Httpplanetacam rucollegelearn12 Основы числового программного управления Автоматическое управление
 Скачать 4.32 Mb.
|
|
Использование G02 и G03 Давайте разберемся, как работает круговая интерполяция, на примере. Приведенный ниже фрагмент управляющей программы перемещает инструмент по дуге с радиусом 3 мм из точки А (0;0) в точку В (3;3) со скоростью рабочей подачи 100 мм/мин. N10 G02 X3.0 Y3.0 I3.0 J0.0 F100 Так как центр дуги находится на расстоянии 3 мм по оси X и 0 мм по оси Y относительно начальной точки А, то I будет равно 3.0, a J равно 0. Полученная дуга составляет всего четверть от полной окружности. Попытаемся описать всю окружность постепенно. Следующий кадр перемещает инструмент из точки В (В1) в точку В2. Так как скорость рабочей подачи не изменяется, то нет необходимости повторно указывать F-слово данных.  Рис. 6.11. Перемещение по дуге с R3 из точки А (0;0) в точку В (3;3) Так как центр дуги находится на расстоянии 3 мм по оси X и 0 мм по оси Y относительно начальной точки А, то I будет равно 3.0, a J равно 0. Полученная дуга составляет всего четверть от полной окружности. Попытаемся описать всю окружность постепенно. Следующий кадр перемещает инструмент из точки В1 в точку В2. Так как скорость рабочей подачи не изменяется, то нет необходимости повторно указывать F-слово данных. Так как центр дуги находится на расстоянии 0 мм по оси X и 3 мм по оси Y относительно точки В, то I будет равно 0, a J равно –3. Таким образом, нам удалось создать перемещение по дуге из точки А в точку В2 при помощи двух кадров. Этот пример не случаен. Дело в том, что многие станки требуют именно такого разбиения окружности. То есть для описания полной окружности может потребоваться до четырех кадров. В настоящее время большинство систем ЧПУ позволяют выполнить операцию по описанию полной окружности за два или даже за один кадр. Поэтому перемещение из точки А в точку С можно записать следующим образом: N05 G02 X6.0 Y0.0 I3.0 J0.0  Рис. 6.12. Современные системы ЧПУ допускают описание подобной дуги в одном кадре А для полной окружности с радиусом 3 мм и центром в точке с координатами (0; 0) справедливым будет следующий кадр: N15 G02 Х-3.0 Y0.0 13.0 J0.0  Рис. 6.13. Описание полной окружности в одном кадре также возможно Дуги такого типа несложно описать математически. Однако если начальная и конечная точки дуги образуют некоторый сложный угол или эти точки находятся в разных квадрантах, то для нахождения значений I, J, К требуются определенные тригонометрические вычисления (рис. 6.14). При этом необходимо, чтобы расчеты были достаточно точными, иначе СЧПУ может выдать сообщение о невозможности построения дуги.  Рис. 6.14. Часто для расчета дуги «вручную» необходимо приложить некоторые усилия На рис. 6.15 изображена дуга, которую необходимо описать при помощи кодов круговой интерполяции с R-словом данных. В случае, когда инструмент перемещается по дуге по часовой стрелке (G02) из точки А в точку В , в УП должен присутствовать следующий кадр: G02 Х0 Y-10 R10. Если инструмент перемещается по дуге против часовой стрелки (G03) из точки В в точку А, в УП должен присутствовать следующий кадр: G03 Х10 Y0 R10.  Рис. 6.15. Дуга, которую необходимо описать при помощи кодов круговой интерполяции с R-словом данных Базовые М-коды Введение Коды, обозначающиеся буквой М (Miscellaneous), называются вспомогательными и предназначены для управления режимами работы станка. М-код может стоять как отдельно, так и находиться в кадре с G-кодами. Некоторые М-коды работают совместно с другими адресами. Например, М-код, отвечающий за направление вращения шпинделя, обычно указывается с адресом S, который необходим для задания числа его оборотов при вращении: N10 S1000 М03 В табл. 8 помещены базовые М-коды, которые должен знать каждый технолог-программист. Когда М-код находится в кадре с G-кодом, то