принимается точка, расположен-
ная от центра круглого стола в сторону, противоположную шпиндельной го-
ловке; расстояние от торца шпинделя до оси круглого стола в нулевом положе-
нии равно 285 мм.
Начало отсчета («плавающий нуль» или нуль цикла) относительно абсо-
лютного нуля может быть произвольным и определяется при наладке станка и
программировании.
УЧПУ 2Р32 позволяет дополнительно смещать нули станка нли рабочей
системы координат станка в следующих случаях:
- для компенсации погрешности установки нулей станка при юстировке
измерительных цепей;
- для организации новой рабочей системы координат.
26
Рис. 9. Система координат многоцелевого станка ВМ501ПМФ4
27
Рис. 10. Нулевое положение исполнительных органов и рабочее пространство станка
ВМ501ПМФ4
28
Рабочее пространство (см. рис. 10) определено размерами:
- координата X — относительно оси шпинделя ± 125 мм;
- координата У - от оси шпинделя до поверхности стола 65-305 мм;
- координата Z - от оси стола до торца шпинделя 90 - 290 мм.
Максимальные размеры заготовок с приспособлением от поверхности
стола по оси У не должны превышать 240 мм.
3.3. Техническая характеристика станка и системы управления
Управление станком осуществляется устройством числового програм-
много управления (УЧПУ) 2Р32 типа «CNC» на базе микро-ЭВМ «Электрони-
ка-бОМ» со свободным программированием алгоритмов управления.
УЧПУ модели 2Р32 обеспечивает контурную обработку и позициониро-
вание рабочего органа в заданное положение, осуществляет редактирование
УП, позволяет вводить коррекцию программ на радиус и длину инструмента,
коррекцию скорости главного движения и рабочих подач, осуществляет смеще-
ние начала отсчета, обеспечивает цифровую индикацию и выдачу технологиче-
ских команд. Устройство может работать в разных режимах, осуществлять
управление типовыми технологическими циклами и др. Управляющая инфор-
мация вводится от восьмидорожечной перфоленты и вручную с пульта управ-
ления. Информация кодируется в коде JSO-7bit. Цифровая индикация введен-
ной программы и текущего положения подвижных органов станка высвечивает-
ся на экране пульта управления. Число одновременно работающих координат - 3.
Установка нуля отсчета возможна по всем координатам в пределах всего
перемещения (рис. 11).
Техническая характеристика станка приведена в табл. 5.
5. Техническая характеристика станка ВМ501ПМФ4
Наименование параметра Величина
1 2
Класс точности станка П
Диаметр рабочей поверхности стола, мм 250
Диаметр центрального отверстия стола, мм 30Н7
Расстояние между Т-образными пазами, мм 80
Ширина Т-образных пазов, мм (средняя) 14Н8
Наибольшее программируемое перемещение, мм, не менее: - продольное (ось координат X) - поперечное (ось координат Z) - вертикальное (ось координат У) - круговое (координата В) 250 200 240 Без ограничения угла поворота
29
Окончание табл. 5
1 2
Наименьшее расстояние от оси шпинделя до рабочей поверхности стола, мм 65.2
Наибольшее расстояние от оси шпинделя до рабочей поверхности стола, мм 305+2
Наименьшее расстояние от торца шпинделя до оси круглого сто- ла, мм 90
Наибольшее расстояние от торца шпинделя до оси круглого стола, мм 290
Наибольшее расстояние от оси шпинделя до оси круглого стола, мм ± 125
Расстояние от торца инструмента в нулевом положении до оси круглого стола, мм 100
Наибольшая скорость программируемых линейных перемещений, мм/мии 8000
Наибольшая скорость программируемого кругового перемещения, об/мин 19,4
Частота вращения шпинделя, мин'1 45 - 2000
Количество частот вращения шпинделя 12
Количество инструментов в магазине 20
Наибольший диаметр инструмента, мм 70
Наибольший вылет инструмента от торца шпинделя, мм 150
Время смены инструмента, с 15
Максимальная масса обрабатываемой заготовки, кг 40
Наибольший диаметр обрабатываемых отверстий, мм: при сверлении (по стали ов ~~ 700 - 800 МПа) при растачивании при нарезании резьбы 12 60 М12
3.4. Технологическая подготовка операции обработки заготовок
иа многоцелевом станке ВМ501ПМФ4
Подготовительная работа по разработке операции и УП включает сле-
дующие этапы:
1) подготовка чертежа детали;
2) установка (размещение) заготовки (детали) на столе (разработка кар-
ты эскизов - КЭ);
3) проектирование переходов, выбор и размещение инструментов в ин-
струментальном магазине, определение длин инструментов;
4) расчет припусков и назначение режимов резания;
5) составление карты кодирования информации (ККИ);
6) подготовка и отработка управляющей программы на станке.
30
Ось стола
120
30
Датчик
/«OZ»
I
6
0
Торец ГТу
шпинделя ' ‘
в конце
смены
OX OZ
Рис. 11. Схема установки нуля детали
31
Подготовка чертежа детали заключается в проверке правильности про-
становки размеров с допускаемыми предельными отклонениями. С целью обес-
печения программирования размеры удобнее проставлять координатным спо-
собом.
Размещение заготовки детали на столе станка должно быть таким, чтобы
все обрабатываемые отверстия и плоскости лежали в рабочей зоне станка (см.
рис. 10), ограничиваемой со стороны шпинделя зоной смены инструмента при
максимальной длине режущего инструмента в крайнем переднем положении
шпиндельной головки. Одновременно с этим определяется начало отсчета
«плавающий нуль» относительно абсолютного нуля отсчета (см. стр. 25) и де-
лается перерасчет размеров от начала отсчета по координатам X, У, Z.
Далее разрабатывают карту эскизов. На КЭ главную проекцию заготов-
ки (детали) следует изображать в ее рабочем положении. Число дополнитель-
ных проекций, сечений, разрезов должно быть достаточным, чтобы показать
все поверхности и их размеры, которые должны быть обработаны и получены
на данной операции, причем размеры следует проставлять в выбранной системе
координат, т. е. с учетом переработки чертежа детали.
На эскизе необходимо выделить и пронумеровать все обрабатываемые
поверхности, нанести выдерживаемые размеры и предельные отклонения, ше-
роховатость, показав условные обозначения баз, опор, зажимов и установочно-
зажимных устройств, необходимых для выполнения операции.
На станке различают три системы координат.
1. Система координат станка X, Y, Z - определяет положение начала от-
счета перемещений органов станка и их текущие положения. Начало ее отсчета
(нуль станка) - это точка с нулевыми значениями положения рабочих органов
станка.
2. Система координат детали (заготовки), относительно которой задают
ее размеры, положение поверхностей и производят расчет опорных точек тра-
ектории движения инструмента. Начало ее отсчета (нуль детали) - точка с ну-
левым значением системы координат детали (заготовки).
3. Система координат инструмента служит для задания положения его
режущей части относительно державки. Нулевая точка инструмента - точка,
относительно которой выставляется инструмент на размер.
