Текст
                    Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Тамбовский государственный технический университет»
В. К. ЛУЧКИН, В. А. ВАНИН
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
И ПРОГРАММИРОВАНИЕ
ОБРАБОТКИ
НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ
Утверждено Учёным советом университета
в качестве учебного пособия
для студентов направления 151900
Учебное электронное издание
комплексного распространения
Тамбов
Издательство ФГБОУ ВПО «ТГТУ»
2015

УДК 621.91(076) БКК 630.22-64я73-5 Л87 Рецензенты: Зам. главного технолога ОАО «Тамбовмаш» В. Н. Самохвалов Доктор технических наук, доцент ФГБОУ ВПО «ТГТУ» В. М. Червяков Лучкин, В. К. Л87 Проектирование и программирование обработки на токарных станках с ЧПУ [Электронный ресурс] : учебное пособие для студентов направления 151900/В. К. Лучкин, R А Вянин -Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM). - Системные требования : ПК не ниже класса Pentium П; CD-ROM-дисковод 35,1 Mb RAM; Windows 95/98/ХР ; мышь. - Загл. с экрана. - ISBN 978-5-8265-1397-2. Включает в себя вопросы анализа технологичности детали, определе- ния маршрута обработки, проектирование самой операции с указанием установов, позиций, инструментальных переходов, вида технологической оснастки, расчетов траекторий движения инструментов, кодирования управляющих программ. Предназначено для студентов направления 151900, изучающих техно- логию обработки деталей и разработку управляющих программ для станков с ЧПУ. УДК 621.91(076) БКК 630.22-64*73-5 : и использование данного продукта запрещено. ISBN 978-5-8265-1397-2 © Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО «11 ТУ»), 2015
ВВЕДЕНИЕ Учебное пособие написано в соответствии с учебной программой дисцип- лины «Программирование обработки на станках с ЧПУ» для студентов специаль- ности 151900 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроитель- ных производств» всех форм обучения и направлено на формирование компонен- тов компетенции (ПК) «способность выбирать материалы и оборудование и дру- гие средства технологического оснащения и автоматизации для реализации про- изводственных и технологических процессов». В учебном пособии даются общие сведения о токарных станках с ЧПУ, рас- сматриваются технологические особенности обработки на них, вопросы анализа технологичности детали, определения маршрута обработки и проектирование самой операции, привод ится порядок выбора заготовки и инструмента, вида тех- нологической оснастки, расчётов траекторий движения инструментов, кодирова- ния управляющих программ (УП). Пособие содержит множество примеров, по- зволивших студентам легче освоить порядок подготовки УП. Материал учебного пособия предназначен для приобретения студентами теоретических знаний и использования их на практике для подготовки УП для станков с ЧПУ. Это в дальнейшем необходимо при изучении курсов: технология МЯТПИПГ1 строения, автоматизация производственных процессов в машинострое- нии, САПР ТП, проектирование машиностроительных производств, а также при прохождении технологической, конструкторско-технологической, преддиплом- ной практик и выполнении дипломного проекта.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ 1.1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ Токарные станки с ЧПУ предназначены для комплексной обработки наруж- ных и внутренних поверхностей (обточки, подрезки торцов, прорезки канавок, сверления центральных отверстий, обработки фасонных поверхностей, нарезания резьбы и т.д.) деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным про- филем различной сложности в один или несколько проходов в замкнутом полуав- томатическом цикле. Закрепление деталей на станках может производиться в патроне, в центрах или на оправках. 1.2. ТИПАЖ (НОМЕНКЛАТУРА) ТОКАРНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ Токарные станки с ЧПУ по основным параметрам обработки, т.е. по отно- шению длины обработки L к диаметру D, можно разбить на патронные (для обра- ботки деталей с LID = 0,25...1,0) и центровые (патронно-центровые), обеспечи- вающие обработку деталей с L!D= 1...10 и вкппе Наиболее важной характеристикой токарных станков является схема разме- щения на станке инструментальных блоков. В традиционной схеме инструмент крепят в резцедержателе суппорта. Большую ёмкость обеспечивает схема с револьверной головкой на суппорте; эта головка может быть размещена за осью центров станка или выше неё при соос- ном или перпендикулярном размещении инструмента в головке. Для прутковых и патронных токарных станков применяют схемы, при которых инструмент распо- лагают на оси шпинделя, при этом ось револьверной головки может быть пер- пендикулярной к основанию станка или к его фронтальной плоскости. Достаточ- но распространёнными являются конструкции токарных станков с двумя револь- верными головками, с револьверной головкой и суппортом, с двумя суппортами. В крупносерийном производстве применяют двух- и трёхшпиндельные токарные станки с револьверными головками. 1.3. СИСТЕМЫ КООРДИНАТ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ Координатные оси для токарного станка обозначаются Хи Z. Ось Z совпада- ет с направлением продольной подачи, ось X- с направлением поперечной. Знак «-» - движение инструмента к детали, знак «+» - от детали (рис. 1.1). Для токарных станков с ЧПУ различают три системы координат. 1.3.1. Система координат станка Начало координат системы («нуль станка» - Ос) находится в центре зеркала кулачкового патрона, т.е. в центре торца сечения шпинделя перед посадочным конусом, центрирующим планшайбу патрона (рис. 1.1).
Направление осей координат зависит от расположения инструмента впереди оси вращения шпинделя (станок 16К20ФС5) или сзади оси вращения (станок 1713ФЗ). Движение по оси X реализуется перемещением поперечных салазок суппорта по направляющим каретки, а по оси Z - перемещением каретки по на- правляющим станины 1.3.2. Система координат детали Начало координат системы («нуль детали» - Од) находится в центре левого торца заготовки или в центре правого торца. Ось Z этой системы совпадает с осью Z станка, а ось X смещена вдоль оси Z в положительном направлении на Рис. 1.2. Системы координат для токарной обработки: 0о Од, Ою Ого Ot — нуль станка, летали, инструмента, программы (исходная точка),
расстояние Ос — Од и проходит в плоскости правого торца приспособления (на- пример, торца планшайбы или уступа кулачков). Относительно «нуля детали» производится пересчёт размеров, заданных на чертеже детали, в расстояния до опорных точек обрабатываемого контура (рис. 1.2). В системе координат детали производится также расчёт координат опорных точек траектории движения инструмента (циклограммы). 13.3. Система координат инструмента Начало координат системы («нуль инструмента» — Оя) располагается в цен- тре (базовой точке) инструментальной головки. Для станков с горизонтальной осью инструментальной головки нуль расположен в центре правого торца пово- ротной резцедержки (пересечение торца с осью) (см. рис. 1.2). Для станков с вер- тикальной осью инструментальной головки нуль инструмента располагается в центре поворотной резцедержки. «Нуль инструмента» (точка О„) иначе называет- ся «исходной точкой суппорта», из которой суппорт начинает движение в начале программы и заканчивает в конце. Исходная точка суппорта называется фикси- рованной, если для смены инструментов необходим возврат суппорта в исходное положение и нефиксированной, если такого возврата не требуется. Положение Оп «нуля программы» («исходной точки программы») выбирает- ся из следующих соображений: 1. Величина перемещения инструмента от исходной точки программы до первой обрабатываемой поверхности и длина перемещения от последней обраба- тываемой поверхности до исходной точки должны быть минимальными, чтобы избежать нерациональных холостых пробегов суппорта. 2. Положение инструмента в исходной точке должно хорошо просматри- ваться со стороны рабочего; инструмент не должен мешать выполнению дейст- вий по установке, закреплению и снятию детали, смене прижимов и упоров, уда- лению стружки и т.п. Для того чтобы обеспечить данные условия, расстояние от исходной точки М до торца заготовки Z* принимается в пределах 50...80 мм, а до наруж- ной поверхности заготовкиХх — 10...30 мм (см. рис. 1.2). После обработки детали инструмент должен по программе возвратиться в исходную точку М, это позволяет проверить правильность расчёта программы, а в процессе обработки определить наличие себя. В начале обработки центр инструмента О„ находится в крайнем правом пе- реднем положении («крайней точке» Ot), когда каретка суппорта и поперечные салазки наезжают на специально установленные линейные упоры с датчиком положения. Ускоренный «перебег» от «крайней точки» Ot до «нуля инструмента» О„ на расстояния X, и Z* программируется только в абсолютной системе.
2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ 2.1. ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ С ЧПУ В общем случае проектирование технологических процессов (ill) для стан- ков с ЧПУ можно разделить на три стадии: разработку маршрута обработки дета- ли; разработку операций ТП; подготовку УП. Каждая стадия содержит несколько этапов проектирования, которые сведены в табл. 2.1. 2.2. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ЧЕРТЕЖЕЙ ДЕТАЛЕЙ, ПОДЛЕЖАЩИХ ОБРАБОТКЕ НА СТАНКАХ С ЧПУ Чертёж детали, подлежащей обработке на станке с ЧПУ, выполняется с учё- том следующих условий: 1. Необходимо стремиться проектировать симметричные отдельные части детали, что позволяет сократить время на программирование. 2. Необходимо стремиться задавать контур детали минимальным количе- ством сопряжений, точечных кривых. 3. Ориентацию координатных осей на чертеже следует выбирать с учётом предполагаемого расположения детали при её креплении на станке 4. По чертежу детали определяется форма и размеры заготовки, выбкрается исходная точка, от которой начинается обход контура, а также намечается поря- док обработки контура и точность аппроксимации. 5. Все размеры следует проставлять в системе прямоугольных координат от единых конструктивных баз детали, выбранных в соответствии с общими тех- нологическими рекомендациями. 6. Желательна простановка размеров, определяющих координаты всех цен- тров окружностей, за исключением радиусов сопряжений. 7. Криволинейные поверхности детали следует задавать их математиче- ским уравнением с простановкой координат опорных точек. 8. На чертежах, где невозможна простановка размеров от одной базы, т.е. начала отсчёта координат, необходимо для каждой плоскости обозначить начала отсчёта координат и исходя из этого составить таблицу с обозначением осей всех отверстий и их координат. На поле чертежа ставится надпись «изготовлять на станке с ЧПУ» с указанием поверхностей или отдельных её участков с указанием станка.
2.1. Стадии и этапы проектирования технологического процесса обработки деталей на станках с 411У Этап | Содержание этапа I стадия. Разработка маршрута обработки детали (исходная документация, чертёж детали, чертёж заготовки) 1. Выбор номенклатуры Конъюнктурный анализ: определение целесообразно- сти обработки заготовки на станке с ЧПУ (по конст- руктивно-технологическим признакам и производст- венным условиям); оценка возможности изменения заготовки, технологического процесса, конструкции. Технико-экономический анализ: расчёт снижения тру- доёмкости, расчёт окупаемости затрат 2. Ознакомление с ТП изготовления аналогичной детали Объём ознакомления: заготовка, маршрут, приспособ- ления, режущий и вспомогательный инструменты, режимы резания, структура операций 3. Повышение технологичности детали Отработка детали на технологичность и унификация (радиусы, базы) элементов детали. Повышение жёст- кости инструмента и детали. Корректировка чертежей детали и заготовки 4. Согласование условий поставки Определение технологического состояния заготовки: требования к базам, припуски, технологические отвер- стия. Определение технологического состояния дета- ли: основные размеры, припуски, доводочные работы 5. Определение маршрута обработки детали Составление и согласование маршрута обработки де- тали; выделение поверхностей, обрабатываемых на станках с ЧПУ; переустановка по видам оборудова- ния; переустановка по зонам обработки; выбор после- довательности выполнения операций; составление операционного эскиза б. Заказ приспособления Эскизное проектирование приспособления: определе- ние положения заготовки на станке; определение типа приспособления; составление схемы увязки (выбор и привязка системы координат); определение схемы базирования заготовки; определение схемы закрепле- ния заготовки; выбор «и дя привода 7. Заказ инструмента Эскизное проектирование инструмента: определение типа инструмента; выбор технологических парамет- ров; выбор конструкции; выбор геометрических пара- метров; проектирование схемы наладки
Продолжение табл. 2.1 Этап I Содержание этапа II стадия. Разработка операций ТП (исходная документация: откорректированные чертежи детали и заготовки, задание на программирование, маршрутная карта, операционная карта) 8. Составление плана операции Определение содержания операции. Разделение опе- рации на установы и позиции. Уточнение метода за- крепления заготовки. Подготовка операционной карты 9. Разработка операционной технологии Определение последовательности переходов. Выбор инструмента. Разделение переходов на ходы. Выбор контрольных точек и останова. Определение траекто- рий позиционных и вспомогательных переходов. Расчёт режимов резания. Подготовка карт нападки станка и инструмента Шстадия. Подготовка УП 10. Расчёт траекто- рии инструмента Выбор (уточнение) системы координат. Определение наладочных размеров детали. Расчёт координат опор- ных точек. Разделение проходов на ходы и шаги. По- строение траектории движения инструмента. Преобра- зование систем координат 11. Кодирование и запись УП Формирование элементарных перемещений. Опреде- ление технологических команд. Пересчёт величин перемещений в импульсы. Кодирование УП. Запись УП на программоноситель. Печатание текста УП 12. Контроль, редактирование и отладка УП Контроль программоносителя. Контроль траектории инструмента. Редактирование УП. Обработка опытной детали 2.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ НА СТАНКАХ С ЧПУ Поверхности деталей, обрабатываемые на токарных станках с ЧПУ, склады- ваются из плоскостей, перпендикулярных к оси вращения, соосных цилиндров, конусов, сфер и поверхностей вращения с произвольной криволинейной обра- зующей, а также винтовых поверхностей, формирующих резьбу. Общая технологическая схема обработки деталей на токарном станке с ЧПУ: 1) черновая обработка основных поверхностей; 2) черновая обработка до- полнительных поверхностей; 3) чистовая обработка основных поверхностей (она может выполняться тем же инструментом, которым выполнялась черновая обра- ботка, или отдельным инструментом); 4) чистовая обработка поверхностей, не требующая черновой обработки; 5) чистовая обработка дополнительных поверх- ностей. В случае обработки деталей с центральным отверстием после чернового подрезания торца производится обработка отве>стия.
