Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Владимирский государственный университет
В. В. МОРОЗОВ, В. Г. ГУСЕВ
ПРОГРАММИРОВАНИЕ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
НА СОВРЕМЕННЫХ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ
ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ
Учебное пособие
«Допущено Учебно-методическим объединением вузов по образованию в области автоматизированного машиностроения (УМО АМ) в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»; «Автоматизированные технологии и производства».
Владимир 2009
УДК 621.9:004.42
ББК 34.63
М80
Рецензенты:
Доктор технических наук, профессор
зав. кафедрой менеджмента
Владимирского государственного гуманитарного университета,
заслуженный изобретатель Российской Федерации
В. И. Денисенко
Главный инженер ОАО «ВПО “Точмаш”»
Е. А. Сироткин
Печатается по решению редакционного совета
Владимирского государственного университета
Морозов, В. В.
Программирование обработки деталей на современных мноМ80
гофункциональных токарных станках с ЧПУ : учеб. пособие /
В. В. Морозов, В. Г. Гусев ; Владим. гос. ун-т. – Владимир : Изд-во
Владим. гос. ун-та, 2009. – 236 с. – ISBN 978-5-89368-979-2.
Приведена методология программирования механической обработки заготовок на современных многофункциональных токарных станках с ЧПУ. В целях
практического освоения процедур программирования токарных станков, выпущенных ведущими станкостроительными компаниями SIEMENS, ARINSTIEN
ЕMCO (Германия) и приобретенных Владимирским государственным университетом, большое внимание уделено рассмотрению основ современного программного обеспечения Win NC Sinumerik 810/840D и Win NC Fanuc 21ТВ. Приведены примеры управляющих программ, предназначенных для механической
обработки конкретных деталей, что способствует более глубокому усвоению излагаемых принципов программирования.
Предназначено для студентов 4 – 5-го курсов очной формы обучения специальностей 151001 – технология машиностроения и 150206 – машины и технология высокоэффективных процессов обработки материалов, а также бакалавров
и магистрантов, обучающихся по направлению 150900 – технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств.
Ил. 118. Табл. 7. Библиогр.: 5 назв.
ISBN 978-5-89368-979-2
2
УДК 621.9:004.42
ББК 34.63
© Владимирский государственный
университет, 2009
ПРЕДИСЛОВИЕ
Достижения последних десятилетий в области технологии механической обработки изделий – комплексная автоматизация производства, значительное повышение точности и производительности технологических операций. Большая роль в этом принадлежит металлорежущему оборудованию с числовым программным управлением
(ЧПУ), которое существенно превосходит оборудование с ручным
управлением по важнейшим техническим, технологическим и экономическим показателям. Станки с ЧПУ – это результат объединения
достижений в области технологии машиностроения, кибернетики, математики, электроники и других фундаментальных и прикладных наук.
Станки с ЧПУ стремительно развиваются не только в направлении конструктивного совершенствования, позволяющего существенно повысить их статическую, динамическую жесткость, виброустойчивость, точность функционирования, производительность и другое,
но и в направлении создания эффективного программного обеспечения.
Ведущие мировые станкостроительные компании выпускают
современное многофункциональное металлорежущее оборудование с
числовым программным управлением, позволяющее с высокой производительностью и точностью выполнять на одном станке большое
количество самых разнообразных технологических переходов. Так,
многофункциональные токарные станки с ЧПУ позволяют выполнять
не только точение, растачивание сложных поверхностей, сверление
осевых отверстий, но и фрезерование самых разнообразных по форме
и размерам поверхностей, сверление и нарезание различных видов
резьб и их комбинаций как параллельно, так и перпендикулярно к оси
детали.
В современных многофункциональных станках с ЧПУ реализован один из основных научных принципов теории базирования, обеспечивающий минимальные погрешности механической обработки,
когда деталь полностью обрабатывается за одну установку. Для этой
3
цели в последних моделях многофункциональных токарных станков
применяют два шпинделя: главный шпиндель и противошпиндель, а
кроме того, режущий инструмент обеспечивают главным движением
резания, а главный шпиндель – движением круговой подачи. Современные многофункциональные токарные станки – это новый высокоэффективный вид оборудования, на котором выпускают самые сложные и высокоточные изделия.
Для обслуживания этого оборудования требуются технологипрограммисты, способные с использованием компьютерных технологий разрабатывать управляющие программы для обработки самых
различных по форме и размерам деталей. Наилучший результат может быть достигнут при грамотной эксплуатации этого вида оборудования, а для этого необходимы квалифицированные наладчики, операторы и технологи-программисты. Последние призваны решать вопросы технологической подготовки применительно к этому типу оборудования.
Особенность настоящего учебного пособия – то, что в нем достаточно подробно излагается методология программирования обработки деталей на современных многофункциональных токарных
станках с ЧПУ, разработанная ведущими компаниями Германии, Австрии и Японии. Оно предназначено для подготовки технологовпрограммистов и будет способствовать повышению уровня знаний
молодых специалистов с высшим образованием (бакалавров, магистров и инженеров).
4
1. ПРЕИМУЩЕСТВА СТАНКОВ С ЧПУ И РАЗРАБАТЫВАЕМАЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
1.1. Преимущества станков с числовым программным управлением
Станок с числовым программным управлением – это станок, который автоматически управляется при помощи компьютера (он находится внутри станка) и программы обработки (управляющей программы), разработанной на основе рабочего чертежа детали. До изобретения ЧПУ управление станком осуществлялось вручную или механически. Станки с ЧПУ способны выполнять самые разнообразные
технологические операции механической, электрофизической и других видов обработки и не уступают по этому признаку универсальным и широкоуниверсальным станкам с ручным управлением. При
выполнении технологических операций исполнительные (рабочие)
органы этих станков управляются электроникой, а не рабочимстаночником. В чем же основное преимущество станков с ЧПУ и почему все большее число заводов предпочитает вкладывать свои финансовые средства именно в современные станки с ЧПУ, а не покупать относительно дешевые универсальные станки?
Очевидное преимущество станков с ЧПУ – возможность автоматизации производства. Функция рабочего (оператора), обслуживающего
станок с ЧПУ, сведена к минимуму и заключается в загрузке-выгрузке
детали и нажатии кнопки для выполнения следующего автоматического
цикла обработки заготовки. Станки с ЧПУ могут работать практически
автономно, день за днем, неделю за неделей, выпуская продукцию с неизменно высоким качеством. Это достоинство позволяет ввести многостаночное обслуживание металлорежущего оборудования, когда один
оператор производит продукцию на двух и более станках одновременно. Станки с ЧПУ позволяют производить продукцию в круглосуточном режиме и обеспечивать функционирование автоматических цехов и
заводов, т. е. осуществлять безлюдное производство.
Станки с ЧПУ характеризуются производственной гибкостью,
т. е. способностью быстро переналаживаться на обработку различных
деталей. Для этого нужно всего лишь заменить управляющую программу. А уже проверенная и отработанная программа может быть использована в любой момент и любое число раз. Эти станки обеспечивают более высокую геометрическую точность обработанных деталей,
5
что объясняется их более высокой статической и динамической жесткостью, а также более высокой точностью позиционирования и повторяемости траектории движения инструмента относительно обрабатываемой заготовки. По одной и той же программе можно изготовить с
требуемым качеством практически любое число идентичных деталей.
Станки с ЧПУ обеспечивают более высокую производительность технологических операций за счет применения максимальных
скоростей исполнительных органов при выполнении холостых установочных перемещений, а также назначения оптимальных режимов
резания, которые не может изменять оператор, обслуживающий станок. Металлорежущее оборудование с числовым программным
управлением позволяет обрабатывать такие детали, которые невозможно изготовить на обычном универсальном оборудовании. Это детали со сложными пространственными рабочими полостями, которые
должны быть изготовлены не только с высокой точностью геометрической формы и размеров, но и с низкой шероховатостью, например
штампы, пресс-формы и др. Вместе с этим станки с ЧПУ дорогие и
требуют больших затрат на установку и обслуживание, чем обычные
станки. Тем не менее их высокая производительность, точность обработки может окупить все затраты при грамотном их использовании. В
этом состоит основная задача технологов, наладчиков и операторов,
связанных с обслуживанием этого вида оборудования.
Перемещениями исполнительных органов станка с ЧПУ в направлении координатных осей руководит компьютер, который считывает
управляющую программу (УП) и выдает команды соответствующим
двигателям. Двигатели заставляют перемещаться исполнительные органы станка: рабочий стол с заготовкой или колонну со шпинделем, в который установлен режущий инструмент. В результате таких перемещений производится механическая обработка заготовки. Датчики, установленные на направляющих, посылают информацию о фактической
позиции исполнительного органа обратно в компьютер. Это называется
обратной связью. Как только компьютер получит электрический сигнал
о том, что исполнительный орган станка переместился в требуемую позицию, он подает команду на выполнение следующего перемещения.
Такой процесс продолжается до тех пор, пока чтение управляющей программы не подойдет к концу. По своей конструкции и внешнему виду
станки с ЧПУ похожи на обычные универсальные станки. Единственное
6
внешнее различие этих двух типов станков заключается в наличии у
станка с ЧПУ устройства числового программного управления (УЧПУ),
которое часто называют стойкой ЧПУ.
Одни из главных преимуществ станков с ЧПУ – повышение и
стабильность качества обработки, обеспечение идентичности деталей
всей партии. На станках с ЧПУ точность размеров и формы обработанной детали обеспечивается жесткостью и точностью станка, дискретностью и стабильностью позиционирования, а также возможностью ввода коррекции на размеры инструмента.
Отверстия на этих станках обрабатывают без кондукторов и направляющих втулок. Автоматическая обработка на станках с ЧПУ
обеспечивает стабильность качества и размеров обработанных деталей всей партии в результате исключения субъективных факторов,
имеющих место при обработке на станках с ручным управлением.
Однако при обработке на станках с ЧПУ сохраняется влияние на точность деталей правильности наладки, а следовательно, наладчика. Погрешности деталей уменьшаются также вследствие сокращения числа
переустановок заготовки во время обработки.
Устройство ЧПУ, его структура, способ считывания и ввода
управляющей информации оказывают влияние на качество и производительность обработки, которые обеспечиваются высокими требованиями, предъявляемыми к управляющему устройству.
При использовании станков с ЧПУ вместо универсального оборудования сокращаются сроки технологической подготовки производства на 50 – 75 %; продолжительность цикла изготовления продукции
уменьшается на 50 – 60 %; затраты на проектирование и изготовление
технологической оснастки снижаются на 30 – 85 %; производительность технологических операций повышается за счет сокращения
вспомогательного и основного времени и др. Производительность труда при обработке на станках с ЧПУ возрастает в среднем на 15 – 20 %.
1.2. Основные понятия в области механической обработки
на станках с ЧПУ
Ниже приведены применяемые в науке, технике и производстве
основные понятия в области систем числового программного управления металлорежущими станками, установленные ГОСТ 20523-80.