Начало отсчета обработки («плавающий нуль») или исходная точка —
точка от которой начинается перемещение инструмента по программе. Коорди-
наты ее задают относительно системы координат детали. Связь систем коорди-
нат станка, детали и инструмента осуществляется через базовые точки рабочих
органов станка, несущих заготовку и инструмент.
Для устранения недостатков отсчета координат от нуля станка (удлине-
ние холостых ходов, сложность конструкции детали, пересчет координат дета-
ли) начало координат устанавливают в нуль детали, а программу обработки со-
ставляют в системе координат детали. Систему координат детали выбирают ис-
ходя из следующих условий:
32
- координатные плоскости (ХОУ, XOZ, YOZ) должны совмещаться или
быть параллельны технологическим базам или же проходить через оси базовых
цилиндрических поверхностей и быть им перпендикулярны;
- нуль детали должен находиться вблизи от первой рабочей позиции на
одной из осей отверстий и на таком расстоянии от заготовки, чтобы можно бы-
ло осуществлять беспрепятственные холостые, установочные перемещения,
смену инструмента, поворот стола с заготовкой;
- координаты, определяющие положение заготовки, можно измерить.
Целесообразно совместить нуль детали, исходную точку с осью одного
из отверстий заготовки.
Заготовку рекомендуют располагать в центре стола (удобно для обра-
ботки), ось шпинделя совмещать с осью стола (нуль детали по оси X) и осью
первого из обрабатываемых отверстий (нуль детали по оси У).
При обработке нескольких плоскостей расстояние от торца шпинделя до
оси поворотного стола определяется вылетом (наладочным размером) самого
длинного инструмента и расстоянием от оси поворота до наиболее удаленной
точки заготовки.
Схема установки нуля детали показана на рис. 11. Заготовка расположе-
на в центре стола. Ось шпинделя смещена от оси стола на величину Хо = 120 мм
и относительно оси обрабатываемого отверстия заготовки - Уо = 145 мм. Торец
шпинделя расположен на расстоянии Zo - 160 мм от оси поворотного стола.
Полученные значения смещения начала отсчета Хо, Уо, Zo (расстояние
нуля детали от абсолютного нуля станка) в режиме работы системы ЧПУ
«смещение нуля» вводят в память системы.
После выбора начала отсчета и разработки КЭ проектируют технологию
обработки заготовки, а именно, выбирают оптимальную последовательность
выполнения переходов, требуемые инструменты и режимы резания.
При определенной последовательности обработки для повышения про-
изводительности обработки исходят из минимального времени на холостые хо-
ды и обеспечения минимального времени цикла обработки, предварительно ус-
тановив число сторон, с которых заготовка должна обрабатываться, и соответ-
ствия количества необходимых инструментов числу гнезд в инструментальном
магазине станка. Неэкономично производить обработку на станке, в котором
число гнезд значительно превышает число требующихся инструментов.
Особенностью технологии обработки заготовок на многоцелевых стан-
ках является максимальная концентрация обработки при минимальном числе
переустановок заготовки. В случае возможности полной обработки заготовок за
один установ базовыми поверхностями могут быть необработанные (вспомога-
тельные) поверхности. При невозможности полной обработки заготовки, уста-
новленной на этих базах, приходится вводить операцию обработки базовых по-
верхностей на обычных универсальных станках.
Обработку наиболее сложных заготовок выполняют на многоцелевых
станках за две операции: 1) обработка базовых поверхностей и тех поверхно-
стей, обработка которых возможна за один установ заготовки; 2) обработка
всех остальных поверхностей.
33
Обработку сложных корпусных заготовок деталей начинают с фрезеро-
вания плоскостей, при этом черновое фрезерование целесообразно производить
торцовыми фрезами малого диаметра траекторией типа «Строка». Фрезерова-
ние несплошных поверхностей целесообразно выполнять обходом по контуру
фрезами малого диаметра. При чистовом фрезеровании возможно применение
фрез максимального (по станку) диаметра, но при этом эти фрезы не должны
перекрывать соседние ячейки (гнезда) магазина под инструменты.
Для предотвращения увода сверла перед сверлением отверстий менее
15-20 мм обычными сверлами производят их центрование короткими центро-
выми сверлами.
Предварительную обработку литых отверстий средних диаметров необ-
ходимо выполнять растачиванием, а отверстий больших диаметров (более
350 мм) - фрезерованием концевыми фрезами по контуру отверстия, чем обес-
печивается более точное расположение оси отверстия.
В соответствии с принятой последовательностью выполнения переходов
выбирают инструмент, определяют его фактическую длину (настроечный раз-
мер) в оправке и размещают инструмент в инструментальном магазине таким
образом, чтобы обеспечить минимальное время цикла обработки заготовки (с
учетом технологической последовательности и возможности обработки раз-
личных по длине н глубине резания отверстий одним инструментом).
Определение межоперациоииых припусков и назначение режимов реза-
ния производят с учетом способа получения заготовки, условия многоинстру-
ментальиой обработки, обеспечения требований чертежа шероховатости и точ-
ности размеров, а также характеристики многоцелевого стайка. Выбранные или
рассчитанные и скорректированные по станку режимы резания и технологиче-
скую оснастку заносят в ОК.
3.5. Содержание работы
По чертежу детали спроектировать технологическую операцию обра-
ботки плоскостей и отверстий корпусной детали с оформлением операционной
карты (ОК), карты эскизов (КЭ), расчетно-технологической карты (РТК) [2].
3.6. Средства технологического оснащения
Многоцелевой станок ВМ501ПМФ4
Набор концевых фрез
Центровочное сверло
Набор сверл, зенкеров, разверток (6 - 12 мм)
Набор метчиков
Заготовки - корпуса; материал - алюминиевый сплав Д16
34
3.7. Порядок выполнения работ
1. Получить задание, изучить и проанализировать рабочий чертеж детали.
2. Выбрать схему установки заготовки на станке.
3. Разработать карту эскизов на данную операцию.
4. Выбрать необходимый набор режущих инструментов, рассчитать их
длину Li и занести их в карту наладки инструментов (КН/П).
5. Определить последовательность обработки каждой поверхности с
учетом конфигурации и требований по точности и шероховатости, величины
припусков и число переходов, назначить или рассчитать режимы резания на
всех переходах и занести в ОК.
3.8. Содержание отчета
1. Титульный лист.
2. Операционная карта (ОК) или карта технологического процесса
(КТП); карта эскизов (КЭ), карта наладки инструментов (КН/П).
3. Расчетно-технологическая карта (РТК).
Отчет подписывается преподавателем при наличии всей указанной до-
кументации.
35
4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ПОДГОТОВКА УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
ЗАГОТОВОК НА МНОГОЦЕЛЕВОМ СТАНКЕ ВМ501ПМФ4
4.1. Цель работы
Практическое освоение методики разработки управляющей программы
для обработки заготовок на многоцелевом станке ВМ501ПМФ4.
