Руководство по программированию для токарных станков с чпу

Примеры программы токарного станка с ЧПУ

Пример программирования токарного станка с ЧПУ 1. Программа по снятию фаски:

N10 G92 X70 Z10 (установить систему координат и определить положение точки установки инструмента)

N20 G00 U-70 W-10 (от точки начала программирования до центра переднего торца заготовки)

N30 G01 U26 C3 F100 (снятие фаски 3 × 45° под прямым углом)

N40 W-22 R3 (скругление фаски R3)

N50 U39 W-14 C3 (длина перевернутой стороны 3 равнобедренных прямого угла)

N60 W-34 (обработка внешнего круга Φ 65)

N70 G00 U5 W80 (возврат к исходной точке программирования)

N80 M30 (остановка шпинделя, завершение основной программы и сброс)

Программа токарного станка круговой интерполяции G02/G03 Инструкция:

N1 G92 X40 Z5 (установить систему координат заготовки и определить положение точки установки инструмента)

N2 M03 S400 (шпиндель вращается со скоростью 400 об/мин)

N3 G00 X0 (к центру заготовки)

N4 G01 Z0 F60 (контактная заготовка)

N5 G03 U24 W-24 R15 (обработка дугового сечения R15)

N6 G02 X26 Z-31 R5 (обработка дугового сечения R5)

N7 G01 Z-40 (обработка внешнего круга Φ 26)

N8 X40 Z5 (инструмент возвращает точку настройки)

N9 M30 (остановка шпинделя, завершение основной программы и сброс)

Популярная программа цикла токарных станков с ЧПУ

G70 — чистовой цикл

G71 – Цикл черновой обработки

G72 – Цикл торцевания

G73 – Цикл повторения шаблона

G75 – Цикл нарезания канавок с насечкой

G76- Цикл резьбы

G83 – Цикл сверления с центральным сверлением по оси Z

G84 – Цикл нарезания резьбы по оси Z

G87 – Цикл сверления с выводом сверла по оси X

G88 – Цикл нарезания резьбы по оси X

Советы и руководство по программированию токарной обработки с ЧПУ

Чтобы сделать программу ЧПУ для токарного станка, в процессе программирования можно применить несколько советов.

1. Эффективное использование встроенной программы цикла

1) В полной мере используйте программу циклов ЧПУ.

— В системе ЧПУ FANUCO―TD токарный станок с ЧПУ имеет более 10 видов циклических программ, таких как G70 и G71

– В системе Siemens существуют стандартные циклы обработки LCYC82, LCYC83, LCYC840, LCYC85, LCYC93, LCYC94, LCYC95, LCYC97 и т. д., есть  цикл нарезания канавок LCYC93, нарезание резьбы LCYC97 и цикл нарезания заготовок LCYC95. Они играют решающую роль в высоких программирование эффективности, особенно LCYC95 и LCYC93. Пока заданы начальная и конечная точки контура, можно гарантировать, что детали будут соответствовать требованиям чертежа детали и требованиям процесса, и, что более важно, программирование будет быстрым и удобным. Следовательно, необходимо понимать инструкции по программированию фиксированного цикла станка при работе на станке с ЧПУ. При гибком и всестороннем использовании время отладки программирования может быть сокращено при обработке небольших партий деталей, чтобы повысить эффективность программирования и эффективность производства.

В токарной операции на ЧПУ часто повторяется определенная фиксированная операция обработки. Эта часть операции может быть записана в подпрограммы, заранее сохранена в памяти и вызвана в любое время в зависимости от необходимости, так что программирование становится простым и быстрым.

2. Выберите правильный путь подачи (инструмента)

Траектория подачи — это траектория движения режущего инструмента в течение всего процесса обработки, то есть траектория, по которой проходит инструмент, начинает подачу от точки настройки до точки возврата в точку завершения программы обработки.  

1) Попробуйте сократить путь инструмента, уменьшить пустой ход и повысить эффективность производства.

— Используйте отправную точку. Например, при циклической обработке в соответствии с фактической обработкой заготовки разделите начальную точку инструмента и точку установки инструмента. В целях обеспечения безопасности и удовлетворения потребностей в смене инструмента начальная точка инструмента должна быть как можно ближе к заготовке, чтобы уменьшить холостой ход инструмента, сократить путь подачи и сэкономить время выполнения в процессе обработки.

– При черновой или получистовой обработке припуск на заготовку большой, поэтому следует использовать соответствующий метод циклической обработки. Принимая во внимание жесткость обрабатываемых деталей и требования технологии обработки, следует использовать кратчайший путь подачи при резке, чтобы сократить время холостого хода, повысить эффективность производства и снизить износ инструмента.

Обеспечьте безопасность процесса обработки

Избегайте взаимодействия между инструментом и необработанной поверхностью и избегайте столкновения между инструментом и заготовкой. Если заготовку необходимо обрабатывать при встрече с канавкой, следует отметить, что точки подачи и отвода должны быть перпендикулярны направлению канавки, а скорость подачи не может быть «G0». Команда «G0» не иметь одновременного перемещения «X, Z».

3. Гибко используйте специальный G-код, чтобы обеспечить качество и точность обработки деталей с ЧПУ.

1) Возврат к нулевой точке станка — G28, выравнивание станины — G29

Базовая точка – это фиксированная точка на станке. Инструмент можно легко переместить в это положение с помощью функции возврата в референтную точку. При практической обработке точность продуктов можно повысить, умело используя инструкцию по возврату в исходную точку. Чтобы обеспечить точность обработки основных размеров, инструмент может вернуться в исходную точку перед обработкой основного размера, а затем снова вернуться в позицию обработки. Целью этой практики является повторная проверка эталона для определения размерной точности обработки.

