Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекция - проектирование технологий в САПР - файл 1.doc


Лекция - проектирование технологий в САПР
скачать (774.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc775kb.17.11.2011 08:00скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Лекция №1

Проектирование технологий для станков с ЧПУ.

Поколения станков с ЧПУ.

Первые станки с ЧПУ появились в 1957 - 60 г.г. Первый станок с ЧПУ поя­вился на основе копировально-фрезерного станка. Почему? В копировалъно-фрезерном станке носителем программы, задающий траекторию движения рабочих органов станка являлся жесткий копир, т. е. жёсткий программоноситель.

Недостатки копира: 1) громоздкость

2) износ → искажение программы

3) трудность изготовления копиров

4) длительное время переналадки (установки нового копира), когда старый износился.

Копир был заменён на мягкий копироноситель, вначале на магнитную ленту в
унитарном коде затем магнитная лента была заменена на бумажный копироноситель – перфоленту в коде БЦК - 5, а в последствии тоже на бумажную перфоленту
в коде ISO - 7 бит.

Выделяют три поколения станков с ЧПУ.

1-ое поколение: обычные универсальные станки в которых ручное управление заменили управлением от стойки или пульта ЧПУ, с носите­лем программы на магнитной ленте али перфоленте.

2-ое поколение: (70-е г. г.) станки имеют усовершенствованную конструкцию самих станков для целей с ЧПУ, изменена компоновка узлов станка, увеличена скорость быстрых перемещений. Эти станки стали более точными и более высокопроизводительными. 2-ое поколение станков характеризуется производством специаль­ных станков (только фрезерные, только токарные, и т. д.).

3-е поколение: это много операционные, многоцелевые станки типа обрабаты­вающий центр (машинный центр) «ОЦ» (МЦ) - это универ­сальные многокоординатные станки имеют 4, 6, 8, 12,16, 24 управляемые координаты, которые позволяют вести комплексную обработку деталей, т. е. с одного установа на них обеспечивается обработка различно ориентированных в про­странстве поверхностей детали.

^ Станки типа «ОЦ» являются основой современного гибкого производства.

ОЦ→ГПМ→ГПУ→ГПЛ→ГТЩ→ГАП


ГПМ - гибкий производственный модуль (если ОЦ оснащается робототехни­кой)

ГПУ - гибкий производственный участок

ГПЛ – гибкая производственная линия

ГПЦ - гибкий производственный цех

ГАП - гибкое автоматизированное производство (безлюдное производство)

«+» и «–» станков с ЧПУ

— обеспечивают качество


В условиях единичного и мелкосерийного производства станки с ЧПУ являют­ся основным средством повышения производительности труда.

В среднесерийном и крупносерийном производстве станки с ЧПУ являются единственным средством, обеспечивающим гибкость перенастраиваемость, пере-налаживаемость производства с одной серии на другую.


Основные понятия, определения и термины программной обработки.


Эквидистанта — /экви - равный, дистанс - расстояние/

В станках с ЧПУ ТП разрабатывается с точностью до траектории движения центра инструмента, который называется - эквидистантой.

Центр инструмента – особо определяющая точка.


Рис.1

На программоносителе программируется именно положение этой точки Оц - центра инструмента.

Эквидистанта отстоит от контура обрабатываемой детали на величину радиуса инструмента — ги

Составляющие эквидистанты.


Рис. 2

Эквидистанта состоит из опорных точек, которые делятся на два вида:
— геометрические опорные точки.
— технологические опорные точки.

^ Геометрические опорные точки образовывают соединением отрезков прямых и окружностей эквидистанты.


Технологические опорные точки служат для изменения в них режимов обра­ботки.

^ 1-я точка - исходная точка, назначается технологом исходя из удобства даль­нейшей траектории.

2-я точка - технологическая; вводится для изменения режима обработки.

Эквидистанта: опорные точки и элементарные участки между ними. На программоносителе задаются координаты всех опорных точек, как техно­логических, так и геометрических.