4.2. Кодирование информации
УЧПУ 2Р32 реализует комбинированную (универсальную) систему.
Устройство предназначено для управления станками фрезерно-сверлильно-
расточной группы и обеспечения подготовки УП как непосредственно на стан-
ке, так и с программоносителя.
УЧПУ 2Р32 управляет перемещениями по координатам X, У, Z, В (U) и
обеспечивает возможность ввода УП в коде ISO-7bit ГОСТ 20999-83 с клавиа-
туры пульта, с перфоленты внешнего фотосчитывателя и по каналу связи от
ЭВМ.
Формат кадра при дискретности 0,001 мм:
N004 Н02 G02 D03 Х043 Z + 043 I + 043 J + 043 U + 043
F04 S05 ТОЗ М02 L4 R03 + 07 Е04 R03 W02
Геометрическая информация задается в абсолютных или относительных
размерах в единицах дискретности.
Максимальная величина перемещения, программируемая в одном кадре,—
9999,999 мм.
Дискретность задания перемещения 0,001 мм (угловые - 0,001 град и
0,01 град). Устройство ЧПУ обеспечивает линейную и круговую интерполя-
цию. Число управляемых координат 3, из них одновременно управляемых при
линейной интерполяции - 3, а при круговой - 2. УЧПУ обеспечивает автомати-
ческий учет длины и радиуса инструмента и смещение начала отсчета, задавае-
мые с пульта.
Параметры инструмента, автоматически учитываемые при реализации
программы, и коррекция параметров, вводятся в память устройства ЧПУ с кла-
виатуры пульта.
При различных перемещениях рабочих органов станка на дисплее пока-
зывается индикация фактического положения рабочих органов станка; в авто-
матическом режиме — индикация остатков пути по каждой оси.
Корректировку УП производят непосредственно с клавиатуры пульта
управления с возможностью вывода откорректированной программы на перфо-
ленту. При корректировке на дисплее высвечивается весь кадр.
36
Для упрощения программирования устройство должно обеспечивать ра-
боту по УП, включающей подпрограммы и технологические циклы:
- многократная обработка плоскости (черновая и чистовая);
- многопроходная обработка внутренних и наружных прямоугольных
контуров (предварительная и окончательная);
- обработка канавки;
- расфрезеровка отверстий;
- цикл сверления;
- цикл сверления отверстий по окружности (в вариантах «прямая»,
«рамка», «сетка»);
При вводе УП и параметров циклов с клавиатуры пульта организован
диалог оператора с УЧПУ.
В слове адреса Д цифровая информация указывает на порядковый номер
коррекции в массиве коррекций. Общее количество коррекций - 99.
Корректоры 1—29 используют для организации процессов, выполняе-
мых автоматически.
В корректоры 1-20 автоматически заносятся величины расстояний по
осн Z от торца инструмента (при положении шпиндельной головки в нулевой
точке) до точки срабатывания датчика «OZ» (в дальнейшем A Z) при отработке
команды М90 для инструментов 1-20 (см. рис. 10).
Корректор 21 служит для коррекции положения датчика «OZ». В кор-
ректор 22 при отработке команды М90 автоматически заносится величина A Z,
которая хранится в корректоре до следующего появления в программе.
Корректор 28 использован для занесения номера скорости шпинделя, а
корректор 29 - для занесения номера инструмента.
Корректоры 23 - 27 - резервные.
Значения слов, используемых при программировании, приведены в табл. 6.
Подготовка УП включает в себя следующие этапы:
- выбор расчетных систем координат (относительно системы координат
станка);
- выбор системы отсчета (абсолютная, относительная);
- расчет опорных точек траектории центра инструмента или контура де-
тали.
За оси расчетной системы координат удобно принимать базовые по-
верхности обрабатываемой детали (заготовки).
Координаты опорных точек, рассчитанные в выбранных расчетных сис-
темах, округляют до 0,001 мм для осей X, У, Z и записывают в РТК.
Например, перемещение по координате X на расстояние 73,45 мм запи-
шется в УП следующим образом - X 73450.
Движение поворотного стола программируют заданием адреса U (В), где
числовая часть выражается в угловых величинах с точностью 0,001° (дискрет-
ность 3,6"). Например, поворот стола на величину 90°40Т2" при занесении в
УП необходимо выразить в дискретах:
37
90-60-60 + 40-60 + 12
3,6
326412"
3,6
= 90670 дискрет.
В кадре программы это перемещение запишется как U - 90670.
Программу обработки составляют таким образом, чтобы в кадре запи-
сывалась та геометрическая, технологическая и вспомогательная информация,
которая изменяется по отношению к предыдущему кадру. Последовательность
кадров определяется последовательностью обработки.
При программировании принимают перемещение инструмента относи-
тельно неподвижной заготовки.
6. Значения символов адресов
Символ адреса Значение символа адреса
А Угловое перемещение вокруг оси X
В Угловое перемещение вокруг оси У
С Угловое перемещение вокруг оси Z
D Номер коррекции
Е Номер кадра перехода
F Скорость подачи
G Подготовительная функция
Н Количество повторений участков программы
I Параметр интерполяции или шаг резьбы параллельно оси X
J Параметр интерполяции или шаг резьбы параллельно оси У
К Параметр интерполяции или шаг резьбы параллельно оси Z
L Обращение к подпрограмме
М Вспомогательная функция
N Номер кадра
Р Свободный параметр
Q Свободный параметр
R Формальный параметр
S Частота вращения шпинделя
Т Функция инструмента
и Повторное перемещение параллельно оси X
V Повторное перемещение параллельно оси У
W Повторное перемещение параллельно оси Z
X Первичное перемещение параллельно оси X
Y Первичное перемещение параллельно оси У
Z Первичное перемещение параллельно оси Z
ПС Конец кадра
% Начало программы
Главный кадр
/ Пропуск кадра
38
Программа начинается символом ПС - «конец кадра», далее идет сим-
вол % 0 ... % 9, комментарии заключают в круглые скобки и размещают после
номера программы (0...9) между кадрами. Программа должна заканчиваться
символом М02 - «Конец программы». Перед физическим концом перфоленты
рекомендуется помещать символ «Конец ленты» - МЗО.
Каждый кадр УП должен содержать: слово «номер кадра» (N), либо
символ «:» (главный кадр), информационные слова и символ «конец кадра» -
ПС.
