В.А. Полетаев Программирование обработки на станках с ЧПУ

1

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Дисциплина "Программирование обработки на станках с ЧПУ" изучается в шестом семестре. По учебному плану предусматривается 14 часов лекций и 6 часов практических занятий и выполнение двух контрольных работ. Всего на изучение дисциплины с учетом самостоятельной работы отводится 98 часов. Завершается изучение дисциплины зачетом.

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

1.1. Цель изучения дисциплины

Целью преподавания дисциплины является изучение методов разработки маршрутных и операционных технологических процессов обработки заготовок на станках с ЧПУ, методик и приемов ручной и автоматизированной подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ различных групп.

1.2.Задачи изучения дисциплины

Врезультате изучения дисциплины студент должен знать:

•особенности станков с ЧПУ и их технологическую оснастку;

•рекомендации по наладке и организации работ на станках с ЧПУ различных типов, в том числе в условиях ГАП;

•методы проектирования маршрутных и операционных ТП для станков с ЧПУ;

•методики и приемы ручной и автоматизированной подготовки

УП.

В результате изучения дисциплины студент должен уметь:

•проектировать маршрутные и операционные ТП для станков с

ЧПУ;

•разрабатывать УП для станков с ЧПУ различных групп;

•производить наладку станков с ЧПУ.

2

1.3. Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо для изучения данной дисциплины

Для изучения дисциплины необходимо усвоение знаний следующих дисциплин: "Информатика", "Общая электротехника и электроника", "Программирование и основы алгоритмизации", "Технологические процессы и производства", "Автоматизация технологических процессов и производств", "Вычислительные машины, системы и сети", "Проектирование автоматизированного технологического процесса".

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЕЕ ИЗУЧЕНИЮ

2.1. Общие вопросы программирования

Термины и основные понятия. Особенности обработки на станках с ЧПУ. Системы счисления. Программоносители. Подготовка информации для управляющих программ. Кодирование информации.

Литература [1, c. 8-63; 2, c. 3-7; 3; 4; 5].

Методические указания

Приводятся применяемые в науке, технике и производстве термины и основные понятия в области систем числового программного управления металлорежущими станками, установленные ГОСТ 20552380. Приводятся также некоторые термины из других областей знаний, используемые при рассмотрении программирования обработки на станках с ЧПУ.

При изучении особенностей обработки на станках с ЧПУ обращается внимание на основное отличие станков с ЧПУ от станковавтоматов, способе задания программы. Рассматриваются основные преимущества станков с ЧПУ, особенность технологической подготовки производства.

При рассмотрении систем счисления обращается внимание на сведения из теории кодирования, представление информации кодом, классификация кодов. Приводятся характеристики основных кодов.

Материальные носители информации для станков с ЧПУ – программоносители – условно разделяются на внешние и внутренние. Рас-

3

сматриваются классификация, их особенности. Рассмотрение подготовки информации для управляющих программ (УП) начинается с представления траектории обработки.

При рассмотрении кодирования информации изучаются способы записи информации, структура программоносителей, структура управляющей программы, структура кадров УП, запись слов в кадрах УП, формат кадра УП, подготовительные, вспомогательные и другие функции.

Контрольные вопросы

1.Что понимается под термином "управляющая программа"?

2.Классификация типов управления станками.

3.Структура УП.

4.Что понимается под терминами нулевая, исходная, фиксированная точка станка?

5.Основные преимущества станков с ЧПУ.

6.В чем состоит основное отличие станка с ЧПУ от станкаавтомата?

7.В чем состоит особенность технологической подготовки при использовании станков с ЧПУ?

8.Что называют кодовым словом или кодовой комбинацией?

9.Назовите классификацию кодов.

10.Укажите характеристику десятичной системы счисления.

11.Укажите характеристику двоично-десятичной системы счисле-

ния.

12.Какие виды внешних программоносителей используются в станках с ЧПУ?

13.Как представляется траектория обработки при подготовке информации?

14.В чем заключается аппроксимация дуг окружностей?

15.Какие способы записи информации используются при подготовке УП?

16.Назовите структуру кадров УП.

17.Что такое формат кадров УП?

18.Какие подготовительные функции используются при подготов-

ке УП?