2) Время выдержки — G04

– Временно ограничить работу программы обработки.

– Чтобы уменьшить количество ошибок оператора, вызванных усталостью или частыми нажатиями, вместо запуска первой части используется команда G04. Программа обработки детали разработана как циклическая подпрограмма, а инструкция G04 разработана в основной программе, вызывающей циклическую подпрограмму. При необходимости в качестве завершения или проверки программы выбирается инструкция остановки плана М01.

– При нарезании резьбы метчиком по центральной резьбе необходимо нарезать резьбу эластичным цилиндрическим патроном, чтобы метчик не сломался при нарезании резьбы до дна. Команда задержки G04 устанавливается в нижней части резьбы, чтобы метчик выполнял нарезание без подачи. Время задержки должно гарантировать полную остановку шпинделя. После полной остановки шпинделя он реверсируется в соответствии с исходной скоростью вращения вперед, а метчик перемещается назад в соответствии с исходным опережением.

3) Инкрементальное программирование — G91, абсолютное программирование — G90.

Инкрементальное программирование принимает положение острия инструмента в качестве начала координат, а кончик инструмента перемещается относительно начала координат для программирования. Во всем процессе обработки абсолютное программирование имеет относительно единую точку отсчета, то есть начало координат, поэтому его совокупная ошибка меньше, чем у относительного программирования. При токарной обработке с ЧПУ точность радиального размера заготовки выше, чем осевого размера. Поэтому абсолютное программирование лучше для радиального измерения в программировании. Учитывая удобство обработки, относительное программирование принимается для осевого размера, но абсолютное программирование лучше использоваться для важного осевого размера.

МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ
АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЛОВСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В.И. Сотников

ПРОГРАММИРОВАНИЕ
И РАБОТА НА СТАНКАХ,

ОСНАЩЕННЫХ
СИСТЕМОЙ ЧПУ

«ЭЛЕКТРОНИКА
НЦ-31»

Рекомендовано
редакционно-издательским советом
ОрелГТУ

в
качестве учебного пособия для вузов

Орел
2009

УДК621.9.06-529(075)

ББК
34.63-5я7

С
76

Рецензенты:

директор
ООО «Редуктор»,

кандидат
технических наук, доцент

В.А.
Борисенков

кандидат
технических наук, доцент

кафедры
«Автоматизированные станочные и
инструментальные системы»

Орловского
государственного технического
университета

Ю.В.
Василенко

С76
Сотников, В.И. Программирование
и работа на станках, оснащенных системой
ЧПУ «Электроника НЦ-31»:
учебное
пособие для вузов / В.И. Сотников. –
Орел: ОрелГТУ, 2009. – 91 с.

В
учебном пособии приведены устройство
и режимы работы станков, оснащенных
системой ЧПУ «Электроника НЦ-31»,
рассмотрены вопросы программирования
обработки и представлены примеры
управляющих программ.

Пособие
предназначено для студентов высшего
профессионального образования очной
и очно-заочной форм обучения специальностей
151001 – «Технология машиностроения»,
151002 – «Металлообрабатывающие станки
и комплексы», 151003 – «Инструментальные
системы машиностроительных производств»,
изучающих дисциплины «Технология
обработки на станках с ЧПУ» и «Станки
с ЧПУ и ГПС». Пособие
может быть полезно инженерам-программистам
и операторам станков с ЧПУ.

УДК621.9.06-529(075)

ББК
34.63-5я7

• ОрелГТУ,
  2009

Содержание

Введение 5

1.
Устройство и работа системы ЧПУ
«Электроника НЦ-31» 6

1.1.
Устройство
системы ЧПУ «Электроника НЦ-31» 6

1.2.
Последовательность наладки 12

1.3.
Просмотр, ввод и редактирование параметров
станка 14

1.4.
Привязка инструмента к системе
отсчета 16

1.5.
Работа на станке в режиме «Ручное
управление» 17

1.6.
Ввод и отработка управляющих программ 20

1.7.
Обработка несколькими инструментами 22

1.8.
Организация архива управляющих программ
и диагностика 22

2.
Программирование обработки на токарных
станках с системой ЧПУ

«Электроника
НЦ-31» 26

2.1.
Кодирование управляющих программ 26

2.2. Программирование скорости главного движения и подачи 28

2.3.
Программирование одноинструментальной
обработки 31

2.4.
Программирование обработки конических
поверхностей 36

2.5.
Программирование снятия фасок под углом
45 38

2.6.
Программирование обработки сферических
поверхностей 40

3.
Постоянные циклы обработки 45

3.1.
Однопроходный цикл продольной обработки
G70 45

3.2.
Однопроходный цикл поперечной обработки
G71 49

3.3.
Многопроходный цикл продольной обработки
G 77 51

3.4.
Многопроходный цикл поперечной обработки
G78 57

3.5.
Многопроходный цикл протачивания
торцовых канавок G74 60

3.6.
Многопроходный цикл протачивания
канавок на

цилиндрической
поверхности G75 62

3.7.
Многопроходный цикл глубокого сверления
G73 66

3.8.
Безусловный переход Р 68

3.9.
Повторение части программы G25 70

3.10.
Циклы нарезания резьбы G31, G32, G33 74

4.
Пример разработки управляющей
программы 83

Литература 91

ВВЕДЕНИЕ

На
машиностроительных предприятиях в
настоящее время расширяется использование
станков с числовым программным управлением
(ЧПУ). Применение станков с ЧПУ обеспечивает
автоматическую обработку резанием
деталей самой сложной формы, существенное
повышение производительности и качества
обработки, а также позволяет реализовать
комплексную автоматизацию производства.