В устройстве ЧПУ есть основной электронный блок, называемый интерполятором, который выдаёт управляющие импульсы на шаговые двигатели приводов станка с ЧПУ (в станке с ЧПУ все приводы автономны). В любом станке с ЧПУ имеется цена импульса (дискрета, разрешающая способность станка) — величина микроскопического перемещения рабочего органа станка (в мм, мкм) в ответ на получение одного управляющего импульса - q

В поперечном направлении qx - 0,001 мм.

В продольном направлении qx - 0,005 мм.

0,002мм.

Частота подачи импульсов


К
L=100 мм.


q=0,001
оличество импульсов


Rq=L/q=100/0,001=100000 импульсов

Частоту подачи задаёт технолог. Чем ↑частота,

тем ↑скорость.


Типы интерполяторов


1. Линейный 4. Гиперболический


2.Круговой 1 – 4 плоские интерполяторы




3. Параболический 5. Винтовой (движение по пространственной спирали)





Лекция №2

Позиционный и контурный виды управления станками с ЧПУ.


1) Позиционный вид управления

должен обеспечивать очной позиционирование инструмента в заданную точку или координату, в основном используется для осевой позиционной обработки.

И. Т.

Не важна траектория движения, а важна точка позиционирования

2) ^ Преимущественный или ступенчатый вид управления.

Здесь осуществляется контурная обработка, но только ограниченного вида.

И. Т. — этот вид отмираем


3) ^ Контурный вид управления.

Обеспечивает движение инструмента одновременно по 2, 3 и более осям


Наиболее важный вид

4) ^ Позиционно - контурный вид управления.

Ряд устройств ЧПУ контурного (непрерывного) вида управления.

1) Н22 - 1М Н - непрерывный вид управления

2 - общее количество управляемых движений

2 - число одновременно управляемых движений или координат

М - микроэлементная база

1 - шаговый привод

В станках с ЧПУ любое управляемое независимое движение рабочего органа станка называется - управляемой координатой.

2) НЗЗ -2М

3) Н55 -2М

4) Н53 - 2М

Многокоординатная обработка.

Это обработка с обеспечением управления одновременно по трём и более ко­ординатам.

^ Понятие «обработка в 2,5 координаты»




— обработка строчкой


Направление и выбор осей систем координат станка с ЧПУ

(по рекомендациям ИСО).

1) Ось Z - в станке с ЧПУ рекомендуется назначать по оси шпинделя.

2) Ось X - должна быть направлена в горизонтальной плоскости в направле­нии большего перемещения.

3) Ось Y - перпендикулярно осям X и Z. так, чтобы образовывалась правая тройка векторов.




^ Первичные движение:

X - поступательное движение по оси X

Y - поступательное движение по оси Y

Z - поступательное движение по оси Z


Вторичные движения: (движение других рабочих органов по тем же осям)

Р - поступательное движение по оси X

Q - поступательное движение по оси У

R - поступательное движение по оси Z (движение холостого хода)


^ Третичные движения:


U - поступательное движение по оси X

V - поступательное движение по оси Y

W - поступательное движение по оси Z


Вращательные движения:


А - вращение вокруг оси X

В - вращение вокруг оси Y

С - вращение вокруг оси Z


Направление осей системы координат токарного станка.


II. АТПР (автомат токарной программы)

I. ТПК – 125В




Рабочая зона станка.


500х400х300 – наибольшее перемещение по оси

Разомкнутые и замкнутые системы ЧПУ.


Разомкнутые системы - не имеют обратной связи по определению истинных координат положения рабочих органов относительно рассчитанных координат в программе.

Замкнутые системы - имеют датчики обратной связи, которые сообщают на пульт станка (индикации) о фактическом положении рабочих органов относитель­но рассчитанных координат в программе.

На основе замкнутой системы создают так называемые адаптивные (самона­страивающиеся) системы ЧПУ - самая лучшая система - дорогая!


Относительный и абсолютный методы отсчёта координат

(методы программирования).