Информацию в кадре желательно записывать в следующей последова-
тельности (формат кадра см. стр. 35):
- слово «Количество повторений участка программы» - Н (табл. 6);
- слово «Подготовительная функция» - G (табл. 7);
7. Подготовительные функции
№ труп пы Код Функция и ее содержание
1 2 3
I G00 С01 G02 G03 G33 Позиционирование - перемещение на быстром ходу в задан- ную точку с торможением в конце кадра до станочной кон- станты. Предварительно запрограммированная скорость пе- ремещения игнорируется, но не отменяется Линейная интерполяция — перемещение с запрограммиро- ванной скоростью по прямой Круговая интерполяция - перемещение с запрограммирован- ной скоростью по дуге окружности по часовой стрелке, если смотреть в сторону положительного направления оси, пер- пендикулярной плоскости траектории движения То же, что и G 02, только перемещение против часовой стрелки Нарезание резьбы с постоянным шагом
П G28 G29 Автоматический выход в исходную точку через промежуточ- ную точку Автоматический выход из исходной точки через промежу- точную точку
III С 04 Пауза - выдержка в обработке на время, заданное в кадре
IV G40 G41 С 42 Отмена коррекций G 41, G 42 Коррекция на радиус инструмента - левая. Используется, ко- гда инструмент находится слева от обрабатываемой поверх- ности, если смотреть от режущего инструмента в направле- нии его движения относительно изделия То же, что н G 41, только правая коррекция
у* G 45 Обеспечивает автоматическое включение сопрягающей дуги между данным и предыдущим кадром
yl* G53 Отмена линейного сдвига. Используется при работе в ста- ночной системе координат
39
Окончание табл. 7
1 2 3
VII G 54** G55 Линейный сдвиг - смещение кадра координат на величины, заданные в массиве смещения № 1. Используется при работе в абсолютных размерах, при относительных — игнорируется То же применительно к массиву № 2
VIII G 80** G81- G89 Отмена постоянного цикла Соответственно постоянный цикл № 1, 2, 3,..., 9
IX G90* G91 Задание перемещений в абсолютных размерах — отсчет пере- мещений производится от нулевой точки данной системы ко- ординат Задание перемещений в приращениях - отсчет перемещения производится относительно предыдущей запрограммирован- ной точки
X* G92 Установка новой рабочей системы координат
XI* G09 Торможение в конце кадра — автоматическое уменьшение скорости до станочной константы торможения
XII G94* G95 Подача, мм/мин Подача, мм/об
XIII G 17 G18 G19 Плоскость обработки XY, XV, UV Плоскость обработки ZU, WX, VU, ZX Плоскость обработки YZ, VZ, YW, VW
XIV G97** G96 Отмена функции G 96, восстановление задания скорости, обороты в минуту Постоянная скорость резания — число, следующее за адресом в слове «Скорость шпинделя», равно скорости резания в м/мин, скорость шпинделя регулируется автоматически
XV G 40** G43 G44 Отмена коррекций G 43, G 44 Коррекция инструмента - положительная Коррекция инструмента - отрицательная
*) - функция действует только в одном кадре **) - функция устанавливается автоматически при включении УЧИУ
- слово «Номер коррекции» — D;
- слово «Размерные перемещения». Эти слова записывают в следующей
последовательности: X, Y, Z, U, V, W, I, J, К, А, В, С, R;
- слово «Скорость подача» — F;
- слово «Скорость вращения шпинделя» - S;
- слово «Функция инструмента» — Т;
- слово «Вспомогательная функция» — М (табл. 8);
- словю«Поднрограмма» -L;
- слово «Параметр программы», например, 0201, где первые две цифры -
номер подпрограммы, вторые две цифры — количество повторений.
Информационные слова состоят из адресного символа и числа. В качестве
числа может выступать формальный параметр (R), функция G 43 (G 44) и номер
коррекции (Д) на инструмент, относящийся к определенной координате, которые
должны предшествовать слову «Размерное перемещение» по этой координате.
40
8. Вспомогательные функция
Код Функция и ее содержание Примечание
1 2 3
МОО Программируемый останов — производится оста- нов шпинделя, подачи, выключение охлаждения, дальнейшая работа возобновляется нажатием кнопки «Пуск». Функцию М00 или М01 не допус- кается программировать в кадре, содержащем функции М, S, Т Функция выпол- няется после окончания пере- мещения, запро- граммированного в данном кадре
М01 Останов с подтверждением - функция аналогична М00, но выполняется только при предварительном подтверждении с пульта оператора То же
М02 Конец программы - функция указывает на завер- шение отработки программы детали. Производит- ся останов шпинделя, подачи, выключение охлаж- дения, автоматический переход на начало про- граммы. Запуск программы производится нажати- ем кнопки «Пуск» То же
МОЗ Вращение шпинделя по часовой стрелке
М04 Вращение шпинделя против часовой стрелки
М05 Останов шпинделя — производится останов шпин- деля и выключение охлаждения
М06 Смена инструмента Функция выпол- няется в том кад- ре, в котором она задана
М08 Включение насоса СОЖ
М09 Выключение насоса СОЖ
М12 Ориентация шпинделя, перемещение инструмен- тального магазина вниз (захват оправки в магази- не), разжим инструмента
М15 Разориентация шпинделя
М17 Выход из программы
М18 Зажим инструмента, перемещение магазина вверх, разориентация шпинделя
М19 Ориентация шпинделя
М20 Конец повторяющегося участка программы
МЗО Конец ленты - конец программы с переходом на начало программы
М31 Проверка условия нахождения исполнительных органов по координатам X, Y, Z, В в нулевых по- ложениях
М32 Проверка условия нахождения исполнительных органов по координатам X, Y, Z в нулевых поло- жениях
М36 Отмена функции М3 7
М37 Уменьшение подачи в 100 раз
41
Окончание табл. 8
1 2 3
М50 Поворот инструментального магазина по указан- ной команде ТХХ позиции
М90 Подвод датчика «OZ» в зону измерения; переме- щение шпиндельной головки из нулевого положе- ния до точки срабатывания датчика «OZ» (Д Z); занесение измеренной величины в корректор, но- мер которого соответствует находящемуся в шпинделе инструменту; занесение величины Д Z в корректор 22; смещение точки начала отсчета по координате Z (нулевой точки системы координат) на величину пройденного пути в абсолютной сис- теме отсчета
М91 Отвод датчика «OZ»
Для функции G 41, G 42 (см. табл. 7) номер коррекции на радиус инст-
румента следует непосредственно после функции G 41, G 42.
Формальный параметр (R) может определяться непосредственно перед
программой, его использующей.
В пределах одного кадра программы не должны использоваться слова с
одинаковыми адресами, кроме слов G, М, D, R.
4.2.1. Программирование размерных перемещений
При программировании принимают перемещение инструмента относи-
тельно неподвижной заготовки.
Перед началом обработки заготовки подвижные части станка (координа-
ты) выводятся из крайних положений по каждой координате в исходную точку.
Положение системы координат станка относительно исходной точки оп-
ределяют с помощью станочных констант (координат исходной точки). Начало
системы координат станка (далее станочной системы) называют нулем станка,
который иногда может совпадать по всем или нескольким координатам с ис-
ходной точкой.
Систему координат, начало которой сдвинуто относительно нуля станка,
называют рабочей системой координат (рис. 12).
Отсчет координат при задании перемещений в кадре может быть абсо-
лютным (в абсолютных значениях) или относительным (в перемещениях).