Настоящее
учебное пособие позволяет восполнить
пробел в технической литературе по
программированию обработки, наладке и
эксплуатации токарных станков с ЧПУ.

В
пособии приведены способы программирования,
наладки и приемы работы для наиболее
распространенных на производстве
токарных станков, оснащенных системой
ЧПУ «Электроника НЦ-31». Пособие содержит
большое количество примеров управляющих
программ для обработки деталей различной
сложности, включая управляющие программы
с использованием постоянных циклов
обработки.

Учебное
пособие
предназначено для студентов очной и
очно-заочной форм обучения специальностей
высшего образования 151001 –
«Технология
машиностроения», 151002 – «Металлообрабатывающие
станки и комплексы» и 151003 – «Инструментальные
системы машиностроительных производств»,
изучающих дисциплины «Технология
обработки на станках с ЧПУ» и «Станки
с ЧПУ и ГПС». Пособие
может быть также полезно для
инженеров-программистов и операторов
станков с ЧПУ.

Соседние файлы в папке Учебники

• #
• #
• #
• #
• #

  13.06.20149.39 Mб149Численные методы в Excel.xls

Программирование новых токарных станков с ЧПУ HAAS для начинающих – лучший способ научиться пользоваться станочным оборудованием без опыта работы. Компания HAAS имеет многолетний опыт в производстве токарных станков для обработки различного материала.

Токарный станок с ЧПУ HAAS – одно из лучших ее изобретений. Наличие числового программного управления позволило добиться практически полной автоматизации рабочего процесса. Но запустить его можно лишь при наличии специальных знаний.

ЧПУ HAAS

Американская компания HAAS входит в четверку крупнейших производителей станочных приборов. На счету компании находится более 160 тысяч агрегатов, предназначенных для точной токарной обработки. Цель производителя заключается в изготовлении устройств, способных обеспечить высокую производительность при максимально простом управлении. Для запуска станков хаас требуется осуществить минимум действий.

Аппаратура обладает мощными функциями управления, для использования которых достаточно нажать всего одну клавишу на стойке. Для того, чтобы установить устройство в начальное положение, существует специальная кнопка. Дальнейшее использование фрезерного прибора возможно после введения определенных комбинаций. Каждая комбинация отвечает за определенную функцию оборудования. Для введения комбинаций предусмотрена специальная стойка.

Преимуществом станков является отсутствие необходимости в ручном вводе цифр. Одной из таких функция является измерение показателя смещения рабочего механизма. После измерения система ЧПУ сохраняет значение, благодаря чему их можно использовать при серийном производстве. При необходимости можно воспользоваться руководством по эксплуатации прибора на панели стойки. Оно также представлено отдельной клавишей.

Наиболее важными и часто используемыми функциями фрезерных станков ЧПУ HAAS являются:

• Tool Offset Measure – измерительная;
• Next Tool – повторение задачи;
• Help – помощь в использовании агрегата.

Еще одно достоинство аппаратов заключается в наличии строки поиска, благодаря которой можно найти необходимую информацию и функции. Для поиска справочной информации по основным кодам отведены две отдельные клавиши.

Особенности

Станки HAAS отличаются от аналогичных приборов, изготовленных другими компаниями, наличием закрытой системы. Она является независимой от других производителей, поэтому обучаться работе со станками HAAS следует индивидуально.

Фрезерные приборы оборудованы современными стойками и имеют стандартную клавиатуру, при помощи которой можно быстро найти нужную функцию. Зашифрованные коды, которые следует запомнить или записать, отсутствуют. Каждая клавиша – определенная функция.

Маховичок управления применяется в различных режимах. С его помощью можно осуществлять быстрое редактирование функций и задач. Он же отвечает за коррекцию значений и проверку настроек.

Основными достоинствами станков с числовым программным управлением являются:

• наличие одноклавишных операций;
• возможность использования маховичка управления не только для поворота осей;
• обустройство цветным дисплеем жидкокристаллического типа, размером 15 дюймов.

Если возникла необходимость использования внешнего устройства или загрузки программы, комплектация предполагает наличие порта USB. С его помощью можно подключить дополнительные накопители, или настроить агрегат.

Использование

Принцип работы на токарных станках от компании HAAS более прост, чем с его аналогами. Особенность заключается в том, что благодаря одинаковой системе оператор, обучившийся пользоваться с прибором для фрезерования, сможет справиться и с другими агрегатами. Независимо от версии ПО оборудование имеет одинаковый экран за любой стойкой. Меняются лишь функции в строке настроек.

Для пользователя важно запомнить три основные функции:

• Setup – для настройки прибора;
• Edit – для редактирования операций;
• Operation – для работы с агрегатом.

После запуска токарного станка информация о его состоянии выводится на отдельный экран. На нем можно увидеть данные о нагрузке на аппарат, скорость его работы, предположительное время выполнения задачи, а также многое другое.

ЧПУ предполагает возможность интуитивного использования. Числовое программное управление оснащено диалоговой системой, благодаря чему даже неопытный пользователь сможет использовать металлорежущие устройства без навыков работы. После создания задачи, имеется возможность ее сохранить в виде программы. За это также отвечает отдельная кнопка.

В дальнейшем сохраненную программу можно будет использовать снова без внесения данных заново.

В системе предусмотрена функция блокировки на случай возникновения непредвиденной ситуации. Она защищает программу от удаления, а также выставленные настройки. Оператором следует знать о функции контроля предельной нагрузки, которая защищает прибор от износа.