порядок выполнения зависит от модели ЧПУ. Возьмем, например, следующий кадр: N10 G01 Х100.0 Y100.0 Z100.0 F50.0 М08 Этот кадр выполняет линейное перемещение и включает подачу охлаждающей жидкости (М08). Одни станки включают подачу СОЖ сразу, другие – только после перемещения в указанную позицию. Зная это, опытный программист старается указывать код М08 перед выполнением перемещения на рабочей подаче: N05 М08 N10 G01 Х100.0 Y100.0 Z100.0 F50.0 Нужно учесть, что некоторые системы ЧПУ позволяют задавать в кадре только один М-код. В этом случае если в кадре находятся несколько М-кодов, то СЧПУ выдаст сообщение об ошибке. Для избежания ошибок внимательно прочтите раздел документации станка и системы ЧПУ о работе с М-кодами. Таблица 7.1. Базовые М-коды
Останов выполнения управляющей программы – М00 и М01 Очень часто возникают ситуации, когда необходимо временно прервать вьполнение программы. Например, для того чтобы удалить стружку, проверить размеры обрабатываемой детали или переставить крепежные элементы в другое положение. Коды М00 и М01 временно приостанавливают выполнение программы обработки, или, говоря другими словами, делают паузу в производственном цикле станка. Когда СЧПУ читает код М00, то происходит так называемый запрограммированный останов. Все осевые перемещения останавливаются и возобновляются лишь после того, как оператор станка нажмет клавишу Старт цикла на панели УЧПУ. При этом шпиндель продолжает вращаться, и другие функции остаются активными. Если оператор станка нажимает клавишу Старт цикла, то выполнение программы будет продолжено с кадра, следующего за М00. … N200 G01 X200 N210 G00 Z100 N220 M00 N230 G00 Z5 N240 G01 Z-1 F50 … Для того чтобы безопасно удалить стружку из зоны обработки или снять ее со сверла, необходимо остановить шпиндель. То есть перед командой М00 нужно указать код выключения вращения шпинделя М05. Однако не забудьте снова включить шпиндель, иначе инструмент будет перемещаться без вращения, что приведет к его поломке. … N200 G01 X200 N210 G00 Z100 N215 M05 N220 M00 N225 M03 S1000 N230 G00 Z5 N240 G01 Z-1 F50 … Код М01 предназначен для останова по выбору. Действует он аналогично коду М00, однако предоставляет выбор оператору – нужно или не нужно прерывать выполнение управляющей программы. На панели УЧПУ практически любого станка имеется клавиша (или переключатель) «М01». Если эта клавиша нажата, то при чтении кадра с М01 происходит останов. Если же клавиша не нажата, то команда М01 пропускается и выполнение УП не прерывается. … N200 G01 X200 N210 G00 Z100 N220 M01 N230 G00 Z5 N240 G01 Z-1 F50 … Таблица 7.2. Поведение станка при работе с кодом М01
Управление вращением шпинделя – М03, М04, М05 Вспомогательные коды М03 и М04 предназначены для управления вращением шпинделя. Единственная разница между двумя этими М-кодами заключается в направлении вращения. Код М03 отвечает за прямое (по часовой стрелке), а М04 – за обратное вращение шпинделя (против часовой стрелки). Направление вращения определяется, если смотреть в отрицательном направлении оси Z (со стороны шпинделя в сторону заготовки). При фрезеровании режущие инструменты должны иметь прямое вращение (М03). При выводе метчика из отверстия, при нарезании левой резьбы, в циклах автоматического измерения диаметра инструмента может потребоваться обратное вращение пшинделя (М04). В конце программы обработки и перед сменой инструмента нужно остановить вращение шпинделя при помощи команды М05. … N40 Z5.0 N45 G00 Z100.0 N50 M05 M55 M30 % Для задания частоты вращения шпинделя используется S-адрес. За S следует числовое значение, выражающее скорость вращения шпинделя в оборотах за одну минуту. Большинство СЧПУ воспринимают только целочисленное значение S. Обычно код М03 и S находятся в одном кадре. Например, кадр N20 заставляет вра- щаться шпиндель в прямом направлении со скоростью 1000 оборотов в минуту: % O0002 N05 G21 G40 G49 G54 G80 G90 G98 G00 N10 T1 M06 N15 G43 H1 Z100.0 N20 M03 S1000 N25 X100.0 Y150.0 Z5 N30 G01 Z-0.5 N35 X200.0 Y250.0 N40 Z5.0 N45 G00 Z100.0 N50 M05 M55 M30 %  Рис. 7.1. При фрезеровании используется прямое вращение шпинделя (М03) Некоторые станки (преимущественно старых моделей) оснащены специальной коробкой скоростей. Нужная передача для соответствующего диапазона скоростей вращения шпинделя выбирается автоматически или с помощью М-кодов. Обычно для включения низкой передачи используется код М41, а для включения более высоких передач – М42, М43 и т. д. Переключение передач в этом случае необходимо, чтобы двигатель, вращающий шпиндель, не подвергался чрезмерным нагрузкам (вспомните процесс переключения передач в автомобиле). Приведем небольшой программный пример. В кадре N20 включается низкая передача, а в кад ре N25 шпиндель начинает вращаться со скоростью 900 оборотов в минуту: … N10 T5 M06 N15 G43 H5 N20 M41 N25 M03 S900 … Управление подачей СОЖ – М07, М08, М09 В процессе фрезерования охлаждающая жидкость подается в зону обработки для увеличения стойкости инструмента, улучшения качества обрабатываемой поверхности и удаления (вымывания) стружки. Станки с ЧПУ оснащаются системой автоматической подачи СОЖ. Управление этой системой осуществляется при помощи нескольких М-кодов. Обычно код М08 используется для включения подачи охлаждающей жидкости, а код М09 – для выключения. Некоторые станки позволяют подавать СОЖ в зону обработки в различном виде. Например, код М08 может вызывать подачу охлаждающей жидкости в виде струи, а код М07 – в распыленном виде.  Рис. 7.2. Подача СОЖ в зону резания Подачу СОЖ принято отключать перед сменой инструмента и в конце программы обработки. Многие современные станки делают это автоматически при чтении кода М06 (смена инструмента), кодов М30 и М02 (конец программы). Кроме программного управления системой автоматической подачи СОЖ, существует и ручное управление, позволяющее оператору станка при помощи определенных клавиш на панели УЧПУ включать или выключать подачу охлаждающей жидкости в случае необходимости. Для того чтобы струя охлаждающей жидкости точно попадала в нужное место зоны обработки и на режущий инструмент, используют гибкие шланги. Автоматическая смена инструмента – М06 Код М06 предназначен для автоматической смены инструмента. Некоторые станки с ЧПУ прошлых поколений или недорогие настольные станки не имеют устройства автоматической смены инструмента. В этом случае оператор станка вынужден останавливать программу и вручную менять один инструмент на другой, что конечно же неудобно. Многие современные станки с ЧПУ имеют это полезное устройство, освобождающее оператора от лишнего вмешательства в производственный цикл станка. Инструменты находятся в ячейках специального барабана, который обычно называют магазином инструментов. В большинстве станков каждая из ячеек магазина инструментов имеет собственный номер. Специальные датчики и устройство обратной связи помогают системе ЧПУ определить положение магазина инструментов и наличие инструмента в ячейках.  Рис. 7.3. Режущие инструменты в магазине станка с ЧПУ Обычно для выполнения автоматической смены инструмента программист напрямую указывает номер инструмента, который необходимо взять (номер инструмента в большинстве случаев совпадает с номером ячейки инструментального магазина). Такой способ смены инструмента называется абсолютным. Некоторые старые станки использовали относительный способ смены инструмента. В этом случае номер инструмента отсчитывался от номера текущего инструмента, что менее удобно. Производители станков постоянно совершенствуют конструкцию устройств автоматической смены инструмента. Сегодня наиболее популярными являются следующие конфигурации: магазин инструментов перемещается при смене инструмента, тип «зонтик»; магазин инструментов не перемещается при смене инструмента, тип «рука». Сначала рассмотрим алгоритм работы устройства автоматической смены инструмента с перемещающимся магазином. Когда управляющая программа доходит до кадра смены инструмента, шпиндель перемещается в определенную точку, находящуюся рядом с магазином инструментов. Магазин инструментов перемещается в эту же точку до «сцепления» инструмента с пустой ячейкой. Шпиндель немного поднимается вверх, освобождая отработавший инструмент. Магазин инструментов поворачивается таким образом, чтобы выбранный инструмент находился под шпинделем. Шпиндель опускается, зажимает новый инструмент и отводится вверх. Магазин инструментов перемещается обратно на свое место. Если магазин инструментов не перемещается, то возможен следующий алгоритм работы. Сначала шпиндель перемещается в определенную точку, находящуюся рядом с магазином инструментов. Затем магазин инструментов поворачивается таким образом, чтобы выбранный инструмент находился напротив шпинделя. Механический захват («рука»), находящийся между магазином и шпинделем, захватывает отработавший инструмент в шпинделе и новый инструмент в магазине. Захват опускается вниз, освобождает инструмент и меняет их местами. Захват поднимается вверх, при этом новый инструмент зажимается в шпинделе, а старый остается в магазине инструментов. Внимательно ознакомьтесь с соответствующим разделом документации станка, для того чтобы хорошо понимать, как на вашем станке производится смена инструмента. Обычно станки с ЧПУ производят смену инструмента при указании в программе следующей команды: М06 Т1 Адрес Т обозначает номер вызываемого инструмента (в данном случае инструмент № 1), а М06 обеспечивает смену. Например, если в УП запрограммировать М06 Т5, то будет вызван инструмент № 5. Большинство СЧПУ допускают любой порядок слов данных в кадре смены инструмента. То есть вы можете вызвать инструмент № 1 и таким образом: Т1М06 Некоторые СЧПУ требуют, чтобы адрес Т и команда М06 находились в разных кадрах, иначе автоматическая смена инструмента может быть выполнена неправильно: N10 Т1 N20 М06 Сразу после смены необходимо выполнить компенсацию длины нового инструмента. Как вы уже знаете, компенсация длины инструмента осуществляется при помощи кода G43 и следующего за ним Н-слова данных. Для удобства номер корректора на длину совпадает с номером инструмента. Например, для выполнения компенсации длины инструмента № 1 в УП необходимо указать: G43 H1 Некоторые станки старых моделей требовали указывать направление компенсации длины инструмента. При этом код G43 обозначал положительное направление, a G44 – отрицательное направление компенсации. К счастью, сегодня такой неудобный способ используется крайне редко. Кадры смены инструмента и активации компенсации длины нового инструмента в управляющей программе: % O0002 N05 G21 G40 G49 G54 G80 G90 G98 G00 N10 T1 M06 N15 G43 H1 Z100.0 N20 M03 S1000 N25 X100.0 Y150.0 Z5 N30 G01 Z-0.5 N35 X200.0 Y250.0 N40 Z5.0 N45 G00 Z100.0 N50 M05 M55 M30 % В кадре N10 производится смена инструмента (вызов инструмента № 1), а в кадре N15 выполняется компенсация длины инструмента № 1 и инструмент перемещается в точку Z100.0. Перед тем как вызвать новый инструмент, принято отменять компенсацию длины активного инструмента. Это действие производится при помощи кода G49, хотя многие современные СЧПУ отменяют компенсацию длины автоматически при указании команды М06. Если произведена смена инструмента, а компенсация его длины не выполнена, то возможно столкновение инструмента с заготовкой или частями станка. Многие программисты для обеспечения безопасности перед сменой инструмента выполняют возврат в исходную позицию по оси Z: ... G91 G28 Z0 T3 M06 G43 H3 ... Чтобы избежать серьезных ошибок, при смене инструмента оператору станка необходимо быть особенно внимательным. |