Прн абсолютном отсчете, программируемом с помощью подготовитель-
ной функции G 90, размеры задают относительно начала действующей в кадре
системы координат (станочной или рабочей). Если в кадре задана функция G 53
(она действует на один кадр), то перемещение осуществляется в станочной сис-
теме. При отсутствии в кадре функции G 53 - перемещение задается в одной из
двух рабочих систем координат в зависимости от наличия в программе функ-
ции G 54 или G 55 (см. рис. 12). В этом случае начало рабочей системы коорди-
нат относительно нуля станка определяется предварительно заданными в VI зо-
не константами (с перфоленты или пульта оператора).
42
Рис. 12. Системы координат, используемые при подготовке управляющих программ: R -
координата исходной точки
С помощью функции G 92 начало рабочей системы координат можно
перенести в любую точку в пределах рабочего пространства, для чего необхо-
димо запрограммировать кадр с функцией G 92 и координатами, величины ко-
торых являются координатами текущего положения в новой рабочей системе
координат в момент ее оформления.
Например, кадр № G 92 ХО YO ПС определяет новую рабочую систему
координат, при этом ноль новой системы координат совпадает с текущим по-
ложением инструмента ( так как X, Y являются координатами инструмента в
новой рабочей системе координат).
Приведем пример использования различных систем координат (см.
рис. 12).
№ 101 G 54 X 400000 Y 300000 ПС;
№ 102G92X 100000 Y 100000 ПС;
№ 103 XOY- 100000 ПС;
№ 104 G 55 X 100000 Y 100000 ПС;
№ 105 G 53 X 300000 Y 300000 ПС.
В кадре № 101 инструмент перемещен в точку А (X 400000, Y 300000) в
старой рабочей системе координат 1.
В кадре № 102 формируют новую рабочую систему координат 1 таким
образом, чтобы точка А имела в этой новой рабочей системе координаты -
(X 100000, Y 100000).
В кадре № 103 перемещение в точку В (ХО, Y - 100000) осуществляется
в новой рабочей системе координат 1.
В кадре № 104 происходит перемещение в точку С, которая в новой ра-
бочей системе координат 2 имеет значение координат (X 100000, Y 100000).
В кадре № 105 перемещение в точку с координатами (X 300000,
Y 300000) происходит в станочной системе координат.
43
Функция G 59 позволяет программно дополнительно сдвинуть ноль ра-
бочей системы координат.
Для отмены дополнительного сдвига нуля цифровые значения соответ-
ствующих координатных слов в кадре, содержащем функцию G 59, задают ну-
лями.
Пример дополнительного сдвига нуля:
№ 1 G 59 X 1000 W 200 ПС;
№ 10 G 59 X 300 W 0 ПС.
В кадре № 1 установлен дополнительный сдвиг нуля по координате X,
равный 100, а по координате W -- равный 200. В кадре №. 10 дополнительный
сдвиг нуля по координате X остается равным 300.
В кадре с функцией G 59 можно использовать формальные параметры
для создания нескольких рабочих систем координат, сдвиги нуля которых уста-
новлены заранее (в зоне IY).
Пример.
№ 5 G 59 X + R 10 Y + R 11 ПС;
«с
№ 100 G 59 X + R 12 Y + R 13 ПС;
В кадре № 5 создают рабочую систему координат, сдвиг нуля которой
определяется коррекциями D 10 и D 11, а в кадре № 100 сдвиг для рабочей сис-
темы координат определяется коррекциями D 12 и D 13 (номера формальных
параметров и коррекций совпадают).
При программировании в перемещениях (G 91) размеры задают относи-
тельно системы координат, начало которой помещено в начальную точку теку-
щего кадра.
За оси рабочей (расчетной) системы координат удобно принимать базо-
вые поверхности обрабатываемой заготовки.
4.2.2. Линейная интерполяция (функция G 01 и G 00)
При линейной интерполяции может быть задано не более пяти коорди-
нат в одном кадре.
Пример задания линейной интерполяции в абсолютных размерах (рис. 13):
% 1 ПС;
№ 1 G 90 G 01 X 18000 Y 23000 F 500 ПС;
№ 2 X 73500 Y 50000 ПС;
№ 3X52500 Y 10000 ПС;
№4Х 18000 Y 23000 ПС;
№ 5 ХО YO М02 ПС.
Задание линейной интерполяции в относительных размерах (см. рис. 13):
44
Рис. 13. Задание линейной интерполяции (перемещений) в абсолютных и
относительных размерах
% 1 ПС;
№ 1 G 91 G 01X 18000 Y 23000 F 500 ПС;
№2Х 55500 Y27000ПС;
№ 3 X - 21000 Y - 50000 ПС;
№ 4 X-34500 Y 13000 ПС;
№ 5 X - 18000 Y -23000 М02 ПС.
4.2.3. Круговая интерполяция
Для программирования обработки кругового участка необходимо ука-
зать (в данном или предыдущих кадрах):
- вид задания перемещений (G 90 или G 91);
- направление обхода дуги (G 02, G 03), (рис. 14);
- плоскость обработки (G 17, G 18, G 19);
- координаты конечной точки обрабатываемой дуги относительно на-
чальной точки дуги (при G 91) или относительно нуля системы координат,
применяемой в данном кадре (при G 90);
- координаты центра круга относительно начальной точки дуги (как при
G 91, так и при G 90), которые обозначают параметры I и J при G 17 (парамет-
ры К и I при G 18 и параметры J и К при G 19);
- скорость подачи (F).
Последовательность задания в кадре вышеуказанных функций или вели-
чин не имеет значения. Обе координаты конечной точки (X и Y при G 17) и обе
координаты центра обрабатываемой дуги относительно начальной точки дуги
45
(I и J прн G 17) необходимо задавать явно, т. е. нулевые значения этих величин
в кадре должны обязательно задавать.
Задание круговой интерполяции против часовой стрелки (G 03) в плос-
кости XY (G 17) при абсолютных размерах (G 90) представлено на рис. 14.
Рис. 14. Определение направления обхода дуги при работе в различных плоскостях
Содержание кадра:
№ 108 G 90 G 17 G 03 Х50000 Y25000 I - 10000 J - 30000 ПС.
Пример задания круговой интерполяции по часовой стрелке (G 02) в
плоскости XY (G 17) в относительных размерах (G 91) представлен на рис. 15,
где Ро и Рк - начальная и конечная точки обрабатываемого контура.
О1----------------------------------------------------------- X
Рис. 15. Задание круговой интерполяции в относительных размерах
Содержание кадра:
№ 105 G 91 G 17 G 02 Х84000 Y20000150000 J - 23000 ПС.
Задание полного круга в абсолютных размерах (G 90) представлен на
рис. 16.
46
Содержание кадра:
№ 100 G 90 G 17 G 02 Х240000 Y2500001 - 40000 J - 50000 ПС.
Задание полного круга в относительных величинах (G 91) представлено
на рис. 17.
Содержание кадра:
№ 100 G 91 G 17 G 02 Х0 Y01 40000 J 50000 ПС.