Этапы

Использование станочного оборудования осуществляется в несколько этапов:

• фрезерный станок, оснащенный чпу haas, приводится в исходное положение;
• осуществление программирования;
• выставляются подготовительные функции;
• выставляются вспомогательные функции;
• выполняется поставленная задача.

Цифровые серводвигатели и инновационные датчики положения гарантирую плавность и точность работы. При наличии усовершенствованного программного обеспечения токарные станки обрабатывают заготовки на более высоком уровне.

Преимущества

Станки HAAS рекомендуются для начинающего, поскольку они способны максимально снизить участие оператора в точении и изготовлении деталей. Наиболее значимым преимуществом агрегатов является наличие беспроводной системы по интуитивному программированию. Система отвечает за то, насколько правильно выполняется токарная обработка, а также регулирует настройки, если они сбиваются или не подходят для осуществления поставленной цели.

Программа предполагает возможность внесения готовых чертежей пользователем. Эта функция даст возможность не составлять новую задачу на самом токарном станке. Еще одним достоинством является возможность выполнения многопроходной трехмерной обработки.

Обслуживание станков осуществляется через один отдел. Все сотрудники сервиса HAAS способны произвести комплексное обслуживание и ремонт оборудования. Обслуживание осуществляется одновременно и для станка, и для системы ЧПУ.

Блок управления станком связан с системой числового программного управления и конструкцией прибора. Благодаря этому в случае возникновения неисправностей обеспечивается функция скоростного ремонта.

Программирование станков с ЧПУ (станков с числовым программным управлением) — это создание программных инструкций для управляющих станком контроллеров. Станки с ЧПУ — неотъемлемая часть автоматизации производства, которая повышает его эффективность и прибыльность. Эта статья расскажет вам о том, что такое ЧПУ, какие типы станков с ЧПУ существуют, как составлять и писать программы для станков с ЧПУ. 

Введение

У каждого типа производственного процесса есть свои преимущества и недостатки, эта статья фокусируется на процессе обработки на станках с ЧПУ, обрисовывая основы процесса, а также различные компоненты и инструменты станка с ЧПУ. Кроме того, в этой статье рассматриваются различные операции механической обработки с ЧПУ и представлены альтернативы процесса обработки с ЧПУ. Здесь вы узнаете о том, как составлять программы для станков с ЧПУ, то есть — самые основы написания программ для станков с ЧПУ — вот о чем эта статья.

1. Программирование станка с ЧПУ: общие сведения

Источник:autodesk.com

Обработка на станках с ЧПУ применяется в производстве разного масштаба — от небольших мастерских до крупных представителей промышленности.

«ЧПУ» означает «числовое программное управление», а определение обработки на станках с ЧПУ строится на том, что это производственный процесс, в котором обычно используются компьютеризированные элементы управления и станки для удаления материала из заготовки. Этот процесс подходит для различных материалов, включая металлы, пластмассы, дерево, стекло, пену и композиты, и находит применение в различных отраслях промышленности, таких как автопром и аэрокосмос. 

Если говорить о самом станке с ЧПУ — это любой станок для обработки или создания деталей, который управляется заданной программой и выполняет действия автономно, без участия оператора; включая в том числе, но не исключая неназванных: фрезерные станки с ЧПУ, токарные станки с ЧПУ, лазерные граверы и резаки, многофункциональные обрабатывающие центры, станки электроэрозионной резки, станки абразивной резки, 3D-принтеры любого типа также являются станками с ЧПУ, хоть и используют аддитивный а не субтрактивный процесс; существуют также устройства, совмещающие в себе процессы удаления и добавления материала (МФУ — многофункциональные устройства, обычно это гибрид фрезера с ЧПУ и 3D-принтера).

Пятиосевой фрезерный станок с ЧПУ / Источник: i.ytimg.com

Субтрактивные производственные процессы, такие как обработка на станках с ЧПУ, отличаются от аддитивных производственных процессов, таких как 3D-печать, или процессов формовочного производства, таких как литье под давлением и штамповка. В то время, как процессы вычитания удаляют часть материала заготовки для создания нужных форм и конструкций, аддитивные процессы добавляют материал, а процессы формирования изменяют его форму без изменения объема. Автоматизированная обработка на станках с ЧПУ позволяет производить высокоточные детали и обеспечивать экономическую эффективность при выполнении единичных и средних объемов производства. Несмотря на то, что обработка на станках с ЧПУ демонстрирует определенные преимущества по сравнению с другими производственными процессами, степень сложности получаемых деталей и экономическая эффективность в ее рамках ограничены.

2. Типы станков с ЧПУ

Источник: autodesk.com

В зависимости от выполняемой операции, используются различные станки с ЧПУ. Для изготовления одной детали на разных стадиях может применяться разное оборудование. Общим для всех станков с ЧПУ остается сам принцип автономной работы и программного управления.

2.1. Сверлильный станок с ЧПУ

Источник:proakril.com

В сверлении используются вращающиеся сверла для образования цилиндрических отверстий в заготовке. Конструкция сверла позволяет отходам металла, то есть стружке, падать с заготовки. Существует несколько типов сверл, каждый из которых используется для конкретного применения. Доступные типы сверл включают: сверла для точения (для изготовления мелких или направляющих отверстий), сверла для долбления (для уменьшения количества стружки на заготовке), сверла для винтовых станков (для сверления без направляющего отверстия) и другие.

2.4.Фрезерное оборудование с ЧПУ

Фрезерный станок со сменой инструмента VENO UA481-2040-A4 / Источник: top3dshop.ru

Для фрезерования используются вращающиеся многоточечные режущие инструменты. Фрезерные инструменты ориентированы горизонтально или вертикально, это могут быть концевые фрезы, спиральные и фасочные фрезы и другие виды фрез.