7
Даны также некоторые термины из других областей знаний, используемые при рассмотрении программирования обработки деталей на
станках с ЧПУ [1,3], и установленные стандартом сокращения.
Управляющая программа (УП) – совокупность команд на языке
программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования станка для обработки конкретной заготовки.
Числовое программное управление (ЧПУ) станком – управление
обработкой заготовки на станке по УП, в которой данные заданы в
цифровой форме.
Позиционное ЧПУ (позиционное управление) – ЧПУ, при котором рабочие органы станка перемещаются в заданные точки, причем
траектории перемещения не задаются.
Контурное ЧПУ станком (контурное управление) – ЧПУ, при
котором рабочие органы станка перемещаются по заданной траектории и с заданной скоростью для получения необходимого контура обработки.
Адаптивное ЧПУ станком (адаптивное управление) – ЧПУ, при
котором обеспечивается автоматическое приспособление процесса
обработки заготовки к изменяющимся условиям обработки по определенным критериям.
Групповое ЧПУ станками (групповое управление) – ЧПУ группой станков от ЭВМ, имеющей общую память для хранения управляющих программ, распределяемых по запросам от станков.
Ручная подготовка УП – подготовка и контроль УП в основном
без применения ЭВМ.
Автоматизированная подготовка УП – подготовка и контроль
УП с применением ЭВМ.
Программоноситель – носитель данных, на котором записана УП.
В качестве носителя данных могут применяться перфолента, магнитная
лента, магнитный диск и запоминающие устройства различного типа.
Программное обеспечение системы ЧПУ (программное обеспечение) – совокупность программ и документации для реализации целей и задач системы ЧПУ.
Устройство числового программного управления (УЧПУ) – устройство, выдающее управляющие воздействия на исполнительные органы станка в соответствии с УП и информацией о состоянии управляемого объекта.
8
Аппаратное устройство ЧПУ – устройство ЧПУ, алгоритмы
работы которого реализуются схемным путем и не могут быть изменены после изготовления устройства.
Программное устройство ЧПУ – устройство ЧПУ, алгоритмы
работы которого реализуются с помощью программ, вводимых в его
память, и могут быть изменены после изготовления устройства.
Система числового программного управления (СЧПУ) – совокупность функционально взаимосвязанных и взаимодействующих
технических и программных средств, обеспечивающих ЧПУ станком.
Кадр управляющей программы (кадр) – составная часть УП, вводимая, отрабатываемая как единое целое, содержащая все данные, необходимые для возобновления процесса обработки заготовки после
перерыва. Главный кадр УП обозначают специальным символом.
Абсолютный размер – линейный или угловой размер, задаваемый в УП и указывающий положение точки относительно принятого
нуля отсчета.
Размер в приращении – линейный или угловой размер, задаваемый в УП и указывающий положение точки относительно координат
точки предыдущего положения рабочего органа станка.
Автоматическая работа системы устройства ЧПУ (автоматическая работа) – функционирование СЧПУ (УЧПУ), при котором
отработка УП происходит с автоматической сменой кадров УП.
Работа системы ЧПУ с пропуском кадров (пропуск кадра) – автоматическая работа СЧПУ (УЧПУ), при которой не отрабатываются
кадры УП, обозначенные соответствующим символом пропуска кадра.
Ускоренная отработка УП (ускоренная отработка) – автоматическая работа СЧПУ (УЧПУ), при которой предусмотренные в УП
скорости подач автоматически заменяются на ускоренную подачу.
Покадровая работа – функционирование СЧПУ (УЧПУ), при
котором отработка каждого кадра УП происходит только после воздействия оператора.
Работа системы (устройства) ЧПУ с ручным вводом данных
(ручной ввод данных) – функционирование СЧПУ (УЧПУ), при котором набор данных, ограниченный форматом кадра, производится
вручную оператором на пульте.
Вывод УП (вывод) – функционирование УЧПУ, при котором
происходит вывод хранимой в памяти УЧПУ управляющей програм9
мы на носитель данных. При выводе УП могут указываться дополнительные данные, используемые при отработке УП и хранящиеся в памяти УЧПУ, например константы и т. п.
Поиск кадра в УП (поиск кадра) – функционирование УЧПУ,
при котором на программоносителе или в запоминающем устройстве
УЧПУ обнаруживается заданный кадр УП по его номеру или специальному признаку.
Редактирование УП (редактирование) – функционирование
УЧПУ, при котором управляющую программу изменяет оператор непосредственно у станка.
Контурная скорость – результирующая скорость подачи рабочего органа станка, вектор которой равен геометрической сумме векторов скоростей перемещения этого органа вдоль осей координат
станка.
Нулевая точка станка (нуль станка) – точка, принятая за начало координат станка и используемая для определения положения рабочего органа станка.
Точка начала обработки – точка, определяющая начало обработки конкретной заготовки.
Нулевая точка детали (нуль детали) – точка на детали, относительно которой заданы ее размеры.
Плавающий нуль – свойство СЧПУ (УЧПУ) помещать начало
отсчета перемещения рабочего органа в любое положение относительно нулевой точки станка.
Дискретность задания перемещения – минимальное перемещение или угол поворота рабочего органа станка, которые могут быть
заданы в УП.
Дискретность отработки перемещения – минимальное перемещение или угол поворота рабочего органа станка, контролируемые
в процессе управления.
Коррекция инструмента – изменение с пульта управления запрограммированных координат (координаты) рабочeгo органа станка.
Коррекция скорости подачи – изменение с пульта оператора запрограммированного значения скорости подачи.
Коррекция скорости главного движения – изменение с пульта
оператора запрограммированного значения скорости главного движения станка.
10
Значение коррекции положения инструмента (коррекция на положение инструмента) – расстояние по оси координат станка, на которое следует дополнительно сместить инструмент.
Значение коррекции длины инструмента (коррекция на длину
инструмента) – расстояние вдоль оси вращающегося инструмента, на
которое следует дополнительно сместить инструмент.
Значение коррекции диаметра фрезы (коррекция на фрезу) –
расстояние по нормали к заданному контуру перемещения фрезы, на
которое следует дополнительно переместить центр фрезы.
Задающая информация (программа управления) – информация,
известная до начала технологического процесса и зафиксированная
тем или иным способом на материальном носителе, называемом программоносителем. В программе используются сведения о характере
движения рабочих органов, их синхронизации, режимах обработки,
различные технологические и другие команды.
Информация обратной связи (ИОС) – информация, источником
которой является сам технологический процесс. К этой информации
относятся данные о фактическом положении и скорости движения рабочего органа, о размере обрабатываемой поверхности, о температурных и силовых деформациях в технологической системе, уровне вибрации и т. д.
Исходная точка станка (исходная точка) – точка, определенная
относительно нулевой точки станка и используемая для начала работы по УП.
Датчики обратной связи (ДОС) – устройства, с помощью которых собирается информация обратной связи.
Информация возмущения – информация, источником которой
служит окружающая среда (температура, влажность, колебания припуска заготовки, твердость материала, уровень вибрации и др.).
Системы управления разомкнутые (без обратной связи, с разомкнутой цепью, циклические, жесткие, программные) – системы
управления, использующие только задающую информацию. В системах отсутствуют контроль за выполнением заданной программы и
обратная связь. В разомкнутых системах используется только один
поток информации. Задающая информация перерабатывается в форму, удобную для управления приводом, выполняющим тот или иной
элементарный цикл технологического процесса. Информация возму11
щения, имеющая место при выполнении технологического процесса,
как и информация обратной связи, в разомкнутых системах управления не используется.
Системы управления замкнутые (с замкнутой цепью, с обратной связью, рефлекторные, ациклические) – системы управления, работающие на основе совместного использования задающей информации и информации обратной связи, содержащей данные о фактической скорости перемещения рабочего органа, о его положении, об
окончании цикла или отдельных его элементов и другие сведения о
протекании технологического процесса.
Геометрическая информация – информация, описывающая
форму, размеры элементов детали и инструмента и их взаимное положение в пространстве.
Технологическая информация – информация, описывающая технологические характеристики детали и условия ее изготовления.
Интерполяция – получение (расчет) координат промежуточных
точек траектории движения центра инструмента в плоскости или пространстве.
Аппроксимация – процесс замены одной функциональной зависимости другой с определенной степенью точности.
Алгоритм – формальное предписание, однозначно определяющее содержание и последовательность операций, переводящих совокупность исходных данных в искомый результат – решение задачи.
Бит – одноразрядная единица двоичной информации.
Байт – единица количества двоичной информации, равная
восьми битам.
Бод – единица скорости передачи информации; 1 бод = 1 бит/с.
Машинное слово – объем информации, равный 1, 2 или 4 байтам
(8, 16 или 32 битам) в зависимости от разрядности блоков ЭВМ.
Килобайт – единица количества двоичной информации, равная
1024 байт.
Мегабайт – единица количества двоичной информации, равная
1 048 576 байт.
Микропроцессор – универсальный цифровой электронный блок,
реализованный с большой степенью интеграции, у которого выполняемая им функция определяется после изготовления путем программирования.
12
Код – ряд правил, посредством которых выполняется преобразование данных из одного вида в другой. Применение кода (кодирование) сводится к записи информации в виде комбинации символов.
Геометрический элемент – непрерывный участок расчетной
траектории или контура детали, задаваемый одним и тем же законом
в одной и той же системе координат.
Опорная точка – точка расчетной траектории, в которой происходит изменение либо закона, описывающего траекторию, либо условий протекания технологического процесса.
Опорная геометрическая точка – точка расчетной траектории, в
которой происходит изменение закона, описывающего траекторию.
Опорная технологическая точка – точка расчетной траектории,
в которой происходит изменение условий протекания технологического процесса.
Постпроцессор – согласующая программа САП, учитывающая
особенности данного станка и формирующая кадр.
Процессор – программа первичной переработки информации в
САП, формирующая данные по обработке детали безотносительно к
типу станка.
Расчетная траектория – теоретическая аппроксимированная
относительная траектория центра инструмента.
Рукопись программы – информация, записанная в виде, удобном
для составления языковой или управляющей программы.
Точность позиционирования – величина поля рассеивания отклонений положений центра инструмента от заданных при отработке
геометрического перехода без резания, рассчитанная для всего диапазона задаваемых размеров.
Управляемая координата – ось системы координат, относительное перемещение вдоль которой центра инструмента осуществляется
с помощью одного исполнительного органа системы управления.
Центр инструмента – неподвижная относительно державки
точка инструмента, по которой ведется расчет траектории.
Чувствительность – минимальное рассогласование, на которое
может реагировать система.
Шаг программирования – разность между двумя ближайшими
программируемыми числовыми величинами.
Эквидистанта – линия, равноотстоящая от линии контура детали (заготовки).