Токарную операцию начинают с черновой обработки, содержащей несколько прямолинейных черновых рабочих ходов, которые выполняются вдоль оси детали, перпендикулярно к оси или под утлом к ней. Первый рабочий ход предусматри- вает удаление с поверхности поковки или отливки корки (окалины, наклёпа или от- бела) и исправление погрешностей формы заготовки. Последующие черновые рабо- чие ходы выполняются с постоянной или постепенно уменьшающейся глубиной резания. Если глубина резания для последнего чернового рабочего хода оказалась большой, то следует несколько увеличить глубину резания предыдущих. Направление перемещения резца выбирают исходя из условия минимально- го числа рабочих ходов. Для предварительно проторцованных заготовок черно- вые рабочие ходы по торцу исключаются. При черновом проходе точного воспроизведения профиля детали не требу- ется. Черновой контур целесообразно выполнять отрезками прямой и лишь в ис- ключительных случаях дугами окружностей. Если деталь имеет несколько ступе- ней (рис. 2.1), то припуск делят назоны обработки. Рис. 2.1. Зоны отработки (расположение резца - заднее) Рис. 2.2. Типовые циклограммы рабочих ходов токарной обработки вала: а — черновых; б—чистовых 10
Если припуск невелик — черновая обработка может отсутствовать. Для поверхности, шероховатость которой меньше Rz = 20 мкм, а также для диаметральных размеров, требования которых соответствуют допуску 0,3 мм и меньше, необходима чистовая обработка. Глубина резания для чистовых прохо- дов принимается 0,5...1,5 мм. Схемы траектории движения вершины резца (цик- лограммы) для черновой и чистовой обработок вала показаны на рис. 2.2. 2.4. ВЫБОР ЗАГОТОВКИ В целях типизации операционной технологии обрабатываемую поверхность заготовок представляют состоящей из основных и дополнительных поверхностей. К основным поверхностям относятся такие, которые могут быть обработаны резцом с главным углом в плане ср = 93°, вспомогательные — с углом в плане ср! = 32°. Это — цилиндрические и конические поверхности, поверхности с радиусными и криволинейными образующими и поверхности неглубоких канавок (например, для выхода шлифовального круга); примеры показаны на рис. 2.3 жирными ли- ниями. Поверхности, для образования которых необходим другой инструмент, на- зывают дополнительными. К ним относятся торцовые и угловые канавки для вы- хода шлифовального круга, кянявки на наружной, в том числе торцовой и внут- ренней поверхностях, резьбовые поверхности, желоба под ремни т.д. Примеры таких поверхностей показаны на рис. 2.3 тонкими линиями При образовании основных поверхностей заготовок диаметром 50...400 мм удаляют 85...90% припуска, остальной припуск снимают при обработке допол- нительных поверхностей. На станках с ЧПУ обрабатывают в основном заготовки из проката, поковок, штамповок. Одну заготовку проката можно использовать для изготовления нескольких деталей, если диаметр обрабатываемых в патроне заготовок не превышает 50 мм, и для одной детали, если диаметр больше 50 мм. Заготовки проката, обрабатываемые в центрах, должны иметь обработанные торцы и центровые отверстия с двух сторон. Отклонения длины заготовки не должны превышать +0,6 мм. Заданную длину деталь принимает по окончании чистовой обработки на станке с ЧПУ после подрезания торца проходным контур- ным резцом. Заготовки из проката, устанавливаемые в патроне, используют без дополнительной обработки. Однако отверстие большого диаметра желательно подготавливать в заготовке предварительно. Рис. 23. Основные н дополнительные поверхности заготовки
Поковки, выполненные способом свободной ковки, без применения или с применением подкладных форм для образования отдельных поверхностей внача- ле, как правило, обрабатывают на станках с ручным управлением (РУ) с целью подготовки баз для последующего закрепления их на станках с ЧПУ. Более гру- бые поковки с большим колебанием величины и формы припуска подвергают предварительной обдирке по всему контуру. Поковки, изготовленные способом горячего объёмного штампования (штамповки), отличаются стабильной формой и размерами, небольшими припус- ками. Штамповки, предназначенные для обработки в патроне, в большинстве случаев включают сквозное или с небольшой перемычкой отверстие, торцовые выемки и др. В первом установе они могут без предварительной обработки за- крепляться с помощью специальных зажимных кулачков на станке с ЧПУ. За- жимные кулачки в этом установе выполняют с учётом уклона поверхности штамповок. 2.5. ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ Номенклатуру инструмента для станков с ЧПУ составляют на базе стати- стического анализа форм и размеров изготавливаемых деталей и технологиче- ских возможностей станка. Для обработки отверстий используют свёрла и рас- точные резцы ограниченной номенклатуры. Зенкеры и развёртки в большинстве случаев не применяют: второй и третий классы точности достигают растачивани- ем (употребление развёрток целесообразно только в случае обработки больших партий деталей). Наружные основные поверхности с образованием прямых уступов форми- руют проходным подрезным резцом с углами (р = 95° и ф! = 5° для черновой обработки и контурными резцами с углами ф = 93° и ф! = 32° для чистовой обра- ботки. При обработке внутренних поверхностей используют центровочные и спи- ральные свёрла, а также расточные проходные резцы с углами ф = 95°, ф] = 5° для черновой обработки и расточные контурные резцы с углами ф = 93°, ф] = 32° для чистовой обработки. Размеры расточного инструмента устанавливают соответст- венно размерам обрабатываемых отверстий: диаметру и дляне. Статистика показывает, что для обработки отверстий с часто встречающим- ся в производственной практике диаметром нужны свёрла диаметром 20; 22,5; 25; 27,5; 30; 40; 45; 50 мм. Для обработки отверстий с диаметром менее 20 мм необ- ходимы свёрла диаметром 10,1; 12,5; 13,8; 15,3; 17,3 мм. Дробные значения диа- метров свёрл до 20 мм определяются диаметрами отверстий под нарезание резьбы. Вместо спиральных сверл целесообразно применять пластинчатые (перо- вые) свёрла диаметром 25, 30, 35, 40, 45 и 50 мм. Для обработки глухих отвер- стий используют перовые или спиральные донные свёрла диаметром 25, 30, 35, 40, 45 и 50 мм. Для наружных и внутренних дополнительных поверхностей необ- ходимы прорезные резцы, резцы для угловых канавок, резьбовые резцы с углом Ф = 60°, 55° (для метрических и дюймовых резьб). В конкретных условиях произ- водства деталей ограниченной номенклатуры может потребоваться соответствен- но инструмент меньшей номенклатуры. 12
Конструкция инструмента и резцедержателей должна обеспечивать воз- можность предварительной настройки инструмента на размер вне станка, быст- рую и точную установку инструмента в рабочую позицию на суппорте или ре- вольверной головке, формирование и отвод в условиях автоматической работы станка с ЧПУ. 2.6. ОСНАСТКА Токарные станки с 411У оснащают для крепления заготовок, как правило, автоматическими патронами (пневматическими, гидравлическими, электромеха- ническими и т.д.). Кулачки в таких патронах имеют относительно небольшой ход. Для изготовления деталей различных размеров и форм на одном станке тре- буется комплект кулачков, центров и поводков. Состав комплекта определяется спецификой производства и номенклатурой выпускаемых деталей. При закреплении заготовки в патроне за необработанную (черновую) по- верхность применяют термически обработанные «твёрдые» (HRC 60) кулачки с рифлениями на поверхности крепления, а при закреплении за окончательно про- точенные поверхности — «мягкие» (HRC 30) кулачки с гладкой поверхностью крепления. Применение «мягких» кулачков позволяет в случае необходимости растачивать их для лучшего центрирования заготовки. 2.7. РАЗРАБОТКА ОПЕРАЦИОННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ 2.7.1. Общая последовательность работ Общая последовательность работ при проектировании операционных тех- нологических процессов и отработке УП для станков с ЧПУ: 1. Составление операционного эскиза, схемы установки заготовки, общего плана операции. 2. Выявление обрябятиняемых элементов и зон обработки, расчёт межпе- реходных размеров. 3. Выбор типовых технологических переходов и соответствующих им ре- жущих инструментов из номенклатуры инструментов, закреплённых за станком. 4. Анализ выбранного инструмента; выбор инструмента, технологически необходимого для выполнения операций с учётом снижения времени обработки из числа инструментов за пределами номенклатуры, закреплённой за станком. 5. Определение последовательности обработки поверхностей в операции с установлением очерёдности работы инструментов по типовым схемам. 6. Назначение режимов работы каждого инструмента в соответствии с ре- комендациями. 7. Уточнение режимов резания инструментов наладки (чтобы суммарное время обработки партии было минимальным) с учётом смены, подналадки и на- ладки инструмента. 8. Подготовка УП. 9. Отладка программы при обработке первой детали. 13
3. РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ ТОКАРНОГО СТАНКА С ЧПУ (станок мод. 16К20ФЗ, УЧПУ Н22-1М) 3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТАНКЕ МД. 16К20ФЗ И УЧПУ Н22-1М Токарный станок с числовым программным управлением 16К20ФЗ предна- значен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей со ступен- чатыми и криволинейными участками (включая канавки, конусы, фасонные по- верхности, резьбы). Устройство ЧПУ Н22-1М обеспечивает продольное перемещение каретки суппорта и поперечное перемещение поперечных салазок суппорта, автоматиче- ское переключение девяти ступеней частот вращения шпинделя, индексацию шестипозиционной инструментальной головки с автоматическим поиском тре- буемой позиции, а также выполнение ряда вспомогательных команд. Цена импульса (дискретность) для продольного перемещения суппорта (по оси Z) составляет 0,01 мм, а для поперечного перемещения суппорта (по оси X) — 0,005 мм. Поворотная револьверная инструментальная головка станка с горизонталь- ной осью вращения устанавливается на поперечных салазках суппорта. В резце- держке инструментальной головки закрепляется шесть резцов-вставок или три инструментальных блока для стержневых инструментов (рис. 3.1). 14
3.2. ЗАДАНИЕ ПОЗИЦИИ ИНСТРУМЕНТА Инструментальная головка станка 16К20ФЗ может занимать шесть позиций (номера позиций обозначены на торце головки). Поворот инструментальной го- ловки с целью установки необходимого инструмента в рабочей позиции осуще- ствляется по функции Т с трёхзначным числом. Первая цифра после адреса Т - О или 1. При наличии цифры «О» отработка последующего кадра происходит неза- висимо от отработки предыдущего кадра, т.е. когда не выполнена команда на поворот и фиксацию инструментальной головки. При наличии цифры «1» отра- ботка последующего кадра произойдёт только после «ответа от станка», т.е. когда завершится выполнение команды на поворот и фиксацию инструментальной го- ловки. Вторые две цифры - номер позиции (01, 02, 03, 04, 05, 06). Примеры: Т101, Т005 и т.д. 3.3. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ УЧПУ станка осуществляет подготовительные функции по адресу G, пред- ставленные в табл. 3.1. 3.1. Подготовительные функции по адресу G Код G-функции Значение G-функцин G01 Линейная интерполяция, нормальные размеры (пятизначное число импульсов) G10 Линейная интерполяция, длинные размеры (шестизначное число импульсов) G11 Линейная интерполяция, короткие размеры (четырёхзначное чис- ло импульсов) G02 Круговая интерпопяпия по часовой стрелке, нормальные размеры G20 Круговая интерпопяпия по часовой стрелке, длинные размеры G21 Круговая интерпопяпия по часовой стрелке, короткие размеры G03 Круговая интерполяция против часовой стрелки, нормальные раз- меры G30 Круговая интерполяция против часовой стрелки, длинные разме- ры G31 Круговая интерполяция против часовой стрелки, короткие разме- ры G04 Выдержка времени («пауза») G25 Возврат в «крайнюю точку станка» G26 Работа в относительной системе координат (в приращениях) G27 Работа в абсолютной системе координат G33 Режим резьбонарезания G40 Отмена коррекции G58 Ввод плавающего нуля (смещение «0») 15
3.4. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ШПИНДЕЛЯ Коробка скоростей станка 16К2ОФЗ обеспечивает три диапазона частот вращения шпинделя по девять ступеней в каждом диапазоне (всего 27 частот вращения) (табл. 3.2). Установка требуемого диапазона производится вручную рычагом, располо- женным на передней стенке коробки скоростей. Переключение девяти ступеней в пределах диапазона производится с помощью электромагнитных муфт автомати- чески по командам от управляющей программы. Частота вращения задаётся функцией S с трёхзначным числом. 3.2. Диапазоны частот вращения шпинделя станка 16К20ФЗС5 Диапазоны Ступени, мин 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 12,5 18 25 35,5 50 71 100 140 200 2 50 71 100 140 200 280 400 560 800 3 125 180 250 355 500 710 1000 1400 2000 Первая цифра может быть 0 или 1, т.е. без «ответа от станка» или «с отве- том». Вторая цифра указывает на диапазон частот вращения, а третья - на номер ступени в пределах диапазона. Примеры: S118; п = 140 мин-1; S125; п = 200 мин-1. Технолог-программист перед началом программирования принимает опре- делённый диапазон частот вращения, в котором будет обрабатываться деталь в зависимости от допустимой скорости резания и размеров детали. Желательно, чтобы обработка велась в одном диапазоне и не требовалось переключения диа- пазона вручную, так как это снижает производительность труда и затрудняет ор- ганизацию многостаночного обслуживания. Однако в отдельных случаях ручное переключение диапазона бывает необходимым. Переключение диапазонов про- изводится во время технологического останова по команде М101 (см. п. 3.5). 3.5. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ КОМАНДЫ Вспомогательные команды задаются функцией М с трёхзначным числом. Первая цифра может быть: 0 — без выдачи ответа от станка о выполнении коман- ды и 1 — с выдачей ответа. Вторая и третья цифры — условные обозначения команды. М100 — останов по программе. Для продолжения нажимается кнопка «работа». М101 - останов по программе с подтверждением (зажигается лампочка ин- дикации в окошке «М» на пульте). Отрабатывается только при включённом тумблере «технологический останов». М102 - конец программы. Записывается последним кадром. 16
М103 — вращение шпинделя по часовой стрелке (от токаря). Может записы- ваться в одном кадре с функцией S. М104 - вращение шпинделя против часовой стрелки (на токаря). Действует также, как и Ml03. М105 - технологический останов шпинделя для контроля размеров, удале- ния стружки и др. Отменяется функциями М103 и М104. М108 - включение охлаждения; М109 — выключение охлаждения; МПЗ - вращение шпинделя по часовой стрелке с включением охлаждения; Ml 14 - вра- щение шпинделя против часовой стрелки с включением охлаждения. 3.6. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (линейная интерполяция) Перед кадрами с геометрической информацией на линейные перемещения зад ается функция G с признаком размерности. G01 — нормальные размеры (пятизначное число, определяющее количество импульсов) от 00000 до 99999; G10 — длинные размеры (шестизначное число) от 000000 до 999999; G11 — короткие размеры (четырёхзначное число) от 0000 до 9999. После функции G с признаком размерности записывается признак оси коор- динат (X или Z), знак направления движения рабочего органа (РО) и величина перемещения в импульсах с размерностью, указанной в признаке размерности. 3.7. ПРОГРАММИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СУППОРТА (величины минутной подачи) Скорость подачи (или «величина подачи») задаётся по адресу F пятью циф- рами. Первая цифра после адреса - признак состояния генератора импульсов: 1 - первый диапазон подач (режим разгона) в пределах 1...1200 мм/мин по оси Zили 1...600 мм/мин по оси X (соответствует состоянию генератора 8000 Гц); 2 - вто- рой диапазон подач (режим торможения) в пределах 0,05...0,60 мм/мин (соответ- ствует состоянию генератора 400 Гц); 7 - признак быстрого хода с разгоном и торможением в одном кадре. 3.3. Подачи в режиме «разгон», мм/мин 650 710 775 850 925 1000 1090 1200 17