Относительный метод часто называют методом программирования по прира­щению.

1) При относительном методе отсчёта коэффициент величина перемеще­ния определяется разностью координат по следующей опорной точке относительно предыдущей опорной точки эквидистанты. Этот режим программирования задаётся в программе под кодом или адресом G2σ (для токарной обработки).

X1, Х2, Хз, Х4, ..., Xn, Xn+1

∆Х1 = Х2-X1

∆Х2 = Х33

∆ Х3 = Х4-Хз

∆Хn = Xn+i- Xn


2) При абсолютном методе координаты всех опорных точек рассчитыва­ются и задаются относительно одной и той же начальной точки, в качестве которой может быть использована исходная точка, О или какая либо другая точка (прира­щения не высчитываются).


Особые или нулевые точки станков с ЧПУ.


1) 0 станка (ноль станка) - начало системы координат связана с реальным фи­зическим пространством станка.

2 вида: a) Так называемый «жёсткий» нуль, когда 0 станка жёстко связан с ка­кой-то одной точкой и не может быть перемещён в другую точку. Жёсткий 0 неудобен.

б) Так называемый «плавающий» нуль. В таких станках предусмотрена возможность перемещения нуля станка в любую другую определён­ную точку.

2) Нуль детали является началом отсчёта системы координат, связанных с де­талью. Её иногда называют относительной. Нуль детали технолог выбирает сам, исходя из удобства расчёта коэффициентов опорных точек эквидистанты.

^ 3) Исходная точка - точка начала движения инструмента.

И.Т.-


4) Нуль инструментального блока.

При установке и наладке инструмента вылеты режущей части инструмента оп­ределяются относительно особой точки, называемой нулём блока.

X - вылета

Y - вылета

Z - вылета

Лекция №3

Признаки классификации устройств ЧПУ. Поколения устройств с ЧПУ.


1) Элементная база

2) Программоноситель

3) Приводы подач

4) Структура УЧПУ


Элементная база

— полупроводники

— интегральные схемы

— интегральные схемы средней степени интеграции (СИС)

— интегральные схемы большой степени интеграции (БИС)

— интегральные схемы сверхбольшой степени интеграции (БИС)


Программоноситель

— магнитная лента в унитарном коде

— бумажная 5 - ти дорожечная лента перфолента в отечественном коде БЦК-5

— бумажная 8-ми дорожечная перфолента в международном коде ISO - 7 бит (один из основных кодов)

— магнитные носители в коде ISO - 7 бит (магнитные ленты, дискеты)


Приводы подач

— приводы от шаговых двигателей и двигателей постоянного тока с max час­тотой подачи импульсов до 1000 Гц.

— приводы от шаговых двигателей с частотой 8000 Гц. и частотой приёмисто­сти 2000 Гц. наброса перепада частот, (скачкообразное изменение частоты → скачкообразное изменение скорости).

— приводы от шаговых двигателей с частотой 16000 Гц.

— приводы от высокомоментных двигателей постоянного тока с тиристорным управлением и от силовых шаговых двигателей с частотой 160000 Гц.


Структура УЧПУ


1) Устройства с жёсткой структурой типа NC (Numerical Control)

NC




SNC HNC
Stored NC Hand led NC
Память до 16 кб. Ручной набор
программы


^ 2) Устройство с гибкой структурой типа CNC (Computer NC) - можно изменять

алгоритмы.

3) Устройство типа DNC (Direct NC - прямое непосредственное ЧПУ группой станков)


^ С
ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЭВМ


СТАНОК С ЧПУ


CNC

NC

SNC

CNC

СТАНОК С ЧПУ

хема управления двухуровневая:



1 - ый уровень управления







2-ой уровень управления


Кодирование информации на программоносителях.


Устройство машинописной ленты в унитарном коде. (В кодировании инфор­мации используется один символ - унита.)