Рис. 16. Задание полного круга при работе в абсолютных размерах
Рис. 17. Задание полного Круга при работе в относительных размерах
47
Задание линейной и круговой интерполяции с осепараллельной компен-
сацией радиуса инструмента G 43 (G 44) прн работе в относительных размерах
Рис. 18. Задание линейной и круговой интерполяции с осепараллельиой компенсацией
радиуса инструмента при работе в относительных размерах
Содержание фрагмента кадров:
% ПС;
№ 10 G 01 G 91 X200000G43D01 Y-300000 F 300 ПС;
№ 20 G 02 G 43 D 01 X- 300000G D 00 Y- 300000 I 0 J 300000 ПС;
№ 30 Х0 Y0 1500000 J0 ПС;
№ 40 В 00 Х300000 G 44 G 01 Y300000 I 300000 J0 ПС;
№ 50 G 00 G 40 Х200000 Y - 300000 М02 ПС,
где D 01 - радиус инструмента.
Пример определения левой и правой компенсации радиуса инструмента
в случае обработки внешних и внутренних сторон заготовки детали изображен
на рис. 19.
Рис. 19. Определение левой и правой компенсации инструмента при обработке внешних и
внутренних сторон заготовки
48
4.2.4. Коррекция на длину инструмента и осепараллельная компенсация
радиуса фрезы
Коррекция на длину инструмента и радиус фрезы позволяет компенси-
ровать разницу между фактическим и программируемым размерами инстру-
мента.
Коррекцию на длину инструмента и осепараллельную компенсацию ра-
диуса фрезы программируют при помощи функции G 43 (G 44) и слова D, ко-
торые действуют до отмены и при необходимости записываются перед каждой
корректируемой координатой. При этом знак коррекции определяется функци-
ей G 43 (G 44), а адрес (номер) величины коррекции определяется словом ДХХ
(коррекции устанавливают при вводе с ленты или с пульта оператора в зоне
IV).
При наличии функции G 43 к перемещению в кадре (по данной коорди-
нате) прибавляется коррекция из зоны IV со знаком. При наличии функции
G 44 к перемещению в кадре (по заданной координате) прибавляется коррекция
из зоны IV с обратным знаком.
Пример кадра, перемещения которого корректируют функциями G 43 и
G 44, имеет вид
№ 15 G43 DOI X-100G44 D02Y200nC.
Если принять, что величины коррекции D01 и D02 соответственно рав-
ны + 10 и + 20, то к перемещению по координате X (- 100) прибавляется кор-
рекция + 10, а к перемещению по координате У(+ 200) прибавляется коррекция
- 20. В результате перемещение по координате X становится равным - 90, а по
координате У - (+ 180).
Функция G 40 отменяет функцию G 43 (G 44) и слово DXX по всем ко-
ординатам. Фактическая отмена (компенсация) введенной коррекции по кон-
кретной координате происходит в том кадре, в котором задается перемещение
по данной координате.
Пример:
% 1 ПС;
№ 1 G91 G43 D01 XI000 G44 D02 Y2000 G43 D03Z 3000ПС;
№2G40 XI00ПС;
№ 3 Н 200 GC;
№ 4 Z 0 М 02 ПС,
где D 01 = 10;
D 02 = 20;
D 03 = 30.
Коррекция по координате X отменяется (компенсируется) в кадре № 2,
по координате У - в кадре № 3, по координате Z - в кадре № 4.
Вводить коррекцию наклонных линейных участков при помощи функ-
ции G 43 (G 44) не рекомендуется. В этом случае лучше использовать функцию
компенсации радиуса инструмента G 41 (G 42).
49
4.2.5. Задание скорости подачи
Скорость подачи программируют адресом F и цифровой частью, выра-
жающей подачу в мм/мин с точностью до 1 мм/мин.
Например, подача 7500 мм/мин напишется словом F7500, а подача 300
мм/мин - F300.
Максимальная скорость подачи по координатам X, Y, Z равна 7500
мм/мин.
Скорость подачи по координате U (В) - поворотный стол, задают адре-
сом F и цифровой частью, выражающей подачу в градусах в минуту с точно-
стью до одного градуса в минуту.
Например, подача 2,1 об/мин = 2,1 х 350° - 756 °/мин. В кадре УП эту
подачу запишем F 756.
Максимальная скорость подачи по координате U = 20 об/мин (7500).
Время разгона (торможения) стола составляет 0,35 с.
4.2.6. Программирование частоты вращения шпинделя
Частоту вращения шпинделя в программе задают в закодированном виде
(табл. 9).
9. Код частоты вращения шпинделя
Код частоты вращения шпинде- ля S01 S02 S03 S04 S05 S06 S07 S08 S 09 S 10 S 11 S 12
Частота вращения шпинде- ля, мии'1 45 68 90 125 180 250 350 500 710 1000 1400 2000
4.2.7. Программирование функции инструмента
Станок оснащен инструментальным магазином на 20 инструментов. По-
ворот магазина в указанную позицию происходит по команде М50 ТХХ, XX -
порядковый номер инструмента.
Например, поворот магазина в шестую позицию защищен в кадре сло-
вами М50 Т06.
Вращение магазина осуществляется по кратчайшему пути (автоматиче-
ски).
50
4.2.8. Задание вспомогательной функции
Вспомогательные функции задаются словом адреса М и двухзначным
числом (см. табл. 8).
4.2.9. Программирование цикла смены инструмента
При подготовке УП обработки заготовки несколькими инструментами
порядок программирования цикла смены инструмента остается постоянным.
Этот цикл задается в виде подпрограммы, где переменные величины Т и
S выражены через формальные параметры R:
L79;
№ 1 М12 ПС;
№ 2 G 91 G1 G9 Z 125 000 F 7500 ПС;
№ 3 М50 TR 29ПС;
№4G9Z-125 ООО ПС;
№5M18SR28nC;
№6 Ml7 ПС.
Кадр № 1 - ориентация шпинделя, опускание магазина и разжим инст-
румента.
Кадр № 2 - отвод головки в нулевое положение по координате Z (инст-
румент из шпинделя).
Кадр № 3 - поворот магазина в позицию, указанную в управляющей
программе параметром R 29.
Кадр № 4 - возврат в точку смены инструмента по координате Z (конец
оправки в шпинделе головки).
Кадр № 5 - зажим инструмента, подъем магазина, разориентация шпин-
деля, выбор скорости шпинделя, указанной в основной программе параметром
R28.
Перед сменой инструмента исполнительные органы по координатам X,
Y необходимо вывести по программе в нулевое положение. По координате Z
(см. рнс. 10) - в положение смены инструмента (торец шпинделя - на расстоя-
нии 160 мм от центра стола или 125 мм от нулевого положения).
4.2.10. Программирование цикла автоматического учета длины
инструмента
Цикл автоматического учета длины инструмента задают в виде подпро-
граммы:
L 78;
№ 1 М90;
№2G91 G1 G9Z+R21 F 1000;
№ 3 М91;
№4 Ml7.
51
Кадр № 1 - подвод датчика «OZ», перемещение шпиндельной головки
на величину A Z, занесение этой величины в корректор 22, номер которого со-
ответствует находящемуся в шпинделе инструменту.