3.4. Величины подач Програм- мируемая величина 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 Фактическая подача, мм/мин 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 Практически можно записать любые промежуточные значения подач, одна- ко отрабатываться будет ближайшее меньшее табличное значение. В режиме «торможение» величина подачи задаётся четырёхзначным числом импульсов в 20 раз большим, чем требуемая подача (табл. 3.4). Примеры: F20009 - подача 0,45 мм/мин; F20012 - подача 0,6 мм/мин. Помимо приведённых выше табличных значений величины подачи в режиме «торможение», можно задавать подачу 60 мм/мин (F21200) и 120 мм/мин (F22400). Скорость быстрого хода по координате Z равняется 4800 мм/мин, а по коор- динате X - 2400 мм/мин. Быстрый ход программируется после адреса F и призна- ка 7 четырьмя нулями (F70000). При задании режима быстрого хода перемеще- ние допускается только по одной из координат. При холостом пробеге на рас- стояние менее 40 мм следует программировать не быстрый ход, а максимальную подачу из 1-го диапазона подач (1200 мм/мин). Задание величины подачи может осуществляться отдельным кадром, либо в одном кадре с геометрической информацией (перед ней или после). Заданная величина сохраняется всё время отработки программы до задания новой подачи. Пример задания величины подачи в одном кадре с геометрической инфор- мацией. Фрагмент рукописи программы: N014 G01 X - 12000 F10600LF N015 Z - 05000LF N016 X + 00800LF N017 X + 11200 Z + 0500LF N018M102LF В этом примере кадры N015, N016, N017 отрабатываются при подаче 600 мм/мин, заданной в кадре N014. При задании скорости подачи необходимо учитывать следующие правила: • отвод резца от детали в конце рабочего хода и подаод на новую коорди- нату по оси Xрекомендуется производить на подаче 600 мм/мин (F10600); • возвратные ходы по оси Z на ускоренной подаче (F70000), если путь ре- зания больше 40 мм, или на подаче F11200, если путь резания меньше 40 мм; • подача только по оси X или под углом к оси X, если этот угол меньше 63°30', должна быть не более 600 мм/мин; • подача только по оси Z или под углом к оси Z, если этот угол меньше 26°30', может быть до 1200 мм/мин. 18
Команды S, F, М и Т могут задаваться как отдельным кадром, так и совме- стно, а также в одном кадре с функцией G. Однако перед геометрической инфор- мацией совмещение кадров S и Т невозможно, а совмещение команд М - воз- можно. 3.8. ПРОГРАММИРОВАНИЕ В ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ (в приращениях) Размер в приращении: линейный или угловой размер, задаваемый в управ- ляющей программе и указывающий положение точки относительно координат точки предыдущего положения рабочего органа станка. При задании в УП размеров в приращениях, т.е. при работе в относительной системе координат (признак G26), после адресов X и Z задаётся алгебраическая разность координат предыдущей и последующей опорных точек траектории цен- тра инструмента. Знак указывает направление движения: «-» к детали, «+» от детали. Пример программирования обработки детали в относительной системе (рис. 3.2). Определяем координаты опорных точек и приращения и сводим их в табли- цу (табл. 3.5), а рукопись управляющей программы приведена в табл. 3.6. Коор- динаты точек 5, 6, 7 вычисляются с помощью геометрических построений. Рис. 3.2. Схема к примеру программирования в относительной системе 19
3.5. Координаты опорных точек Участки хв х. zK zt ДАТ, мм Л7 мм &Х, ими. Л7,пмп, 0-1 60 0 100 82 -60 -18 -12 000 -1800 1-2 0 0 82 80 0 -2 0 -200 2-3 0 10 80 80 +10 0 +2000 0 3-4 10 10 80 70 0 -10 0 -1000 4-5 10 35,7/2=17,85 70 50 +7,85 -20 +1570 -2000 5-6 17,86 46,4/2 = 23,2 50 50 +5,35 0 +1070 0 6-7 23,2 43 50 26,4 +19,8 -23,6 +3960 -2360 7-8 43 60 25,4 100 +17 +73,6 +3400 +7360 3.6. Рукопись управляющей программы в относительной системе Кадры программы Пояснения % Начало программы N001G26S138F11200M104T101LF Относительная система. Позиция 1. и = 1400 мин-1 (3-й диапазон). Подача 1200 мм/мин 0-1 N002G01X- 12000Z + 01800LF Нормальные размеры. Подход к точке 1 1-2 N003Z - 00200F20012LF Подход к точке 2. Подача 0,6 мм/мин 2-3 N004X + 02000F10400LF Подрезание торца. Подача 400 мм/мин 3^1 N005Z - 01000F10800LF Обтачивание цилиндрического участка. Подача 800 мм/мин 4-5 N006X + 01570Z - 02000LF Обтачивание конического участка < 15° 5-6 N007X + 01070F10400LF Подрезание уступа. Подача 400 мм/мин 6-7 N008X + O396OZ - 02360LF Обтачивание конического участка < 50° 7-8 N009X + 03400F10600LF Возврат в точку 0 N010Z + 07360F7000LF N011M002LF Конец программы 20
3.9. ПРОГРАММИРОВАНИЕ В АБСОЛЮТНОЙ СИСТЕМЕ Абсолютный - линейный или угловой - это размер, задаваемый в управ- ляющей программе и указывающий положение точки относительно принятого нуля отсчёта. При задании в УП абсолютных размеров опорных точек, т.е. при работе в абсолютной системе координат (признак G27), после адресов «X» и «Z» задаётся числовая информация, соответствующая конечной точке участка относительно принятого нуля выбранной системы координат детали (в импульсах). Точкой, принятой за начало координат детали, может быть центр левого или правого тор- ца заготовки (рис. 3.3). Знаки координат конечной точки зависят от квадранта, в котором она нахо- дится. В абсолютной системе после кадра с признаком системы G27 записывается кадр «Смещение нуля». Смещение нуля (точки начала программы) осуществляется по функции G58. Функция G58 программируется либо отдельным кадром без геометрической ин- формации, либо с геометрической информацией. Смещение нуля нельзя задавать в одном кадре с коррекцией L, так как G58 представляет собой один из видов коррекции - коррекцию нулевой точки. Величина и знак смещения по каждой из координат набирается на декадных переключателях «Смещение ОХ» и «Смеще- ние OZ» на пульте оператора. В кадрах с функцией G58 автоматически устанавливаются длинные разме- ры. По функции G58 смещение вводится в соответствующие блоки памяти (нако- пители). Отрабатывается смещение только в кадре с адресами «X» и «Z». При этом величины смещения из накопителей вычитаются от числовой информации, запрограммированной по адресам «X» и «Z», и полученная разность отрабатыва- ется. Чтобы отработать только смещение нуля, набранное на переключателе вме- сте с функцией G58, необходимо задать X + 000000, Z + 000000. Смещение нуля отрабатывается с обратным знаком. Рис. 33. Схема к примеру программирования в абсолютной системе 21
Максимальное смещение по осям ±999999 импульсов (дискрет), составляет по оси Z ± 9999,99 мм и по оси X ± 4999,99 мм. Пример задания «смещения нуля» в абсолютной системе: N001G27F10600T02LF N002G58LF N003 X + 000700Z - 002200LF, т.е. программой предусмотрено для резца, находящегося в позиции 2, смещение нуля программы по оси Xна 3,5 мм, а по оси Z на 22 мм. Если после переточки и повторной установки резца в инструментальную головку вершина его сместилась от первоначального положения на 0,15 мм по оси А" и на 0,5 по оси Z, то на декад- ных переключателях набираем: по ОХ'. +000030 (0,15 мм); по OZ: -000050 (-0,5 мм). Фактически в кадре № 3 будет отработано смещение: XX = +000700 - - 000030 = 000670, т.е. +3,35 мм; AZ=-002200 - (-000050) = -002200 + 000050 = -002150, т.е. -21,5 мм. Возврат в «крайнюю точку» задаётся функцией G25 раздельно по осям Хи. Z двумя кадрами: N125 G25 X + 999999L; N126 G25 Z + 999999LF. В кадрах с функцией G25 автоматически устанавливается быстрый ход и для иные размеры. Пример программирования в абсолютной системе координат (см. рис. 3.3). Начало координат - центр левого торца заготовки (точка О,). Фрагмент ру- кописи управляющей программы представлен в табл. 3.7. 3.7. Рукопись управляющей программы в относительной системе Участки Кадры программы Пояснения .... N004G27F7000LF Ускоренный подход в точку 0 (52, 30) NOO5G58 X + 000000 Z + OOOOOOLF Задание смещения нуля программы 0-1 N006G11 Z + 4700 X + 2400LF Короткие размеры. Подход к точке 1 1-2 N007 X + 0000 F10600LF Подрезание торца. Подвча 600 мм/мин 2-3 N008 X + 2000LF Отвод в точку 3 3-4 N009 Z + 2200LF Обтачивание поверхности 020 мм на 1 = 25 мм 4-5 N010 X + 3400LF Подрезание уступа 5-6 N011 X + 6000 Z + 5200LF Отвод в точку 6 N012G25X +OOOOOOLF N013G25 Z + OOOOOOLF Возврат в «крайнюю точку» станка N014M102LF Конец программы 22
Преимущества абсолютной системы По сравнению с программированием в относительной системе почти вдвое снижается трудоёмкость программирования и наладки; в процессе наладки мож- но начинать обработку с любого инструмента; уменьшается объём программы; программа легко читается по распечатке ленты; упрощается корректировка про- граммы при изменении размеров детали; при разработке программы не нужно учитывать положение вершины инструмента; отпадает необходимость в размер- ной настройке инструмента вне станка; размерами по оси Xявляются д иаметры. 3.10. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА ПО ДУГЕ ОКРУЖНОСТИ (круговая интерполяция) При обработке фасонного участка детали (тела вращения), являющегося от- резком радиусной дуги, программа перемещения центра инструмента по дуге задаётся в пределах одного квадранта. Признаком круговой интерполяции явля- ется функция G02 (G20, G21) или G03 (G30, G31) - табл. 3.8. После функции G02 (G20, G21) или G03 (G30, G31) в программе задаются координаты точки начала дуги относительно центра дуги (точки 0) по адресам: I по оси X, К - по оси Z (всегда со знаком «+») и величины приращений Д¥ и AZ по осямXw.Zсо своими знаками (рис. 3.4, а и 5). Структура кадра: N003G02 +1 + К ДХ AZ F LF В тех случаях, когда отрезок дуговой траектории расположен в секторе с уг- лом не менее 90°, в геометрической информации будут значения координат I и К и приращения по осям ZnZ (рис. 3.4, с и б). Если точка начала дуги лежит на одной из осей, т.е. одна из координат этой точки будет совпадать с координатой центра дуги, то признак второй координаты в кадре может отсутствовать: точка на оси X- может отсутствовать адрес К; точка на оси Z- может отсутствовать адрес I (рис. 3.4, виг). 3.8. Функции круговой интерполяции Направление перемещений РО Размерность по часовой стрелке против часовой стрелки G02 G03 Нормальные размеры (пятизначное число) G20 G30 Длинные размеры (шестизначное число) G21 G31 Короткие размеры (четырёхзначное число) 23
«) Рис. 3.4. Схемы круговой интерполяции при токарной обработке Пример введения круговой интерполяции. Отрезок траектории — дуга 1—2 (рис. 3.5). Направление движения — по часо- вой стрелке. Размеры нормальные. Координаты точки 1 относительно точки 0: 1= 35 (по А) и АГ = 30 (по Z). Приращения ЛА"= 10, ДИ = 20. Подача 500 мм/мин. Запись кадра:....N008 G021 + 07000 К +03000 X+02000 Z -02000 F10400 LF Если дуга охватывает сектор с углом 90°, координаты I или К и приращения ДА" и tsZ равны радиусу дуги (рис. 3.6). Поскольку в этом случае одна из координат имеет нулевое значение, то в соответствующем кадре её можно не записывать. 24
Рис. 3.5. Пример круговой интерполяции (дуга расположена внутри квадранта) Рис. 3.6. Пример круговой интерполяции (дуга охватывает угол 90°) Пример введения круговой интерполяции, если дуга охватывает сектор с углом 90° (см. рис. 3.6). Радиус дуги R = 20 мм. Движение по часовой стрелке. Подача 5 = 500 мм/мин. Программирование в относительной системе. Координаты опорных точек и вели- чины приращений сведены в табл. 3.9. 3.9. Координаты опорных точек и величин приращений Участки хв X, zK zt ДХ, мм Л7 ММ ДХ, имп. AZj имп. 0-1 30 0 45 42 -30 -3 -6000 -300 1-2 0 0 42 40 0 -2 0 -200 2-3 0 20 40 20 +20 -20 +2000 -2000 3-4 20 20 20 15 0 -5 0 -500 4-5 20 27 15 15 +7 0 +1400 0 5-6 27 30 15 45 +3 +30 +600 +3000 Рукопись управляющей программы: % N001 G26 S109 F11200 Ml 04 T101LF N002 G01 X- 06000 Z - 00300LF N003 Z - 00200LF N004 G02 К + 02000 X + 04000 Z - 02000 F10500LF N005 G01Z-00500LF N006 X + 01400LF N007 X + 00600 Z + 03000 Fl 1200LF N008 M102LF 25
В кадре с круговой интерполяцией (или предыдущем кадре) должен присут- ствовать признак подачи. Величина подачи при круговой интерполяции не долж- на превышать 600 мм/мин (F10600). При переходе от одного радиусного участка к другому, если направление даижения РО не изменяется, функция G может задаваться лишь в первом кадре с круговой интерполяцией. Пример обработки фасонной (радиусной) поверхности. Дан чертёж детали, совмещённый со схемой нападки (рис. 3.7). Координаты нуля программы: X = 85; Z = 132. Чистовой рабочий ход. Час- тота вращения шпинделя п = 800 мин-1 (код S129). Подача 0,4 мм/об. Минутная подача = 0,4 • 800 = 320 мм/мин. Принимаем 300 мм/мин согласно табл. 3.3 (код F10300). Резец контурный, позиция 3 (код ТЮЗ). Определяем координаты опорных точек и величины приращений сводим в табл. ЗЛО. Рис. 3.7. Чертёж детали и схема наладки на обработку фасонной (радиусной) поверхности 3.10. Координаты опорных точек и величины приращений Участки х„ х. z* 4 АЛ, мм AZ, мм АЛ, имп. AZ, имп. 1-2 85 35 132 132 -50 0 -10 000 0 2-3 35 35 132 117,9 0 -14,1 0 -1410 3-4 35 16 117,9 65 -20 -52,9 ^1000 -5290 4-5 15 35 65 12,1 +20 -52,9 +4000 -5290 5-6 35 37 12Д 12,1 +2 0 +400 0 6-7 37 85 12,1 132 +48 +119,9 +9600 +11 990 26
Рукопись управляющей программы в относительной системе: % N001 G26 F11200LF N002 S129 М104 T103LF 1-2 N003 G01 X - 10000LF 2-3 N004Z-01410F10300LF 3-4 N005 G03 I + 12000 К + 05290 X - 04000 Z - 05290LF 4-5 N006I+16000 Х +04000 Z-05290LF 5-6 N007 G01 X + 00400LF 6-7 N008X +09600 F7000LF N009 Z + 11990LF N010 M102LF При программировании в абсолютной системе кадр с круговой интерполя- цией должен содержать по адресам «I» и «К» (соответствующим осям X и Z) рас- стояния в импульсах со знаком «+» от точки начала дуги до центра дуги по осям X и Z, а также координаты конечной точки дуги по осям X и Z (в импульсах), с учётом дискретности (т.е. по оси X-удвоенное значение). Пример программирования с круговой интерполяцией в абсолютной систе- ме (см. рис. 3.7): % N001 G27 ТЮЗ 8129 F10300 M104LF N002 G58 X + 000000 Z + 000000LF 1-2 N003 G01X +07000 Z+ 13200LF 2-3 N004 Z + 11790LF 3-4 N005 G03 I + 12000 К + 05290 X + 03000 Z + 06500LF 4-5 N006I+16000X + 07000Z + 01210LF 5-6 N007 G01 X + 07200 Z + 01210LF 6-7 N008 X + 17000 F7000LF N009 Z + 13200LF N010 M102LF 3.11. ПРОПУСК КАДРА В отдельных случаях при отработке программы следует пропустить один или несколько кадров. Например, если заготовка детали, показанной на рис. 3.8, поставляется с большим разбросом величин припусков, то припуск может быть снят за три либо за два рабочих хода. В программе задаётся три рабочих хода, но когда замер заготовки показывает, что припуск можно снять за два рабочих хода, то кадры, соответствующие первому рабочему ходу, отводу резца и подводу на тот же уровень, не должны отрабатываться. Для этого в УП перед кадрами, кото- рые могут пропускаться, ставится знак «/» (пробивка на шестой дорожке и услов- ного числа 15). Для пропуска этих кадров нужно на пульте УЧПУ нажать клави- шу «пропуск кадра». Пример программирования с пропуском кадра (см. рис. 3.8). 27
% N001G26 SI 12 F10800 M104 T101LF 0-1 N002 G01 X - 05200LF N003 X - 00800LF 1-2 /N004 Z -10800 F10600LF Пропускаемые 2-3 /N005 X + 01200 F10600LF кадры, если участок 1 3-4 /N006 Z + 10800 F70000LF припуска отсутствует 4-5 N007X-02000 F10600LF 5-6 N008Z-10800 F10800LF 6-7 N009X +02000 F10600LF 7-8 N010 Z + 10800 F70000LF 8-9 N011 X-02600 F10600LF 9-10 N012Z-10800 F70000LF 10-11 N013 X + 02600 F10600LF 11-12 N014Z+ 10800 F70000LF 12-13 N015X-03000F10600LF 13-14 N016 Z - 10800LF 14-15 N017X +03000 F10600LF N018Z+ 10800 F70000LF 15-18 N019X+ 04600 Fl 1200LF N020M102LF Траектория при наличии участка припуска 1 ’ ;* t-* t-1-1* u Траектория при отсутствии участка припуска 1 w ’ t ’ ; * t * u Рис. 3.8. Схема к примеру программирования с пропуском кадра 28