Фрезерные станки с ЧПУ могут быть ориентированы горизонтально или вертикально, иметь три и более степени свободы — геометрические оси взаимного перемещения инструментов и заготовки.

2.3.Токарное оборудование с ЧПУ

Источник: besplatka.ua

В токарной обработке используются одноточечные режущие инструменты для удаления материала с вращающейся детали. Конструкция токарного инструмента варьируется в зависимости от конкретного применения, с инструментами для черновой, чистовой обработки, нарезания резьбы, формовки, подрезки, отрезания и обработки канавок. Многие токарные станки с ЧПУ снабжены системой автоматической замены инструмента в процессе работы.

2.4. Модели станков с ЧПУ

Источник: rozetka.com

Станки с ЧПУ доступны в стандартных и настольных моделях. Стандартные станки с ЧПУ — это типичные станки промышленного форм-фактора, настольные станки с ЧПУ — это небольшие, более легкие станки. Обычно настольные модели работают с более мягкими материалами, такими как дерево, пенопласт и пластик, производят более мелкие детали и подходят для легких и умеренных объемов производства. Доступные типы настольных станков с ЧПУ включают: лазерные резаки и граверы, фрезерные станки размером с плоттер и другие.

3. Как составлять программы для станков с ЧПУ

Источник: vseochpu.ru

Раньше для программирования станков с ЧПУ использовались перфоленты, перфокарты и прямой ввод операций в контрольный блок. Сейчас управляющая программа составляется как правило заранее, в специальном ПО, и либо переносится на станок с помощью переносного носителя информации (например USB-флешки), либо передается напрямую по внутренней сети предприятия. 

Разработка программы для станков с ЧПУ включает в себя следующие этапы:

• Разработка модели САПР
• Преобразование файла CAD в программу ЧПУ
• Подготовка станка с ЧПУ
• Выполнение операции обработки

3.1. Модели САПР

Источник: ostec-3d.ru

Процесс обработки начинается с создания в ПО цифровой модели детали. Программное обеспечение САПР позволяет разработчикам и производителям создавать модель своих деталей и изделий вместе с необходимыми техническими характеристиками, такими как размеры и геометрия, для дальнейшего изготовления.

Размеры и геометрия детали ограничены возможностями станка и инструмента. Кроме того, свойства обрабатываемого материала, дизайн инструмента и его характеристики также ограничивают возможности проектирования, вводя такие обязательные величины как минимальная толщина детали, максимальный размер детали, а также сложность внутренних полостей и элементов.

По завершении проектирования в САПР проектировщик экспортирует модель в совместимый с системой станка формат файла.

 

3.2. Конвертация файлов САПР

Источник: rflira.ru

Отформатированный файл проходит через программу CAM, в которой модель преобразуется в управляющий код для станка.

Станки с ЧПУ используют несколько форматов исполняемого кода, такие как G-код, M-код и другие. Наиболее известный и применяемый из них — G-код. М-код может управлять вспомогательными функциями машины.

Как только программа работы сгенерирована, оператор загружает ее в станок с ЧПУ.

3.3. Подготовка станка с ЧПУ

Источник: pinterest.com

Прежде чем оператор запустит программу, он должен подготовить станок к работе, в первую очередь — установить исходную заготовку и инструмент, убедиться в исправности станка и функционировании всех систем, при необходимости провести калибровку.

После полной настройки станка оператор может запустить программу.

3.4. Выполнение операции обработки

Источник: youtube.com

Программа действует как инструкция для приводов станка с ЧПУ, заставляя его двигатели перемещать заготовку и инструмент, изменять их взаимное расположение. Контроллер передает электрические импульсы на двигатели приводов в заданном программой порядке и с заданной длительностью, таким образом санок выполняет предусмотренные оператором действия.

4. Типы операций

Производимые станками с ЧПУ операции представлены в широком ассортименте, в их числе механические, химические, электрические и термические процессы, которые удаляют необходимый материал из заготовки для производства детали. 

Некоторые из наиболее распространенных операций механической обработки на станках с ЧПУ разного типа:

• сверление
• фрезерование
• раскрой материала
• гравировка и вырезание
• обточка (токарные работы)
• развертка и нарезка резьбы
• закручивание винтовых соединений

Это лишь несколько основных, на самом деле операций сотни, и невозможно перечислить все, так как периодически появляются новые, вместе с новыми станками с увеличенной функциональностью.

4.1. Сверление на станках с ЧПУ

Источник: ritmindustry.com

При сверлении на станке с ЧПУ, как правило, станок подает вращающееся сверло перпендикулярно плоскости поверхности заготовки, что создает вертикально выровненные отверстия с диаметром равным диаметру используемого сверла. Угловые сверлильные операции могут быть выполнены с применение специальных приспособлений, либо пятиосевых станках. Помимо сверления, сверлильные станки производят также зенкование, развертывание и нарезание резьбы.

4.2. Фрезерный станок с ЧПУ

Источник: 3dtool.ru

Фрезерование — это процесс обработки, в котором используются фрезы — вращающиеся многоточечные режущие инструменты. Станок с ЧПУ обычно подает заготовку к режущему инструменту в направлении вращения режущего инструмента, тогда как при ручном фрезеровании станок подает заготовку в противоположном направлении. Инструмент к заготовке подается в нескольких координатных осях: X и Y — право/лево и вперед/назад; и Z — вверх/вниз. Такой станок способен создавать рельефное трехмерное изображение разной сложности с высокой точностью, ограниченной только размерами используемых фрез и точностными характеристиками самого станка. Трехосевые фрезерные станки с ЧПУ выполняют операции: фрезерование объемных изделий, раскрой листового материала, формирование кромок и отверстий сложной формы и т.д.