1 дор.______________ +X (в положительном направлении Оси Х)

2 дор.______________ - X

З
S – Управление (вращения) шпинделя
дор
.______________ +Y

4 дор.______________ - Y

5 дор.______________ +Z

6 дор.______________ - Z

7 дор.______________ S (по часовой стрелке)

8 дор.______________ S (против часовой стрелки)

9 дор.______________ сож




— одна риска – один символ – один импульс. Эта магнитная лента исчерпала себя.


Устройство 8-ми дорожечной перфоленты в коде ISO - 7бит.



































1
В каждой строке определённая комби­нация из нулей и единиц.

1 отверстие 1 бит. Если пробивки нет то это 0.
строка




































































2 строка




































































3 строка


0010101 - комбинация в 7 бит.

Число 7-ми битовых комбинаций равно: 27=128 комбинаций.






































































4 строка



































5 строка






































В коде ISO можно закодировать 128 комбинаций и за каждой комбинацией за­крепляется 1 символ.

8 дорожка нужна для контроля по чётности.

Смысл контроля: если в основной 7 – ми битовой комбинации используется нечетное число единиц, т.е. пробивок отверстий, то к 8 – ой дорожке искусственно добавляется 1, т.е. пробивка отверстия для того, чтобы общее число единиц в стро­ке было чётным.


Адрес

(код)

Значение (содержание адреса)

X

Y

Z

P

Q

R

U

V

w

A

В

С

I

J

K

F

S

T

G

M

L

N

%

LF

DEL

Первичное поступательное движение по оси X

Первичное поступательное движение по оси Y

Первичное поступательное движение по оси Z

Вторичное поступательное движение по оси X

Вторичное поступательное движение по оси Y

Вторичное поступательное движение по оси Z

Третичное поступательное движение по оси X

Третичное поступательное движение по оси Y

Третичное поступательное движение по оси Z

Вращение вокруг оси X

Вращение вокруг оси Y

Вращение вокруг оси Z

Интерполяция (нарезание резьбы вдоль X)

Интерполяция (нарезание резьбы вдоль Y)

Интерполяция (нарезание резьбы вдоль Z)

Подача

Шпиндель

Инструмент

Подготовительная функция

Вспомогательная функция

Коррекция инструмента

Номер кадра

Признак начала программы

Конец кадра

Забой (пробивка отверстий во всех дорожках)



Лекция №4

Расположение информации на программоносителе.

(8 дорожечная перфолента в коде ISO – 7 бит).

Вся информация располагается в виде определённых порций либо блоков которые принято называть кадрами управляющей программы к станку с ЧПУ, или иначе управляющая программа состоит из кадров.

Все кадры располагаются последовательно друг за другом и нумеруются в возрастающем порядке: 1-ый кадр

2-ой кадр

3-ий кадр

Вся информация, содержащаяся в одном кадре, воспринимается устройством ЧПУ как одно целое, и устройство ЧПУ обрабатывает одновременно все команды из данного кадра. Один кадр с размерными перемещениями (по любой из 3-х осей) соответствует элементарному участку эквидистанты между двумя опорными соседними точками.

В одном кадре содержится как размерная, так и технологическая информация. Допускаются кадры, содержащие только технологическую информацию. В этих кадрах нет размерных перемещений.


Содержание кадра.

Кадр состоит из отдельных слов, которые записываются друг за другом в кадре.

Отдельное слово состоит из двух частей:

  1. из адреса, обозначенной одной или двумя буквами латинского алфавита

  2. за адресом следуют данные, которые зап. в виде цифровой информации


Примеры слов (для УЧПУ Н22 – 1М)


Х + 012446 N 003








G 02





Х ± хххххх – 6 разрядов

Gxx; G2 – сжатая форма

Х ±4.2




Формат кадра.

—определяет порядок записи слов внутри кадра, формат и длину каждого слова и определяет max длину каждого кадра.

Существует 2 формы записи формата кадра:

  1. табличная

  2. условная


Условная запись формата кадра (УЧПУ Н22 – 1М.