4

2.2. Структура металлорежущих станков с ЧПУ

Комплекс "станок с ЧПУ". Функциональная схема управления станков с ЧПУ. Характеристика функций СЧПУ.

Система координат станков с ЧПУ. Размещение координатных систем различных станков с ЧПУ. Связь систем координат для различных станков.

Информационная структура систем числового программного управления (СЧПУ) станками.

Структурно-информационный анализ УЧПУ разных классов, системы классов CNC, DNC, HNC. Модели устройств ЧПУ (УЧПУ).

Литература [1, c. 63-120; 2, c. 6; 3].

Методические указания

В общем виде структуру комплекса "станок с ЧПУ" можно представить в виде трех блоков, каждый их которых выполняет свою задачу: управляющая программа (УП), устройство ЧПУ (УЧПУ) и собственно станок. Рассматривается функциональная схема управления станком с ЧПУ. При ее рассмотрении изучается характеристика функций при управлении оборудованием.

При изучении системы координат станков с ЧПУ уделяется внимание размещению координатных систем у различных станков с ЧПУ, связи систем координат.

При структурно-информационном анализе УЧПУ рассматриваются системы классов NC и SMC, системы CNC, DNC, HNC, аппаратные системы ЧПУ и системы класса VNC, их особенности.

Рассмотрение моделей УЧПУ начинается со структуры обозначения моделей. Изучаются характеристики моделей, их функциональные особенности.

Контрольные вопросы

1.Изобразите функциональную схему управления станком с ЧПУ.

2.Дать краткую характеристику функций при управлении оборудованием.

3.Как размещают систему координат станка у различных типов и моделей.

5

4.Суть стандартной системы координат станков с ЧПУ.

5.Для чего используется система координат инструмента?

6.Почему осуществляется связь систем координат?

7.Изобразите связь систем координат при обработке на токарном

станке.

8.Привести определение систем классов УЧПУ.

9.Дать краткую характеристику систем классов УЧПУ.

10.Дать определение аппаратным системам ЧПУ.

11.Привести структуру обозначения моделей УЧПУ.

12.Дать основную характеристику УЧПУ как устройства управления станками.

13.Привести функциональные особенности моделей УЧПУ разных поколений.

2.3. Конструктивные особенности станков с ЧПУ

Классификация и индексация станков с ЧПУ. Типаж станков. Характеристика многоцелевых станков. Многоцелевые станки для обработки корпусных деталей, для обработки тел вращения. Характеристики гибких производственных моделей. Конструктивные элементы станков с ЧПУ. Показатели работы станков с ЧПУ.

Литература [1, c. 120-155; 2, c. 6-7; 6].

Методические указания

Изучение данного раздела начинается с классификации станков с ЧПУ по различным признакам. Типаж металлорежущих станков с ЧПУ характеризуется их технологическим назначением. Особое внимание обращается на характеристики многоцелевых станков. При изучении этого вопроса рассматриваются станки для корпусных деталей и для обработки тел вращения, а также гибкие производственные модули. Рассматриваются технические характеристики, технологические возможности, принцип работы станков с ЧПУ, транспортные и загрузочные устройства.

6

Контрольные вопросы

1.Каковы признаки классификации?

2.По какому признаку принята схема обозначения станков?

3.Сохраняется ли индексация, принятая для универсальных станков? Если да, то по каким признакам?

4.Чем характеризуется типаж станков с ЧПУ?

5.За счет каких характеристик достигается современный технический уровень станков с ЧПУ?

6.Технологические характеристики станка ИР500МФ.

7.Конструктивные особенности станка ИР500МФ.

8.Дать определение ГПМ.

9.Почему ГПМ является основой ГПС?

10.Принцип работы гибкой производственной линии.

11.Структура центральной системы управления гибкой линии.

12.Цикл работы гибкой производственной линии с автоматической транспортной системой.

13.Каковы конструктивные особенности станков с ЧПУ?

14.Основные характеристики станин станков с ЧПУ.

15.Каковы особенности направляющих станков с ЧПУ?

16.В чем основное отличие привода подач станков с ЧПУ по сравнению с обычными станками?