Кадр № 2 - выход по координате Z торцом шпинделя в точку А, распо-
ложенную на расстоянии 100 мм от плоскости, перпендикулярной оси шпинде-
ля и проходящей через центр стола (см. рис. 10).
Кадр № 3 - отвод датчика «OZ».
Перед обращением к программе автоматического учета длины инстру-
мента исполнительные органы станка по координатам X, Y и Z должны нахо-
диться в нулевых точках.
После выполнения подпрограммы L 78 нуль рабочей системы координат
по оси Z смещается в точку стабилизации. Смещение нуля отменяется после
выполнения кадра «G 28 Z0».
Пример управляющей программы для обработки заготовки детали (см.
рис. 11) на станке ВМ 501 ПМФ 4 приведен в приложении 4. Траектория дви-
жения инструмента показана на рис. 11. В программе предусмотрен учет длины
каждого инструмента.
Назначение корректоров в программе % 1:
R 34 - коррекция по координате Z для первого инструмента;
D 35 - величина радиуса первого инструмента с припуском под предва-
рительную (черновую) обработку;
D 36 - величина радиуса первого инструмента с припуском под оконча-
тельную (чистовую) обработку;
R 37 коррекция по координате Z для второго инструмента;
D 38 - величина радиуса второго инструмента;
D 39 - коррекция по координате Z для третьего инструмента;
D 40 - величина рабочего перемещения по координате Z для четвертого,
пятого и шестого инструментов;
D 41 - коррекция по координате Z для четвертого, пятого и шестого ин-
струментов;
D 42 - коррекция по координате Z для седьмого инструмента;
D 99 - нулевое значение;
D 28 - скорость вращения шпинделя;
D 29 - номер инструмента.
4.3. Содержание работы
При выполнении данной работы по технологической документации (ОК,
КЭ, РТК), разработанной в лабораторной работе № 3, составляют управляю-
щую программу обработки заготовки с оформлением ККИ.
При составлении управляющей программы решают задачу кодирования
геометрической, технологической и логической информации.
52
4.4. Порядок выполнения работы
Изучить исходную информацию для составления управляющей про-
граммы (ОК, КЭ, РТК) по лабораторной работе № 3.
Закодировать информацию и составить управляющую программу обра-
ботки заготовки (по указанию преподавателя) с оформлением карты кодирова-
ния информации (ККИ).
Набрать программу на пульте управления станка (или ввести с перфо-
ленты).
Отработать программу на станке ВМ501ПМФ4 для обработки заготовки.
4.5. Содержание отчета
Отчет по лабораторной работе включает в себя управляющую програм-
му обработки заготовки на бланке ККИ.
Отчет подписывает преподаватель.
53
Приложение 1
Состав команд клавиш управления на наборном поле пульта управления
токарного станка 16Б16Т1С1
Клавиша поперечного перемещения в режиме работы от маховичка V Клавиша продольного перемещения в режиме работы от маховичка
Клавиша толчкового перемещения в ручном режиме V Клавиша ускоренного перемещения действует при совместном нажа- тии с одной из клавиш толчкового перемеще- ния в ручном режиме
Подрежим покадровой отработки Подрежим отработки программы без пере- мещения суппорта
< /
Клавиша гашения II Режим работы от маховичка ©
Режим толчкового перемещения от клавиши н Останов выполнения управляющей программы “о' Ц—*
Автоматический цикл Пуск управляющей программы Л lJ U—*
Режим ввода Команда на ввод в память или вывод на индикацию
Режим вывода на индикатор Режим размерной привязки инструмента о
Задание признака от- носительной системы отсчета Е Задание признака быстрого хода /\Мл
Деблокировка памяти Разрешение на ввод и индикацию
Задание в управляю- щую программу при- знака снятия фаски +45° -4 Задание признака на вхождение кадра в группу *
Знак перед числовой частью Сброс набранных значений с
54
Приложение 2
Диапазоны частот вращения шпинделя
Диапазоны
M41-I M42-II М 43-III
Частота вращения шпинделя, мин'1
22,4 64 160
25 71 180
28 80 200
31,5 90 224
40 100 250
45 112 280
50 125 315
56 140 355
63 160 400
71 180 450
80 200 500
90 224 560
100 250 630
112 280 710
125 315 800
140 355 900
160 400 1000
180 450 1120
200 500 1250
224 560 1400
250 630 1600
280 710 1800
315 800 2000
355 900 2240
55
Приложение 3
Пример управляющей программы для обработки заготовки на токарном станке
с ЧПУ 16Б16ТС1
№0Т 1 № 1М41 № 2 S 700 №ЗМЗ № 4 F 20 - инструмент 1 - включение диапазона I - частота вращения шпинделя 700 мин'1 - вращение шпинделя по часовой стрелке - подача 0,2 мм/об
№ 5 X 35000"UTT* №6Z 100 - выход проходного резца в начало обработки
№7G77l±t± * UTT № 8 X 22000 * №9 2 71000* № 10 Pi 2500 * № 11 Р2 6000 - многопрофильный цикл обработки: конечный диаметр 0 = 22 мм, длина обработки L = 71 мм, припуск на проход - 2,5 мм, величина скоса - 6 мм; признак "UTT указывает, что установка рез- ца на глубину резания осуществляется на ускорен- ном ходу, в противном случае на рабочем; btbt - признак, указывающий на необходимость возврата на контур в направлении раскроя припуска (X 22000 Z 100); если опущен, то по окончании цикла инструмент возвращается в исходную точку цикла (начало раскроя)
№ 12 X 18000 № 13 Z-4000+ 45° - обработка фаски
№ 14 X 29000 "UTT * № 15 Z-68000 — выход в точку начала сферы
№ 16 G 2 * № 17 X 35000 * № 18 Z-77500* № 19 Pi 14500* № 20 P2 9000 - обработка части сферы R - 17,5 мм
№21 X 130000ЧЛГ* № 22 Z 5000 - выход в точку смены инструмента (детали) (И.Т.)
№ 23 T 2 № 24 S 300 № 25 X 22500ЧЛГ * № 26 Z-24000 — канавочный резец - выход резца в исходную точку нарезания канавки
56
Окончание приложения 3
№ 27 X - 6000 - перемещение канавочного резца на 3 мм в отно- сительной системе координат
№ 28 X 22500 — выход
№ 29 X 130000 "ШГ * № 30 Z 5000 - выход в И.Т.
№31 ТЗ - резьбовой резец
№ 32 Z 5000 ТПГ * № 33 X 36000 — выход резьбового резца в исходную точку цик- ла выбирается так, чтобы она отстояла от тела де- тали по оси X на 8 ... 10 мм, а по оси Z на 2 ... 3 шага резьбы
№34G31 * № 35 X 22000 * № 36Z20000 * № 37F 25000 * №38 Pi 2500* № 39 Р2 300 - наружный диаметр резьбы равен 22 мм, шаг резьбы F = 2,5 мм, глубина Pi резьбы 2,5 мм, при- пуск Р2 на проход 0,3 мм, длина резьбы Z - 20 мм, дискретность задания шага резьбы в цикле G 31 — F = 0,0001 мм
№40Х 130000ТПГ* № 41Z 5000 - выход в И.Т.