В этом случае, если припуск уменьшен (участок 1 толщиной 4 мм отсутст- вует), - кадры N004, N005, N006 должны пропускаться. Тогда подвод резца будет происходить сразу к точке 5 (по оси X перемещение на 26 + 10 мм, т.е. на 5200 + + 2000 имп.) и обработка начнётся со снятия участка 2 припуска. 3.12. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ («паузы») Выдержка времени задаётся функцией G04. В одном кадре с G04 по адресу оси со знаком «+» указывается число импульсов так называемой «фиктивной подачи» по адресу F. Количество импульсов на выдержку времени определяется по формулам: 7 „ ioos* • по оси Z— Иг =---- имп.; 60 v т, 200S7 • по оси л— Их =---- имп., 60 где 5 - заданная подвча, мм/мин; t - заданная выдержка, с. Фрагмент рукописной программы с выдержкой времени: ....N012 G01 X- 00800 F10300LF N013 G04X + 02000LF -пауза2с. Для удобства программирования выдержки времени величину подачи мож- но принимать равной 60 мм/мин и подачу задавать в одном кадре с функцией G04. Тогда для выдержки 1 с нужно: „ 100-60 „ 200-60 И =-------= 100имп., И =---------= 200имп. 60 60 Значит, геометрическая информация будет соответствовать времени вы- держки (в секундах), умноженному на 100 (по оси Z) или 200 (по оси X). Для на- шего примера: ....N013 G04 Х + 00400 F10600LF. Признаки размеров (нормальные, длинные, короткие) остаются от преды- дущих кадров. Если в кадре с функцией G04 нужен другой признак размерности, то он вводится отдельным кадром. Пример программирования с вылдиккой времени. В качестве примера рассмотрим сверление глубокого отверстия 08 глуби- ной 100 мм. Предусмотрены рабочие ходы на глубину по 25 мм с последующим выводом сверла. Путь первого рабочего с учётом пути врезания принимается 30 мм. Подача 400 мм/мин. Подача для возвратного хода - 800 мм/мин. Заданная вылдикка вре- мени после вывода сверла (для очистки от стружки и охлаждения) - 30 с, т.е. „ 100-800-30 яплпп . Иг =-----------= 40 000 имп. (пятизначное число). 60 Фрагмент рукописи программы: N038 Gil Z- 3000 F10400LF-рабочая подача 29
N039 Z + 3000 F10800LF -вывод сверла N040G01LF - смена размерности N041 G04X + 40000LF -пауза 30 с ит.д. Если после выдержки времени вновь программируется геометрическая ин- формация, то необходимо задать соответствующую функцию G. 3.13. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗМЕРНЫХ КОРРЕКТОРОВ Во второй зоне пульта станка («технологический пульт») имеется девять парных десятичных («декадных») переключателей для задания коррекции линей- ных перемещений по осям Хи Z («корректоры»), С помощью корректоров можно добавлять к геометрической информации или вычитать из неё некоторые величи- ны перемещения суппорта в продольном или поперечном направлениях. Коррекция инструмента: изменение с пульта управления запрограммиро- ванных координат (координаты) рабочего органа станка. Значение коррекции положения инструмента: расстояние по оси координат станка, на которое следует дополнительно сместить инструмент. На корректорах набирается числовое зна- чение требуемой коррекции (в импульсах). Коррекцию можно задавать в пределах ±99,99 (т.е. ±9999 импульсов). Воз- можен ввод коррекции по одной из осей или по двум (парная коррекция). Условием введения коррекции является режим линейной интерполяции (G01.G10, G11). Коррекция вводится по адресу L с двухразрядным числом. Первая цифра после адреса может быть: 1 — для одиночной коррекции по оси X, 2 — для оди- ночной коррекции по оси Z; 3 — парная коррекция (по осям X и Z). Вторая цифра после адреса означает номер корректора (от 1 до 9). Коррекция набирается в им- пульсах с учётом цены импульса по осям: 0,01 по оси Z и 0,005 по оси А. Программирование размерной коррекции может осуществляться в одном кадре с геометрической информацией либо в отдельном кадре. В кадре с коррекцией (или предыдущем кадре) обязательно должна быть за- дана подача (функция F). Коррекция вводится в первом кадре, содержащем пере- мещение по любой из осей, после смены инструмента. С приходом очередной команды по адресу L предыдущая коррекция отменяется автоматически. При программировании в относительной системе введённая коррекция по- сле отработки кадра должна быть отменена, т.е. должна быть введена коррекция с противоположным знаком. Отмена коррекции программируется функцией G40 и функцией L с указанием оси и номера корректора. В кадре отмены коррекции (или в предыдущем кадре) должна присутствовать подача (функция F). Отмена коррекции может программироваться непосредственно после кадра с вводом коррекции либо перед кадром смены инструмента. Величины, набранные на корректорах, складываются с величинами введён- ной в этом же кадре геометрической информация. 30
Пример ввода и отмены коррекции: В УП записаны кадры: ...N015 G01 Z - 05618 F10400 L23LF N016G10L23LF На корректоре № 3 набран знак «+» и величина 0003 (три импульса, т.е. 0,03 мм). Фактическое перемещение по кадру N015 по оси Z: -05618 + 0003 = 05615 имп., т.е. 56,15 мм. После отработки кадра N016 резец вернётся в исходное положение, т.е. сме- стится на величину 0,03 мм. После ввода коррекции во всех последующих кадрах до отмены коррекции перемещение по координатам отрабатывается с учётом введённой коррекции. В отдельных случаях вводится парная коррекция, т.е. задаётся одновремен- но одинаковое смещение вершины резца по двум осям (под углом 45°). С помо- щью парной коррекции можно, например, задать отвод резца от детали под углом 45° перед возвратным ходом. Преимущество парной коррекции перед заданием соответствующих пере- мещений по программе заключается в возможности регулирования величины отвода без изменений в УП С помощью размерных корректоров можно решать следующие задачи: 1. Устранить погрешность размерной настройки инструмента. 2. Скомпенсировать величины отжатий, возникающих от действия сил резания. 3. Периодически корректировать положение режущей кромки инструмен- та, изменяющееся в результате размерного износа инструмента и температурных деформаций системы. 4. При обработке одинм резцом нескольких поверхностей с различными допусками получить размеры в середине полей допусков, не затрудняя програм- мирование. 5. Устранить погрешность, возникшую при смене направления движения, добавив к запрограммированной величину, равную зоне нечувствительности («мёртвому ходу»). Кроме того, с помощью корректоров можно расширять технологические возможности станка, повышать эффективность обработки: • сокращать процесс разработки УП для обработки заготовок с большим разбросом припусков: в программе несколько раз записывается один и тот же кадр, но с разными корректорами, а на технологическом пульте набираются раз- ные значения коррекции; • производить обработку деталей, близких по конфигурации и размерам, по одной и той же программе, но с вводом различных размеров коррекции (груп- повая обработка); • прорезать мерные канавки немерным резцом; • уменьшать объём УП для нарезания резьбы. Рекомендуется задавать коррекцию по оси X на каждый отдельный кадр программы для всех точных диаметральных поверхностей, задавать коррекцию по осям X и Z на каждый режущий инструмент (для центровых инструментов корректор по оси X не используется), назначать коррекцию по оси Z на отдель- 31
ный кадр для всех торцевых поверхностей. Таким образом, на каждый резец бу- дет приходиться несколько корректоров, что расширяет диапазон коррекции. Коррекция осуществляется по результатам проверки точности выполненных размеров на пробных деталях партии перед началом обработки всей партии дета- лей, а также после периодического промежуточного контроля деталей. 3.14. ПРОГРАММИРОВАНИЕ НАРЕЗАНИЯ РЕЗЬБЫ Для нарезания резьбы необходима связь между вращением шпинделя и по- дачей суппорта. В отличие от жёсткой кинематической связи для токарно-винторезных стан- ков с ручным управлением на токарных станках с ЧПУ эта связь осуществляется синхронизацией линейной интерполяции движения подачи с вращением шпинде- ля с помощью установленного на нём датчика углового положения. Программирование резьбонарезания производится только в относительной системе. В кадре для нарезания резьбы резцом задаются: • подготовительная функция G33; • геометрическая информация по адресу Z - длина участка с резьбой (с учётом пути врезания и перебега) - шестизначное число со знаком направле- ния даижения резца; • информация по адресу X - число импульсов с датчика резьбонарезания на один оборот шпинделя (шестизначное число всегда со знаком «+»). При шаге резьбы Р = 2,5 мм X = 256 импульсов (X + 000256) 2,56 < Р < 5,12; X = 512 имп., 5,12 <Р < 10,24; X = 1024 имп., 10,24 < Р < 20,48; X = 2048 имп., 20,48 < Р < 40; X = 4096 имп.; • информация по адресу D - шаг резьбы в импульсах (шестизначное число всегда со знаком «+»). Пример программирования кадра нарезания резьбы. Шаг нарезаемой резьбы Р = 1,5 мм. Длина резьбового участка I = 22,5 мм, ширина зарезьбовой канавки b = 3 мм. 1^ = + 2Р + (Ь / 2) = 22,5 + 2 • 1,5 + (3 / 2) = 27 мм. Кадр нарезания резьбы: ... N016 G33 X + 000256 Z - 02700 D + 000150LF Кадр нарезания резьбы повторяется в УП столько раз, сколько задано рабо- чих ходов (проходов) с учётом шага резьбы и требуемой степени шероховатости. Максимальная частота вращения шпинделя в режиме резьбонарезания п = 1000 мин-1. Произведение шага резьбы на частоту вращения не должно пре- вышать 1200 мм/мин (Рп < 1200). Пример. Запрограммировать нарезание резьбы М20х2 на длину 47 мм (рис. 3.9, а). Материал детали - сталь 45. Резец оснащён твёрдым сплавом Т15К6. Резец установлен в позиции 4. Ранее в программе заданы нормальные размеры (G01) и частота вращения шпинделя и = 400 мин-1 (S127). Циклограмма показана на рис. 3.9, в. 32
Рис. 3.9. Схема нарезания резьбы М20*2 на токарном станке с ЧПУ 16К20ФЗС5 Фрагмент управляющей программы с нарезанием резьбы резцом приведён в табл. 3.11. Определяем путь прохода резца: / = 47 + 2- 2 + 3/ 2 = 52,5 мм. Принимаем схему врезания - профильную (врезание перпендикулярно к оси детали). Высота резьбы h = 1,05 мм (по справочнику для метрических резьб со срезанными вер- шинами). Принимаем (условно) три рабочих хода (прохода): два черновых с глу- биной резания ft = 0,5 мм и t? = 0,4 мм и один чистовой ft = 0,18 мм (рис. 3.9, б). Задаёмся значением поперечной подачи для врезания и выхода из канавки S = 200 мм/мин. Определяем координаты точек врезания по оси X: Xi - 10-0,5 = 9,5; Х2 - 9,5 - 0,4 = 9,1; Хз = 9,1 - 0,18 = 8,92. 33
3.11. Фрагмент управляющей программы с нарезанием резьбы резцом (к рис. 3.9) Участки Кадры программы Пояснения 0-1 ...N012X-008100Z-002900F11200LF По X: 50 -9,5 = 40,5; 40,5-200 = 8100. IIoZ: 120-(87 + 2-2) = = 120-91 =29; 29 100 = 2900 1-2 NO13G33X + 000256Z - 005250D + + 000200LF Нарезание резьбы: Р = 2 мм, 1 = 52,5 мм; 1-й рабочий ход 2-3 N014G10X + 000500F10200LF Вывод из канавки. По^ 12-9,5 = 3,5; 2,5-200 = 500 3-1 N015Z + 005250F70000LF Ускоренный отход в точку 4 4-5 N016X - 000580F10200LF По X. 12-9,1 = 2,9; 2,9-200 = 380 N017G33X + 000256Z - 005250D + + 000200LF 2-й рабочий ход 6-7 N018G10X + 000580F10200LF Вывод из канавки 7-8 N019Z + 005250F70000LF Ускоренный отход в точку 4 8-9 N20X - 000616F10200L11LF По А": 12-8,02 = 3,08; 3,08-200 = 616. Ввод корректора N1 по X 9-10 N021G33X + 000256Z - 005250D + + 000200LF 3-й рабочий ход 10-11 N022G10X + 000616F10200LF Вывод из канавки 11-12 N023Z + 006950F70000LF Ускоренный отход в точку 0. IIoZ: 120-50,5 = 69,5 N024G40X + 007600F70000L11LF ПэX 50 -12 = 38; 38 • 200 = 7600. Отмена коррекции по X N025M102LF Конец программы 34
3.15. ПРИМЕР РАЗРАБОТКИ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ ДЛЯУЧПУ Н22-1М Задача. Разработать технологический процесс обработки детали (см. рис. 3.9), составить управляющую программу обработки на токарном станке с ЧПУ 16К20ФЗ с системой ЧПУ Н22-1М. Исходные данные Обрабатываемая деталь - «валик резьбовой» (переработанный чертёж с простановкой размеров от одной базы дан на рис. 3.9). Материал - сталь 45, ств - 750 МПа. Заготовка - прокат 070 мм обычной точности, I = 115 мм. Припуск на подрезание торца - 3 мм. Станок 16К20ФЗ. Крепление заготовки - в трёхкулач- ковом самоцентрирующемся патроне с упором в уступ расточенных кулачков. Намечаем технологический маршрут токарной обработки. Переходы: 1. Обточить поверху 024, конус с 030 на 040, 040 и радиусные переходы начерно с оставлением припуска на чистовую обработку. 2. Подрезать торец начерно в размер 113 мм. Для переходов 1 и 2 резец (вставка) - проходной упорный с трёхгранной пластинкой Т15К6. 3. Подрезать торец начисто в размер 112 мм и обточить фаску 2x45°. Для переходов 3 и 4 резец (вставка) - контурный упорный с параллелограммной пла- стинкой Т15К6. 4. Обточить поверку 024, конус с 030 на 040, 040-0,1 и радиусные пере- ходы начисто. 5. Проточить канавку шириной b = 3 мм до 022 в размер 80 мм от левого торца. Резец (вставка) прорезной Т15К6, b = 3 мм. 6. Нарезать резьбу М24х1,5 на длину 29 мм. Резец (вставка) резьбовой Т15К6. Определяем режимы резания. Переход 1. Черновое обтачивание и подрезание торца. Зону черновой выборки распределяем на участки: пять участков с глубиной 4 мм и один участок с глубиной! мм (рис. 3.10). Для чернового подрезания торца t = 2 мм. Принимаем схему движения (траекторию) вершины резца - «петля», а для подрезания торца - «спуск». Определяем подачу (Общемашиностроительные нормативы времени и ре- жимов резания на работы, выполняемые на металлорежущих станках с про- граммным управлением). Для резца сечением 25x25 5=1 мм/об при глубине резания t = 4 мм. Поправочный коэффициент на дискретность 0,01: К, = 0,9. 5 = 1x0,9 = = 0,9 мм/об. Подачу, допускаемую жёсткостью системы «станок-деталь» и d/D = 115/70 • ® 1,6, определяем по карте 21/1:5дап (при t = 4 мм) = 0,53 мм. Таким образом, подвча лимитируется жёсткостью системы «станок-деталь» и принимается S = 0,53 мм/об. Определяем скорость резания: V= 82 м/мин. Все поправочные коэффициен- ты равняются единице. 35
Рис. 3.10. Схема наладки токарного станка с ЧПУ 16К20ФЗС5 на обработку детали «Вал» Определяем период стойкости резца: г-зок^; К, “0,62; Кг=-1\ Т= 30 0,62-2 = 37мин. Мощность, потребная на резание (N), равна 5,8 кВт, что допустимо для станка 16К20ФЗ (ЛГСТ“ 10 кВт). 36
Определяем частоту вращения шпинделя: 1000F 1000-82 л =------=--------=372мин . nD я70 Принимаем по паспорту п = 355 мин-, что соответствует коду S134 (третий диапазон). Скорость подачи (минутная подача) Зыке = Зп = 0,53 • 355 = = 188 мм/мин. Принимаем S = 180 мм/мин. Код подачи F10180. Определяем подачу для ра- бочего хода с глубиной резания 2 мм. Подача не лимитируется жёсткостью, по- этому принимаем 5 = 0,9 мм/мин. Скорость резания V= 82 м/мин. Диаметр обработки D = 70 — 5-4-2 = 70 —40 = 30 мм, 1000F 1000-82 в„ -1 п=----------------=869 мин . TtD яЗО Принимаем п = 710 мин-, что соответствует коду S136. Минутная подача 5иив ~ 0,9 -710 = 639 мм/мин, принимаем 3 = 600 мм/мин. Код F10600. Переход 2. Определяем подачу при подрезании торца. t = 2 мм, 5 = 0,9 мм/об, F= 82 м/мин, коэффициент при d/D = 0, Ку= 1,2. £> = 24 + 2 = 26мм; V= 82-1,2 = 98 м/мин. 1000F 1000-98 _! п =---------------= 1198 мин . nD я26 Принимаем п = 1000 мин-1. Код S137. Минутная подача 5^ = 0,9 • 1000 = = 900 мм/мин. Принимаем S850. Код F10850. Переход 3. Чистовое подрезание торца и снятие фаски. Т= 1 мм. Принимаем подачу 3 = 0,2 мм/об. Скорость резания F= 132 м/мин. Частота вращения 1000F 1000-132 п —------=--------= 600 мин . nD я 70 Принимаем и = 500 мин-1. Код S135. Минутная подача = 0,2 • 500 = = 100мм/мин. Принимаем5= 106мм/мин. КодЕЮЮб. Переход 4. Чистовое обтачивание. Режим резания и коды такие же. Переход 5. Вытачивание канавки 6 = 3 мм. Режим такой же, как для чистового обтачивания: п = 500 мин-1, код S135, 5= 106 мм/мин, код F10106. Переход 6. Нарезание резьбы М24х1,5. 37
Высота профиля резьбы h = 0,81. Принимаем метод врезания - радиальный (профильная схема нарезания). Нарезание производим за три рабочих хода: даа черновых (fi = 0,4 мм, f2 = 0,3 мм) и один чистовой (Л = 0,11 мм). Скорость реза- ния V= 118 м/мин. Частота вращения Принимаем п = 1400 мин-1. Код S138. Подачу радиального врезания и выво- да резца из зарезьбовой канавки принимаем 600 мм/мин, код F10600. Назначаем корректоры на: • положение вершины чернового резцаL11 иЬ21; • чистовое обтачивание: по оси Z на динну 115 L22; по оси Xна 024 L12, на 040-0,1 - L13; по оси Z на длину 30 — L23; • диаметр канавки — L14. Корректор на размер 80 - L24; • окончательный диаметр резьбы —L15. Определяем количество импульсов на выдержку времени для резца 3 в точ- ке 2 (зачистка канавки 020, выдержка 2 с). Подача 106 мм/мин. v 200 106-2 .. Количество импульсов: Nx =---------=700,= 710 имп. 60 Строим траектории (циклограммы) движения для всех резцов с учётом принятых гнубин резания (рис. 3.11 - 3.14). Сводим координаты в карту (табл. 3.12), на этой же карте проставляем величины приращений в миллимет- рах и импульсах по осям X и Z. Рис. 3.11. Циклограмма для чернового упорного резца (к рис. 3.10) 38
Рис. 3.12. Циклограмма для чистового профильного резца (к рис. 3.10) Рис. 3.14. Циклограмма для резьбового резца (к рис. 3.10) 39