4.3. Токарный станок с ЧПУ

Источник: thomasnet.com

Токарная обработка — это процесс обработки, при котором для удаления материала с вращающейся детали используются одноточечные режущие инструменты. При токарной обработке станок с ЧПУ подает режущий инструмент линейным движением вдоль поверхности вращающейся детали, удаляя материал по окружности, до достижения желаемого диаметра, чтобы получить цилиндрические и конические детали с разной кривизной поверхности. Также среди функций токарного станка с ЧПУ: расточка, торцевание, нарезание канавок и нарезание резьбы.  

5.Типы программного обеспечения для станков с ЧПУ

Приложения, используемые для создания и подготовки к работе управляющих станками программ, относятся к следующим категориям:

• CAD
• CAM
• CAE

САПР или CAD — программное обеспечение для автоматизированного проектирования. Это программы, используемые для черчения и создания двухмерных векторных траекторий и трехмерных цифровых моделей деталей и поверхностей, а также сопутствующих технической документации и спецификаций. Конструкции и модели, созданные в программе CAD, обычно используются программой CAM для создания необходимой исполняемой программы для изготовления детали на станке с ЧПУ. Программное обеспечение САПР также можно использовать для определения оптимальных свойств деталей, оценки и проверки конструкций, моделирования изделий без прототипа и предоставления данных о конструкции производителям и мастерским.

Источник:youtube.com

CAM — программное обеспечение для автоматизированного производства. Это программы, используемые для извлечения технической информации из модели CAD и создания файла исполняемого кода для станка с ЧПУ. CAM переводит проект детали в набор команд для станка, управляющий длительностью, интенсивностью и очередностью работы каждого привода.

Источник: vseochpu.ru

CAE — еще один вид ПО для автоматизированного проектирования. Это программы, используемые инженерами на этапах предварительной обработки, анализа и последующей разработки проекта. Программное обеспечение CAE используется в качестве вспомогательного средства в таких процессах, как проектирование, моделирование, планирование, производство, диагностика и ремонт; оно помогает в оценке и изменении дизайна продукта.

Источник: youtube.com

Некоторые программные комплексы сочетают в себе все возможности программного обеспечения CAD, CAM и CAE. 

6. Написание программ для станков с ЧПУ

Несмотря на то, что технологии производства развиваются непрерывно, основы создания программ обработки деталей на станках с  ЧПУ неизменны. Например — ни одна программа для станка с ЧПУ не может быть полной или работоспособной без G-кодов.

6.1. G-код

Управляющие программы для станка, ответственные за формирование детали и содержащие в себе детально расписанные по времени инструкции для каждого двигателя осевых приводов и шпинделей, называются “джи-кодами” (G-Code).

Источник: s3-us-west

Формат G-кода был создан в 1960-х годах Ассоциацией электронной промышленности (EIA). Официальное название языка программирования выглядит как RS-274D. G-кодом он называется потому, что многие строки в коде начинаются с буквы G.

Хотя G-код и является универсальным стандартом, многие компании, производители станков с ЧПУ, вносят в него свои особенности, что может помешать совместимости джи-кодов и оборудования. Обычно G-код пишется для станка с известными характеристиками, и отсутствие указанной в коде цепи в схеме станка, как и появление лишней, могут сделать его бесполезным.

6.1.1. Блоки G-кода

Стандарт G-кода был опубликован еще во времена, когда машины имели небольшие объемы памяти. Из-за этого ограничения памяти G-код является чрезвычайно компактным и лаконичным языком, который на первый взгляд может показаться архаичным. Возьмем, к примеру, эту строку кода:

G01 X1 Y1 F20 T01 M03 S500

В этой единственной строке мы даем машине ряд инструкций:

• G01 — Выполнить линейное перемещение
• X1 / Y1 — перейти к этим координатам X и Y
• F20 — движение со скоростью подачи 20
• T01 — Используйте инструмент 1, чтобы выполнить работу
• M03 — включить шпиндель
• S500 — установить скорость вращения шпинделя 500

То есть, в результате выполнения этой короткой строки, станок: переместит шпиндель в заданные координаты, двигая его с указанной скоростью, установит выбранный инструмент, запустит шпиндель и будет вращать фрезу с заданной скоростью вращения.

Несколько строк G-кода, подобные этим, объединяются, чтобы сформировать полную программу для станка с ЧПУ. Ваш станок будет читать его по одной строке, слева направо и сверху вниз, как при чтении книги. Каждый набор инструкций находится на отдельной строке.

6.1.2. Программы G-кода

Цель каждого написанного G-кода — производить детали максимально безопасным и эффективным способом. Чтобы достичь этого, блоки G-кода располагают в логичном и простом порядке, например:

1. Запуск программы
2. Загрузка необходимого инструмента
3. Включение шпинделя
4. Включение охлаждения жидкостью
5. Перемещение инструмента в положение над деталью
6. Начало процесса обработки
7. Выключение охлаждающей жидкости
8. Отключение шпинделя
9. Отвод шпинделя от детали
10. Завершение программы

Этот поток — чрезвычайно простая программа, использующая только один инструмент для одной операции. На практике, как правило, повторяют шаги 2–9. Например, приведенная ниже программа G-кода охватывает все приведенные выше блоки кода с повторяющимися разделами, где это необходимо:

Источник: autodesk.com

6.1.3. Модальные и адресные коды

Как и другие языки программирования, G-код имеет возможность повторять действие до бесконечности. Этот процесс использует зацикливание модального кода и выполняет действие, пока вы не отключите его или запустите выполнение другого кода. Например, M03 — это модальный код, который будет запускать шпиндель до бесконечности, пока вы не скажете ему остановиться на M05. Теперь подождите секунду. Это слово (помните: слово — это маленький кусочек кода) не начиналось с буквы G, но все равно это G-код. Слова, начинающиеся с буквы M, являются машинными кодами и включают или выключают такие функции машины, как охлаждающая жидкость, шпиндель и зажимы. 