№ 42 М 5 № 43 М 30 — останов шпинделя - конец программы
51
Приложение 4
Пример управляющей программы обработки заготовки на многоцелевом станке
ВМ501ПНФ4
%
№ 1 G 90 G 92 ХО Z0 U0
№2 G91 G 17 S08 М86
№3 L7801
№4 G9 G1 Z-2500 F2000 - черновое фрезеро-
вание. Фреза d = 22 мм.
Траектория инстру-
мента 0-1-2-3-4-5-6-
7-8-9-10-11-0
№5 G 9 X - 300000 Y - 14500 Z - 26000 + R34 М3
№ 6 G 42 D35 X - 192901 - 70710 J70710 М8 F50
№ 7 L0201
№8G1 U41000 Z4000 F1200
№ 9 G 42 D36 X - 30000 F50
№ 10 L0301
№ 11 G 9 G 1 Х40000 Z22000 - R34 F1200 М5
№ 12 G 9 XI20000 U90000 F7500
№ 13L0101 R29 + 2R28 + 9
№ 14G9G 1 X-30000 U-145000 Z-26000+R37F7500 M3 - чистовое фрезеро-
вание. Фреза d = 22 мм.
Траектория инстру-
мента 0-1-2-3-4-5-6-
7-8-9-10-11-0
№ 15 G42 D38 X- 192901-70710 J70710M8 F200
№ 16 L0201
№ 17 G 1 U41000 G 4000 F1200
№ 18G42D38 X-30000F200
№ 19L0301
№ 20 G 9 G 1 Х40000 Z22000 U90000 F7500
№ 21 G 9 Х120000 U90000 F7500
№22 L0101 R29 + 3R28 + 9
№ 23 G 9 G 1 X — 66970 U- 91970 Z - 17000 F7500 М3 - фрезерование пазов
12-13, 14-15, 16-17,
18-19. Фреза d=20MM.
№ 24 G 43 D39 Z - - 9000 F200 М8
№ 25 X- 15910 U- 15910 F50
№ 26 D99 Z26000 F200
№ 27 X - 90150 U15910 F2400
№ 28 G 43 D39 Z - 26000 F200
№29X14140 U14140F50
58
№ 30 D99 Z26000 F600
№31 G9X- 14140 U-91920 F7500
№ 32Z- 17000 F400
№33G43 D39Z-9000
№ 34 Х15910 U15910 F50
№ 35 D99 Z26000 F200
№ 36 G 9 X90150 U - 15910 F7500
№ 37 G 43 D39 Z - 26000 F200
№ 38 X- 14140 U14140 F50
№ 39 G 9 D99 Z26000 F700 M9
№ 40 G 9 X81110 U183890 F7500 MS
№ 41 L0101 R29 + 4R28 + 10
№42 L0501 R40+ 10000
№ 43 L0101 R29 + 5R28 + 10
№44 L0501 R40 +45000
№45 L0101 R29 + 6R26+ 11
№46 L0501 R40+ 16
№47L0101 R29 + 7R28 + 5
№48G9G 1 X - 70000 U- 145000 Z- 10000
F7500 М3
№ 49 M08
№50L0601
№ 51 G 9 X - 50000 U - 50000 F5000 М3
№ 52 L0601
№ 53 G 9 X - 50000 U - 50000 F5000 М3
№ 54 L0601
№ 55 G 9 X - 50000 U- 50000 F5000 М3
№ 56 L0601
№57Z10000 F400M9
№ 58 G 9 X120000 U195000 F7500
№59L7901 R29+ 1R28 + 8
№ 60 G 91 G 1 G 9 Z125000 F7500
№ 61 М2
№ 63 M30
L01
№ 1 M 87
№2G9OG1G9Z - 25000 F5000
№ 3 L7901
№ 4 M86
№5G28Z0
№6L7801
№7G91G1G9Z - 25000 F5000
Продолжение приложения 4
- центрирование по
отверстиям 20, 21,
22, 23
- снятие фасок
- нарезание резьбы
59
Продолжение приложения 4
№8М17
L02
№ 1 G 91 G 17 G 1 X - 70710 U70710
№ 2 G 45 X-70710 U-70710
№ 3 G 45 X - 70710 U - 70710
№ 4 G 45 X - 70710 U- 70710
№5G40X19290
№6М17
L03
№ 1 G91 G 17 G 1 X-60000
№ 2G 3X0 U0 10 J-41000
№ 3 G 1 X - 40000
№ 4 G 40 U14000 М9
№5М17
L04
№ 1 G91 G 1 G43 D41 Z-R40F120
№ 2 D99 Z + R40 F200
№ЗМ17
L05
№ 1 G 91 G 1 G 9 X-70000 U- 145000 Z- 1000 F7500 М3
№2М8
№3 L0401
№ 4 G 9 Х-50000 U50000 F5000
№ 5 L0401
№ 6 G 9 Х-50000 U-50000 F5000
№ 7 L0401
№ 8 G 9 Х50000 U50000 F5000
№9L0401
№ 10Z1000F1000 М9
№ 11 G 9X120000 U195000 F7500M5
№12 Ml7
L06
№ 1 G91 G 1 G43 D43 Z-20000F150
№2М5
№ 3 G 4 Х83
№4М4
№5D99 Z20000F150M5
№6М17
L78
№ 1 М90
№2G9G91 G 1Z + R21F1000
№ 3 М91
№4М17
60
Окончание приложения 4
L79
№ 1 М12
№ 2 G 91 G 9 G 1 Z125000 F7500
№ 3 М50 TR29
№4G9Z125000
Библиографический список
1. Проектирование технологических процессов обработки заготовок на
токарных станках с ЧПУ: Методические указания к практическим занятиям и
лабораторным работам / Сост. И. А. Иванов, М. А. Белов. - Ульяновск: УлПИ,
1990. - 56 с.
2. Проектирование технологических процессов обработки заготовок на
станках с ЧПУ: Методические указания к лабораторным работам / Сост.
В. Ф. Гурьянихнн, В. Г. Ромашкин, М. А. Белов. - Ульяновск: УлПИ, 1990. -
104 с.
Учебное издание
ГУРЬЯНИХИН Владимир Федорович
АГАФОНОВ Валерий Николаевич
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ С ЧПУ
Учебное пособие
Корректор А. А. Галушкина
Изд, лиц. 020640 от 22.10.97
Подписано в печать 02.09.2002. Формат 60x84/16.
Бумага писчая. Усл.печ.л. 3,72. Уч.-нзд.л. 3,50.
Тираж 150 экз. ЗаказйЛбЗ .
Ульяновский государственный технический университет.
432027, Ульяновск, ул. Сев. Венец, 32.
Типография УлГТУ, 432027, Ульяновск, Сев. Венец, 32.