Проверяем «сходимость», т.е. надёжность возврата резца в исходную точку. Для этого сумма всех положительных и сумма всех отрицательных значений приращений для каждого резца должна быть одинаковой, т.е. £(+ДХ) - Ц-ДХ) = 0; £(+AZ) - У(-Л7) = 0. Для нашего примера «сходимость» обеспечена. 3.12. Карта координат опорных точек и приращений Участки | Х„ X: | Z„ z. ДХ, мм AZ мм ДХ, имп. Л7 имп. Резец 1 (рис. 3.11) 0-1 40 31 125 117 -9 -8 -1800 -800 1-2 31 31 117 31 0 -86 0 -8600 2-3 31 39 31 31 8 0 1600 0 3-4 39 39 31 117 0 86 0 8600 4-5 39 27 117 117 -12 0 -2400 0 5-6 27 27 117 36 0 -81 0 -8100 6-7 27 29 36 34,5 2 -1,5 400 -150 7-8 29 31 34,5 31 2 -3,5 400 -350 8-9 31 33 31 31 2 0 400 0 9-10 33 33 31 117 0 86 0 8600 10-11 33 23 117 117 -10 0 -2000 0 11-12 23 23 117 37 0 -80 0 -8000 12-13 23 25 37 37 2 0 400 0 13-14 25 27 37 36 2 -1 400 -100 14-15 27 29 36 36 2 0 400 0 15-16 29 29 36 117 0 81 0 8100 16-17 29 19 117 117 -10 0 -2000 0 17-18 19 19 117 62,5 0 -54,5 0 -5450 18-19 19 21 62,5 50 2 -12,5 400 -1250 19-20 21 21 50 39,5 0 -10,5 0 -1050 20-21 21 22 39,5 38 1 -1,5 200 -150 21-22 22 23 38 37 1 -1 200 -100 22-23 23 25 37 37 2 0 400 0 23-24 25 25 37 117 0 80 0 8000 24-25 25 15 117 117 -10 0 -2000 0 25-26 15 15 117 85 0 -32 0 -3200 40
Продолжение табл. 3.12 Участки Ъ ДХ, мм Л7 мм ДХ, имп. Л7 имп. 26-27 15 19 85 62,5 4 -22,5 800 -2250 27-28 19 21 62,5 62,5 2 0 400 0 28-29 21 21 62,5 117 0 54,5 0 5450 29-30 21 13 117 117 -8 0 -1600 0 30-31 13 13 117 81 0 -36 0 -3600 31-32 13 15 81 81 2 0 400 0 32-33 15 15 81 113 0 32 0 3200 33-34 15 0 113 113 -15 0 -3000 0 34-35 0 0 113 117 0 4 0 400 35-36 0 40 117 125 40 8 8000 800 Резец 2 (рис. 3.12) 0-1 40 0 125 114 -40 -11 -8000 -1100 1-2 0 0 114 112 0 -2 0 -200 2-3 0 14 112 112 14 0 2800 0 3-4 14 14 112 114 0 2 0 200 4-5 14 8 114 114 -6 0 -1200 0 5-6 8 12 114 110 4 -4 800 -400 6-7 12 12 110 80 0 -30 0 -3000 7-8 12 15 80 80 3 0 600 0 8-9 15 20 80 50 5 -30 1000 -3000 9-10 20 20 50 39 0 -11 0 -1100 10-11 20 23 39 36 3 -3 600 0 11-12 23 24 36 36 1 0 200 0 12-13 24 30 36 30 6 -6 1200 -500 13-14 30 37 30 30 7 0 1400 0 14-15 37 40 30 125 3 95 600 9500 Резец 3 (рис. 3.13) 0-1 40 32 125 80 -8 -45 -1600 -4500 1-2 32 10 80 80 -22 0 -4400 0 2-3 10 32 80 80 22 0 4400 0 3-4 32 40 80 125 8 45 1600 4500 41
Окончание табл. 3.12 Участки х. х. г- z. ДХ, мм Л7 мм ДХ, имп. Л7 имп. Резец 4 (рис. 3.14) 0-1 40 11,6 2 115 -28,4 -10 -5680 -1000 1-2 11,6 11,6 115 81,5 0 -33,5 0 -3350 2-3 11,6 14 81,5 81,5 2,4 0 480 0 3-4 14 14 81,5 115 0 33,5 0 350 4-5 14 11,3 115 115 -2,7 0 -540 0 5-6 11,3 11,3 115 81,5 0 -33,5 0 -3350 6-7 11,3 14 81,5 81,5 2,7 0 540 0 7-8 14 14 81,5 115 0 33,5 0 3350 8-9 14 11,9 115 115 -2,81 0 -562 0 9-10 11,19 11,19 115 81,5 0 -33,5 0 -3350 10-11 11,9 14 81,5 81,5 2,81 0 562 0 11-12 14 40 81,5 125 26 43,5 5200 4350 3.13. Рукопись управляющей программы (в относительной системе) Участки Кадры программы Пояснения Резец 1 • Переход 1 % N001G27F11200T101LF Абсолютная система. Позиция 1. Подача 1200 мм/мин N002G58X + 0000Q0Z + OOOOOOLF Смещение нуля N003G26S134M101LF Относительная система. п = 855 мин-1 0-1 N004G01X - 01800Z - 00800L11LF Нормальные размеры. Выход в точку 1. КорректорЬЦ поХ N083L21 Корректор L21 по Z 1-2 N005Z - 08000F10180LF Рабочий ход 1. Подача 180 мм/мин 2-3 N006X +01600LF Отвод в точку 3 3-4 N007Z + 08600F70000LF Ускор. отвод в точку 4 4-5 N008X - 02400F11200LF Подаод к точке 5 5-6 N009Z - 08100F10800LF Рабочий ход 2 6-7 N010X + 00400Z - 00150LF 7-8 N01IX + 00400Z-00350LF 8-9 N012X +00400LF Отвод в точку 9 9-10 N013Z + 086600F70000LF Ускор. отход в точку 10 42
Продолжение табл. 3.13 Участки Кадры программы Пояснения 10-11 N014X - 02000F11200LF Подвод к точке 11 11-12 N015Z-06000F10180LF Рабочий ход 3 12-13 N016X + 00400LF 13-14 N017X + 00400Z -00100LF 14-15 N018X + 00400LF Отвод в точку 15 15-16 N083Z + 08100F70000LF Ускор. отход в точку 16 16-17 N086X - 02000F11200LF Подвод к точке 17 17-18 N019Z-05450F10180LF Рабочий ход 4 18-19 N020X + 00400Z - 01250LF 19-20 N021Z-01050LF 20-21 N022X + 00200Z - 00150LF 21-22 N023X00200Z - 00100LF 22-23 N024X + 00400LF Отвод в точку 23 23-24 N025Z + 08000F70000LF Ускор. отход к точке 24 24-25 N026X-02000F11200LF Подвод к точке 25 25-26 N027Z-03200F10180LF Рабочий ход 5 26-27 N028X + 00800Z - 02250LF 27-28 N029X + 00400 Отвод в точку 26 28-29 N032Z + 05450F70000LF Ускор. отход в точку 29 29-30 N031X-01600F11200LF Подвод к точке 30 N032S136F10600LF Смена режима 30-31 N033Z-03600LF Рабочий ход 6 31-32 N034G40X + 00400L11LF Отвод в точку 32. Отмена коррекции L11 32-33 N035G40Z + 03200F11200L21LF Ускор. отход в точку 33. Отмена коррекции L21 Резец 1. Переход 2 N036S117F10850LF Смена режима 33-34 N037X-03000LF Рабочий ход перехода 2 (подрезание торца) 34-35 N038Z + 00400LF Отход в точку 35 35-36 N039X + 08000F70000LF Ускор. отход в точку 0 N040Z + 00800F11200LF 43
Продолжение табл. 3.13 *УчастзГ~|^^~^^~Кадры*профаммы^^~^^~|^^~^^~Поясвён1и^^^^^^~ Резец 2. Переход 3 N041T102S135LF Смена резца и частоты вращения 0-1 N042X - 08000Z - 01100F11200LF 1-2 N043Z - 00200F10106L22LF Корректор L22 на 1 = 115 мм 2-3 N044X + 02800LF Подрезание торца 3—4 N045G40Z + 00200L22LF Технологическая петля 4-5 N046X-01200LF Отмена коррекции L22 5-6 N047X + 00800Z - 00400L12LF Снятие фаски 2x45° Корректор на 024 L12 Резец 2. Переход 4 6-7 N048Z - 03000LF 7-8 N049G40X + 00600L12LF Отмена коррекции L12 8-9 N050X + 01000Z - O3OOOL13LF Ввод корректора L13 9-10 N051Z-01100L23LF Ввод корректора L23 10-11 N052G03X + 00800Z-00300I + + 00600LF ДугаЯЗ 11-12 N053G01X + 00200LF 12-13 N054G02X + 01200Z-00600K + + 00600LF Дугайб 13-14 N055G01X + 01400LF 14-15 N056G40X + 00600F11200L12LF Ускор. возврат в точку 0 N057G40Z + 04500F70000L22LF Отмена коррекции L12 и L22 Резец 3. Переход 5 N058S135T103LF Смена резца 0-1 N059X - 01500F11200LF Ускор. подвод к точке 1 N060Z - 04500F70000LF Корректор на размер 80 L24 1-2 N061X - 04400F10106L14LF Выточка канавки. Корректор на 020 L14 N062G04X + 00710LF Выдержка 2 с 2-3 N063G40X + 04400L14LF Отмена коррекции L14 3-4 N064X + 01600F11200LF Ускор. возврат в точку 0 N065G40Z + 04500F70000L24LF Отмена коррекции L24 Резец 4. Переход 6 N066S136T04LF Смена резца и частоты вращения 0-1 N067X - 05600F70000LF Ускор. подвод в точку 1 N068Z-01000F11200LF 44
Окончание табл. 3.13 Участки Кадры программы Пояснения 1-2 N069G33X + 000256Z - 003350D + + 000150LF Рабочий ход 1. Резьба с шагом 1,5 мм 2-3 N070G01X + 00480F10600LF Отвод резца в точку 2 3-4 N071Z + 03350F11200LF Отход в точку 4 4-5 N072X - 00540F10600LF Подвод к точке 5 5-6 N073G33X + 000256Z - 003350D + + 000150LF Рабочий ход 2 6-7 N074G01X + 00540F10600LF 7-8 N075Z + 03350F11200LF 8-9 N076X-00562F10600L15LF Корректор на окончательный 9-10 N077G33X + 000256Z - 003350D + + 000150LF диаметр резьбы L15 10-11 NO78GO1X + 00562F10600LF 11-12 N079G40X + 05200F70000L15LF Ускор. отвод в точку 0 N080Z + 04350LF Отмена коррекции L15 N081G25X + 999999LF N082G25Z + 999999LF Возврат в «крайнюю точку» станка N083M102LF Конец программы 3.14. Рукопись управляющей программы (в абсолютной системе) Участки Кадры программы Резец 1. Переход 1 % N001G27FU200T101LF 0-1 N002G58X + OOOOOOZ + 000000LF N003G01X + 06200Z + 11700L11LF N004L21LF 1-2 N005Z + 03100F10180LF 2-3 N006X + 07800LF 3-4 N007Z+ 11700F70000LF 4-5 N008X + O54OOF11200LF 5-6 N009Z + 03600F10800LF 6-7 N010X + O58OOZ + 03450LF 7-8 NO 1IX + 06200Z + 03100LF 8-9 N012X + 06600LF 9-10 N013Z+ 11700F70000LF 45
Продолжение табл. 3.14 Участки Кадры программы 10-11 NO 14Х + 04600F11200LF 11-12 N015Z + 03700F10180LF 12-13 N016X + 05000LF 13-14 N017X + 05400Z + 03600LF 14-15 N018X + 05800LF 15-16 N085Z + 11700F70000LF Кадры, введённые при 16-17 N086X + 03800FU200LF редактировании программы 17-18 N019Z + 06250F10180LF 18-19 N020X + 04200Z + 05000LF 19-20 N021Z + O395OLF 20-21 N022X + 04400Z + 03800LF 21-22 N023X + 04600Z + 03700LF 22-23 N024X + O5OOOLF 23-24 N025Z+ 11700F70000LF 24-25 N026X + 03000F11200LF 25-26 N027Z + 08500F10180LF 26-27 N028X + 03800Z + 06250LF 27-28 N029X + 04200LF 28-29 N030Z+ 11700F70000LF 29-30 N03IX + 02600F11200LF N032S136F10600LF 30-31 N033Z + 08100LF 31-32 N034X + O3OOOLF 32-33 N035Z+ 11300FU200LF Резец 1. Переход 2 N036S137F10850LF 33-34 N037X + OOOOOOLF 34-35 N038Z+ 11700LF 35-36 N039X + 08000F70000LF N040Z+ 12500FU200LF Резец 2. Переход 3 N041T102S135LF 0-1 N042X + 000000Z + 11400F11200LF 1-2 N043Z+ 11200F10106L22LF 2-3 N044X + 02800LF 3—4 N045Z+ 11400LF 4-5 N046X + 01600LF 5-6 N047X + 02400Z + 11000L12LF 46
Окончание табл. 3.14 Участки Кадры программы Резец 2. Переход 4 6-7 N048Z + 08000LF 7-8 N049X + 03000LF 8-9 N050X + 04000Z + 05000LF 9-10 N051Z + 03900LF 10-11 N052G03X + 04600Z + 036001 + 00600LF 11-12 N053G01X + 04600LF 12-13 N054G02X + 06000Z + 03000К + 00600LF 13-14 N055G01X + 07400LF 14-15 N056X + 08000F11200LF N057X+ 12500F70000LF Резец 3. Переход 5 N058S135T103LF 0-1 N059X + 06400F11200LF N060Z + 08000F70000L24LF 1-2 N061X +02000F10106L14LF N062G04X + 00710LF 2-3 N063X + 06400LF 3-4 N064X + 08000F11200LF N065Z + 12500F70000LF Резец 4. Переход 6 N066S138T104LF 0-1 N067X + 02320F70000LF N068Z+ 11500FU200LF N069G26LF 1-2 N070G33X + 000256Z-003350D + 000150LF 2-3 N07 IGO IX + 00480F10600LF 3-4 N072Z + 03350F11200LF 4-5 N073X-00540F10600LF 5-6 N074G33X + 000256Z-003350D + 000150LF 6-7 N075G01X + 00480F10600LF 7-8 N076Z + 03350F11200LF 8-9 N077X-00562F10600L15LF 9-10 N078G33X + 000256Z-003350D + 000150LF 10-11 N079G01X + 00562F10600LF 11-12 N080G40X + 05200F70000L15LF N081Z + 04350LF N082G25X + 999999LF N083G25Z + 999999LF N084M102LF 47
4. РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ ТОКАРНОГО СТАНКА МОД. 16Б16Т1С1 С ОПЕРАТИВНОЙ СИСТЕМОЙ ЧПУ (ОС ЧПУ НЦ-31-02) 4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТАНКЕ МОД. 16Б16Т1С1 И ОС ЧПУ НЦ-31-02 4.1.1. Назначение и область применения Токарный станок с оперативной системой ЧПУ мод. 16Б16Т1С1 предназначен д ля токарной обработки деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволиней- ным профилем, в том числе и д ля нарезания резьб в полуавтоматическом цикле. Управление станком осуществляется от программы, вводимой в память управляющей системы с лульта оперативного управления, с кассеты внешней памяти или другого внешнего программоносителя. Станок пред назначен преимущественно д ля центровых работ и может быть использован в механических цехах машиностроительных заводов с мелкосерий- ным и серийным производством. 4.1.2. Основные технические данные и характеристики станка (табл. 4.1) 4.1. Основные технические данные и характеристики станка Наименование параметра Единица измерения Значение параметра Класс точности станка по ГОСТ8-82Е Наибольший диаметр устанавливаемого изде- лия над станиной / над суппортом мм 360/ 125 Наибольшая длина устанавливаемого изделия (цри установке центров по ГОСТ13214-79) мм 750 Наибольшая длина хода суппорта цродоль- ного / поперечного мм 700/210 Пределы частот вращения шпинделя (бесступенчатое) мин 20...2800 Пределы шагов нарезаемых резьб мм 0,005-40,95 Пределы величин оборотных подич цродоль- ных / поперечных мм/об 0,01-20,47/ /0,005-10,23 Максимальная скорость рабочей подачи мм/мин 1200 Скорость быстрых ходов цродольных / попе- речных мм/мин 10 000 / 5000 Дискретность перемещений цродольных / по- перечных мм 0,01/0,005 Количество пп?ипий автоматической поворот- ной резцовой головки шт. 6 48
Продолжение табл. 4.1 Наименование параметра Единица измерения Значение параметра Высота резца, устанавливаемого в резцедержа- теле мм 25 Наибольший крутящий момент на шпинделе Нм 480 Наибольшее усилие резания (Pz) Н 7700 Максимальное тяговое усилие в продольном направлении / в поперечном направлении Н 7500 / 3750 Суммарная мощность всех электродиигателей (кроме диигателей вентиляторов), не более кВт 17 Габаритные размеры станка: длина мм 3270 ширина 1370 высота 1740 Масса станка кг 2620 4.1.3. Основные технические данные и характеристики системы 411 У' (табл. 4.2) 4.2. Основные технические данные и характеристики системы 411 У' Наименование параметра Единица измерения Значение параметра 1 Тип и обозначение системы CNC, «Электроника НЦ-31-02» оперативного контурного управ- ления следящими приводами 2 Число управляемых коор- динат всего / одновременно шт. 2/2 3 Максимально программи- руемое перемещение имп. ±999999 4 Система отсчёта В приращениях и абсолютная 5 Ввод данных С клавиатуры или клавиатуры внешней памяти (КВП) 6 Вид интерполяции Линейная, круговая, резьбона- резание 7 Режим работы: от маховичка; от клянипт ручного управления; автоматический; вывод (индикация) содержимого памяти программы обработки и параметров; ввод программы обработки и параметров; размерная привязка инструмента; обучение (формирование управляющей программы при обработке в ручном режиме) 8 Тип датчиков обработкой связи — | Фотоимпульсные 49
4.1.4. Пульт оператора Пульт оператора обеспечивает управление на разных режимах работы уст- ройства 411У (УЧПУ). Пульт состоит из цифровых индикаторов, клавиш и дис- кретных индикаторов, которые объединены в группы по функциональному при- знаку с учётом удобства работы оператора (рис. 4.1): I - останов (прерывание) выполнения УП или отдельного цикла; 2 - пуск (включение) рабочего цикла или УП в автоматическом режиме и использование технологических команд в режи- мах «ручной» и «маховичок»; 3 - ввод в память или вывод на индикацию кадров УП или параметров системы станка. Индикатор в режимах ввода и индикации служит для сигнализации признака «звёздочка» (*); 4 - режим работы от махо- вичка (штурвала); 5 - режим ручного управления (перемещение от клавиш); 6 - автоматический режим; 7 - режим индикации (вывода) введённых в память кад- ров УП и параметров станка и УЧПУ; 8 - режим ввода (запоминания) кадров УП и параметров станка и устройства; 9 - режим размерной привязки инструмента; 10 - гашение состояния «внимание» и команд, которые не должны дорабатывать- ся до конца; 11 - подрежим отработки программы без перемещений суппорта; 12 - подрежим покадровой отработки программы; 13 - задание признака относи- тельной системы отсчёта (при вводе УП признак действует до отмены, т.е. по- вторного нажатия клавиши). В режиме ручного управления клавиша вызывает подрежим выхода в фиксированную точку; 14 - задание признака быстрого хода при вводе УП (признак действует до момента ввода в память или отмены, т.е. повторного нажатия клавиши); 15 - деблокировка памяти; 16 - разрешение на ввод и индикацию параметров системы; 17 - поперечное направление перемеще- ния и ин дикация положения по оси Л"; 18 - продольное направление перемещения и индикация положения по оси Z; 19 - клавиша перемещения в ручном режиме к оси точения (-А); 20 - клавиша перемещения в ручном режиме от оси точения (+А); 21 - клавиша перемещения в ручном режиме к передней бабке (-Z); 22 - Клавиша перемещения в ручном режиме к задней бабке (+Z); 23 - ускоренное перемещение (действует только совместно с одной из клавиш перемещения); 24 - задание признака снятия фаски под углом ±45°; 25 - задание признака «звёздоч- ка», указывающего на вхождение кадра в группу; 26 - задание номера кадра или номера параметра. Нажимается перед набором цифр начального номера или при переходе на номер, отличный от индицируемого; 27 - задание буквенных адре- сов. При нажатии этих клавиш загорается индикатор соответствующего буквен- ного адреса; 28 - цифровые клавиши; 29 - знак перед числовой частью; 30 - сброс выбранных на пульте буквенного адреса, числовой части и признаков; 31 - четырёкразрядный цифровой индикатор для индикации значения заданной обо- ротной подачи в дискретах на оборот (индикатор подачи); 32 - контрольный ин- дикатор для сигнализации ошибок и аварийных ситуаций; 33 - контрольный ин- дикатор аварии питания в том числе разрядки аккумулятора подпитки оператив- ной памяти; 34 - трёхразрядный цифровой индикатор для индикации номера кад- ра или номера параметра (индикатор кадра); 35 - контрольный индикатор для сигнализации перевода УЧПУ в относительную систему отсчёта; 36 - контроль- ный индикатор признака быстрого хода (действует в автоматическом режиме, 50
режиме ввода); 37 — контрольные индикаторы признаков перемещений в направ- лении X или Z под углом +45° или -45° (используются только в режимах ввода и индикации); 38 — индикатор буквенных адресов и чисел со знаком в крайней ле- вой позиции. Предназначен для ин пикании числовой части буквенных адресов, вводимых и выводимых кадров программы, параметров, технологических ко- манд, а также для индикации положения и кодов аварийного состояния; 39 — ошибка в отрабатываемой программе; 40 — перегрузка привода; 41 — неисправ- ность в электроавтоматике, наезд на конечный выключатель; 42 — неисправность в УЧПУ. Рис. 4.1. Внешний вид пульта Режимы или подрежимы работы УЧПУ задаются нажатием соответствую- щих клавиш на пульте. При этом предыдущий режим отменяется. Индикатор под клавишей сигнализирует о разрешении работы в данном режиме или подрежиме. Для работы в любом режиме необходима только часть всего набора клавиш пуль- та. Нажатие любой клавиши, не используемой в данном режиме, УЧПУ не вос- принимается. 4.1.5. Включение станка и УЧПУ, ввод и проверка параметров При повороте вводного выключателя в положение «включено» происходит подача питающего напряжения на станок и УЧПУ (одновременно происходит включение УЧПУ и запуск резидентного проверяющего теста). На индикаторах пульта оператора отображается количество циклов проверок и тип обнаруженной неисправности. 51