G-код также включает в себя полный список кодов адресов. Коды адресов начинаются с буквенного обозначения, например G, затем идет набор цифр. Например, X2 определяет код адреса X-координаты, где 2 — это значение на оси X, на которое перемещается инструмент.

Список кодов адресов:

Источник: autodesk.com

Есть также несколько специальных кодов символов, которые можно добавить в программу G-кода. Они обычно используются для запуска программы, комментирования текста или игнорирования символов, и включают в себя такие символы:

• % Начинает или заканчивает программу
• () Определяет комментарий, написанный оператором ЧПУ, иногда они должны быть во всех заглавных буквах
• / Игнорирует все символы, которые идут после косой черты
• ; Определяет, когда заканчивается блок кода, не отображается в текстовом редакторе.

6.1.4. Самые распространенные G-кода

Строки начинающиеся на G и M будут составлять большую часть при составлении программы для станков с ЧПУ. Коды, начинающиеся с буквы G, подготавливают вашу машину к выполнению определенного типа движения. Наиболее распространенные G-коды, с которыми вы будете сталкиваться снова и снова в каждой программе для станков с ЧПУ, включают в себя:

• G0 — Быстрое движение

Этот код говорит машине переместить инструмент к указанной позиции координат как можно быстрее. G0 задействует движение по обеим осям, а когда координата по одной из них достигнута, движение продолжается по второй. Вот пример такого движения:

Источник: autodesk.com

• G1 — линейное движение

Этот код говорит машине переместить инструмент по прямой линии к координатной позиции с определенной скоростью подачи. Например, G1 X1 Y1 F32 переместит машину к координатам X1, Y1 со скоростью подачи 32.

• G2, G3 — дуга по часовой стрелке, дуга против часовой стрелки

Эти коды говорят машине переместить инструмент по дуге к координатному пункту назначения. Две дополнительные координаты, I и J, определяют местоположение центра дуги, как показано ниже:

Источник: autodesk.com

• G17, G18, G19 — Обозначения плоскостей

Эти коды определяют, на какой плоскости будет обрабатываться дуга. По умолчанию ваш станок с ЧПУ будет использовать G17, который является плоскостью XY. Две другие плоскости показаны на рисунке ниже:

Источник: autodesk.com

• G40, G41, G42 — Компенсация диаметра фрезы

Эти коды определяют компенсацию диаметра фрезы, или CDC, которая позволяет станку с ЧПУ позиционировать свой инструмент слева или справа от определенной траектории. D-регистр хранит смещение для каждого инструмента.

Источник: autodesk.com

• G43 — Компенсация длины инструмента

Этот код определяет длину отдельных инструментов, используя высоту оси Z. Это позволяет станку с ЧПУ понять, где наконечник инструмента по отношению к изделию, над которым он работает. Регистр определяет коррекции на длину инструмента, где H — коррекция на длину инструмента, а Z — длина инструмента.

Источник:autodesk.com

• G54 — Смещение работы

Этот код используется для определения смещения прибора, которое определяет расстояние от внутренних координат станка до точки отсчета на заготовке. В приведенной ниже таблице только G54 имеет определение смещения. Однако можно запрограммировать несколько смещений, если задание требует обработки нескольких деталей одновременно.

Источник: autodesk.com

6.2. M-коды

М-коды — это машинные коды, которые могут отличаться на разных станках с ЧПУ. Эти коды управляют функциями вашего станка с ЧПУ, такими как направления охлаждающей жидкости и шпинделя. Некоторые из наиболее распространенных M-кодов включают в себя:

Источник: autodesk.com

7. Как написать программу для станков с ЧПУ

Источник: http://intellectronics.com

Программирование станков с ЧПУ не так сложно освоить, особенно программирование для токарных станков, потому что токарные станки с ЧПУ имеют только две оси для работы — X и Z, где X контролирует диаметр детали в месте применения инструмента, а Z — место его применения на отрезке длины детали.

Чтобы написать программу для токарного станка с ЧПУ необходимо следовать несложной инструкции.

Сначала нужно вызвать подходящий режущий инструмент для обработки. Этот шаг зависит от станка с ЧПУ и доступного в нем набора инструментов. Используется команда: 

Т5 или Т0505

Теперь загрузите значение, соответствующее обозначению выбранного инструмента:

G10 — G54

Поверните главный шпиндель токарного станка с ЧПУ. Команда для вращения главного шпинделя:

G97 S1000

Приведенная выше команда программирования не заставит шпиндель вращаться, она задаст скорость для него 1000 об/мин, чтобы фактически повернуть шпиндель, нужно дать другую команду — чтобы вращать шпиндель в CW (по часовой стрелке) или CCW (против часовой стрелки):

M03 (Повернуть шпиндель по часовой стрелке) 

M04 (Повернуть шпиндель против часовой стрелки) 

M05 (Остановить шпиндель)

Чтобы включить охлаждающую жидкость на станке с ЧПУ:

M08 (СОЖ) 

M09 (СОЖ OFF)

Теперь самое время переместить инструмент. Для его перемещения есть несколько команд программирования.