13
Интерполятор системы ЧПУ станком – вычислительный блок
системы ЧПУ, задающий последовательность управляющих воздействий для перемещения инструмента и детали во времени и пространстве. На станке с ЧПУ для того чтобы обработать деталь новой конфигурации, часто достаточно установить в УЧПУ новую УП, которая
содержит определенную задающую информацию (ЗИ). Устройством
ввода программы (УВП) программа считывается, т. е. преобразуется в
электрические сигналы, и направляется в устройство отработки программы (УОП), которое через устройство управления приводом
(УУП) воздействует на объект регулирования – привод подач (ПП)
станка. Заданное перемещение (например по осям X, У, Z) подвижных узлов станка контролируют датчики обратной связи. Информация обратной связи с датчика через устройство обратной связи (УОС)
поступает в УОП, где происходит сравнение фактического перемещения узла подачи с заданным по программе. По результатам сравнения
вносятся коррективы (±Д) в произведенные перемещения. Для исполнения дополнительных функций электрические сигналы поступают с
УВП в устройство технологических команд (УТК), которое воздействует на исполнительные элементы технологических команд (ИЭТК).
Происходит включение (выключение) различных двигателей, электромагнитных муфт, электромагнитов и др.
1.3. Специфика технологической подготовки
производства на станках с ЧПУ
Прежде чем производить продукцию на машиностроительном
предприятии, необходимо технически его подготовить. Техническая
подготовка производства включает в себя конструкторскую и технологическую подготовку и календарное планирование. Технологическая
подготовка производства (ТПП) – это совокупность мероприятий,
обеспечивающих технологическую готовность производства, которая
определяется наличием на предприятии полных комплектов конструкторской, технологической документации и средств технологического
оснащения, необходимых для выпуска заданного объема продукции с
установленными технико-экономическими показателями.
Виды и характер работ по технологической подготовке производства с использованием станков с ЧПУ, в том числе и специализированных, существенно отличаются от работ, выполняемых на обыч14
ном универсальном оборудовании. Значительно возрастают сложность задач и трудоемкость проектирования технологического процесса. Специальные знания (в том числе и математические), необходимые для составления программы, резко повышают требуемый уровень квалификации технологов, а применение технических средств
для расчета и составления программ обусловливает появление в системе подготовки производства новых специальностей (программистов, математиков, электронщиков) и требует решения ряда организационных вопросов.
Технологические работы, общие по названию с работами, выполняемыми для оборудования с ручным управлением, имеют иное
содержание при применении станков с ЧПУ и требуют иного подхода. К таким работам относят, например, проработку рабочих чертежей
на технологичность, выбор инструмента и оснастки, разработку требований к заготовке.
В общем случае составление программ для станков с ЧПУ начинается с разработки технологического процесса на деталь и выделения операций программируемой обработки. В выбранных операциях
после уточнения оборудования выявляют необходимые траектории
движения инструментов, скорости рабочих, холостых ходов и др. Направления и величины перемещений устанавливают исходя из конфигурации обрабатываемых поверхностей детали, скорости рабочих и
холостых ходов. Установленная последовательность обработки кодируется и записывается на программоноситель.
В итоге УП представляет собой сумму указаний рабочим органам станка на выполнение в определенной последовательности действий, из которых складывается весь процесс обработки детали. Получением УП завершается первый этап процесса изготовления детали на
станках с ЧПУ, начатый с предварительной подготовки данных, необходимых для программирования.
На втором этапе в соответствии с программой деталь обрабатывается на станке. Из всех работ в процессе программирования решающими являются сбор, упорядочение и обработка информации,
перед тем как она будет нанесена на программоноситель. Подготовленная информация должна быть представлена в форме чисел, т. е. в
форме, пригодной для записи программы данному станку. Однако не
всякие числа могут выражать информацию для управления станками
с ЧПУ.
15
Представляет интерес влияние устройств ЧПУ на точность обработки в результате таких факторов, как вид интерполяции, разрешающая способность СЧПУ (дискрета), величина наименьшего приращения вводимой информации, межкадровые паузы и качество системы автоматического регулирования.
При линейной интерполяции контура погрешность перемещения
инструмента относительно заготовки зависит от угла наклона линейного контура. Наибольшая погрешность будет при наименьшем угле
наклона контура 1 : 10. При круговой интерполяции контура, образованного из дуг окружностей, отклонение по радиусу может достигать
двух дискрет, а при интерполяции методом оценочной функции отклонение по радиусу составляет меньше одной дискреты. Отклонение
реального контура вследствие сглаживающего действия концевой
фрезы меньше одной дискреты. Таким образом, величина наименьшего перемещения или приращения вводимой информации является и
наименьшей величиной отклонения (погрешности) при отсутствии
составляющих погрешности от других факторов (податливость технологической системы, тепловые деформации, износ инструмента,
межкадровые паузы и т. д.). Величина дискреты в современных фрезерных и токарных станках с ЧПУ составляет 2 и 1 мкм.
1.4. Точность обработки на станках с ЧПУ
Межкадровые паузы, определяемые временем перерыва в поступлении управляющей информации со следующего кадра после отработки предыдущего, вызывают прекращение управляемого движения подачи, хотя главное рабочее движение продолжается, например
вращение фрезы (на фрезерном станке) или заготовки (на токарном
станке). При этом вследствие восстановления упругой технологической системы на обрабатываемой поверхности появятся погрешности.
В устройствах ЧПУ уменьшение влияния межкадровых пауз на
погрешность обработки достигается усложнением электронной схемы
и структуры, обеспечивающих отработку информации ранее считанного кадра, а также применением круговой интерполяции.
При обработке на станках с ЧПУ возникают погрешности, вносимые системой ЧПУ: вычисления, аппроксимации, интерполяции и
воспроизведения программы. При обработке на токарных станках с
16
ЧПУ погрешность, вносимая системой ЧПУ (погрешность подготовки
и воспроизведения управляющих программ), составляет 0,20 – 0,25
допуска на обработку детали.
Другие элементарные погрешности находятся в следующих пределах: позиционирования – 0,1 – 0,2 мм; погрешность, вносимая упругими деформациями технологической системы под влиянием нестабильности силы резания, – 0,05 – 0,10 мм; настройки и центровки –
0,40 – 0,45 мм; погрешность от тепловых деформаций технологической системы – 0,1 – 0,15 мм; погрешность, вносимая размерным износом режущего инструмента, – 0,1 – 0,2 мм.
Основные пути уменьшения погрешности, вносимой системой
ЧПУ: применение ЭВМ для выполнения вычислений и автоматизация
подготовки управляющих программ, совершенствование устройств
числового управления, поиски новых структурных решений. Точность обработки деталей на токарных станках с ЧПУ обеспечивается
по 9 – 7-му квалитетам, а на некоторых станках, например модель
АТПр-2М12, даже по 6-му квалитету точности. Точность обработки
на фрезерных станках концевой фрезой находится в пределах 8 – 10-го
квалитета при обработке деталей из стали и алюминиевых сплавов.
При обработке фрезерованием концевой фрезой значительную долю
погрешности составляет упругая деформация режущего инструмента.
Точность обработки на фрезерных станках повышают технологическими приемами, например проектированием траектории движения инструмента так, чтобы сила резания действовала на кинематические цепи и узлы станка с одной стороны.
На станках с ЧПУ типа многооперационных «Horizon» фирмы
Olivetti (Италия) и «Jidic Н5В» фирмы Mitsui Seiki (Япония), на многофункциональных токарных станках фирмы ЕМСО (Германия) достигается обработка по 6-му квалитету точности. Сравнительно высокий квалитет точности обеспечивается при обработке на отечественных станках, например на сверлильных станках модели 2Р135Ф2. Высокая точность обработки достигнута на токарных станках модели
NC 540 фирмы Hydro Machine Tools Ltd на заводе фирмы High Temperature Engineers Ltd (Англия), где растачивание бронзового червячного колеса редуктора производится с точностью 0,005 мм.
Такая точность гарантируется предварительной и окончательной
настройкой инструмента на размер. Предварительная настройка инст17
румента вне станка на приборе с индикатором часового типа обеспечивает точность растачивания первой детали в пределах 0,05 мм.
Окончательную настройку (корректировку) осуществляют переключателями на пульте устройства ЧПУ.
Системы автоматического регулирования по параметрам, определяющим точность обработки (например регулирование процесса
путем стабилизации силы резания, обеспечивающей неизменность
величины упругой деформации технологической системы), обеспечивают повышение точности обработки в 2 – 5 раз, при этом стойкость
инструмента увеличивается в среднем в 1,5 раза, а вероятность его
поломки уменьшается.
1.5. Технологическая документация для станков с ЧПУ
Технологические процессы и управляющие программы разрабатывают на основе разнообразной информации, носителем которой является технологическая документация.
Технологической документацией называется комплекс текстовых и графических документов, определяющих в отдельности или в
совокупности технологический процесс изготовления изделия и содержащих данные, необходимые для организации производства.
Государственными стандартами установлена Единая система
технологической документации (ЕСТД), в которой определены правила ее разработки, оформления и комплектации, применяемые всеми
машиностроительными и приборостроительными предприятиями.
Основное назначение стандартов ЕСТД – унификация обозначений и
последовательности размещения однородной информации в формах
документов, разрабатываемых для работ различных видов. Стандарты
предписывают не только форму бланков, но и характер записи, термины и определения, условные обозначения и др.
Технологическую документацию, используемую при разработке
технологических процессов (ТП) и подготовке УП, можно разделить
на справочную и сопроводительную. Сопроводительную документацию составляют при выполнении того или иного этапа работ, она может быть исходной для следующих этапов.
В состав справочной документации входят классификаторы деталей, описание типовых технологических процессов; каталоги и кар18
тотеки универсальных станков и станков с ЧПУ; каталоги режущего,
вспомогательного и измерительного инструмента, приспособлений и
обрабатываемых материалов; нормативы режимов резания; таблицы
допусков и посадок; инструкции по расчету, кодированию, записи,
контролю и редактированию УП; методические материалы по определению экономической эффективности обработки на станках с ЧПУ.
Ряд справочных данных, используемых при разработке ТП на
станках с ЧПУ в условиях реального предприятия, удобно представлять на специально разработанных картах, составляющих в совокупности специализированную тематическую картотеку.
Карта станка с ЧПУ предназначена для записи его краткой технической характеристики. Формы этих карт разработаны для отдельных технологических групп станков. В карту для конкретного станка с
ЧПУ записывают модель и инвентарный номер станка, тип устройства
ЧПУ, группу и назначение станка, наибольшие габаритные размеры
обрабатываемых заготовок; число программно управляемых координат, в том числе управляемых одновременно; исходные положения и
предельные перемещения рабочих органов станка; число позиций инструмента и размеры, определяющие положение его державок; мощность и КПД двигателя привода главного движения; частоты вращения шпинделя по диапазонам и соответствующие им допустимые
крутящие моменты; допустимые силы на привод подач; дискретность
задания перемещений; скорости рабочих подач и быстрых ходов;
продолжительность смены инструмента; экономическую точность
станка и стоимость работы одной станкоминуты. В карте станка с
ЧПУ приводят схематический чертеж, на котором указывают обозначения осей координат и положительные направления перемещений
рабочих органов.