Если устройство исправно, то постоянно идёт циклическая проверка ячеек УЧПУ и на индикаторе подачи высвечиваются числа 101, 201, 202 ... и т.п. до 277, после чего увеличивается на единицу число, стоящее на индикаторе номера кадра. Время полного одного пихля проверки занимает около пяти минут. Про- хождение теста можно прервать нажатием клавиши 2 (рис. 4.1), после чего УЧПУ переходит в режим работы со станком. При обнаружении неисправности загора- ются все буквенные индикаторы и на индикаторе числа высвечивается код неис- правности (коды неисправности даются в инструкции по эксплуатации УЧПУ). После перехода в режим работы со станком требуется убедиться, что пара- метры УЧПУ соответствуют данному типу станка. При этом различают два слу- чая включения: • первое включение УЧПУ (в этом случае необходимо ввести параметры станка, указанные в документации на станок); • включение УЧПУ в процессе эксплуатации (после кратковременного до 1.. .2 сут отключения). Во втором случае после перехода в режим работы со станком требуется убедиться, что не загорелся код неисправности Х241ХХХ — признак того, что испорчен массив параметров. Если же высветился такой код, то требуется произ- вести повторную запись параметров согласно документации на станок. Если по- сле перехода в режим работы со станком загорается код неисправности Х24ХХХ1, то это означает, что испорчена УП, заложенная в рабочую память УЧПУ, и необходима её коррекция или запись новой УП. Появление кода неис- правности Х77ХХХ1 говорит о неисправности в станке, которую необходимо устранить. После того, как убедились, что станок и УЧПУ готовы к работе, мож- но приступить к последующим действиям, т.е. к установке инструментов в резце- держку, размерной привязки инструмента и измерительной системы УЧПУ и т.д. Если испорчен массив параметров, то повторная запись (ввод) параметров произ- водится в следующем порядке (показан порядок нажатия клавиш пульта, где К1, К2 и т.д. обозначены клавиши с номерами по рис. 4.1, а все остальные обозначе- ния — адресная и числовая информация, набираемая на пульте): К8, К15, К16, N40, G1.K3, М * Т77000, КЗ, К10, К8, К15, К16, М123456, К16.К16, NO, М30, КЗ, N12, М133ООО, КЗ, N2, Р2000, КЗ, 2000, КЗ, 2000, КЗ, 2000, КЗ, N38, Т5640, КЗ, N95, Т74435, КЗ, 4101, КЗ, 74427, КЗ, 20102, КЗ, N14, F70, КЗ, N37, S310, КЗ, 5270, КЗ, N0, Т1, КЗ, 1, КЗ, 1, КЗ, 1, КЗ, 1, КЗ, 1, КЗ, 1, КЗ, 1, КЗ, 1, КЗ, 1, КЗ, 1, КЗ, 1, КЗ, 1, КЗ, N37, S1000, КЗ, 1000001, КЗ, 161, КЗ, К16 52
4.1.6. Режимы работы станка и ОС 411У 1. Режим работы от маховичка. Для работы в этом режиме необходимо нажать клавишу К4 (см. рис. 4.1). Над ней загорается индикатор. УЧПУ готово к работе в режиме маховичка. В этом режиме можно перемещать суппорт по одно- му из направлений (X или Z), вращая маховичок ручного генератора, и выдавать технологические команды М, S, Т на исполнение электроавтоматикой станка. Для управления движением суппорта от маховичка нужно сначала нажатием клавиш К17 или К18 выбрать направление движения: К17 соответствует перемещению в поперечном направлении по оси X; К18 соответствует перемещению в продоль- ном направлении по оси Z. Перемещение по оси X в направлении к оси точения обозначается как в-Хп, а от оси точения - как «+АГ». Перемещение в сторону пе- редней бабки по оси Z обозначается как «-Z», а в сторону задней бабки - как «+Z». При нажатии любой из клавиш К17 или К18 загораются два индикатора (над клавишей К17 или К18 и буквенного адреса X или Z), а на индикаторе числа появляется значение положения инструмента по выбранной оси относительно введённой нулевой точки. Если нулевая точка ещё не установлена, то это - произвольное число. Шка- ла маховичка имеет 100 делений (цена 1 деления - 1 дискрета). Вращением махо- вичка осуществляется движение суппорта. Величину перемещения можно на- блюдать на цифровом индикаторе. Если при движении суппорт наезжает на ко- нечные выключатели, движение прекращается и загорается индикатор «ВНИ- МАНИЕ» - аварийной ситуации. Вращением маховичка в обратном направлении производится съезд с конечника, а затем нажатием клавиши К10 производится гашение индикатора «ВНИМАНИЕ». 2. Режим ручного управления используется для управления перемещения- ми суппорта от клавиш ручного управления как на быстром ходу, так и на скоро- сти заданной оборотной подачи. Переход в данный режим осуществляется нажа- тием клавиши К5 (см. рис. 4.1), после чего над ней загорается индикатор. Ускоренные перемещения суппорта осуществляются одновременным нажа- тием одной из клавиш К19 - К22 и клавиши ускоренного перемещения К23. Пе- ремещение происходит до тех пор, пока нажаты клавиши. Величины скорости быстрого хода являются параметрами системы и могут быть установлены в пре- делах, допускаемых станком. Индикация положения включается самостоятельно при нажатии одной из клавиш К19 - К22 как с клавишей К23, так и без неё. При движении индика- ция меняется, отражая изменение положения. После отпускания нажатых кла- виш индикация положения остаётся, как если бы просто нажали клавишу К17 или К18. Перемещение суппорта на скорости рабочей подачи осуществляется только от клавиш К19 - К22 без клавиши К23, при этом должна быть задана скорость подвчи и включено вращение шпинделя. Введённое значение подачи сохраняется УЧПУ до введения нового значе- ния F. Оно не зависит от изменения значения подачи автоматического режима и каждый раз при переходе в ручной режим восстанавливается на индикаторе подачи. 53
Рис. 4.2. Выбор нулевой точки 3. Режим размерной привязки инструмента. В тех случаях, когда произво- дится установка инструмента, либо по мере износа уже установленного инстру- мента, всегда обязательна процедура размерной привязки инструмента и измери- тельной системы УЧПУ, Перед привязкой инструмента необходимо вызвать нуж- ный инструмент в рабочую позицию, т.е. набрать Т <номер инструментам», К2. Режим размерной привязки инструмента включается клавишей К9 и осуще- ствляется в следующей последовательности: 1. Включить шпиндель, и в режиме К5 (ручное управление) инструмент подвести к детали. 2. В режиме К4 (работа от маховичка) произвести проточку вдоль обра- зующей детали. 3. Шпиндель остановить и произвести замер диаметра (например, 109,04 мм, (рис. 4.2)). 4. УЧПУ перевести в режим К9, и замеренный диаметр ввести в память следующим образом: Х10904, КЗ (индикация адреса и числа гаснут). 5. Включить шпиндель, и в режиме К5 инструмент подвести к торцу дета- ли. Произвести точение торца. 6. Инструмент отвести по оси X, остановить шпиндель, произвести замер от торца детали до зажимных кулачков патрона. Из замеренной величины вычесть припуск (3...7 мм). Например, результат замера 96,37 мм (см. рис. 4.2), вычитая 3,37 мм, получаем 95,00 мм. 7. Устройство перевести в режим К9, и измеренную величину ввести в па- мять: Z9500, КЗ. Правильность задания нулевой точки можно проверить, нажав поочерёдно клавиши К17 и К18. Относительно этой точки программируется начало програм- мы обработки. При этом точка начала обработки выбирается с учётом припуска на неточность установки детали. При выключении питания содержимое абсолютных накопителей и области корректоров привязки инструмента сохраняются. Обновление этих областей про- исходит в тех случаях, когда обнаруживается неисправность в памяти оператив- ного запоминающего устройства (ОЗУ). Чтобы прочитать содержимое корректоров, необходимо: • установить режим К7; • деблокировать область параметров К16;
• набрать номер инструмента Т сномер инструмент»; • выбрать ocbX(Z), т.е. нажать соответствующую клавишу на пульте; • вызвать содержимое корректора КЗ. В том случае, когда появляется необходимость воздействия на содержимое корректоров (не автоматическое изменение), следует учитывать следующее: - изменение корректора нетекущего инструмента вызывает смещение привязки только того инструмента, номер которого соответствует номеру кор- ректора; - изменение содержимого корректора текущего инструмента вызывает смещение привязки всех остальных инструментов и текущего, после его повтор- ного вызова в рабочую позицию. 4. Режим ввода управляющей программы. Переход в этот режим осущест- вляется при нажатии клавиши К8, затем К15 (при этом над клавишами загорают- ся индикаторы). Индикатор над клавишей К15 в режиме ввода должен гореть постоянно. Кадр состоит из трёх частей: номер кадра, буквенный адрес и признаки (К13, К14, +45°,-45°). Номер кадра набирается нажатием клавиши N (при этом гаснет индикатор номера), затем на цифровых клавишах набирается необходимый номер кадра (на индикаторе появляется этот номер). Для ввода буквенного адреса необходимо нажать одну из буквенных кла- виш. При этом загорается индикатор, соответствующий этому адресу, а индика- тор числа очищается (гаснет) для приёма значения адреса. Теперь нажатием циф- ровых клавиш на индикаторе числа набирается требуемое число. Знак минус (где цифровые клавиши) можно набрать в любой момент ввода цифр. Повторное на- жатие этой клавиши отменяет ранее набранный минус. Набор признаков осуществляется нажатием соответствующих клавиш при- знаков (например, при ошибке - не та клавиша нажата) необходимо второй раз нажать клавишу (индикатор признака гаснет). При нажатии клавиши со звёздочкой * загорается индикатор над клавишей КЗ. Признаки К14, +45°, -45° взаимно исключают друг друга и не могут быть одновременно в кадре. Напримд», кадр с номером 150, перемещение по оси X в направлении к оси точения на величину 1234 дискрет с ускоренной подачей вводится так: N 150 N 150 X - 1234 ИЛИ X К.14* - 1234 К14* Для ввода кадра в программу нажимается клавиша КЗ. После ввода номер кадра на индикаторе увеличивается на единицу, а набранная информация гаснет, подготавливая пульт и индикаторы для набора следующего кадра. Исключение составляет индикатор признака К13. Если он горел перед вводом, то он не гаснет после окончания ввода. Поэто- му, если следующий кадр необходимо ввести с этим признаком, то на пульте его набирать не надо. Сбрасывается признак К13 повторным нажатием клавиши К13. 55
Если нажать клавишу «С», то информация, набранная на пульте, гаснет, т.е. сбра- сываются признаки (за исключением К13), буквенный адрес и числовая часть его. Если нажать клавишу КЗ, то вводится пустой кадр. Следует отметить, что до нажатия клавиши КЗ набранную информацию можно редактировать и изменять, при этом в память она введётся в последнем варианте. После ввода кадра номер на индикаторе кадра увеличивается на единицу, но если перейти в режим индикации К7, то номер уменьшается на единицу и будет указывать на номер только что введённого кадра. Теперь нажатием клавиши КЗ можно проиндицировать введённый кадр. Эго создаёт определённые удобства при вводе и редактировании кадров после ввода их в память. 5. Режим вывода {индикации) управляющей программы. Переход в режим вывода (индикации) производится нажатием клавиши К7 и подтверждается сра- батыванием контрольного индикатора над этой клавишей. В этом режиме особое внимание надо уделять значению индикатора номера. Именно это значение указывает номер кадра программы или параметра, который выведен на индикацию в настоящее время или будет выведен в будущем. Тип индикации определяется состоянием индикатора над клавишей К16. Если иппи- катор погашен, то индицируются кадры программы, если индикатор горит, то индицируются параметры станка и устройства. Состояние индикатора меняется при каждом нажатии клавиши К16. Состояние индикатора над клавишей К15 не влияет на тип индикации. Рассмотрим, например, вывод на индикяшпо кадров программы с номерами с 15 по 17. Для задания начального номера нужно нажать клавишу «N». Цифро- вые индикаторы номера кадра и положения гаснут. Индикатор номера готов к приёму нового значения параметра. Последовательно набрать начальный номер 15 на цифровых клавишах. После нажатия исполнительной клавиши КЗ кадр с номером 15 и его содержимое выводится на индикацию. Для индикации следую- щего кадра не нужно набирать его номер, а достаточно снова нажать клавишу КЗ. Номер кадра автоматически увеличивается на единицу, и на индикацию бу- дет выведен следующий, 16 кадр и его содержимое. Ещё раз нажать клавишу КЗ - на индикацию выведется 17 кадр и т.д. Таким образом, последовательно можно просмотреть всю программу или часть ее, начинающуюся заданным на индикаторе номером. После просмотра последнего, 249 кадра, автоматически происходит переход на кадр 0. При зажженном индикаторе над клавишей К16 таким же образом можно просмотреть параметры станка. Все параметры выводятся с буквенным адресом P. Например, при последовательном нажатии клавиш К7, К16, N, О, Р, КЗ загорает- ся индикатор номера 0 и выводится значение нулевого параметра. 6. Автоматический режим работы предназначен для отладки (проверки правильности) и выполнения предварительно введённой УП. Устройство перехо- дит в автоматический режим при нажатии клавиши Кб, над которой загорается индикатор. Одновременно загорается индикатор над клавишей К12 - включается подрежим покадровой работы. Для отладки УП используются два подрежима: покадровой отработки (с остановкой после выполнения каждого кадра УП или 56
прохода многопроходного цикла) и подрежим отработки без перемещения суп- порта. Отлаженная программа автоматически выполняется при отмене этих под- режимов. В любом подрежиме выполнения УП на индикатор числа можно вывес- ти текущее значение по координате X нажатием клавиши К17, по координате Z-K18. УП выполняется последовательно, кадр за кадром, начиная с номера, задан- ного на индикаторе. Номер задаётся так же, как в режимах индикации и ввода: сначала нажимается клавиша «N», затем цифровыми клавишами вводится номер. Во время выполнения УП на индикаторе номера всегда высвечивается номер того кадра, который отрабатывается в данный момент. Если же отрабатывается цикл, состоящий из нескольких кадров, то высвечивается номер первого главного кад- ра. После отработки кадра или цикла на индикаторе размера автоматически ин- дицируется следующий номер. Отработка УП осуществляется после нажатия клавиши К2 (при этом над ней загорается индикатор и горит до остановки и отработки). Клавиши К12 и К11 служат для включения и отключения подрежимов: по- кадрового и без перемещения суппорта. Подрежим включён, если над соответст- вующей клавишей горит индикатор, и отключён, если индикатор не горит. В покадровом режиме после нажатия клавиши К2 устройство отрабатывает один элемент УП (кадр или проход многопроходного цикла), после чего останав- ливается, индикатор над клавишей К2 гаснет. Для отработки следующего элемен- та УП необходимо снова нажать эту клавишу. Индикатор опять загорится (идёт отработка) и снова погаснет после окончания выполнения элемента УП. Во время остановок можно контролировать правильность выполнения отработки. Выпол- нение УП можно прервать нажатием клавиши К1. При этом останов происходите любом месте траектории (исключая резьбонарезание). Над клавишей К1 загора- ется индикатор, который гаснет при нажатии клавиши К2. В подрежиме отработки без перемещений система не выполняет перемеще- ния суппорта, а только имитирует их. Всё остальное (например, технологические команды, изменение подачи) система выполняет. Имитируемое перемещение можно наблюдать и проверять, включив индикацию положения клавишей К17 или К18. В этом случае на индикацию будет выводиться расчётное положение, т.е. та величина, которая была бы в действительности, если бы перемещение от- рабатывалось. Оба подреркима можно включить одновременно, так как возможно отлажи- вать программу обработки детали в покадровом режиме без перемещений. Новую УП рекомендуется начинать отлаживать именно таким образом. После того, как УП проверена, можно приступить к выполнению её в чисто автоматическом ре- жиме (без подрежимов). Для пуска УП следует набрать номер её начального кадра (обычно — ноль), нажать клавиши К10 и К2. Над клавишей К2 должен загораться индикатор, что свидетельствует о начале выполнения УП в автоматическом режиме. При выполнении технологических команд производится их индикация. При этом загорается индикатор соответствующего адреса, а индикатор числа выводит его код. 57
Как во время выполнения УП, так и в остановках можно проиндицировать код последней выполненной технологической команды вида S или Т. Для этого нужно нажать клавишу S или Т, а затем клавишу К7. На числовом индикаторе высвечивается число - код последней выполненной технологической команды данного типа. Этот вид индикации работает также в ручном режиме и в режиме маховичка. Если оператор, не доработав кадр или цикл до конца, задаёт новый номер кадра и нажимает клавишу К2, то УП исполняться не будет, а на индика- торе номера высветится номер старого недоработанного кадра. Для отмены (сброса) недоработанного кадра (цикла) используется клавиша К10. При её на- жатии в любом режиме система «сбрасывает» информацию о недоработанном цикле. Значение величины подачи может быть оперативно изменено как набором с пульта во время выполнения УП, так и на остановках. Оперативное изменение подачи производится так же, как задание подачи в ручном режиме, т.е. нажимается клавиша «F», с помощью цифровых клавиш за- даётся значение подачи (в тех же величинах, что и УП), и нажатием клавиши КЗ новое значение вводится в устройство. Числовой индикатор гаснет, а новое зна- чение индицируется на индикаторе подачи. Оперативно изменить подачу резьбо- нарезания нельзя, однако оперативно введённое значение подачи в этом случае запоминается и используется сразу после конца цикла резьбонарезания. Новое значение подачи действует до тех пор, пока в УП не встретится кадр с адресом F или значение F введено с пульта. 7. Режим обучения. В режимах ручного управления и работы от маховичка можно параллельно с обработкой детали скомпоновать УП для обработки после- дующих деталей в автоматическом режиме (режим обучения системы). Вход в режим обучения осуществляется нажатием клавиши К15 в режимах ручного управления и работе от маховичка. Индикатор, горящий над клавишей К15, в этих режимах сигнализирует о нахождении системы в режиме обучения. Для выхода из него нужно повторно нажать клавишу К15. Система выходит из режима обучения, а индикатор гаснет. В режиме обучения формирование кадров с М, S, Т и F происходит автома- тически при их отработке системой. При этом номер кадра увеличивается на еди- ницу, и его значение индицируется на индикаторе номера кадра. Изменить номер кадра можно так же, как и в режимах ввода и вывода, т.е. набрать «N» и нужный номер. Например, будем формировать УП с номера 100: N 100, М3, К2. Обрабаты- вается команда М3 и заносится в кадр 100. Индикатор номера увеличивается на единицу и индицирует следующий номер 101. Затем вводится другая команда, например: Tl, К2 и т.д. При этих действиях в ранее записанной (введённой) УП в кадрах 100,101 и т.д. будут внесены указанные изменения. В режиме обучения можно формировать кадры, содержащие инд ицируемое положение по выбранной координате X или Z с признаком движения. Например, если после нажатия клавиши К17 выведенное на индикаторе положение инстру- мента - 1234, а номер кадра - 151, то нажатием клавиши КЗ в УП формируется 58
кадр: N 151, Х-1234. После ввода номер кадра увеличивается на единицу. Если в кадре необходим признак быстрого хода, то перед нажатием клавиши КЗ нажи- мается клавиша К14, над которой загорается индикатор. Использование призна- ков К14 и * позволяет сформировать фрагмент УП для автоматического выпол- нения перемещений в точку, в которой находится инструмент, на быстром ходу или рабочей подаче по одной или одновременно даум координатам. Пусть, например, в ручном режиме перемещение совершилось на быстром ходу сначала по оси X, затем по оси Z в точку X = 9801, Z = 5678, а номер кадра, индицируемый на индикаторе равен 152. Последовательность ввода следую- щая: К17 (над клавишей под буквой X зажигается индикатор, а на числовом индикаторе высвечивается положение по оси X = 9801), К14, *, КЗ. В УП вво- дится кадр N152, Х9801, К14, * (индикатор кадра увеличивается на единицу и показывает 153). Для формирования следующего кадра по оси Z предварительно нужно вы- вести значение координаты на индикацию нажатием клавиши К18 (над клави- шей под буквой Z зажигается индикатор, а на числовом индикаторе высвечива- ется положение по оси Z = 5678). Указываем признак быстрого хода, т.е. нажи- маем клавишу К14, на которой зажигается индикатор. Подготовленный таким образом кадр нажатием клавиши КЗ вводится в УП под номером 153 (т.е. N 153, Z5678, К14). Таким образом, в кадрах 152 и 153 сформирован фрагмент УП на переме- щение в точку X = 9801, Z = 5678 на быстром ходу одновременно по даум коор- динатам. Из режима обучения можно перейти в режим индикации (для просмотра сформированного фрагмента УП) или режим ввода. Эго удобно, когда выполне- ние операций в режиме ручного управления или режиме управления от махович- ка чередуется с обработкой по циклам в автоматическом режиме. Например, в режиме ввода можно ввести многопроходный цикл, перейти в автоматический режим и в покадровом режиме отработать этот цикл. Затем вернуться в режим обучения, выполнить необходимые операции (с параллельным формированием УП), перед следующим циклом перейти в режим ввода и т.д. 4.2. КОДЫ УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ Управляющая программа (УП) представляет собой совокупность команд, состоящую из одного или нескольких слов. В свою очередь, слово состоит: из буквенного адреса (один из G, F, X, Z, Р, М, S, Т); математического знака «—» (знак «+» принимается по умолчанию); из значения буквенного адреса. Дополнительно при необходимости входят: признак относительной системы отсчета ; признак быстрого хода fW ; признак снятия фаски под углом ±45°; признак принадлежности слова к группе кадров *. 59
4.3. Форма бланка УП дая строка текста данного бланка представляет собой кадр УП. Формат буквенных адресов в УП для УЧПУ «Электроника НЦ-31-02» сле- дующий: (Р06. (F04. N03.G02.X±06.Z±06J T02.M02.SOk [РОЗ. (F06. Здесь обозначено: N — номер кадра, принимающий значение от 0 до 249; G — подготовительная функция, постоянный цикл; X, Z — геометрические данные по осям Ху Z в абсолютном задании или приращениях; S — частота вращения шпинделя, скорость резания; Т — функция инструмента, номер инструмента, но- мер корректора; М — вспомогательная функция; Р — команда перехода в группе команд передачи управления; F — функция подачи, шаг резьбы. 4.4. Подготовительные функции системы Подготовитель- ная функция Наименование Время действия G02, G03 Круговая интерполяция по часовой стрелке и против часовой стрелки В одном кадре G12, G13 Галтель по часовой стрелке и против часо- вой стрелки — « — G04 Выдержка времени G21 Параметрический вызов подпрограммы G23 Вызов подпрограммы G25 Повтор части программы G31 Многопроходный цикл резьбонарезания G32 Резьбовое движение G33 Нарезание резьбы плашкой или метчиком G15 Движение вокруг оси шпинделя G36 Прерывание обработки кадра -«- 60
Продолжение табл. 4.4 Подготовитель- ная функция Наименование Время действия G55 Программируемый останов -«- G56 Установка номера квадранта координатной оси - « - G61...G67 Группа циклов условия движения - « - G70, G71 Однопроходный продольный и поперечный циклы -«- G72, G73 Пиклы глубокого сверления -«- G74 Пикл обработки торцевой проточки -«- G75 Пикл обработки прямых наружных канавок - « - G77, G78 Многопроходный черновой продольный и поперечный циклы -«- G92 Установка положения нулевой точки, сме- щение нулевой точки - « - G94 Подача в мм/мин До прихода функции G95 G95 Подача в мм/об До прихода функции G94 G96 Постоянство скорости резания До прихода функции G97 G97 Отмена постоянства скорости резания До прихода функции G96 В системе «Электроника НЦ-31-02» реализован ряд М - вспомогательных функций, значения которых описаны в табл. 4.5. 4.5. Значения вспомогательных функций Вспомо- гательная функция Наименование Время действия до отмены (замены) соответствующей вспомогательной функцией Только в данном кадре моо Программируемый останов + М01 Останов с подтверждением + МОЗ, М04 Вращение шпинделя по часовой и против часовой стрелки + М05 Останов шпин деля + 61
Продолжение табл. 4.5 Вспомо- гательная Наименование Время действия до отмены (замены) соответствующей вспомогательной функцией Только в данном кадре М8,М9 Включение и выключение охлаждения + М17 Возврат из подпрограммы + М18 Опускание уровня вложения подпрограммы на единицу + М19 Фиксированный останов шпинделя + мзо Конец УП + М37, М3 8 Режим отработки «зеркально по X», «зеркально по Z» + М40 Разблокирование шпинделя и элек- тродвигателя главного движения + М41.М42 Включение диапазона 1 или 2 + М90 Отмена всех вложений подпрограмм + Программирование скорости главного движения Для станка мод. 16Б16Т1С1 с регулируемым приводом главного движения возможны два режима задания скорости вращения шпинделя: по функции G97 и функции G96. Программирование приводе главного движения идёт в формате S04. Режим G97 (режим задания S в мин-1) устанавливается автоматически при включении устройства. Режим прямого задания скорости вращения шпинделя по функции G97 осуществляется в следующей последовательности: №10 №11 МОЗ - правое вращение пптииделя №12 М42 - диапазон! №13 G97 - если до этого был режим G96 №14 S71 - скорость вращения шпинделя 710 мин1 Функцией G96 задаётся под адресом S, постоянная скорость резания в м/мин. Формат функции G96 имеет или: G96, Pl..., Р2..., где Pl, Р2 - ограничение максимальной и минимальной частоты вращения шпин- деля соответственно, мин-1. Значения Р1 и Р2 сохраняются в памяти до повторного программирования функции G96 с новыми значениями Р1 и Р2. 62
Пример: №50 №51 G96* - режим постоянства скорости резания №52 Р9* - максимальная частота вращения шпинделя 950 мин-1 №53 Р200 - минимальная частота вращения шпинделя 200 мин- №54 S90 - скорость резания 90 мм/мин Программирование рабочей подачи В данном УЧПУ задаётся контурная оборотная или минутная подача. Под контурной подачей следует понимать скорость перемещений инструмента, на- правленную по касательной к запрограммированной траектории перемещения. Режим оборотной подачи (мм/об) устанавливается функцией G95 (при включе- нии УЧПУ она устанавливается автоматически) и действует до прихода G94. Ре- жим минутной подачи (мм/мин) устанавливается функцией G94 и действует до прихода G95. Задание контурной подачи осуществляется адресом F. Формат адреса F за- висит от того, каким образом задана подача, а именно: отдельным кадром или в командах с линейной, круговой интерполяцией, в постоянных циклах. При зада- нии подачи в одном кадре формат адреса F имеет вид F04. При задании же в группе кадров формат адреса F будет: F06. Примеры программирования рабочей подачи №11 №12 G94 F200 - режим минутной подачи - подача 200 мм/мин №11 G94* - режим минутной подачи №12 Х200* №13 Z1500* - перемещение по Хи Z №14 F1000 - подача 10 мм/мин №11 G95 - режим оборотной подачи (при включении УЧПУ устанавливается автоматически) №12 F150 - подача 1,5 мм/об №11 G95* - режим оборотной подачи №12 |.^i Х2000 - перемещение по X №13 Z500* - перемещение по Z №14 F1500 - подача 1,5 мм/об Подача, введённая в одном кадре, распространяется на все последующие кадры вплоть до задания новой подачи. Исключение составляют кадры с призна- ком быстрого хода ) и команды с линейной, круговой интерполяцией, по- стоянные циклы, включающие в себя значение подачи, распространяющееся на них. 63
4.3. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Система управления «Электроника НЦ-31-02» даёт возможность задавать перемещения как в абсолютной, так и относительной системах отсчёта. В абсо- лютной системе отсчёта перемещения производятся относительно выбранной нулевой точки, а в относительной системе отсчёта - относительно предыдущей запрограммированной точки (рис. 4.3). Рис. 4.3. Размеры в абсолютных значениях н в приращениях Задание размеров по осям Хи. Z в той или иной системе отсчёта определяет- ся наличием в этих адресах признака 1^'^’ : наличие признака определяет отно- сительный способ задания размеров, отсутствие его - абсолютный. Примеры программирования перемещений: № 11 yipnl-»-» * -перемещениепоосиХ(Х=0,5мм) № 12 Z200I-3"3 * - перемещение по оси Z (Z = 2 мм) № 11 Х3500* № 12 Z5000 № 11 Х40001> > * - перемещение в точку с координатами: Х= 17,5 мм, Z— 50 мм № 12 Z6000 - перемещение по по оси X: Х= 20 мм, а по оси Zb точку с координатой Z= 60 мм После включения УЧПУ и задания нулевой точки возможно программиро- вание по X и Z только в абсолютных значениях (автоматически включается абсо- лютная система отсчёта). Если ряд кадров УП требует программирования в при- ращениях, то необходимо в каждом кадре поставить знак I-3"3, . Однако следует помнить, что любому первому программируемому перемещению в прмряшениях по X или Z обязательно должны предшествовать кадры УП с абсолютным задяни- 64
ем координат. При этом одной дискрете по оси Z соответствует перемещение 0,01 мм, а по оси X- 0,005 мм. Необходимо помнить, что значение X задаётся не на радиус, а на диаметр (удвоенное). Для программирования перемещений на быстром ходу (например, при под- водах и отводах инструмента от детали) в тех кадрах, в которых подразумевают отработку перемещений вдоль осей на быстром ходу, указывают признак fXS\J. Например, кадры: № 10 X 15000WV, № 11 Z 15000 - осуществляют гео- метрические перемещения на быстром ходу по оси X и на рабочей подвче по оси Z, т.е. после отработки кадра с признаком fXS\J , значение рабочей подвчи, запрограммированное ранее, восстанавливается. Вспомогательные перемещения инструмента на быстром ходу одновремен- но по двум осям задаются командой вида: № lofUV X100*, № 11 Z100 В этом случае траектория движения и значение её угла наклона зависят от значений подвч быстрого ходе по каждой из осей. Одновременное перемещение по двум координатам на рабочей подаче зада- ётся командой вида: № 10X100^2- * - перемещение (при включённой относительной системе отсчёта) № 11 Z100 на 1 мм по2и на 0,5 мм по осиХ Такая запись используется для программирования обработки конических поверхностей. 4.4. ОБРАБОТКА ФАСОК Частным случаем перемещений по двум осям является обработка фасок под углом 45°. Задание на обработку фаски под углом ±45° представляется командой с адресом Хили Z и признаком +45° или -45°. При программировании обработки фаски необходимо указать в команде +45° или -45° направление движения по координате, адрес которой отсутствует в команде (табл. 4.6). 4.6. Задание обработки фасок Способы задания Задано X ЗаданоZ 1—~ +г +45° X... -45°... tx i । -45° X... +45° ... +Х Т 1 *+z +45° X... +45° ... +х Т 1 - -+Z +45° X... -45°... +х i 65
Рис. 4.4. Обработка фасок На рисунке 4.4 показан эскиз детали, для которой ниже приведён пример УП (только для траектории движения без учёта технологии) обработки фасок. №15 fV\J X 5200* №22 Х7100 №16 Z50 №23 +45° Z - 200 №17 Х5500 -45° №24 Z -15000 №18 Z - 7000 №25 Х7600 №19 Х6100 №26 Z15000* №20 -45° Х6500 №27 Х9000 №21 Z -12000 4.5. СМЕЩЕНИЕ НУЛЯ ДЕТАЛИ И КОРРЕКЦИЯ ИНСТРУМЕНТА В режиме «размерной привязки инструмента» устанавливается связь между нулевой точкой детали и нулевой точкой станка. Программирование перемеще- ний инструмента в УП осуществляется относительно нуля детали. Первоначальное положение нуля детали можно задавать произвольно исхо- дя из удобства программирования. Ряд деталей имеют несколько конструкторских баз, и размеры задаются на детали от нескольких поверхностей. При разработке УП для таких деталей, меняя положение нуля детали для различных инструментов или для одного инструмен- та при обработке разных поверхностей, заданных размерами от разных баз, уп- рощается программирование, а именно, размеры задаются без дополнительного пересчёта в прямом виде, как они заданы на чертеже, но уже относительно ново- го нуля детали. Эго делается с помощью подготовительной функции G92. Команда G92 описывается предложением из трёх слов: G92*, X (X)*, Z (Z1^ ), где X и Z - положение нового нуля детали относительно исходной точки; или х!?*~* , zl?*^ - смещение нового нуля детали относительно первоначального. 66
Пример программирования смещения нуля и коррекции инструмента: №0 Т1 № 1 М3 № 2 М42 № 3 G96 * № 4 Р950 * № 5 Р50 № 6 S90 №7 G95 № 8 F30 № 9 G92 * № 10 Z10000 - смещение нулевой точки детали относительно исходной точки №11 fVUzo №12 WUX3200 №34 Т2 № 35 S70 № 36 G92 * №37 *7- 19600 - смещение нулевой точки детали на 196 мм по оси Z в сторону задней бабки относительно перво- начального положения № 38 F20 №39 fVUz-800* №40 Х3200 № 45 G92 * №46 Z 19600 - отмена смещения нулевой точки детали 4.6. ВЫДЕРЖКА ВРЕМЕНИ Выдержка времени задаётся командой, имеющей формат: G04, Р..., где Р - величина выдержки времени с форматом Р05. Одной дискрете соответст- вует выдержка времени 0,01 с. Максимальная величина задания адреса Р-32767 дискрет. Пример: № 10 №11 G04* РЗОО - выдержка времени 3 с 67
4.7. БЕЗУСЛОВНЫЙ ПЕРЕХОД И ПОВТОР ЧАСТИ УП И ПОДПРОГРАММЫ Для изменения порядка выполнения УП применяется команда безусловного перехода Р, Безусловный переход очень удобно использовать при отладке УП. Пример применения безусловного перехода Начальный вариант УП Отредактированный вариант УП №20 AAJxioooo №20 AAJxioooo №21 AAJZ2000 №21 AAJZ2000 № 22 — свободный №22 Р100 -команда на кадр выполнение 100 кадра №23 rWb^zlOO №23 ftAJ^±_Z100 №24 AAJX25OO №24 AAJX25OO №100 Х150 №101 7130 №102 P23 — комяпла на выполнение 23 кадра Безусловный переход можно использовать для зацикливания УП. Пример программирования цикла обработки №10 AAJxiOOO №11 MJZ5000 №12 WVX-2000 №13 AAJziOOO №14 PIO — комяпла на выполнение кядра. 10 (цикл прерывается нажатием кнопки «Стоп») Для удобства программирования, сокращения УП и упрощения их отладки есть возможность обращаться к какой-либо части УП из различных мест УП по функции G25. Команда обращения к части УП по функции G25 имеет вид: G25, Р1.Р2. Формат параметра Р1-06, где старшие три разряда определяют номер на- чального кадра части УП, а младшие три разряда — номер конечного кадра части УП. Формат параметра Р2-05. Этот параметр определяет количество повторов части УП. Максимальное число повторов не более 32767. Если Р2 опущен, то часть УП будет обрабатываться один раз. Внутри части УП, вызванной командой G25, может также находиться ко- манда G25. Эта процедура называется вложением. Число таких вложений не должно превышать семи. 68
Пример: №40 Х-1200 №41 (Wz^l20(J^- № 42 G25* №43 Р38040 №44 Х900^ № 45 Х-900^^- №46 №47 № 48 Пробел № 49 G25* № 50 Р44046* № 51 РЗ —повтор части УП —повтор части УП Для удобства программирования, сокращения объёма УП, удобства их от- ладки и внедрения используются подпрограммы. Вызов подпрограммы произво- дится по функции G23, формат записи которой имеет вид: G23, Р, где Р -параметр функции (его формат Р05). Два старших разряда параметра Р определяют номер зоны архива системы, в которой находится подпрограмма, а три младших разряда определяют номер начального кадра подпрограммы. Возврат из подпрограммы в основную про- грамму осуществляется по функции М17. Вызываемая подпрограмма может в свою очередь вызывать другую подпрограмму, а та другую и т.д. до 7. Пример: № 14G23* — обращение к подпрограмме, находящейся в зоне 1 и начинающейся с адреса 0 № Р1000 4.8. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ Для удобства программирования, сокращения УП и времени их подготовки применяют постоянные циклы. 4.8.1. Однопроходные продольный и поперечный циклы Однопроходный продольный цикл осуществляется по функции G70 и рабо- тает по схеме, приведённой на рис. 4.5, а однопроходный поперечный цикл — по функции G71 и работает по схеме, приведённой на рис. 4.6. 69
Рис. 4.5. Схема однопроходного продольного точения Циклы G70 и G71 работают аналогично и имеют одинаковый формат записи: (UVG70(G71), X... (xl^ ),Z... (zl^ Р1....Р2..., где fV\J - признак, указывающий, что установка резца на глубину происходит на ускоренном ходу (если этот признак опущен, то установка резца на глубину реза- ния будет осуществлять на рабочей подаче). Х(Х.~>^' ), Z( Z.^"5* ), Pl, Р2 - па- раметры цикла (см. рис. 4.5, 4.6). Параметры Р1 и Р2 при необходимости могут опускаться. Формат парамет- ров Pl, Р2 и контурной рабочей подачи F на участках 2, 3,4 равен 06. Заданная в цикле подача действует только в цикле. При опускании парамет- ра F учитывается модальное значение подачи, определённое ранее в кадрах УП. 70
4.8.2. Многопроходные черновой продольный и поперечный циклы Многопроходный черновой продольный цикл осуществляется по функции G77, а многопроходный черновой поперечный цикл - по функции G78. Оба цик- ла обеспечивают съём чернового припуска в соответствующем направлении со стружкодроблением. Циклы G77 и G78 имеют следующий формат: Л/UN-» G77(G78)*,Х(хк^ )...*,Z(zl^~» )...*,F...*,Р1...*,Р2..., где f\f\J - признак, указывающий, что установка резца на глубину резания про- исходит на ускоренном ходу (если признак опущен, то это движение происходит на рабочей подаче); Х(Х ) - конечный диаметр или общая величина припус- ка; Z(Z^^ ) - координата конечной точки прохода или длина прохода по оси Z; F - контурная рабочая подача на черновых проходах (формат подачи F06 дейст- вует только в цикле; при опускании F учитывается её значение, определённое ранее в кадрах УП); Р1 - припуск на проход, заданный на диаметр (формат 06); Р2 - величина скоса по ochZ (формат 06). Р1 и Р2 - всегда положительные. Пикл G77 работает по схеме, приведённой на рис. 4.7. Признак ~>~г~ , стоящий перед функцией G77 (G78), указывает на необхо- димость возврата на контур в направлении раскроя припуска (точка В на рис. 4.7). Если признак опущен, то по окончании гтикля инструмент возвраща- ется в исходную точку (И.Т.). Рис. 4.7. Схема многопроходного чернового продольного точения 71
4.8.3. Цикл глубокого сверления Цикл глубокого сверления G73 предназначен для сверления глубокого от- верстия, ось которого совпадает с осью Z. Цикл G73 имеет следующий формат: G73*, Х(Х^^_)...*, Z(Z.^±_)...*, F...*,P..., где X(xbi) — координата (смещение) оси сверла после операции сверления (если X не задано, то инструмент после завершения цикла остаётся на оси отвер- стия); Z(zl^±_) — координата конечной точки отверстия или глубина отверстия; F — рабочая подача в цикле (формат F06); Р — глубина сверления за один проход с форматом Р06 (Р должно быть меньше или равно глубине отверстия, но Р * 0). 4.8.4. Многопроходный цикл резьбонарезання G31 Цикл G31 предназначен для нарезания резьбы резцом с автоматическим распределением припуска по проходам. Схема отработки цикла G31 изображена на рис. 4.8. Рис. 4.8. Схема многопроходного цикла резьбонарезання Многопроходный цикл резьбонарезання G31 описывается предложением: G31*,X(xL±±l )...*, Z(zL±±i )...*, F...*, Р1..Л.Р2...*, РЗ..., где Х(Х'>~Э' ) — наружный диаметр резьбы или расстояние между исходной точ- кой и наружным диаметром резьбы; Z(zl^^ ) — координата конечной точки резьбы или длина резьбы; F — шаг резьбы с форматом F06 (дискретность зедания 0,0001 мм, диапазон нарезаемых резьб 0,0001...99,99 мм); Р1 — глубина резьбы (положительная, задаётся на радиус, в приращениях); Р2 — глубина первого про- 72
хода (положительная, задаётся на радиус, в приращениях); РЗ - конусность резь- бы (положительная, задаётся на диаметр, в приращениях). Исходную точку цикла необходимо выбирать так, чтобы она отстояла от те- ла детали по оси А" на 8... 10 мм, а по оси Z-на 2...3 шага резьбы. При опускании F будет действовать значение шага, равное текущему значе- нию F. Опускание параметра РЗ означает задание нулевой конусности (цилиндри- ческая резьба). Опускание параметров Pl, Р2 и РЗ означает, что резьба режется за один проход (при этом под X задаётся внутренний диаметр резьбы). Опускание па- раметров Р1 и Р2 при задании конической резьбы одним проходом не допускается. Например, если на заготовке диаметром 48 мм требуется нарезать резьбу с шагом 2 мм, данной 30 мм, глубиной резания 1,23 мм, глубиной первого прохода 0,3 мм, то следует задать следующий цикл (при включённой абсолютной системе отсчёта): №11 G31* №14 F20000* № 12 Х4800* № 15 Р123* № 13 Z410* № 16 РЗО 4.8.5. Цикл нарезания резьбы по функции G32 Одно резьбовое движение можно запрограммировать командой G32, кото- рая описывается предложением G32*, X(xt±±_)...*,Z(zlr^ )...*,F..., где X (Хк^ ) и Z (Zl^ ) - координаты конечной точки (К.Т.) или смещение конечной точки относительно исходного положения (И.Т.); F - шаг резьбы с форматом F06 при дискретности задания 0,0001 мм (диапазон 0,0001. ..99,99 мм). При опускании параметра F величина текущего значения оборотной подачи определяет шаг резьбы. Задание X = 0 означает нарезание цилиндрической резь- бы. Шаг резьбы выдерживается для координаты с большим перемещением. На- личие признака перед G32 указывает на необходимость синхронизации с нулевой меткой (этот признак может отсутствовать). Схема отработки цикла G32 изображена на рис. 4.9. Рис. 4.9. Схема отработки цикла G32 73
4.8.6. Нарезание резьбы плашкой или метчиком Нарезание резьбы плашкой или метчиком осуществляется по функции G33. Схема отработки цикла G33 представлена на рис. 4.10. Цикл G33 описывается следующим предложением: 1»» G33*,X(xl»» )...*, Z(Z»^ )...*, F..., где Z(zb±±L) — координата конечной точки резьбы или глубина резьбы; X(X'S"> ) — координата (смещение) инструмента после выполнения цикла по оси X. F — шаг резьбы с форматом F06 при дискретности 0,0001 мм (диапазон 0,0001...99,99 мм). Если F в цикле опущен, то предполагается задание шага резьбы, равное те- кущему значению F. Начало резьбового движения из исходной точки цикла син- хронизируется с нулевой меткой датчика шпинделя при наличии признака перед G33 (при отсутствии признака синхронизации не происходит). За время отработки технологических команд синхронизация вращения шпинделя и подачи не производится. Рис. 4.10. Схема отработки цикла G33 74
5. ПРИМЕР УП Приведём пример УП (на бланке, табл. 5.1) для обработки детали, изобра- жённой на рис. 5.1. №0 Рис. 5.1. Чертёж детали 75
5.1. Форма бланка записи УП Jft G F ЛШ X Z ±45° Р М S т Примечание 0 М42 2-0 диапазон 1 S400 400 мин"1 2 F40 0,4 мм/об 3 МОЗ шпинделя 4 Т01 Проходной резец 5 rvu хпооо Ускоренный 6 ЛЛ1 Z100 резца 7 G77 Многопро. 8 хзооо цикл попе, речной 9 -Z6400 10 Р600 11 Р3500 12 ЛЛ1 Z0 Отиод резца 13 ЛЛ1 X2400 14 -Z3200 Точение под резьбу 15 Х200 ±45° Отиод резца 16 rvu Z200 17 Х1700 М42 Подвод резца 18 ZOO S400 19 ХЗОО ±45° Фаска 20 -Z3200 МОЗ Точение под резьбу 21 ХЗООО Т01 Отиод резца 22 G22 СкруглениеR7 23 Х1240 24 -Z320 25 РО 26 -26400 27 СОЗ Обработка 28 Х6310 участка с R45 29 -Z2180 30 Х2400 Р8260 76
Продолжение табл. 5.1 Jft G F AAJ X z ±45° P M S T Примечание 51 P182 52 X200 -Z2500 Точение диаметра 104 55 AAJ X2000 ±45» Отвод резца вИТ 54 AAJ Z15000 55 MOS Выкл шпинделя 2-0 диапазон 56 M42 57 S4OO 400 мин-1 58 F20 0,2 мм/об 59 T02 Канавочный 40 MOS шпинделя 41 rw X4490 Подвод резца 42 rw -Z2600 45 G75 XI700 Цикл 44 45 -Z5200 46 P600 47 MOS шпинделя Резец для нарезания резьбы 48 T05 49 M42 2-й диапазон 50 S400 400 инн"1 51 F150 1,5 мм/об 52 MOS шпинделя 55 G51 Многопро- ходный цикл резьбо- нарезания 54 X2000 55 -Z2600 56 F150 00 57 P92 58 P20 59 rw X20000 Отвод резца вИТ 60 rw Z15000 61 MOS Выключение шпинделя 62 M80 Конец УП 77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ В учебном пособии даются современные методики и порядок разработ- ки управляющих программ для токарных станков с ЧПУ содержится боль- шой информационный материал, который необходим студенту в практиче- ской работе по составлению УП. Учебное пособие достаточно полно и последовательно отражает все этапы проектирования токарных операции и процесс разработки управляю- щих программ обработки на токарных станках с ЧПУ, который сопровожда- ется многочисленными примерами с подробными комментариями и поясне- ниями. Учебное пособие предназначен» для бакалавров и магистрантов специ- альности 151900 «Конструкторско-технологическое обеспечение машино- строительных производств» всех форм обучения, а также для всех, кого ин- тересует программирование обработки на токарных станках с ЧПУ. 78
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Станки с ЧПУ в машиностроительном производстве [Электронный ре- сурс] : Ч. 2: учебное пособие д ля вузов / В. И. Аверченков и др. - Изд-во: Флинта, 2011 г. -Загл. с экрана. - Режим доступа : http://www.knigafund.ru/ 2. . Лучкин, В. К. Подготовка управляющей программы для токарного станка мод. 16Б16Т1С1 с оперативной системой ЧПУ : метод, указания / В. К. Лучкин, В. А. Ванин В. X. Фидаров. - Тамбов : ТТТУ, 1999. - 32 с. 3. Технология изготовления деталей на станках с ЧПУ : учебное пособие / Ю. А. Бондаренко и др. - Старый Оскол : ООО «ТНТ», 2007. - 292 с. 4. Гжнров, Р. И. Программирование обработки на станках с ЧПУ : спра- вочник / Р. И. Гжиров, П. П. Серебреницкий. - Л. : Машиностроение. Ленингр отделение, 1990. 79
ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ................................................ 3 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ.............. 4 1.1. Назначение и основные особенности токарных станков с ЧПУ. 4 1.2. Типаж (номенклатура) токарных станков с ЧПУ...... 4 1.3. Системы координат токарного станка с ЧПУ......... 4 2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ........................ 7 2.1. Этапы проектирования технологического процесса деталей на станке сЧПУ.................................................. 7 2.2. Требования к оформлению чертежей деталей, подлежащих обработке на станках с ЧПУ............................................. 7 2.3. Технологические особенности токарной обработки на станках с ЧПУ 9 2.4. Выбор заготовки....................................... 11 2.5. Инструмент для токарной обработки..................... 12 2.6. Оснастка.............................................. 13 2.7. Разработка операционного технологического процесса обработки де- талей на токарных станках с ЧПУ............................. 13 3. РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ ТОКАРНОГО СТАНКА С ЧПУ (СТАНОК МОД. 16К20ФЗ, УЧПУ Н22-1М)................ 14 3.1. Общие сведения о станке мод. 16К20ФЗ иУЧПУ Н22-1М..... 14 3.2. Задание позиции инструмента........................... 15 3.3. Подготовительные функции.............................. 15 3.4. Программирование частоты вращения шпинделя............ 16 3.5. Вспомогательные команды............................... 16 3.6. Программирование линейных перемещений (линейная интерполяция) 17 3.7. Программирование скорости перемещения суппорта (величины минутной подачи).................................. 17 3.8. Программирование в относительной системе (в приращениях). 19 3.9. Программирование в абсолютной системе................. 21 80
3.10. Программирование движения рабочего органа по дуге окружности (круговая интерполяция)................................. 23 3.11. Пропусккадра............................................ 27 3.12. Программирование выдержки времени («паузы»)............. 29 3.13. Применение размерных корректоров........................ 30 3.14. Программирование нарезания резьбы....................... 32 3.15. Пример разработки управляющей программы для УЧПУ Н22-1М ... 35 4. РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ ТОКАРНОГО СТАНКА МОД. 16Б16Т1С1 С ОПЕРАТИВНОЙ СИСТЕМОЙ ЧПУ (ОС ЧПУ НЦ-31- 02)............................................... 48 4.1. Общие сведения о станке мод. 16Б16Т1С1 и ОС ЧПУ НЦ-31-02. 48 4.2. Коды управляющих программ................................ 59 4.3. Протраммирование перемещений............................. 64 4.4. Обработка фасок.......................................... 65 4.5. Смещение нуля детали и коррекция инструмента............. 66 4.6. Выдержка времени......................................... 67 4.7. Безусловный переход и повтор части УП и подпрограммы..... 68 4.8. Технологические циклы.................................... 69 5. ПРИМЕР УП.................................................... 75 ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................... 78 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 79 81
Учебное электронное издание ЛУЧКИН Вячеслав Кузьмич, ВАНИН Василий Агафонович ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ ОБРАБОТКИ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ Учебное пособие Редактор Л. В. Комбарова Инженер по компьютерному макетированию И. В. Евсеева Подписано к изданию 10.04.2015. Тираж 100 шт. Заказ № 191 Издательско-полиграфический центр ФГБОУВПО«ТГТУ» 392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106, к. 14 Телефон (4752) 63-81-08 E-mail'. izdatelstva@admin.tstu.ru