17.Для каких целей в системах управления станки с ЧПУ используются датчики обратной связи (ДОС)?

18.Какие ДОС используются и области их использования?

19.В каких случаях и почему в станках с ЧПУ используются шаговые двигатели?

20.Какие схемы смены инструментов используются в станках с ЧПУ?

2.4. Технологическая оснастка для станков с ЧПУ

Особенности приспособлений для станков с ЧПУ. Классификация приспособлений для станков с ЧПУ. Режущие инструменты для станков токарной группы. Режущий инструмент для фрезерных станков. Режущий инструмент для сверлильных и расточных станков. Вспомогательный инструмент для станков с ЧПУ.

Литература [1, c. 155-190; 2, c. 7-37].

8

11.Что собой представляет гибкая модульная система вспомогательного инструмента и область ее применения?

2.5. Маршрутные технологические процессы обработки заготовок на станках с ЧПУ

Особенности технологического процесса обработки на станках с ЧПУ. Стадии и этапы разработки технологического процесса обработки заготовок на станках с ЧПУ. Выбор номенклатуры заготовок, обрабатываемых на станках с ЧПУ. Область эффективного использования станков с ЧПУ и ГПС. Анализ чертежа детали и возможного технологического процесса обработки. Требования к технологичности деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ. Технические условия на поставку заготовок. Методы проектирования маршрутных ТП обработки на станках с ЧПУ. Разработка маршрутной технологии для станков с ЧПУ. Выбор оборудования для обработки деталей на станках с ЧПУ.

Литература [1, c. 190-220; 2, c. 38-59].

Методические указания

Изучение данного раздела начинается с особенности ТП обработки на станках с ЧПУ. Рассматривается структура ТП, стадии и этапы проектирования ТП. Изучается номенклатура заготовок, обработанных на станках с ЧПУ, при этом рассматривается алгоритм выбора номенклатуры при обработке на станках с ЧПУ.

Важное значение имеет определение границ эффективного использования станков с ЧПУ и ГПС. Предварительному анализу чертеж детали подвергается на стадии номенклатуры деталей, которые целесообразно обрабатывать на станках с ЧПУ.

При этом выявляют и оценивают факторы, обеспечивающие экономическую эффективность обработки. ТПП и обработку заготовок на станках с ЧПУ в значительной мере определяется технологичностью конструкции деталей. Поэтому важное место имеет рассмотрение требований к технологичности деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ.

Эффективность проектирования ТП зависит в первую очередь от методов проектирования. В связи с этим при изучении данного раздела особое место уделяется классификации методам проектирования, рас-

9

смотрению методики проектирования в каждом случае. Изучаются элементы формирования структуры типового и группового ТП, общая схема проектирования методом адресации на базе типовых ТП, структурная схема системы проектирования ТП с прототипом. Маршрут обработки заготовки на станке с ЧПУ в общем случае определяется последовательностью обработки, увязанной с оборудованием и с комплексом технологической оснастки. Поэтому важное значение имеет вопрос выбора оборудования для обработки различных заготовок.

Контрольные вопросы

1.В чем состоят основные особенности ТП обработки на станках

сЧПУ?

2.Назовите стадии проектирования ТП обработки на станках с

ЧПУ.

3.Перечислите во временной последовательности этапы проектирования ТП.

4.В чем заключается содержание этапа проектирования – "определение маршрута обработки"?

5.Назовите последовательность работ при выборе номенклатуры при обработке заготовок на станках с ЧПУ.

6.Назовите алгоритм подбора деталей по оптимальной сложности обработки заготовок на станках с ЧПУ.

7.Как выявить и оценить факторы, обеспечивающие экономическую эффективность обработки?

8.Как осуществляется анализ чертежа детали?

9.Назовите общие требования к технологичности деталей, изготавливаемых на станках с ЧПУ.

10.Для чего осуществляется отработка конструкции изделия на технологичность?

11.Для чего разрабатываются технические условия на поставку заготовок и деталей?

12.Что содержат ТУ на поставки заготовок и деталей?

13.Назовите методы проектирования ТП и их суть.

14.От чего зависит последовательность обработки заготовок на станках с ЧПУ?

15.Методика выбора оборудования для обработки заготовок на станках с ЧПУ.