N3; G2; X±4.2; Z±4.2; I+4.2; K+4.2; F5;

N3→ номер кадра

G2→ подготовительная функция

X±4.2→ вид лова

S3; T3; M3; L2; LF.


Содержание подготовительной функции по рекомендациям ISO.


G2; Gxx G00

G01


Этим форматом предусмотрено 100

значений подготовительной функции.
G02

. —

.

.

G99


G00—позиционирование

G01—линейная интерполяция (перемещение между двумя точками на отрезке прямой)

G02—круговая интерполяция в обратном направлении

G03—круговая интерполяция положительном направлении

G04—пауза

G06—параболическая интерполяция

G08—разгон в начале кадра

G09—торможение в конце кадра

G10— G16—свободные значения, заранее не определены по рекомендациям ISO

G17—плоскость обработки (интерполяции) ХY

G18—плоскость обработки (интерполяции) ZХ

G19—плоскость обработки (интерполяции) ZY

G25—Go home

G26—программирование в относительной системе координат (по приращению)

G27—программирование в абсолютных координатах

G33—нарезание резьбы с постоянным шагом

G34—нарезание резьбы с переменным шагом

G35—нарезание резьбы с уменьшающимся шагом

G40—отмена коррекции инструмента по адресам G41—G52

G41—G52—коррекция диаметра или радиуса инструмента

G53—отмена смещения нуля (если в станке присутствует «плавающий» нуль)

G58—смещение нуля

G81—G89—постоянные циклы (подпрограммы) для обработки отверстий

G90—программирование в абсолютных координатах (для фрезерной обработки)

G91—программирование в приращениях (для фрезерной обработки)

G94—единица частоты вращения шпинделя мм/мин

G95— единица частоты вращения шпинделя мм/об

G96—G99—свободные значения


Значения вспомогательной функции М.


М00—программируемый останов в кадре

М01—программируемый останов с подтверждением

М02—конец программы

М03—вращение шпинделя по часовой стрелке

М04— вращение шпинделя против часовой стрелки

М05—останов шпинделя

М06—замена инструмента

М07—включение СОЖ №2

М08—включение СОЖ №1

М09—отключение СОЖ

М19—останов шпинделя в заданном положении

М49—отмена ручной коррекции

Остальные свободные


Лекция №5

Свойства подготовительной и вспомогательной функции.


В каждом конкретном устройстве ЧПУ реализуется строго определённый набор подготовительной функции. Этот набор делится на группы (I, II, III, IV). В каждом кадре управляющей программы должна присутствовать только одна функция G из данной группы т.о. в одном кадре может быть несколько значений подготовительной функции, но они должны быть из разной группы. Некоторые значения функции G действуют только в том кадре, в котором они записаны (кратковременные функции G). Другое значение функции G появившись однажды в одном кадре продолжает действовать и в последующих кадрах.

Эти значения подготовительной функции можно не записывать. Их действие отменяется появлением в одном из последующих кадров другой функции G из данной группы.

Свойства вспомогательной функции.


Некоторое значение вспомогательной функции М из данного набора реализуется в данном устройстве ЧПУ действует в начале кадра управляющей программы. Другие функции М действуют в конце кадра.


Н22-1М


Н—непрерывный (контурный) вид управления

2—общее число управляемых координат

^ 2—число одновременно управляемых координат

1—тип привода шаговый

М—микроэлементная база


Техническая характеристика устройства Н22 - 1М.


Это контурное импульсно-шаговое устройство третьего поколения с жёсткой структурой типа NC. Устройство разомкнутого типа без обратной связи.

Назначение: выпускается серийно и используется для токарных станков, на которых выполняется прямоугольная, конусная, фасонная обработка и нарезание резьбы.

Программоноситель: восьми дорожечная перфолента в коде ISO - 7 бит.

Формат кадра: N3; G2; Х±4,2; Z±4,2; Т±4,2; К+4,2; F5; S3; ТЗ; МЗ; L2; LF.

Задание размеров: в абсолютных координатах, в относительной системе координат, т. с. приращениях.