Карта режущего инструмента предназначена для записи всех
необходимых для программирования данных об инструменте. Формы
карт разработаны для отдельных групп инструментов: резцов, фрез,
сверл и других инструментов для обработки отверстий. В карту записывают тип и назначение инструмента; характер обработки; шифр инструмента, содержащий коды режущей части и державки; координаты
вершины инструмента относительно базовой точки его державки; настроечные размеры, определяющие положение инструмента в приспособлении при его настройке вне станка; материал режущей части;
19
предельные глубины резания; признак формы передней грани; радиус
закругления при вершине; длину режущей части; главный и вспомогательный углы в плане; углы наклона режущей кромки; рекомендуемые глубину резания, скорость резания и подачу; допустимый износ;
число переточек или граней неперетачиваемых пластин; стоимость
нового инструмента. В карте режущего инструмента приводят эскиз,
поясняющий расположение вершины инструмента и ориентацию его
режущей части. На эскизе показывают также возможные направления
движения инструмента на рабочей подаче.
Карту технологической оснастки при обработке на станках токарной группы используют в основном для записи размеров патрона и
зажимных кулачков, необходимых для определения положения заготовки относительно шпиндельного узла станка. В карту крепежной оснастки записывают шифр патрона, определяющий его принадлежность
к конкретному станку; расстояния между опорными поверхностями
кулачков и базовой плоскостью шпинделя; предельные диаметральные
размеры рабочих поверхностей кулачков; твердость кулачков и наибольшее усилие зажима. В карте приводят эскиз патрона с кулачками,
установленными для зажима наружных и внутренних поверхностей заготовки, с обозначением записываемых в карте размеров.
Аналогично составляют карты для тисков, координатных плит,
универсальных сборных приспособлений и специальной зажимной
оснастки, используемой при обработке на сверлильных, фрезерных и
других станках с ЧПУ.
Карта обрабатываемого материала предназначена для записи
технологических параметров, используемых при выборе режимов резания. Основной характеристикой обрабатываемого материала служит зависимость между скоростью резания и стойкостью инструмента. Коэффициенты и показатели степени этой зависимости вносят в
соответствующие графы формы. Обрабатываемые материалы систематизируют по группам (углеродистые и легированные, конструкционные и инструментальные стали, коррозионно-стойкие и жаропрочные стали, чугуны, алюминиевые и бронзовые сплавы и т. п.), в пределах которых они различаются коэффициентами обрабатываемости
и поправочными коэффициентами, учитывающими материал режущего инструмента. В наибольшем объеме содержание карт обрабатываемых материалов используют при машинном программировании.
20
Сопроводительная технологическая документация при разработке ТП и УП для станков с ЧПУ достаточно разнообразна. Часть документации, в частности при разработке маршрутной технологии, в ряде
случаев не отличается от общепринятой при проектировании ТП для
универсальных станков. Сопроводительная документация при выполнении этапов работ, связанных с подготовкой УП, имеет существенную специфику. Она включает в себя информацию о программировании обработки детали на станке с ЧПУ, о наладке станка и инструмента, информацию, отражающую контроль УП и др.
В соответствии с комплектностью УП сопроводительная документация содержит операционную карту и операционный чертеж детали, карты наладки станка и инструмента, операционную расчетнотехнологическую карту с эскизом траектории инструментов и ее распечатку, график траектории инструментов, полученный на этапе контроля УП, и акт внедрения УП.
Операционная карта предназначена для описания операций
технологического процесса изготовления детали с разделением на переходы и указания оборудования, оснастки и режимов резания. Особенность операционной карты обработки на станке с ЧПУ: она содержит указания о взаимном расположении базовых поверхностей детали, крепежного приспособления и инструмента при описании установов и переходов (прил. 1).
Карта наладки станка содержит все сведения, используемые при
наладке станка для работы по УП. Формы карт наладки разработаны для
технологических групп или отдельных станков с ЧПУ. В процессе ручной подготовки УП карту заполняет технолог-программист, при автоматизированной подготовке УП на ЭВМ ее выдает оператор. Для каждого
установа в карту наладки станка записывают номер чертежа и наименование детали; модель станка с ЧПУ; номер УП; тип и материал заготовки; шифр крепежной оснастки и силу зажима заготовки. В карту наладки
заносят координаты исходных положений рабочих органов станка; диапазон частот вращения шпинделя; сведения об изменении рабочей подачи с пульта УЧПУ; указание о включении охлаждения; шифры инструментов с указанием номеров их позиций и блоков коррекции; данные об
отдельных размерах с допусками и указанием номеров кадров УП, а также коррекции для компенсации отклонений формы и расположения обработки в наладочном режиме. В карте наладки станка приводят эскиз,
поясняющий схему базирования и закрепления заготовки.
21
Карту наладки инструмента используют при настройке инструмента вне станка и установке его на станке в соответствии с выбранной
наладкой. В карту записывают координаты вершин всех инструментов
наладки и показания прибора для их настройки вне станка (прил. 2).
На обрабатываемых поверхностях указывают шероховатость,
размеры с отклонениями, режимы резания и приводят данные хронометража. Акт подписывают контролер ОТК, мастер участка станков с
ЧПУ, технолог ОГТ и начальник бюро программного управления. Если деталь ранее изготовлялась на станке с ручным управлением, то в
акте обосновывают экономическую эффективность ее перевода на
станок с ЧПУ, после чего акт служит основанием для изменения технологического процесса на предприятии.
Комплектность и формы технологической документации, используемой при подготовке УП, могут меняться в зависимости от
принятого на данном предприятии документооборота и метода программирования (ручного или с помощью ЭВМ).
Комплектность и формы технологической документации зависят
от характера и вида производства. Применение документации на бумажном носителе сокращается, и многие предприятия бумажные носители не используют. Вся необходимая информация на таких предприятиях находится в электронном виде и хранится в соответствующих базах данных в памяти ЭВМ. Разработанные на соответствующих компьютерных рабочих местах управляющие программы, включая тексты, рисунки, эскизы, карты наладки инструмента, по кабельной связи передаются непосредственно в УЧПУ необходимого станка, где по мере надобности вызываются и используются рабочимоператором. Возможный вариант оформления технологических документов для оборудования с ЧПУ приведен в прил. 1 – 4 [3].
Контрольные вопросы
1. Назовите основные преимущества станков с ЧПУ.
2. Объясните, почему станки с ЧПУ обеспечивают большую
производительность обработки по сравнению со станками с ручным
управлением.
3. Почему точность обработанных деталей выше при использовании станков с ЧПУ?
4. Что понимается под термином «многостаночное обслуживание»? Почему станки с ЧПУ характеризуются большим коэффици22
ентом многостаночного обслуживания по сравнению со станками с
ручным управлением?
5. Сформулируйте определения терминов: числовое программное управление, управляющая программа, позиционное ЧПУ (позиционное управление) и контурное ЧПУ станком (контурное управление).
6. Сформулируйте определения терминов: ручная подготовка
УП, автоматизированная подготовка УП, программоноситель, программное обеспечение системы ЧПУ (программное обеспечение) и
устройство числового программного управления.
7. Сформулируйте определения терминов: нулевая точка станка,
плавающий нуль, нулевая точка детали и точка начала обработки.
8. Охарактеризуйте термины: коррекция инструмента, коррекция скорости подачи, коррекция скорости главного движения.
9. Объясните понятия: значение коррекции положения инструмента, значение коррекции длины инструмента и значение коррекции
диаметра фрезы (коррекция на фрезу).
10. Объясните термины дискретности отработки перемещения и
дискретности задания перемещения.
11. Охарактеризуйте системы управления разомкнутые и системы
управления замкнутые.
12. Объясните смысл геометрической и технологической информации.
13. Что такое интерполяция, аппроксимация, алгоритм?
14. Что такое опорная точка, опорная геометрическая точка,
опорная технологическая точка?
15. Что такое точность позиционирования, управляемая координата и эквидистанта?
16. Охарактеризуйте технологическую подготовку производства.
Какие виды работ в нее входят?
17. Назовите погрешности обработки, характерные для станков с
ЧПУ.
18. Назовите примерные значения погрешности позиционирования, настройки инструмента на размер, погрешности от упругих деформаций и др.
19. Охарактеризуйте справочную и сопроводительную документацию, используемую при разработке технологических процессов и
подготовке УП для станков с ЧПУ.
23
2. ОСНОВЫ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ
2.1. Системы координат в токарных станках с ЧПУ
Процесс механической обработки заготовок на токарных
станках с числовым программным управлением осуществляется в
результате рабочих движений заготовки и инструмента, а точность получаемых при этом размеров определяется точностью
расположения вершины резца относительно оси вращающейся заготовки.
Чтобы обеспечить требуемую точность размеров детали инструмент и заготовка должны занимать строго определенное положение друг относительно друга при обработке той или иной поверхности. Выполнить эти условия в автоматическом режиме (без
участия человека) можно лишь в том случае, если исполнительные
органы станка перемещать в выбранной системе координат. Задавая координаты исполнительных органов в управляющей программе, можно обеспечить обработку заготовки по определенному контуру.
Следовательно, обязательное условие, обеспечивающее обработку заготовок с заданной точностью, – наличие систем координат в станке, которые можно выбрать различным образом, но для
сокращения трудозатрат при составлении управляющей программы, упрощения наладки станка и уменьшения объема необходимых вычислений выбор систем координат и направления осей, по
которым перемещаются исполнительные органы станка, стандартизованы.
В стандартной системе координат станка положительные направления осей X, Y, Z определяются по правилу правой руки.
Большой палец (рис. 2.1, а) указывает положительное направление
оси абсцисс (X), указательный – оси ординат (У), средний – оси
аппликат (Z). Положительные направления вращения вокруг осей
X, Y, Z определяются вторым правилом правой руки. Согласно
этому правилу большой палец располагают поочередно по направлению оси X, Y, Z, тогда остальные согнутые пальцы укажут по24
ложительное направление вращения относительно рассматриваемой оси (рис. 2.1, б).
а)
б)
Рис. 2.1. Выбор направления осей X, Y, Z станка с ЧПУ (а) и направления
вращения относительно этих осей (б) по правилу правой руки
Пользуясь этими правилами, можно без затруднений определить
не только положительные направления осей X, Y, Z, но и положительные направления вращения исполнительных органов для станка с ЧПУ.
Для токарных станков с ЧПУ достаточно выбрать две оси X и Z.
Ось Z совпадает с осью шпинделя станка, а ось X направлена перпендикулярно к оси Z и может располагаться в вертикальной либо горизонтальной плоскости в зависимости от компоновочной схемы токарного станка.
Воспользовавшись правилом правой руки, получим положительные направления осей координат X, Z (рис. 2.2). Направление поворота вокруг осей X, Y и Z задается в управляющей программе адресами А, В и С соответственно, а направление вращения вокруг оси Z
для токарного станка – адресом С.
+С
+z
+x
Рис. 2.2. Направления осей X и Z декартовой системы координат
для токарного станка с ЧПУ
25
При обработке заготовки на токарном станке с ЧПУ (рис. 2.3, а)
используют три координатные системы [3]. Первая система – система
координат станка xМz, которая имеет начало отсчета в точке М (нуль
станка) (рис. 2.3, б). Нуль станка обозначается буквой М от первой буквы английского слова «machine», которое в переводе на русский
язык означает «станок». В этой системе определяются положения отдельных узлов станка, причем численные значения координат тех или
иных точек выводятся на монитор станка.
Вторая координатная система хдWzд представляет собой систему
координат детали (программы обработки детали) (рис. 2.3, в). Нуль детали здесь обозначается буквой W от первой буквы английского слова
«workpeace», которое означает в переводе на русский язык «заготовка».
И третья система координат – система инструмента хиTzи
(рис. 2.3, г), в которой определено положение вершины Р резца относительно базовой точки F(K,Т) элемента станка, несущего инструмент. Нуль инструмента обозначается первой буквой Т от английского слова «tool», которое в переводе означает «инструмент».
а)
P
M
+z
K
F
+x
xMF
zМF
б)
в)
+z
B"
D
3
z WB' WR
Д
z WO45,7
Д
F
+x
+x
Д
г)
zИ TP
zИ KT
P
O
ZИ
T
z FP
И
F
xИ FK
zMC
zMF
X WO
Д
xMF
+z
Д
xИ TP
B'
xИ FP
C
M
l
K
xИ
zИ FK
Рис. 2.3. Системы координат при обработке на токарном станке [3]
26
При токарной обработке чаще всего за начало координатной
системы программы (за нуль детали) принимают точку, лежащую на
оси Z и одновременно расположенную в плоскости, совпадающей с
базовым торцом детали.
В принципе нуль программы можно выбрать на оси Z на произвольном расстоянии от нуля станка, однако расположение нуля детали на левом или правом ее торце, являющемся измерительной базой
детали, обеспечивает наиболее простое составление управляющей
программы.
Система координат детали – главная система при программировании обработки. В ней определены все размеры данной детали и даны координаты всех опорных точек ее контура.
Система координат детали переходит в систему координат программы, в которой даны координаты всех точек и определены все
элементы, в том числе и размещение вспомогательных траекторий,
необходимых для составления УП.
Системы координат детали (программы) обычно совмещены и
представляют собой единую систему, в которой производится программирование и выполняется обработка детали. Система назначается
технологом-программистом в соответствии с системой координат
станка.
В системе координат детали (программы) программируются
движения инструмента, указывается так называемая точка начала
движения инструмента – исходная точка (О). Из исходной точки инструмент начинает свое движение с целью обработки заготовки и
возвращается в нее после окончания процесса обработки. Центр Р инструмента называется полюсом, он совмещен с исходной точкой. Место расположения исходной точки в системе координат детали выбирает технолог-программист перед составлением программы. При этом
он исходит из удобства отсчета размеров, размещения инструмента и
заготовки, стремясь во избежание излишних холостых ходов приблизить инструмент к обрабатываемой заготовке.
Исходная точка выбирается так, чтобы инструмент, находясь в
этой точке после каждого цикла обработки, не мешал снятию готовой
детали со станка и установке новой заготовки [3]. Близкое расположение вершины резца к обработанной детали приводит к опасности
случайного удара по инструменту при ее снятии и установке новой
27
заготовки на станок. Контакт инструмента и заготовки приводит к поломке (скалыванию) режущего лезвия инструмента и необходимости
его замены. При многоинструментной обработке исходных точек может быть несколько – по числу используемых инструментов, поскольку каждому инструменту задается своя траектория движения.
Система координат инструмента предназначена для задания положения его режущей части относительно державки. Инструмент
описывается в рабочем положении в сборе с державкой. При описании всего разнообразия инструментов для станков с ЧПУ удобно использовать единую систему координат инструмента хиТzи, оси которой
параллельны соответствующим осям стандартной системы координат
станка и направлены в ту же сторону. Начало системы координат инструмента располагают в базовой точке Т инструментального блока,
выбираемой с учетом особенностей его установки на станке. При установке блока на станке точка Т часто совмещается с базовой точкой
элемента станка, несущего инструмент. Режущая часть инструмента
характеризуется положением его вершины и режущих кромок.
Положение вершины инструмента определяется радиусом закругления r и координатами хиТР и zиTP ее настроечной точки Р, положение которой относительно начала системы координат инструмента обеспечивается наладкой инструментального блока вне станка
на специальном приспособлении.
Положение режущей кромки резца задается главным φ и вспомогательным φ1 углами в плане, а положение сверла – углом 2φ при
вершине и диаметром D. Вершина вращающегося размерного инструмента лежит на оси вращения, а поэтому для ее задания достаточно
указать аппликату zиTP.
2.2. Связь систем координат [3]
Положение исходной точки О, как и любой другой точки траектории движения инструмента, переводится в систему координат станка из
системы координат программы (детали) через базовую точку С приспособления (О-W-C-М). Полюс инструмента Р, заданный координатами в
системе координат инструмента хиTzи (см. рис. 2.3, г), переводится в систему координат станка через базовую точку К суппорта (см. рис. 2.3, а),
которая задана относительно базовой точки F(P-K-F-M) [3].
28
Такая связь систем координат детали, станка и инструмента позволяет выдерживать заданную точность при переустановках заготовки и учитывать диапазон перемещений рабочих органов станка при
расчете траектории инструмента в процессе подготовки программы
управления.
Наладка станка для работы по УП упрощается, если нулевая точка станка находится в начале стандартной системы координат станка,
базовые точки рабочих органов приведены в фиксированные точки
станка, а траектория инструмента задана в УП перемещениями базовой
точки рабочего органа, несущего инструмент, в системе координат
станка. Это возможно, если базовая точка С приспособления определена в системах координат детали и станка. Если же траектория инструмента задана в УП перемещениями вершины инструмента в системе
координат детали, то для реализации такой УП используют так называемый «плавающий нуль». В этом случае начало координат станка М
условно смещают в начало координат программы W, и вся индикация
значений в перемещениях центра инструмента в прямом соответствии
с программой выводится на соответствующие элементы УЧПУ.
При программировании, как правило, за основную принимают
точку начала системы координат детали W, организуя относительно
нее всю УП. Естественно, при этом принимается во внимание характер расположения осей координат на выбранном станке. Тогда, определив в системе положение базовых точек приспособления для детали, удобно строить траекторию движения центра инструмента.
При токарной обработке чаще всего за начало координатной
системы программы принимают базовую точку детали на базовом
торце, при установке заготовки в приспособление она совпадает с базовой точкой С на плоскости приспособления (рис. 2.4). В точку С
очень просто с пульта УЧПУ сместить начало координат М станка,
поскольку расстояние zMC для заданного приспособления – величина
постоянная и неизменяемая при работе УП.
Исходная точка О (нуль детали или нуль программы) назначается координатами хдWO и zдWO (рис. 2.4, а) относительно начала системы координат программы в месте, которое зависит от вида используемого инструмента, конструкции суппорта или револьверной головки и координат вершины инструмента в системе координат инструмента.
29
Все три рассмотренные координатные системы на любом станке
взаимосвязаны. В большинстве случаев в каждой данной программе
расположение координатной системы программы неизменно относительно начала координатной системы станка.
На токарном станке (см. рис. 2.4, а) нуль станка М размещается
на торце шпинделя и определяет положение координатных осей станка Z и X.
Относительно точки М при работе станка в абсолютной системе
координат ведется отсчет перемещений базовой точки суппорта F.
При этом текущие значения координат xMF и zMF выводятся на табло
цифровой индикации. При обработке данной детали всегда должна
быть известна величина zMC – расстояние относительно точки М базовой точки С плоскости приспособления (токарного патрона), с которой при установке заготовки совмещается ее базовая точка В'.
а)
zMW
б)
W
М
ZД
С(В')
zД MO"(zД WC)
zMC
C
M
W
(B")
+z
zMW
О
zMO
+X
+XД
+xД
xMF
WR
zД WB'
zMO
xMP
xД WO; xMO
xMO
+zД
zД WO
P
zИ
Т
zMP
F
(zMO)
+x
К
xFP
O
XИ
zMF
Рис. 2.4. Связь систем координат при обработке на токарном станке [3]
30
Для координатной системы программы хдWzд (cм. рис. 2.3, в
и 2.4, а) характерно наличие исходной точки О с координатами zдWO
и xдWO относительно осей координатной системы. В координатной
системе программы задаются также все опорные точки программируемой траектории перемещения центра инструмента (инструментов),
обеспечивающей обработку данной детали. У заготовки имеется припуск zдWB' (положение точки В'), который должен быть удален при ее
обработке во время второй установки, что требует смещения начала
координатной системы (точки W) относительно базовой плоскости заготовки на величину zдWB'.
В токарном станке начало системы координат инструмента
(xиTzи) находится в базовой точке Т инструментального блока
(см. рис. 2.3, г). Положения базовых точек инструментальных блоков,
устанавливаемых на одном резцедержателе, определяют относительно его центра К приращениями координат zиКT и хиKT. На одном суппорте может быть несколько резцедержателей в зависимости от характера работ (в патроне или в центрах), поэтому резцедержатель может занимать на суппорте токарного станка различные положения. В
связи с этим центр резцедержателя должен быть определен приращениями координат zиFK и xиFK относительно базовой точки суппорта
F. В частном случае, когда на суппорте находится один непереставляемый резцедержатель, базовая точка суппорта может быть совмещена с центром поворота резцедержателя или с базовой точкой инструментального блока.
При закреплении заготовки на станке (см. рис. 2.4, а) технологическая база для обработки заготовки в данной установке совмещается с соответствующей опорной поверхностью приспособления (совмещаются точки С и В'). Это позволяет увязать между собой системы координат программы и станка. Так как оси вращения шпинделя
токарного станка и обрабатываемой заготовки совпадают, то для
увязки этих систем координат достаточно определить аппликату точки W начала системы координат программы в системе координат
станка.
Для случая, когда оси аппликат систем координат программы и
станка направлены в одну сторону, zMW = zMC – zдWB', где zMC и
zдWB' – аппликаты базовых точек в системах координат станка и программы с соответствующими знаками. В данном случае (см. рис. 2.4, a)
31
zMW=zMC – (–zдWB') = zMC + zдWB'. Если же оси аппликат этих систем направлены в противоположные стороны (рис. 2.4, б), то
zMW=zMC + zдWB", где zдWB" – аппликата положения базовой точки
В" детали при обработке ее при второй установке. Естественно, в
данном случае принято, что положение базовой точки С приспособления относительно точки М остается постоянным, т. е. равным zMC,
как и при обработке заготовки при первой установке.
Положение точки О, заданное координатами zдWO и xдWO в
системе координат программы, определится координатами хМО и
zMO в системе координат станка: хMO=x0, zMO=zMW±z0, где знак «+»
ставится при одинаковых, а знак «–» – при противоположных направлениях осей аппликат обеих систем координат. Координаты x0 и z0 определяют положение точки О в системе координат детали (программы).
Таким образом, с учетом размещения координатной системы
программы и координатной системы инструмента относительно базовых точек станка М и F можно определить текущие значения координат (zMP и хМР) полюса инструмента Р в координатной системе
станка хMz. При этом следует иметь в виду, что вылет инструмента
хиТР и zиTP определен его наладкой, а положение точки Т (величины
xиКT и zиКT) относительно центра резцедержателя К задано технической характеристикой станка. Заданными должны быть и величины
zиFK и хиFK, определяющие положение точки К относительно базовой
точки F. Тогда
хМР=хМF+ хиFK+ xиКT+ хиТР; zМР=zМF+ zиFK+ zиКT+ zиТР.
При определении координат хМР и zMP необходимо учитывать
направления составляющих величин. Если базовая точка суппорта F
совмещена с базовой точкой инструментального блока Т, то текущие
значения координат центра инструмента определяют лишь с учетом
вылета инструмента, т. е. с учетом его координат в системе координат
инструмента:
хМР = хМF(Т)+ хиТР; zMP = zМF(Т)+ zиТР.
Естественно, что перед началом работы по программе (см. рис. 2.4, а)
полюс инструмента Р должен быть совмещен с исходной точкой О и
его положение в координатной системе станка должно определяться
координатами zMP0 и xMP0: zMP0 = zMW + zдWO = zMO; xMP0 =
= xдWO = xMO.
32
Здесь zMO и xMO – координаты исходной точки (нуля программы) в системе координат станка.
При программировании следует принимать во внимание диапазон перемещений рабочих органов станка (рабочую зону), который
задается предельными координатами базовых точек этих органов в
стандартной системе координат станка. На рис. 2.5 заштрихована рабочая зона перемещения суппорта токарного станка, базовая точка F
которого может находиться в любой точке плоскости, ограниченной
абсциссами xMFmаx и xMFmin и аппликатами zMFmax и zMFmin.
+xИ
4
+x
+xД
2 +В
F
1
О
P
+z
+zИ
-В
+x
F
6
-x
F
-z
C
M
5
xMFmax
3
+z
+zД
xMFmin
W
zMFmin
F
zMFmax
Рис. 2.5. Связь систем координат программы, станка и инструмента
при токарной обработке несколькими инструментами [3]
Назначение нулевой точки программы – важный шаг при создании управляющей программы. Нулевая точка программы устанавливается для реализации требуемой последовательности и повторяемости обработки.
Создание любой УП можно условно разбить на два этапа. На
первом этапе технолог-программист анализирует информацию, по33
лученную из конструкторской (чертежи, эскизы) и технологической
документации (маршрутные и операционные карты), и, учитывая
конструкционные и технические возможности станка с ЧПУ, окончательно определяет технологические операции и маршрут обработки, назначает режущий и вспомогательный инструмент, выявляет комплекты конструкторских и технологических баз. И только на
втором этапе производится окончательный расчет траектории инструмента по опорным точкам и создается УП. Исходя из этого, при
назначении нулевой точки программы используют несколько правил.
Первое, но не основное правило – удобство программирования.
Например, если расположить деталь в первом квадранте прямоугольной системы координат, то это немного упростит процесс расчета
траектории из-за того, что все опорные точки этой детали будут описываться положительными координатами.
Второе правило, более важное – нулевая точка программы
должна совпадать с конструкторской базой. Это значит, что если на
чертеже размеры стоят от левого верхнего угла детали, то лучше, чтобы именно в этом углу и находился нуль детали. А если размеры указываются от центрального отверстия, то нулем детали следует назначить центр этого отверстия.
Сказанное справедливо для каждого из инструментов, используемых в работе по программе при обработке детали на токарном
станке. Перед началом работы полюс каждого инструмента (точка Р)
должен быть выведен в исходную точку О, от которой программируется траектория инструментов для обработки тех или иных поверхностей. Подобная последовательность может быть определена и для работы инструментов на других станках.
2.3. Структура и запись управляющей программы
Напомним, что управляющая программа – это совокупность
команд на языке программирования, соответствующая заданному
алгоритму функционирования станка для обработки конкретной заготовки. УП состоит из кадров, которые в зарубежных системах
ЧПУ называются блоками. Кадр (блок) включает в себя несколько
слов. Каждое слово (рис. 2.6) представляет собой команду и состоит
34
Число
Адрес
Число
Адрес
Число
Адрес
из адреса в виде заглавной буквы латинского алфавита и арифметического числа или последовательности чисел. Число может иметь
знак плюс или минус, знак плюс опускается. Адресами являются,
например, оси X, Y, Z, скорость шпинделя S, скорость подачи F, радиус круга CR и т.д.
Адреса бывают модальными и немодальными. Модальные адреса
действуют в интервале нескольких блоков, пока не будет введено новое значение под тем же адресом или другой адрес из той же группы
адресов. Немодальные адреса
действуют только в одном
Слово
Слово
Слово
блоке, в котором они запрограммированы. Как только
системой ЧПУ блок отработан,
действие немодального адреса
прекращается.
G01
X-50
S2000
Каждый блок начинается
номером N и заканчивается
буквами LF или ПС. В совреБлок (кадр)
менных станках с ЧПУ буквы
Рис. 2.6. Слова и кадр управляющей
LF и ПС не пишут, они воспрограммы
производятся автоматически,
если программист меняет строку в управляющей программе.
Чтобы структура блока была по возможности четче, слова в блоке
располагают в последовательности: N10 G...X... Y...Z...F...S...T...D...M...,
где N10 – кадр с номером 10; G – подготовительная функция; X, Y, Z –
оси координат; F, S – скорость подачи и частота вращения соответственно; T – адрес инструмента; D – адрес коррекции инструмента; М –
вспомогательная функция.
Точки после каждого адреса отражают место для написания чисел,
от значений которых зависит, например, величина перемещения инструмента. Полярные координаты используют, когда часть размеров детали измеряется радиусом и углом. Точка Р0, от которой начинаются измерения, называется полюсом (рис. 2.7). Координаты полюса в декартовой системе X-Y: X = 15, Y = 30. Положение полюса Р1 определяется
полярными координатами: радиусом 100 мм, углом 30°. Положение полюса Р2 – радиусом 60 мм и углом 75°.
35
В процессе обработки инструмент перемещается по определенной
траектории, обрабатывая один участок контура за другим. Точки обрабатываемого контура детали
или эквидистанты движения
режущего инструмента имеют
координаты, которые зависят
от размеров детали. Эти размеры могут быть проставлены от
начала системы координат детали (нуля программы) либо в
приращениях к координатам
предшествующей точки контура. В первом случае размеры
называют абсолютными, а во
Рис. 2.7. Представление точек контура втором – инкрементальными
в полярной системе координат
(рис. 2.8, а, б).
Y
Y
P2
20
P2
50
15
20
P3
X
20
35
20
60
P1
P1
P3
X
20
30
20
70
а)
б)
Рис. 2.8. Пример абсолютных (а) и инкрементальных размеров (б)
Абсолютные размеры программируются словом G90, а инкрементальные – словом G91. Команды G90 и G91 применяются для всех
запрограммированных осей в соответствующих блоках. Обе команды
модальны.
Каждый кадр УП содержит геометрические и технологические
данные, необходимые для обработки одного элементарного участка
36
детали, чаще всего между двумя соседними опорными точками.
Опорные точки обрабатываемого контура (эквидистанты движения
инструмента) выбирают в местах, где инструмент изменяет скорость
подачи, черновую обработку на чистовую, направление своего движения и др. Их положение определяет и рассчитывает координаты
технолог-программист (при ручном программировании).
В дальнейшем он записывает в УП кадры, которые содержат информацию о работе исполнительных органов станка: величины перемещения по координатам осей X, Y, Z, скорость подачи, частоту вращения шпинделя, сведения о работе механизмов смены инструмента и др.
Запись кадров (блоков), содержащих определенные команды
исполнительным органам станка, может осуществляться с постоянной
или переменной длиной кадра. В первом случае используется максимальная длина кадра, что удлиняет управляющую программу.
В настоящее время в системах ЧПУ часто применяют запись с
переменной длиной кадра как более удобную и краткую. Эта запись
возможна при использовании алфавитно-цифровых кодов, в частности кода ISO-7bit – основного для всех отечественных станков с ЧПУ.
В этом коде (или его разновидности) работает и большинство зарубежных станков.
Управляющая программа записывается в последовательности ее
блоков (кадров), при этом указывается только та геометрическая, технологическая и вспомогательная информация, которая изменяется по
отношению к предыдущему блоку. Для модальных команд применяется правило, согласно которому записанная в данном кадре команда
не повторяется в последующих кадрах программы и отменяется лишь
другой командой из этой же группы адресов (кодов) или специальной
командой, отменяющей все команды данной группы кодов. Немодальные команды, как было отмечено ранее, действуют в пределах
лишь одного блока, в котором эта команда записана, поэтому действие немодальной команды прекращается сразу же после окончания
отработки системой ЧПУ текущего блока программы.
Каждая УП должна начинаться символом % – начало программы, после которого должен стоять символ LF или ПС – конец кадра
(для ряда действующих устройств ЧПУ конец кадра в программах
обозначается символом LF). Кадр с символом % не нумеруется. Нумерация кадров программы начинается со следующего за % кадра.
37
Любая группа символов, не подлежащая отработке на станке,
должна быть заключена в круглые скобки. Внутри скобок не должны
применяться символы ПС, LF, % и символ : (двоеточие), который
обозначает главный кадр программы.
Например, группа символов, заключенная в скобки, может быть
выведена на монитор и служить в качестве информации оператору,
обслуживающему станок.
Если необходимо пронумеровать УП, то этот номер указывают
непосредственно за символом «начало программы» перед символом
«конец кадра», например % 167 ПС или % 167 LF, т. е. программа с
условным номером 167.
Местоположение информации, заключенной в скобки в кадре
управляющей программы, а также возможность записи этой информации в памяти УЧПУ должны быть указаны в технических
условиях на устройство ЧПУ конкретного типа. Перед символом
«начало программы» может быть записана любая информация, например указания по наладке станка, различные идентификаторы
программы и т. п.
Управляющая программа должна заканчиваться символом «конец программы» или «конец информации». Информация, помещенная
после этого символа, не воспринимается УЧПУ.
К написанию кадра УП предъявляют следующие требования.
1. Каждый кадр должен содержать слово «номер кадра». Лишь
некоторые устройства ЧПУ позволяют это слово не использовать. Далее в кадре приводятся определенные команды (слова). Завершается
кадр символом ПС или LF («конец кадра»). Использование этого символа, как правило, обязательно. При необходимости в кадре указывают символы табуляции. Их проставляют перед любым словом в кадре, кроме слова «номер кадра».
2. Слова в кадре рекомендуется записывать в определенной последовательности: слово (или слова), содержащее код или несколько
кодов, относящихся к подготовительной функции; слова «размерные
перемещения», которые рекомендуется записывать в последовательности символов: X, Y, Z, U, V, W, Р, Q, R, А, В, С; слова «параметр интерполяции» или «шаг резьбы»: I, J, К; слово (или слова) «функция
подачи», которое относится только к определенной оси и должно сле38
довать непосредственно за словом «размерное перемещение» по этой
оси (слово «функция подачи», относящееся к двум и более осям,
должно следовать за последним словом «размерное перемещение», к
которому оно относится); слово «функция главного движения»; слово
(или слова) «вспомогательная функция».
3. Порядок записи слов с адресами U, V, W, Р, Q, R, слов с адресами D, R, Н должен быть указан в формате конкретного УЧПУ. Значения этих слов и кратность использования их в кадре должны быть
указаны в технических условиях на УЧПУ конкретного типа.
4. В пределах одного кадра не должны повторяться слова «размерные перемещения» и «параметр интерполяции» или «шаг резьбы»
с одной кодовой буквой.
5. В пределах одного кадра не должны использоваться слова
«подготовительная функция», входящие в одну группу кодов.
6. После символа «двоеточие» (главный кадр) в кадре должна
быть записана вся информация, необходимая для начала или возобновления обработки. В этом случае символ, соответствующий главному кадру, должен записываться вместо символа N в качестве адреса в слове «номер кадра». Символ «главный кадр» может быть
использован для останова отработки программы в нужном месте.
7. При реализации режима «пропуск кадра» (например для
осуществления наладочных переходов при наладке станка и исключения этих переходов после окончания наладки) перед словом «номер
кадра» и символом «главный кадр» должен записываться символ LF –
«пропуск кадра».
Каждое слово в кадре УП должно содержать: символ адреса (латинская прописная буква); математический знак «плюс» или «минус»
(при необходимости); последовательность цифр.
Слова в УП могут быть записаны одним из двух способов:
1) без использования десятичного знака (подразумеваемое положение десятичной запятой);
2) с использованием десятичного знака (явное положение десятичной запятой).
При записи слов с использованием десятичного знака те из них,
в которых десятичный знак отсутствует, должны отрабатываться
УЧПУ как целые числа. Незначащие нули, стоящие до и (или) после
39
знака, могут быть опущены, например запись Х.08 означает размер
0,08 мм по оси X; Х950 – размер 950,0 мм по оси X. Размер, представленный одними нулями, должен быть выражен, по крайней мере,
одним нулем. Подразумеваемое положение десятичной запятой
должно быть определено в характеристиках формата конкретного
УЧПУ.
При записи слов с подразумеваемой десятичной запятой в некоторых УЧПУ в целях сокращения количества информации допускается опускать нули, стоящие перед первой значащей цифрой (ведущие
нули). Если форматом УЧПУ допускается опускать последние нули,
то ведущие нули в этом случае опускать нельзя. Например, размер по
оси X, равный 258,300 мм, может быть записан (в зависимости от
конкретного УЧПУ) по-разному:
Х00258300 – полная запись без использования десятичного знака;
Х258300 – опущены ведущие нули; здесь определение размеров
ведется от младших разрядов;
Х002583 – опущены последние нули; здесь определение размеров ведется от ведущих разрядов;
Х258.3 – запись с явной запятой.
Размерные перемещения в кадрах УП указываются или в абсолютных значениях, или в приращениях. Это и определяет использование в кадрах УП подготовительных функций G90 (абсолютный
размер) или G91 (инкрементальный размер).
В УП для современных УЧПУ все линейные перемещения
обычно указывают в миллиметрах и их десятичных долях. Для УЧПУ
ранних моделей линейные перемещения указывались в импульсах.
Если линейные перемещения выражены в дюймах, то в УП должна
быть записана соответствующая подготовительная функция, указывающая единицу величины. Выражение линейных перемещений в
дюймах возможно обычно лишь для станков, снабженных УЧПУ моделей зарубежных фирм.
Угловые размеры в УП для современных УЧПУ выражают в радианах или градусах. Для некоторых элементов станков, например
для поворотных столов, угловые размеры выражают в десятичных
долях оборота.
Если УЧПУ допускает задание размеров в абсолютных значениях (положительных или отрицательных в зависимости от начала сис40
темы координат), то математический знак (плюс или минус) является
составной частью слова «размерное перемещение» и должен предшествовать первой цифре каждого размера.
Математический знак должен также предшествовать первой
цифре каждого размера, указывая направление перемещения, если
УЧПУ допускает задание размеров в приращениях. При задании размеров как в абсолютных значениях, так и в приращениях математический знак плюс в слове «размерные перемещения» в некоторых УЧПУ можно опускать. Это определяется форматом кадра.
Безразмерные слова в кадре УП записывают по-разному. Слово
«номер кадра» должно состоять из цифр, количество которых должно
быть указано в формате конкретного УЧПУ.
Слово (или слова) «подготовительная функция» должно быть
выражено кодовым числом.
Функция подачи определяет скорость подачи (далее – подача).
Подачу кодируют числом, количество разрядов которого указано в
формате конкретного УЧПУ. Тип подачи, если это допускает УЧПУ,
выбирают одной из подготовительных функций: G93 – «подача в
функции, обратной времени»; G94 – «подача в минуту»; G95 – «подача на оборот». В современных УЧПУ основной метод кодирования
подачи – метод прямого обозначения, при котором применяют единицы измерения:
– миллиметры в минуту – подача не зависит от скорости главного движения;
– миллиметры на оборот – подача зависит от скорости главного
движения;
– радианы в секунду (градусы в минуту) – подача относится
только к круговому перемещению.
Для указания быстрого перемещения в большинстве УЧПУ используется подготовительная функция G00. Если в УЧПУ подача задается кодовым числом, то большей подаче обычно должно соответствовать большее кодовое число.
В случае, если речь идет о скорости векторного перемещения,
не зависящей от скорости главного движения, подача может быть
выражена величиной, обратно пропорциональной времени в минутах, необходимому для обработки соответствующего кадра. Тогда
подачу принимают равной отношению векторной скорости (выра41
женной в миллиметрах в минуту) к вектору перемещения по траектории обработки (выраженному в миллиметрах). Однако в современных УЧПУ этот способ представления подачи используют сравнительно редко.
Функция главного движения определяет скорость главного движения. Она также кодируется числом, количество разрядов которого
должно быть указано в формате конкретного УЧПУ. Вид функции
главного движения (там, где это необходимо и возможно) определяется одной из следующих подготовительных функций: G96 – «постоянная скорость резания»; G97 – «обороты в минуту». В современных
УЧПУ основной метод кодирования скорости главного движения – метод прямого обозначения, при котором число обозначает частоту
вращения шпинделя в радианах в секунду или оборотах в минуту. В
некоторых УЧПУ возможно указание скорости резания в метрах в
минуту. Обычно это согласуется с функцией G96. Скорость главного
движения в некоторых УЧПУ задается кодовым числом, причем
обычно большей скорости главного движения соответствует большее
кодовое число.
Функция инструмента (Т) используется для выбора инструмента. В ряде УЧПУ слово «функция инструмента» используют и для
коррекции (или компенсации) инструмента. В этом случае оно состоит из двух групп цифр: первая группа используется для выбора
инструмента, вторая – для его коррекции. Если для записи коррекции (компенсации) инструмента используется другой адрес, рекомендуется применять символ D или Н. Количество цифр, следующих
за адресами Т, D и Н, должно быть указано в формате конкретного
УЧПУ.
Слово (или слова) «вспомогательная функция» (М) во всех
УЧПУ выражено кодовым числом. Значение и характер записи зависят от модели УЧПУ.
Схема построения кадров обычно определена. Она зависит от
конструктивных особенностей станка, модели УЧПУ, методики программирования и т. д., поэтому каждый конкретный тип УЧПУ характеризуется так называемым форматом, т. е. принятым (рекомендуемым) порядком расположения слов в кадре и структурой каждого
слова в отдельности. В общем случае формат УП должен записываться
42
с соблюдением определенных правил. УП характеризуется последовательностью записи символов, заданным их видом и количеством,
принятой для конкретного УЧПУ схемой представления цифровых
величин и т.д.
2.4. Подготовительные функции
Функции с адресом G, называемые подготовительными, определяют режим и условия работы станка и УЧПУ. Они кодируются от
G00 до G99. За каждой из функций закреплено стандартом определенное значение (табл. 2.1). В конкретных УЧПУ значение тех или
иных функций может отличаться от рекомендуемых стандартом, это
оговаривается конкретной методикой программирования. В общем
случае подготовительные функции делят на шесть групп:
G00 ... G09 – команды общего порядка: позиционирование, линейная или круговая интерполяция, ускорение, замедление, пауза
(выдержка);
G10 ... G39 – особенности обработки, выбор осей, плоскостей,
видов интерполяции;
G40 ... G59 – коррекция размеров инструмента без отсчета, смещение осей;
G60 … G79 – вид и характер работы: точно, быстро;
G80 ... G89 – постоянные (фиксированные) автоматические циклы;
G90 ... G99 – особенности задания размеров и режимов обработки.
В каждой из рассмотренных групп имеются резервные команды.
Уточненные значения команд с адресом G приводят в конкретных руководствах по программированию для соответствующих моделей
УЧПУ.
При использовании подготовительных функций в различных
УЧПУ встречаются разночтения, однако существует общий подход
к их применению согласно кодовым значениям. Функция G00 программируется, если необходимо обеспечить линейное перемещение по одной из координат на ускоренной подаче; величина перемещения со знаком указывается в кадре в соответствии с правилом
записи.
43
Таблица 2.1
Значение G-слова по ГОСТ 20999-83
Код
Наименование
Значение подготовительной функции
функции
G00
Быстрое пози- Перемещение в запрограммированную точционирование ку с максимальной скоростью (например с
наибольшей скоростью подачи). Предварительно запрограммированная скорость перемещения игнорируется, но не отменяется.
Перемещения по осям координат могут
быть независимыми друг от друга
G01
Линейная ин- Вид управления, при котором обеспечиватерполяция
ется постоянное отношение между скоростями по осям координат, пропорциональное отношению между расстояниями, на которые должен переместиться исполнительный орган станка по двум или
более осям координат одновременно. В
прямоугольной системе координат перемещение происходит по прямой линии
G02;
Круговая ин- Вид контурного управления для получения
G03
терполяция
дуги окружности, при котором векторные
скорости по осям координат, используемые
для образования дуги, изменяются устройством управления
G02
Круговая ин- Круговая интерполяция, при которой двитерполяция.
жение исполнительного органа направлено
Движение по по часовой стрелке, если смотреть со сточасовой стрел- роны положительного направления оси,
ке
перпендикулярной к обрабатываемой поверхности
G03
Круговая ин- Круговая интерполяция, при которой двитерполяция.