Для быстрого перемещения инструмента (Rapid Traverse):  

G00 X … Z …

Где G00 это команда на быстрое перемещение, а значения X и Z являются координатами пункта назначения для инструмента.

Чтобы перемещать инструмент с контролируемой подачей, то есть с заданной скоростью (Linear Traverse), нужно использовать следующую команду:

G01 X … Z … F …

Где G01, соответственно, команда выбранного действия, X и Z являются координатами пункта назначения по осям X и Z, а F задает момент (скорость/усилие) подачи инструмента.

Для обработки дуги или круговой интерполяции на компоненте используются следующие команды программирования для станков с ЧПУ или G-коды:

G02 X … Z … R …

G03 X … Z … R …

G02 используется для дуги по часовой стрелке, а G03 — против часовой стрелки. Значения X и Z являются координатами пункта назначения, а R — радиусом дуги.

Чтобы завершить выполнение программы используется команда:

M30 — Завершить программу и подвести курсор к запуску программы.

Рекомендуемое оборудование

Лазерный станок LF1325L (лазер RAYCUS) 

LF1325L – станок для резки металла от компании G.WEIKE LASER, который широко применяется в рекламной индустрии. Модель отличается компактными для своей рабочей площади размерами, что позволяет размещать ее в помещениях ограниченного объема. Используется для фигурной резки и раскроя листовых материалов, в том числе металла.

Гравировальный станок GCC LaserPro Spirit SL 25

Новый дизайн гравировального станка компании GCC был разработан с учетом потребностей потребителей — он имеет свободную область в нижней части, предназначенную для расположения инструментов, вытяжки, вспомогательных материалов и многого другого. Применяется в рекламной и сувенирной отраслях, характеризуется высокой скоростью и точностью работы.

Сверлильный станок Optimum DR5

Мощнейший промышленный сверлильный станок Optimum DR5 подойдет для нарезания резьбы, сверления и развертывания. Рукав снабжен электроприводом подъемного штока, позволяющим поднимать и опускать его автоматически, и поворачивается вокруг колонны на 180 градусов. Благодаря особой конструкции зажимных устройств, смещение практически исключено. Упор глубины сверления легко регулируется, а панель управления достаточно наглядна.

3D принтер по металлу МЛ6-1-25

МЛ6-1-25 – принтер отечественного производителя, разработанный для объемного построения функциональных металлических объектов с использованием технологии SLM. В своей работе устройство использует широкий спектр мелкодисперсных металлических порошков: порошок нержавеющей стали, титана, алюминия, сплавов никеля, кобальт-хрома. Плавление производится лазерным лучом в герметично закрытой камере, заполненной инертным газом. Подогрев рабочей поверхности до 250°С обеспечивает снижение механических деформаций при послойном построении и повышение продуктивности производства.

Токарный станок с ЧПУ Steepline 1SL01

Модель 1SL01 – это 3D-станок по дереву и другим материалам, выделяющийся большой скоростью фрезерования (0-2м/мин) и точным перемещением суппорта (0-3м/мин). Обрабатывающий инструмент двигается с крайней точностью, из-за присутствия в конструкции оборудования высокопрофессиональных ШВП, которые позволяют с высокой точностью перемещать суппорт и шпиндель по трем осям перемещения, что полностью убирает люфт.​

Фрезерный станок Роутер 7846

Роутер 7846 предназначен для обработки разных видов заготовок и материалов. Детали станка изготовлены из металла, благодаря чему достигается высокая жесткость и устойчивость к вибрациям. В комплект поставки входит зажим, который, вместе со столом, обеспечивает надежную фиксацию материалов и заготовок.

Фрезерный станок с ЧПУ Clever B540

Функционал станка идеален для работы с изделиями небольшого размера для различных производственных отраслей. Это может быть изготовление опытных и штучных изделий, малосерийных деталей и многого другого.

Фрезерный станок Roland MODELA MDX-50 

MDX-50 – это промышленный фрезерный станок, который идеально подходит для CAD/CAM-образования, прототипирования и моделирования. На нем можно также печатать 3D-детали с точностью до 0.01 мм. Эта мощная и точная машина обладает большими возможностями, за счет совместимости с любым софтом CAM, встроенной панели управления и автоматической смене инструмента.

Токарный станок с копиром LTT MCF3015

Токарный станок с копиром LTT MCF3015 разработан по современным технологиям и оснащен мощными комплектующими, поэтому прослужит долгие годы даже при минимальном уходе. Он используется при обработке дерева, композитов и полимеров, прост и удобен в управлении, за счет чего отлично подойдет для учебных целей. Данная модель способна работать как по шаблону, так и полностью в ручном режиме.

3D-фрезер Advercut K6090T

Фрезерный станок Advercut K6090T предназначен для применения в таких сферах, как: реклама, отделка интерьеров помещений, создание сувенирной продукции, работа различных творческих мастерских. С помощью станка можно выполнять различные операции: сверление, гравировку, раскрой, 3D-фрезерование.

 Заключение

Обработка на станках с ЧПУ демонстрирует преимущества перед многими производственными процессами, но может не подходить для некоторых отдельных применений, или использоваться совместно с другими техпроцессами. 

Числовое программное управление может быть интегрировано в станки разных типов, осуществляющих обработку не только инструментами, но и, например, абразивными субстанциями, выпускаемыми под давлением в потоке жидкости или газа.

Даже если вы никогда не станете писать свою собственную программу для станка с ЧПУ вручную, понимание основ G-кода даст вам преимущество при работе в этой области. Основные принципы построения кода не меняются, даже когда на практике G-код отличается у разных производителей станков. 

Надеемся, что эта статья поможет вам сделать первые шаги в освоении этой интересной и перспективной области.