Интерполяция: линейная, круговая.

Коррекция программы: имеется (с пульта управления станком).

Смещение и начало отсчёта: имеется (плавающий нуль)

Цифровая индикация: имеется (на пульте оператора)

Привод подачи: шаговый

Скорости быстрого перемещения: по оси OZ - 4800 мм/мин

по оси X - 2400 мм/мин
max рабочая подача 1200 мм/мин

Элементная база: ИС К155


Устройство Н22 - 1М состоит из двух частей:


^ Часть «А» (вычислитель)

Часть «Б» (усилитель)


1) ввод информации с перфоленты или с переключателей пульта (т.е. ручной набор)

2) устройство преобразует информацию к виду удобному к интерполяции

^ 3) дополняет круговую и линейную интерполяцию и выдаёт сигнал на устройство управления

4) управляет технологическими Командами станка

5) осуществляет индикацию

геометрической информации по адресам X, Z, I, К, указывает номер кадра и технологические команды

Усилитель - это устройство шагового двигателя для формирования преобразований и усиления сигналов, поступающих из интерполятора.


Схема обработки на токарном станке.








Расчётно-технологические карты (РТК).


Это основной технологический документ, разрабатываемый для технологической обработки детали на станке с ЧПУ. Этот документ ГОСТирован. РТК - состоит на основе операционной карты.

^ Состав РТК





Группы подготовительной функции устройства Н22-1М.


^ Группа

функций

Наименование подготовительной функции

Код

функции

Примечание



I

Область действия функции

Линейная интерполяция

Нормальные

Длинные

Короткие

G01

G10

G11

Функции G33, О25, отменяет действие функции этой группы

Отменяет действие ранее заданной функции этой группы

Круговая интерполяция

По часовой стрелке

Нормальные

Длинные

Короткие

G02

G20

G21

Против часовой стрелки

Нормальные

Длинные

Короткие

G03

G30

G31



II

Отменяет действие ранее заданной функции этой группы

Работа в приращениях

G26


G27

Задаётся только

в координатах с

технологической

информацией

Работа в абсолютных координатах



III

Функция действует только в том кадре, в котором она записана

Выдержка (пауза) возврат в «О» станка. Нарезание резьбы. Ввод плавающего «О», отмена коррекции

G04

G25

G33

G58

G40

Автоматически

предполагает

использование

длинных размеров


^ Диапазоны размеров.


1) длинные размеры: 0÷999999 импульсов

2) нормальные размеры: 0÷99999 импульсов

3) короткие размеры: 0÷9999 импульсов


Лекция №6

Кодирование функции подачи F.


Формат слова: F5; Fххххх

1-ый рабочий диапазон «1»

2-ой рабочий диапазон «2»

диапазон быстрого хода «7»

^ Примеры записи слов:

F10120→ 120 мм/мин

F10001→ 1 мм/мин

F11200→ 1200 мм/мин

F20600→ 30 мм/мин

:20 (для расширенной подачи)

F20002→0,1 мм/мин

F70000→быстрый ход


Кодирование технологических функций.


—функции T, S, M

форматы слова:

Т3 S3 M3

Tx xx Sx xx M x xx

«0» номер инструмента в магазине «0» номер диапазона оборота «0» номер вспо-

«1» «1» вращения шпинделя «1» могат. ф-ии.


«0»—без ответа от станка

«1»—с ответом от станка


П
T 101
римеры записи слов:


T001

T199

S001

M002

T101

T099

S101

M102







S003

M103







S104

M104


Кодирование коррекции инструмента.


Формат слова: L2


L xx

Коррекция по оси Х «1» 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

Коррекция по оси Y «2» номера корректоров

Коррекция по осям

X и Y одновременно «3»


Примеры записи слов:


L 1 1 L 2 3




L 3 9




Пульт коррекции.


Смещение по оси X Смещение по оси Y


+

9

9

9

9

9

9




-

0

0

0

0

0

0
  1   2   3



Скачать файл (774.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации