Основы дискретно логических систем управления ТП. ПАОУ_Лабораторная работа 2. Лабораторная работа составление управляющих программ изготовления деталей для токарного станка с чпу
 Скачать 1.88 Mb.
|
|
1 Уфимский государственный авиационный технический университет Кафедра автоматизации технологических процессов Составитель – доцент Никин А.Д. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Составление управляющих программ изготовления деталей для токарного станка с ЧПУ Цель и задачи лабораторной работы Цель: формирование умений составления управляющих программ изготовления деталей для токарного станка с ЧПУ Задачи: • базовое ознакомление обучающихся с принципами программирования операций токарной обработки деталей на станке с ЧПУ с использованием стандартного G/M-кода; • изучение структуры и формата кода управляющих программ; • изучение основных команд стандартного G/M-кода; • получение опыта составления управляющей программы обработки детали по заданному технологическому маршруту. 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 1.1 Объект моделирования В основу трёхмерной имитационной модели заложен токарный станок ТС1625ФЗ производства Тверского станкостроительного завода АО «СтанкоМашКомплекс» с горизонтальной станиной и классической компоновкой узлов, оснащённый системой ЧПУ, восьмипозиционной револьверной головкой, трёхкулачковым токарным патроном, задней бабкой, системой подачи смазочно-охлаждающей жидкости и другими узлами (см. рисунок 1.1) [1]. Обработка материала выполняется по двум координатам в горизонтальной плоскости станка. 2 Рисунок 1.1 – Токарный станок ТС1625ФЗ Основные технические характеристики прототипа оборудования представлены в таблице 1. Таблица 1 – Основные технические характеристики токарного станка ТС1625ФЗ 1.2 Функциональные возможности симулятора токарного станка ТС1625ФЗ: • составление текстов управляющих программ операций токарной обработки в формате стандартного G/M кода и проверку управляющих программ на синтаксические и технологические ошибки; • воспроизведение на экране вычислительного устройства трёхмерных графических моделей основных узлов имитируемого оборудования, технологической оснастки и металлорежущего инструмента с целью учебной имитации процесса токарной обработки материала; 3 • трехмерную визуализацию процесса формообразования детали при токарной обработке по составленным управляющим программам; • визуализацию траекторий перемещения режущего инструмента в рабочей плоскости станка; • осуществление интерактивного взаимодействия пользователя с имитационной моделью оборудования. Главный экран программы представлен трёхмерной сценой, основным объектом которой является графическая полигональная модель токарного станка, размещённая в условном пространственном окружении (см. рисунок 1.2). Рисунок 1.2 – Симулятор токарного станка ТС1625ФЗ Для получения общего представления о работе симулятора рекомендуется ознакомиться с Видео 8 мин. Симулятор токарного станка с ЧПУ https://youtu.be/ah_r1Isw2xo. 1.3 Перечень основных функций программного управления станком В качестве лингвистической основы для программирования основных технологических операций при токарной обработке материала выбраны G-M коды системы числового программного управления Fanuc: G00/G01 – линейная интерполяция на ускоренной/рабочей подаче; G02/G03 – круговая интерполяция по/против часовой стрелки; G04 – выдержка времени; G20/G21 – ввод данных в дюймах/миллиметрах; G28 – возврат в референтную точку (точка R на рис 1.3); G32/G34 – нарезание резьбы с постоянным/переменным шагом за один проход; G50 – установка максимальной частоты вращения шпинделя; G70–G76 – основные токарные циклы; G80–G83 – циклы обработки отверстий; G90 – цикл основной токарной обработки наружного/внутреннего диаметра; 4 G92 – цикл нарезания резьбы с постоянным шагом; G94 – цикл основного наружного/внутреннего торцевого точения; G96/G97 – постоянная скорость резания/вращения шпинделя; G98/G99 – скорость подачи [мм/мин]/скорость подачи [мм/об]; M00/M01 – программный останов с подтверждением; M02/M30 – завершение управляющей программы; M03/M04 – запуск вращения шпинделя по/против часовой стрелки; M05 – остановка вращения шпинделя; M07–M09 – включение/выключение подачи СОЖ; M38/M39 – открытие/закрытие автоматических дверей; M97–M99 – вызов и завершение внутренних/внешних подпрограмм. 1.4 Параметры команд Параметры команд задаются буквами латинского алфавита Код Описание Пример X Координата точки траектории по оси X G01 X100 Z0 Z Координата точки траектории по оси Z G01 X0 Z100 I Координата (по оси X) центра окружности при круговой интерполяции G02 X0 Z100 I-10 K90 K Координата (по оси Z) центра окружности при круговой интерполяции G02 X0 Z100 I-10 K90 R Радиус окружности при круговой интерполяции G02 X0 Z100 R10 F Скорость рабочей подачи. Для токарных станков это дюймы за оборот (IPR) или миллиметры за оборот (mm/rev). G1 G91 X10 F100 S Скорость вращения шпинделя При G96 – в м/мин; при G97 – в об/мин S3000 M3 Т Номер инструмента в магазине инструментов Т01 5 1.5 Структура и формат кода управляющих программ Код управляющей программы представляется в виде последовательности строк (кадров). Симулятор позволяет разрабатывать и выполнять управляющие программы объёмом до 999 кадров (с учетом первой нередактируемой строки, содержащей номер управляющей программы). Каждый кадр состоит из последовательности слов, представляющих собой сочетание буквенного адреса и числового параметра. Между адресом и параметром не допускаются пробелы. Набор текста управляющей программы осуществляется буквенными латинскими и цифровыми символами. Адреса подготовительных (G) и вспомогательных (M) функций программируются с целочисленными параметрами, определяющими номера данных функций. Числовые параметры позиционирования (после адресов X, Z, Q, I, K, R и др.) могут задаваться дробными или целыми значениями. Здесь допускается использование знака «минус». После запуска процесса симуляции производится автоматическая проверка кода управляющей программы на соответствие формату. В случае обнаружения ошибок на экран выводятся соответствующие сообщения. Дополнительную информацию о командах и структуре кода управляющих программ можно получить, воспользовавшись справочной системой симулятора, вызвать которую можно нажатием кликом левой кнопки мыши кнопки на верхней панели главного окна симулятора. Основные системы координат представлены на рисунке 1.3. По умолчанию для позиционирования в данной работе рекомендуется пользоваться системой W с началом координат на оси вращения заготовки (по координате X) и на правом торце необработанной заготовки (по оси Z). Точка R – референтная точка станка, в которой производится смена инструмента. 6 Рисунок 1.3 – Основные системы координат имитационной модели 1.6 Структура графического интерфейса пользователя На протяжении всего сеанса работы с программой в правой части экрана отображается панель навигации (рисунок 1.4). 7 Рисунок 1.4. – Панель навигации Кнопка предназначена для вызова диалога завершения программы. Диалоговый экран завершения работы программы выводит предупредительную информацию о возможной потере данных, если текущий проект не был сохранён в файл. Закрытие диалогового экрана также осуществляется повторным нажатием на соответствующую кнопку навигационной панели. Кнопка вызывает диалоговый экран встроенного менеджера файлов. Элементами данного диалогового экрана являются три вертикально 8 расположенных кнопки: «Новый проект», «Открыть проект» и «Сохранить проект». Первая (сверху вниз) функциональная кнопка осуществляет сброс всех параметров текущего проекта к значениям по умолчанию. Данное действие сопровождается дополнительным диалогом подтверждения. Кнопка вызывает диалоговый экран настройки параметров заготовки. Кнопка вызывает экран каталога инструментов. Кнопка вызывает экран режима редактирования управляющей программы обработки детали. Панель функциональных кнопок текстового редактора включает 8 кнопок (рисунок 1.4), статус активности которых зависит от текущего состояния процесса симуляции, а также наличия выделенного фрагмента текста. Рисунок 1.4 - Панель функциональных кнопок • Функциональные кнопки 1…4 предназначены для выделения, вырезания, вставки, удаления текста управляющей программы. • Функциональные кнопки 5…7 «Пуск», «Пауза», «Стоп» (5-7) предназначены для управления процессом симуляции. Для начала выполнения управляющей программы необходимо нажать на кнопку «Пуск». • Функциональная кнопка 8 «Справочник используемых кодов» предназначена для вывода на экран перечня используемых G/M- кодов с кратким описанием их формата. 9 Кнопка вызывает интерактивный экран моделирования штангенциркуля для измерения размеров детали. В левой части главного экрана симулятора находятся дополнительные функциональные кнопки (рисунок 1.5), отвечающие за различные настройки программы. Рисунок 1.5 – Панель настроек программы Кнопка «О программе» (1) отображает на экране информацию о текущей версии программы, контактную информацию разработчика, а также лицензионную информацию. Кнопка «Переключение языка» (2) предназначена для переключения языковых настроек графического интерфейса программы. В зависимости от текущего языка изображение на кнопке меняется. По умолчанию после инсталляции программа работает в 10 режиме английского языка. Кнопка «Включение/Выключение звука» (3) используется для включения/выключения звукового сопровождения процесса симуляции. Кнопка «Переключение режима графики» (4) предназначена для переключения режима отображения 3D модели станка и окружения. При этом доступно два режима отображения – режим высокополигональной графики (включен по умолчанию) и режим низкополигональной графики, предназначенный для скрытия второстепенных графических элементов. В режиме низкополигональной графики геометрическая модель станка существенно упрощена и показана моноцветными полупрозрачными блоками. В данном режиме не отображаются графические текстуры, отсутствует имитация окружения, смазочно-охлаждающей жидкости и стружки. Режим низкополигональной графики используется в случае, если необходимо сконцентрировать внимание пользователя на контуре обрабатываемой детали и траекториях перемещения инструмента. В зависимости от текущего графического режима изображение на кнопке меняется. Кнопка «Включение/Выключение 2D геометрии» (5) предназначена для включения/выключения двухмерных геометрических построений в трёхмерном пространстве симулятора. Под 2D геометрией понимаются такие графические элементы, как координатные оси, значки нулевых точек и контуры обрабатываемой детали и инструмента. При обработке внутренних поверхностей детали (сверлении и растачивании) отображение 2D контура детали в наиболее полной мере способствует визуальному контролю процесса обработки внутренних поверхностей. Кнопка «Включение/Выключение траекторий перемещения инструмента» (6) предназначена для включения/выключения функции отображения траекторий перемещения резцов и свёрел в плоскости резания. Расчёт траектории перемещения каждого установленного в револьверную головку инструмента осуществляется с момента запуска симуляции до момента её завершения. Траектории отображаются сплошными цветными линиями. Также на главном экране программы отображается дополнительная текстовая информация: номер текущего установа детали, текущее время симуляции, координаты расчётной точки резца, параметры скоростного режима обработки. Если в процессе симуляции текстовой редактор управляющих программ закрыт, в верхней части главного экрана отображаются кнопки управления процессом симуляции «Пуск», «Пауза», «Стоп» и строка текущего выполняемого кадра (рисунок 1.6). 11 Рисунок 1.6 – Дополнительные элементы главного экрана программы в процессе симуляции при закрытом текстовом редакторе После выполнения обработки детали с первого установа в левой части главного экрана отображается дополнительная кнопка смены установа (рисунок 1.7 а). После смены установа с первого на второй контур детали зеркально отражается относительно центра масс исходной заготовки в направлении оси Z, и на экране отображаются дополнительные три кнопки продольного смещения детали (рисунок 1.7 б). Нажатие на кнопку 1 приводит к дискретному продольному смещению детали влево (в сторону точки машинного нуля). Нажатие на кнопку 2 приводит к смещению детали вправо. Рисунок 1.7 – Дополнительные кнопки настройки установа детали В нижней части главного экрана программы мелким шрифтом отображается системная информация о ресурсах: текущее значение кадровой частоты (Frame Per Second), объем используемой видеопамяти в мегабайтах, количество единовременно отображаемых на экране полигональных фасетов, количество загруженных в память рисунков, количество используемых графических спрайтов и время прорисовки одного полноэкранного кадра в секундах. В левом нижнем углу главного экрана расположена кнопка переключения режима виртуальной камеры (рисунок 1.8). На кнопке изображен номер целевого (следующего по счёту) режима камеры, на который будет переключен экран. Всего предусмотрено 5 режимов работы камеры. 12 Рисунок 1.8 – Кнопка переключения режима виртуальной камеры в различных вариантах отображения В симуляторе не имитируется конкретное программное обеспечение системы ЧПУ. Панель управления станком представлена условным дисплеем, на котором в процессе симуляции выводится основная технологическая информация (рисунок 1.9). Рисунок 1.9 – Внешний вид дисплея СЧПУ имитационной модели станка В левой верхней части дисплея представлены текущие координаты расчётной точки резца по осям X и Z. Это координаты программируемой точки, лежащей на траектории перемещения инструмента, в текущий момент времени. В исходном состоянии данные значения представлены в миллиметрах. При программном изменении системы измерений координаты (а также значение подачи) отображаются в дюймах. Единицы измерения отображаются справа от самих числовых значений координат. Все поперечные перемещения программируются на диаметр заготовки. Поэтому координатные оси X и Z имеют разный масштаб. В левой нижней части дисплея отображаются (желтым цветом) текущие технологические параметры: частота вращения шпинделя S (об/мин), рабочая подача F (мм/мин) и номер текущей позиции револьверной головки T. В правой нижней части дисплея расположены 6 ячеек для отображения активных модальных функций системы ЧПУ. Слева направо в ячейках отображаются следующие функции: направление вращения шпинделя M03/M04, работа системы СОЖ M07–M09, текущая рабочая система 13 координат G53–G59, тип рабочей подачи G98/G99 и тип интерполяции G00– G03. 2. Изучение системы команд языка G – M Запустить программу симулятора 2.1 Управление шпинделем станка 2.1.1 Включить вращение шпинделя по часовой стрелке 2.1.1.1 Войти в режим редактирования программы – нажать кликом левой кнопки мыши (ЛКМ) кнопку на правой панели симулятора. Результат представлен на рисунке 2.1. Рисунок 2.1 – Вид окна симулятора в режиме редактирования управляющей программы обработки детали 2.1.1.2 В таблице в строке, следующей за строкой «:0001», записать G97 (программирование командой S постоянных оборотов в минуту шпинделя), S120 (120 об/мин), M03 (вращение шпинделя по часовой стрелке). В конце строки набрать символ «;»: G97 S120 M03 ; 14 2.1.1.3 Запустить процесс симуляции: нажать ЛКМ кнопку на верхней панели симулятора. Результат – визуализация вращения шпинделя. 2.1.1.4 Остановить процесс симуляции: нажать ЛКМ кнопку на верхней панели симулятора. Результат – визуализация останова шпинделя. 2.1.2 Включить вращение шпинделя против часовой стрелки. 2.1.2.1 Войти в режим редактирования программы – нажать кликом ЛКМ кнопку на правой панели симулятора. 2.1.2.2 Повторить действия по п.п. 2.1.1.2…2.1.1.4, задав в программе команду M04 (вместо М03). 2.1.3. Включить вращение шпинделя против часовой стрелки и остановить шпиндель. 2.1.3.1 Войти в режим редактирования программы – нажать кликом ЛКМ кнопку на правой панели симулятора. 2.1.3.2 Задать в следующей за строкой командами включения шпинделя строке программы команду М05: G97 S120 M04 ; M05 ; 2.1.3.3 Запустить процесс симуляции. Результат - визуализация вращения и останова шпинделя. 15 2.1.3.4 Остановить процесс симуляции: нажать ЛКМ кнопку на верхней панели симулятора. 2.2. Управление дверцей станка 2.2.1 Войти в режим редактирования программы – нажать кликом ЛКМ кнопку на правой панели симулятора. 2.2.2 Ввести программу с использованием команд М39 (закрыть дверь) и М38 (открыть дверь): M39 ; M38 ; 2.2.3 Запустить процесс симуляции. Результат – последовательная визуализация вращения шпинделя, закрытия двери, открытия двери и останова шпинделя. 2.2.4 Остановить процесс симуляции: нажать ЛКМ кнопку на верхней панели симулятора. 2.3 Управление подачей смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) 2.3.1 Войти в режим редактирования программы – нажать кликом ЛКМ кнопку на правой панели симулятора. 2.3.2 Ввести программу с использованием команд М08 (включить подачу СОЖ) и М09 (выключить подачу СОЖ): M08 ; 16 M09 ; 2.3.3 Запустить процесс симуляции. Результат – последовательная визуализация вращения шпинделя, закрытия двери, открытия двери и останова шпинделя. 2.2.4 Остановить процесс симуляции: нажать ЛКМ кнопку на верхней панели симулятора. 2.4 Ознакомление с параметрами заготовки и возможностями их коррекции 2.4.1 Кликом ЛКМ нажать кнопку на правой панели симулятора. Результат представлен на рисунке 2.2. Рисунок 2.2 – Вид окна симулятора в режиме редактирования параметров заготовки 17 2.4.2 Нажимая ЛКМ на кнопки «+» и «-» в строках «Диаметр заготовки», «Зажимаемая часть» и «Торцевой припуск» наблюдать визуальное изменение размеров заготовки. 2.4.3. Вернуть исходные размеры заготовки (диаметр заготовки 40 мм., зажимаемая часть – 40 мм, торцевой припуск – 0 мм). Примечание. В бесплатной версии симулятора возможности коррекции параметров заготовки ограничены. Запрещенные коррекции параметров обозначены значком «замок»: . 2.5 Ознакомление с каталогом инструментов и установка инструмента в магазин 2.5.1 Кликом ЛКМ нажать кнопку на правой панели симулятора. Результат представлен на рисунке 2.3. Рисунок 2.3 – Вид окна каталога инструментов 2.5.2 Перемещая слайдер окна нажатой ЛКМ просмотреть каталог инструментов. 18 Примечание. В бесплатной версии симулятора доступный набор инструментов ограничен. Запрещенные коррекции параметров обозначены значком «замок»: . 2.5.3 Нажатой ЛКМ перетащить инструмент для подрезки торца цилиндрической заготовки (номер инструмента 003 в каталоге) в позицию 1 магазина инструментов, как это показано на рисунке 2.4. Рисунок 2.4 – Установка выбранного инструмента в «магазин» инструментов 2.6. Быстрое перемещение инструмента к заготовке и возврат инструмента в референтную точку станка 2.6.1 Войти в режим редактирования программы – нажать кликом ЛКМ кнопку на правой панели симулятора. 2.6.2 Запрограммировать быстрое перемещение инструмента в точку с координатами X41 Z1 (1 мм не доходя до торца заготовки, и 0,5 мм (1 мм на диаметр) не доходя до продольной поверхности заготовки) и возврат на быстром ходу в референтную точку станка G00 X41 Z1 ; G28 ; 19 2.6.3 Запустить процесс симуляции. Результат – визуализация быстрого перемещения инструмента в заданную точку Z1 и возврат в референтную точку станка. 2.6.4 Остановить процесс симуляции: нажать ЛКМ кнопку на верхней панели симулятора. 2.7 Подрезка торца заготовки В таблице 2.1 представлен технологический маршрут операции и текст управляющей программы. Таблица 2.1 - Технологический маршрут операции подрезки торца заготовки Технологический маршрут Кадры управляющей программы Включение вращения шпинделя с обеспечением постоянной скорости резания 120 м/мин по часовой стрелке G96 S120 M03 ; Быстрое перемещение инструмента в точку с координатами X41 Z-1 G00 X41 Z-1 ; Включение подачи СОЖ М08 ; Обработка части торца заготовки до радиуса 20 мм в режиме линейной интерполяции с глубиной резания 1 мм c подачей 0,8 мм/об G01 G99 X20 F0.8 ; Выключение подачи СОЖ М09 ; Останов шпинделя M05 ; Быстрое перемещение инструмента в референтную точку G28 ; Конец программы М30 ; 2.7.1 Набрать программу обработки заготовки. 2.7.2 Запустить процесс симуляции. Результат – визуализация подвода инструмента, включения шпинделя, включения подачи СОЖ, обработки торца заготовки, выключения подачи СОЖ, останова шпинделя, отвода инструмента в референтную точку, останова процесса симуляции. 20 Примечание. В процессе отладки программы для сброса предыдущих результатов моделирования обработки заготовки следует кликом ЛКМ нажать кнопку на правой панели симулятора и в появившемся в окне симулятора диалоге (рисунок 2.5) подтвердить сброс, кликом ЛКМ нажав на кнопку . Рисунок 2.5 – Диалог подтверждения сброса предыдущих результатов моделирования обработки заготовки 2.8 Продольное точение заготовки в один проход В таблице 2.2 представлен технологический маршрут операции и текст управляющей программы. Таблица 2.2 - Технологический маршрут операции продольного точения заготовки Технологический маршрут Кадры управляющей программы Включение вращения шпинделя с обеспечением постоянной скорости резания 120 м/мин по часовой стрелке G96 S120 M03 ; Быстрое перемещение инструмента в точку с координатами X38 Z0 G00 X38 Z0 ; Включение СОЖ М08 ; Обработка продольное точение заготовки в режиме линейной интерполяции с глубиной 1 мм c подачей 0,8 мм/об на 20 мм от торца заготовки G01 G99 Z-20 F0.8 ; 21 Отвод инструмента в режиме линейной интерполяции на рабочей подаче 0,8 мм/об на 1 мм от обработанной поверхности G01 X40 F0.8 ; Выключение СОЖ М09 ; Останов шпинделя M05 ; Быстрое перемещение инструмента в референтную точку G28 ; Конец программы М30 ; 2.8.1 Набрать программу обработки заготовки. 2.8.2 В окне каталога инструментов выбрать номер инструмента 005 в каталоге) в позицию 1 магазина инструментов. 2.8.3 Нажать кнопку на правой панели симулятора и сбросить предыдущие результаты моделирования обработки заготовки. 2.8.4 Запустить процесс симуляции. Результат – визуализация подвода инструмента, включения шпинделя, включения подачи СОЖ, продольного точения заготовки в один проход, выключения подачи СОЖ, останова шпинделя, отвода инструмента в референтную точку, останова процесса симуляции. 2.9 Продольное точение заготовки в цикле основной токарной обработки наружного точения В случае, когда на отдельном участке необходимо снять припуск за несколько проходов, целесообразно использовать цикл основной токарной обработки наружного/внутреннего точения G90. Это позволяет сократить текст программы. В таблице 2.3 представлен технологический маршрут операции и текст управляющей программы. Таблица 2.3 - Технологический маршрут операции продольного точения заготовки Технологический маршрут Кадры управляющей программы 22 Включение вращения шпинделя с обеспечением постоянной скорости резания 120 м/мин по часовой стрелке G96 S120 M03 ; Быстрое перемещение инструмента в точку с координатами X39.5 Z1 G00 X39.5 Z1 ; Включение СОЖ М08 ; Продольное точение заготовки на длину 20 мм от торца в цикле основной токарной обработки наружного точения c подачей 0,8 мм/об: • первый проход с глубиной 0,25 мм G90 G99 X39.5 Z-20 F0.8 ; • второй проход с глубиной 0,25 мм X39 ; • третий проход с глубиной 0,5 мм X38 ; Выключение СОЖ М09 ; Останов шпинделя M05 ; Быстрое перемещение инструмента в референтную точку G28 ; Конец программы М30 ; 2.9.1 Набрать программу обработки заготовки. 2.9.2 В окне каталога инструментов выбрать номер инструмента 005 в каталоге, установить его в позицию 1 магазина инструментов. 2.9.3 Нажать кнопку на правой панели симулятора и сбросить предыдущие результаты моделирования обработки заготовки. 2.9.4 Запустить процесс симуляции. Результат – визуализация подвода инструмента, включения шпинделя, включения подачи СОЖ, продольного точения заготовки в три прохода, выключения подачи СОЖ, останова шпинделя, отвода инструмента в референтную точку, останова процесса симуляции. 23 2.10 Линейная интерполяция Составить программу для изготовления следующей детали (рисунок 2.7): Рисунок 2.6 - Эскиз детали для примера применения линейной интерполяция Эскиз детали для примера применения линейной интерполяция представлен на рисунке 2.6. 2.10.1 Установить в позиция 1 магазина инструментов резец для контурной обработки (рекомендуется №022 по каталогу). 2.10.2 В режиме редактирования набрать программу: G96 S120 M03 ; G00 X20 Z1 ; M08 ; G01 G99 Z0 F0.8 ; G01 X40 Z-20 F0.8 ; G01 X41 F0.8 ; M09 ; M05; G28 ; M30 ; 2.10.3 Для управляющей программы, приведенной в п. 2.10.2 составить технологический маршрут по форме таблиц 2.1…2.3. 2.10.4 Нажать кнопку на правой панели симулятора и сбросить предыдущие результаты моделирования обработки заготовки. 24 2.10.5 Запустить процесс симуляции. Результат – визуализация подвода инструмента, включения шпинделя, включения подачи СОЖ, точения конуса в один проход, выключения подачи СОЖ, останова шпинделя, отвода инструмента в референтную точку, останова процесса симуляции. На практике такая программа может оказаться нереализуемой, так как резание с такой большой глубиной в середине прохода проблематично по причине риска поломки инструмента. В таком случае необходимо выполнить снятие припуска в несколько проходов, например, реализуя следующую программу: G96 S120 M03 ; G00 X38 Z1 ; M08 ; G01 G99 Z0 F0.8 ; G01 X40 Z-2 F0.8 ; G00 Z1 ; G00 X36 ; G01 Z0 F0.8 ; G01 X40 Z-4 F0.8 ; G00 Z1 ; G00 X34 ; G01 Z0 F0.8 ; G01 X40 Z-6 F0.8 ; G00 Z1 ; G00 X32 ; G01 Z0 F0.8 ; G01 X40 Z-8 F0.8 ; G00 Z1 ; G00 X30 ; G01 Z0 F0.8 ; G01 X40 Z-10 F0.8 ; G00 Z1 ; 25 G00 X28 ; G01 Z0 F0.8 ; G01 X40 Z-12 F0.8 ; G00 Z1 ; G00 X26 ; G01 Z0 F0.8 ; G01 X40 Z-14 F0.8 ; G00 Z1 ; G00 X24 ; G01 Z0 F0.8 ; G01 X40 Z-16 F0.8 ; G00 Z1 ; G00 X22 ; G01 Z0 F0.8 ; G01 X40 Z-18 F0.8 ; G00 Z1 ; G00 X19.6 ; G01 Z0 F0.8 ; G01 X40 Z-20.4 F0.8 ; M09 ; M05 ; G28 ; M30 ; 2.10.6 В режиме редактирования набрать данную программу. 2.10.7 Для данной управляющей программы составить технологический маршрут по форме таблиц 2.1…2.3. 26 2.10.4 Нажать кнопку на правой панели симулятора и сбросить предыдущие результаты моделирования обработки заготовки. 2.10.5 Запустить процесс симуляции. Результат – визуализация подвода инструмента, включения шпинделя, включения подачи СОЖ, точения конуса в десять проходов, выключения подачи СОЖ, останова шпинделя, отвода инструмента в референтную точку, останова процесса симуляции. 2.11 Цикл черновой продольной контурной обработки G71 G71 – это цикл черновой продольной контурной обработки. Данный цикл имеет более расширенный функционал по сравнению с циклом G90. В большинстве случаев рекомендуется применять именно этот цикл обработки. Достоинства: Позволяет проточить контур любой сложности. Количество проходов в цикле рассчитывается через параметр величины съёма материала, то есть не нужно задавать каждый проход отдельно. Дополняется циклом G70, который позволяет сделать чистовой проход. Обтачиваемый контур программируется отдельно от цикла, и прописывается как обычная траектория движения инструмента – удобно в редактировании. Можно запрограммировать припуски, причём отдельно по оси X и Z. При каждом проходе автоматически вычисляется отвод по оси X, что позволяет сэкономить машинное время. Недостатки: Нельзя задавать скорость подачи на отдельные проходы. Расстояние между проходами фиксированное для всего цикла. Необходимо нумеровать строки кода, которые описывают контур. Деталь, эскиз которой представлен на рисунке 2.6, можно получить с использованием для программирования цикла G71: G97 S120 M03 ; G00 X40 Z1 ; 27 M08 ; G71 U1 R0.2 ; G71 P70 Q80 U0.3 W0.3 F0.4 S120 ; N70 G01 X10 Z0 ; N80 G01 X40 Z-20 ; M09 ; M05 ; G28 ; M30 ; В таблице 2.4 представлен фрагмент технологического маршрута черновой продольной контурной обработки по циклу G71 Таблица 2.4 - фрагмент технологического маршрута черновой продольной контурной обработки по циклу G71 Технологический маршрут Кадры управляющей программы При черновом точении глубина резания 1 мм на каждом проходе, отвод резца после каждого прохода чернового точения 0,2 мм G71 U1 R0.2 ; P70, 70 - номер кадра начала описания контура обработки; Q80, 80 - номер завершения описания контура обработки; U0.3, 0.3 – величина припуска, снимаемого при чистовом точении по оси X; W03, 0,3 - величина припуска, снимаемого при чистовом точении по оси Z; F0.4 – величина подачи при чистовом точении; S120 – частота вращения шпинделя при чистовой обработке G71 P70 Q80 U0.3 W0.3 F0.4 S120 ; Координаты точки начала чистовой обработки в режиме линейной интерполяции N70 G01 X10 Z0 ; Координаты точки завершения чистовой обработки в режиме линейной интерполяции N80 G01 X40 Z-20 ; 28 2.11.6 В режиме редактирования набрать данную программу. 2.11.7 Для данной управляющей программы составить технологический маршрут по форме таблиц 2.1…2.3. 2.11.4 Нажать кнопку на правой панели симулятора и сбросить предыдущие результаты моделирования обработки заготовки. 2.11.5 Запустить процесс симуляции. Результат – визуализация подвода инструмента, включения шпинделя, включения подачи СОЖ, точения конуса в десять проходов, выключения подачи СОЖ, останова шпинделя, отвода инструмента в референтную точку, останова процесса симуляции. 2.12 Круговая интерполяция по часовой стрелке Составить программу для изготовления следующей детали (рисунок 2.7). Рисунок 2.7 - Эскиз детали для примера применения круговой интерполяции по часовой стрелке 2.12.1 Установить в магазин инструментов резец для контурной обработки. 29 2.12.2 В режиме редактирования набрать программу: G96 S120 M03 ; G00 X20 Z1 ; M08 ; G01 G99 Z0 F0.8 ; G02 X40 Z-10 R10 F0.8 ; M05; M09 ; G28 ; M30 ; 2.12.3 Для данной управляющей программы составить технологический маршрут по форме таблиц 2.1…2.3. 2.12.4 Нажать кнопку на правой панели симулятора и сбросить предыдущие результаты моделирования обработки заготовки. 2.12.5 Запустить процесс симуляции. Результат – визуализация подвода инструмента, включения шпинделя, включения подачи СОЖ, выполнения скругления заготовки в один проход, выключения подачи СОЖ, останова шпинделя, отвода инструмента в референтную точку, останова процесса симуляции. 2.13 Круговая интерполяция против часовой стрелки Составить программу для изготовления следующей детали (рисунок 2.8): 30 Рисунок 2.8 - Эскиз детали для примера применения круговая интерполяция против часовой стрелки 2.13.1 Установить в магазин инструментов резец для контурной обработки (рекомендуется № 026 по каталогу). 2.13.2 В режиме редактирования набрать программу: G97 S120 M03 ; G00 X41 Z-20 ; M08 ; G01 G99 X40 F0.8 ; G03 X40 Z-40 I1 K-10 F0.8 ; G01 X41 F0.8 ; M05; M09 ; G28 ; M30 ; 2.13.3 Для данной управляющей программы составить технологический маршрут по форме таблиц 2.1…2.3. 31 2.13.4 Нажать кнопку на правой панели симулятора и сбросить предыдущие результаты моделирования обработки заготовки. 2.13.5 Запустить процесс симуляции. Результат – визуализация подвода инструмента, включения шпинделя, включения подачи СОЖ, выполнения круглой канавки в один проход, выключения подачи СОЖ, останова шпинделя, отвода инструмента в референтную точку, останова процесса симуляции. 2.13.6 Объяснить отклонение полученных размеров детали от чертежа. 2.14 Нарезание наружной резьбы Составить программу для изготовления следующей детали (рисунок 2.9): Рисунок 2.9 - Эскиз детали для примера нарезания наружной резьбы 2.14.1 Установить в магазин инструментов в позицию 1 канавочный резец шириной 3 мм, например номер 098 по каталогу, в позицию 2 – резец для подрезания фаски и продольного точения, например номер 001 по каталогу, резец для нарезания наружной резьбы, например, номер 103 по каталогу. 2.14.2 В режиме редактирования набрать программу: T01 ; G97 S120 M03 ; G00 X41 Z-23 ; M08 ; G01 X32 F0.4 ; G01 X41 F0.4 ; 32 M09 ; G28 ; T02 ; G00 X30 Z4 ; M08 ; G01 G99 Z0.5 F0.8 ; G01 X37.88 F0.8 ; G01 Z-20 ; M09 ; G28 ; T03 ; G00 X36.16 Z1 ; M08 ; G32 Z-21 F1.5 ; G01 X41 F0.8 ; M05 ; M09 ; G28 ; M30 ; Примечание. В соответствии с [4] диаметр стержня под резьбу М38 должен составлять 37,88 -0,09 мм, в соответствии с [5] шаг резьбы М38 составляет 1,5 мм, внутренний диаметр резьбы – 36,16 мм. 2.14.3 Для данной управляющей программы составить технологический маршрут по форме таблиц 2.1…2.3. 33 2.14.4 Нажать кнопку на правой панели симулятора и сбросить предыдущие результаты моделирования обработки заготовки. 2.14.5 Запустить процесс симуляции. Результат – визуализация подвода инструмента, включения шпинделя, включения подачи СОЖ, подрезания фаски, выключения подачи СОЖ, отвода инструмента в референтную точку, смены инструмента, подвода инструмента, включения подачи СОЖ, нарезания резьбы на длину 20 мм от торца шпинделя, выключения подачи СОЖ, останова шпинделя, отвода инструмента в референтную точку, останова процесса симуляции. 2.15 Отрезание детали длиной 40 мм от заготовки 2.15.1 Установить в магазин инструментов в позицию 1 отрезной резец (например, номер 102 в каталоге инструментов). 2.15.2 В режиме редактирования набрать программу: G50 S1650 ; G96 S120 M03 ; G00 X41 Z-43 ; M08 ; G01 G99 X0 F0.8 ; M09 ; G28 ; M05 ; M30 ; Примечания: • Максимальная частота вращения шпинделя 1650 об/мин приведена в Таблице 1 – Основные технические характеристики токарного станка ТС1625ФЗ. • При определении перемещения инструмента в точку с координатами X40 Z-43 по оси Z учитывается ширина отрезного резца (для №102 ширина составляет 3 мм). 34 2.15.3 Для данной управляющей программы составить технологический маршрут по форме таблиц 2.1…2.3. 2.15.4 Нажать кнопку на правой панели симулятора и сбросить предыдущие результаты моделирования обработки заготовки. 2.15.5 Запустить процесс симуляции. Результат – визуализация подвода инструмента, включения шпинделя, включения подачи СОЖ, отрезания детали, отвода инструмента на рабочей подаче, выключения подачи СОЖ, отвода инструмента в референтную точку на быстрой подаче, останова шпинделя, останова процесса симуляции. Если наблюдать за значением скорости резания, то видно, что она вначале остается постоянной, равной заданной, а по мере продвижения резца к оси заготовки с некоторого момента начинает снижаться. Это связано с ограничением максимально частоты вращения шпинделя. 2.16 Сверление отверстия по оси заготовки диаметром 22 мм на глубину 25 мм в один проход 2.16.1 Установить в магазин инструментов в позицию 1 сверло диаметром 22 мм (номер 178 в каталоге инструментов). 2.16.2 В режиме редактирования набрать программу: G97 S120 M03 ; G00 X0 Z1 ; M08 ; G82 Z-25 F0.8 ; M09 ; G28 ; M05 ; M30 ; 2.16.3 Для данной управляющей программы составить технологический маршрут по форме таблиц 2.1…2.3. 35 2.16.4 Нажать кнопку на правой панели симулятора и сбросить предыдущие результаты моделирования обработки заготовки. 2.16.5 Запустить процесс симуляции. Результат – визуализация подвода инструмента, включения шпинделя, включения подачи СОЖ, сверления в один проход на глубину 25 мм, отвода инструмента, выключения подачи СОЖ, останова шпинделя, отвода инструмента в референтную точку на быстрой подаче, останова процесса симуляции. 2.17 Сверление отверстия по оси заготовки диаметром 22 мм на глубину 25 мм в цикле глубокого (многопроходного, прерывистого) сверления 2.17.1 Установить в магазин инструментов в позицию 1 сверло диаметром 22 мм (номер 178 в каталоге инструментов). 2.17.2 В режиме редактирования набрать программу: G97 S120 M03 ; G00 X0 Z1 ; M08 ; G83 Z-25 R1 Q5000 F0.8 ; M09 ; G28 ; M05 ; M30 ; 2.17.3 Для данной управляющей программы составить технологический маршрут по форме таблиц 2.1…2.3. 2.17.4 Нажать кнопку на правой панели симулятора и сбросить предыдущие результаты моделирования обработки заготовки. 2.17.5 Запустить процесс симуляции. Результат – визуализация подвода инструмента, включения шпинделя, включения подачи СОЖ, сверления на 36 глубину 25 мм за пять проходов, отвода инструмента, выключения подачи СОЖ, останова шпинделя, отвода инструмента в референтную точку на быстрой подаче, останова процесса симуляции. 3. Составление управляющей программы изготовления детали Эскиз детали представлен на рисунке 3.1. D D1 D2 L L1 L2 40 38 22 40 20 25 D – диаметр в мм; L – длина в мм. Рисунок 3.1 – Эскиз детали Материал заготовки – Сталь 40. Материал режущей части инструментов – твердый сплав Т15К6. 3.1 Назначение режимов резания на токарных операциях. Рекомендуется принять скорость резания 200 м /мин, Подачу – 0.4 мм/об, глубину резания – 1 мм. 3.3 Назначение подачи при сверлении отверстия При точении конструкционных сталей сверлами с твердосплавной режущей частью рекомендуемое значение подачи 0,3 мм/об. 3.4 Расчет частоты вращения шпинделя при сверлении. 37 Рекомендуемая скорость резания при сверлении конструкционных сталей сверлами с твердосплавной режущей частью 60 м/мин. Частота вращения шпинделя определяется по формуле: 𝑛𝑛 шп = 𝑉𝑉 ∙ 10 3 𝐷𝐷 ∙ 𝜋𝜋 где V – скорость резания в м/мин; D – диаметр сверла в мм. 3.5 Выбор размеров заготовки. Исходя из размеров детали размеры заготовки могут быть приняты следующими: пруток диаметром ___ мм и длиной ___ мм. 3.6 Составить технологический маршрут изготовления данной детали по форме таблицы 3.1. Таблица 3.1 - Технологический маршрут изготовления детали Технологический маршрут Кадры управляющей программы 3.7 Сведения о выбранных в каталоге инструментах для выполнения каждой операции привести по форме таблицы 3.2. Ниже в таблице 3.2 в качестве примера сведений приведена одна строка. Таблица 3.2 – Сведения о выбранных инструментах Номер в каталоге Позиция в магазине Наименование инструмента Изображение инструмента 001 164 Резец расточной 3.8 Установить выбранные инструменты в соответствующие позиции магазина инструментов симулятора. 3.9 Составить и отладить управляющую программу в соответствии с технологическим маршрутом по форме таблицы 3.1. Программу рекомендуется составлять и отлаживать пооперационно, наращивая 38 программы выполнения следующих друг за другом операций одну за другой. При отладке программ операций рекомендуется выполнять визуализации их выполнения. В операции отрезания готовой детали производится неполное отрезание, оставлена перемычка диаметром 1 мм для обеспечения возможности контроля размеров изготовленной детали симулятором штангенциркуля. 3.10 Произвести контроль размеров изготовленной детали симулятором штангенциркуля. 3.10.1 Кликом ЛКМ нажать на кнопку на левой панели рабочего экрана симулятора. Результат представлен на рисунке 3.2. Рисунок 3.2 – Вид симулятора штангенциркуля 3.10.2 Протаскивая ЛКМ за флажки L и D произвести контрольные замеры изготовленной детали (точность измерения – ± 0,1 мм). Сравнить с размерами, заданными на эскизе детали. В случае отклонения размеров проанализировать причину и внести корректировки в текст управляющей программы. 4. Требования к отчету Отчет оформляется в соответствии с установленными требованиями. В отчете должны быть приведены: 39 • тексты исполняемых симулятором программ обработки деталей, • таблицы, содержащие технологические маршруты, • сканы изображений обработанных деталей. Литература 1. Симулятор токарного станка с ЧПУ / SUNSPIRE https://www.sunspire.ru/products/cnc-simulator/ 2. Программный симулятор токарного станка с ЧПУ. Руководство пользователя cnc_manual_ru.pdf / SUNSPIRE https://www.sunspire.ru/products/cnc-simulator/ 3. Стандартные токарные циклы FANUС / ООО «Интех-Станки». Сайт компании ООО «Интех-Станки» https://intech- stanki.ru/tsikly-fanuc-ponyatnym-yazykom/standartnye-tokarnye- tsikly-fanuc-osnovnaya-statya/ 4. СТЕРЖНИ ПОД НАРЕЗАНИЕ МЕТРИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ. Диаметры. ГОСТ 19258-73. Введен 01.01.1974 г. 5. РЕЗЬБА МЕТРИЧЕСКАЯ. Основные размеры. ГОСТ 24705-2004. Введен 01.07.2005 г. |