жение исполнительного органа направлено
Движение
против часовой стрелки, если смотреть со
против часо- стороны положительного направления оси,
вой стрелки
перпендикулярной к обрабатываемой поверхности
44
Продолжение табл. 2.1
Код
Наименование
Значение подготовительной функции
функции
G04
Пауза
Указание о временной задержке, конкретное значение которой задается в УП или
другим способом. Применяется для выполнения тех или иных операций, протекающих известное время и не требующих ответа о выполнении
G06
ПараболичеВид контурного управления для получения
ская интерпо- дуги параболы, при котором векторные
ляция
скорости по осям координат, используемые
для образований этой дуги, изменяются
устройством управления
G08
Разгон
Автоматическое увеличение скорости перемещения в начале движения до запрограммированного значения
G09
Торможение
Автоматическое уменьшение скорости перемещения относительно запрограммированной при приближении к запрограммированной точке
От G17 Выбор плос- Задание плоскости таких функций, как кругодо G19 кости
вая интерполяция, коррекция на фрезу и др.
G41
Коррекция на Коррекция на фрезу при контурном управфрезу левая
лении. Используется, когда фреза находится слева от обрабатываемой поверхности,
если смотреть от фрезы в направлении ее
движения относительно заготовки
G42
Коррекция на Коррекция на фрезу при контурном управфрезу правая лении. Используется, когда фреза находится справа от обрабатываемой поверхности,
если смотреть от фрезы в направлении ее
движения относительно заготовки
G43
Коррекция на Указание, что значение коррекции на полоположение ин- жение инструмента необходимо сложить с
струмента по- координатой, заданной в соответствующем
ложительная
кадре или кадрах
45
Окончание табл. 2.1
Код
Наименование
Значение подготовительной функции
функции
G44
Коррекция на Указание, что значение коррекции на полоположение ин- жение инструмента необходимо вычесть из
струмента от- координаты, заданной в соответствующем
рицательная
кадре или кадрах
G53
Отмена задан- Отмена любой из функций G54...G59. Дейного смеще- ствует только в том кадре, в котором она
ния
записана
Oт G54 Заданное сме- Смещение нулевой точки детали относидо G59 щение
тельно исходной точки станка
G80
Отмена посто- Функция, которая отменяет любой постоянного цикла янный цикл
От G81 Постоянные
Программирование постоянных циклов
до G89 циклы
G90
Абсолютный Отсчет перемещения производится относиразмер
тельно выбранной нулевой точки
G91
Размер в при- Отсчет перемещения производится относиращениях
тельно предыдущей запрограммированной
точки
G92
Установка аб- Изменение состояния абсолютных накописолютных на- телей положения. При этом движения ископителей по- полнительных органов не происходит
ложения
G93
Скорость по- Указание, что число, следующее за адресом
дачи в функ- F, равно обратному значению времени в
ции, обратной минутах, необходимому для обработки
времени
G96
Постоянная
Указание, что число, следующее за адресом
скорость реза- S, равно скорости резания в метрах в минуния
ту. При этом скорость шпинделя регулируется автоматически в целях поддержания
запрограммированной скорости резания
G97
Обороты в ми- Указание, что число, следующее за адресом
нуту
S, равно скорости шпинделя в оборотах в
минуту
46
Функция G01 означает, что режим обеспечивает линейную
функциональную зависимость между перемещениями по двум осям,
обозначенными с соответствующими знаками и числовыми значениями. При этом указывается величина подачи (например F35,
рис. 2.9, а, б). В УЧПУ функцией G01 программируется также линейное перемещение на рабочей подаче по одной из координат
(рис. 2.9, в, г, д). Напомним, что режим, определенный функцией G,
сохраняется до его отмены аналогичной функцией (см. рис. 2.9, г, д).
Функции G02, G03 обеспечивают режимы круговой интерполяции по часовой стрелке и против нее. Функции указываются в программах для УЧПУ, обеспечивающих круговую интерполяцию. Данные по круговой интерполяции зависят от задаваемой подготовительными функциями G17 – G19 (рис. 2.10, а) плоскости интерполяции.
Подготовительная функция G17 определяет круговую интерполяцию
в плоскости XY с обозначением параметров интерполяции (координат
точки) символами I и J, подготовительные функции G18 и G19 – круговую интерполяцию соответственно в плоскостях XZ (параметры I,
К) и YZ (параметры J, K). Следует отметить особенность функций
G02 и G03. При определенных условиях (изменение направлений
осей координат) значение функций меняется на обратное
(рис. 2.10, б).
Траектория инструмента по дуге окружности (рис. 2.10, в) задается в разных УЧПУ по-разному. Это зависит от устройства интерполятора, характера его работы как вычислительного устройства, поскольку в общем случае задача сводится к вычислению определенных
параметров при наличии определенных (исходных) данных.
В общем случае дуга на плоскости (в системе координат) может
быть определена по следующим данным (рис. 2.10, г): центру С с координатами хс и ус, радиусу R, начальной точке Р0 с координатами х0 и
у0, конечной точке Р1 с координатами х1 и у1, центральному углу дуги
Θ и углу α между касательной к начальной точке и осью (в данном
случае осью X). Для того чтобы однозначно определить дугу на плоскости, все эти данные приводить в программе нет необходимости.
Обычно при выборе параметров, задающих интерполяцию, исходят из
того, что известно положение начальной точки Р0 дуги. Это естественно, поскольку приход в эту точку инструмента обусловлен
предыдущими кадрами УП.
47
Рис. 2.9. Применение подготовительных функций G00 и G01
48
В полярной системе координат (рис. 2.10, д) траектория задается
функцией (G02 или G03), радиусом R, координатами центра С дуги
относительно начальной точки Р0.
б)
α
º
Рис. 2.10. Схемы, поясняющие применение подготовительных
функций G17 – G19 и G02, G03
а)
Y
G17
P1
в
G03
G
P0
J=yc
y0
y1
В прямоугольной системе
координат при задании последних
абсолютными размерами наиболее распространен способ задания
дуги координатами конечной
точки и центра дуги (рис. 2.11).
Координаты конечной точки Р1
указывают с адресами по осям Х
и Y, а координаты центра С дуги –
с адресами I и J (для плоскости
X0Y). Функция G03 определяет
направление интерполяции против часовой стрелки. При таком
W
X
I=xc
x1
x0
Рис. 2.11. Кодирование элементов
круговой интерполяции
49
задании параметров интерполятор достаточно просто вычисляет радиус дуги и выдает команды на движение.
Элемент записи в формате X + 053 означает перемещение по оси
X со знаком плюс или минус. Числовое значение размерного перемещения указывают после знака, при этом знак плюс можно опускать.
На целую часть значащего числа отводится пять разрядов, на дробную (после запятой) – три разряда. В рассматриваемом формате обязательно указание точки (запятой) для разделения целой и дробной
частей (об этом говорит символ DS).
Кроме того, могут не указываться первые нули в числе до запятой и
последние в числе после запятой. Например, перемещение по оси X на
величину 01280,500 мм в положительном направлении должно быть записано как X 1280.5 (с указанием точки, без знака плюс и крайних нулей). При записи той же величины в отрицательном направлении необходимо записать X –1280.5. Если бы в формате кадра было указано, например, ±33 и в начале формата не было символа DS, это означало бы,
что после адреса X необходимо обязательно писать знак «+» или «–»
(т. е. плюс опускать нельзя), а значащие цифры следует указывать полностью (три) как до условной запятой, так и после нее. Так, если в кадре УП
записано X +053280, то это соответствует размерной величине 53,28 мм.
Элемент Y +053 – перемещение по оси Y (здесь справедливо все
сказанное о перемещении по оси X).
Элемент Z ±042 – перемещение по оси Z со знаком плюс или
минус. При записи необходимо указывать как знак плюс, так и знак
минус, можно опускать передние и последние (в дробном разряде)
нули. На размерную информацию отводится четыре десятичных разряда до запятой и два после запятой, т. е. максимальное число, которое может быть записано по оси Z, составляет 9999.99 мм (четыре
значащие цифры до запятой и две после запятой).
Например, перемещение в положительном направлении по оси Z
на величину 2000 мм должно быть записано в виде Z +2000., на 200 мм –
в виде Z +200., на 20 мм – в виде Z +20., на 2 мм – в виде Z +2.,
на 0,2 мм – в виде Z +.2, на 0,02 мм – в виде Z +.02. Перемещение в отрицательном направлении на величину 50,00 мм запишется в виде Z –50., на
5,00 мм – в виде Z –5., на 0,50 мм – в виде Z –.5, на 0,05 мм – в виде Z –.05.
Следующие элементы записи: S04 – функция главного движения; Т05 – функция инструмента; М2 – двузначная вспомогательная
функция (табл. 2.2).
50
2.5. Вспомогательные функции
Подача и скорость шпинделя с адресами F и S задаются в различных УЧПУ по-разному. Достаточно распространен способ задания
с использованием кодовых таблиц, в которых двузначными цифрами
закодированы подача и скорости шпинделя данного станка. В современных станках с ЧПУ эти величины обычно задаются действительными числовыми значениями (мм/мин, мм/об и об/мин).
Адрес инструмента Т с двузначным числом определяет код инструмента, а в ряде случаев и номер связанного с инструментом корректора. В ряде станков задание команды на инструмент предшествует команде на его замену (М06). Вспомогательные команды, задаваемые с адресом М, достаточно многочисленны (см. табл. 2.2).
При кодировании информации следует иметь в виду, что в УЧПУ
в исходном (начальном) состоянии установлены определенные значения подготовительных функций. Эти функции не следует программировать. Их вводят (указывают) в программу лишь в том случае, если по
ходу программы были запрограммированы другие функции, отменяющие действие исходных. Например, во многих УЧПУ исходной (введенной в УЧПУ) является или функция G17 (плоскость интерполяции
XY), или G91 (размеры в приращениях), или G90 (абсолютные размеры).
Таблица 2.2
Значение М-слова по ГОСТ 20999-83
Код
Наименование
Значение вспомогательной функции
функции
М00
Программируе- Останов без потери информации по окончании
мый останов
отработки соответствующего кадра. После выполнения команд происходит останов шпинделя, выключение охлаждения, подачи. Работа по
программе возобновляется нажатием кнопки
М01
Останов с под- Функция аналогична М00, но выполняется
тверждением только при предварительном подтверждении
с пульта управления
М02
Конец
про- Указывает на завершение отработки УП и
граммы
приводит к останову шпинделя, подачи и выключению охлаждения после выполнения всех
команд в кадре. Используется для приведения
в исходное состояние УЧПУ и (или) исполнительных органов станка
51
Продолжение табл. 2.2
Код
Наименование
Значение вспомогательной функции
функции
М03
Вращение
Включает шпиндель в направлении, при кошпинделя по
тором винт с правой нарезкой, закрепленный
часовой стрелке в шпинделе, входит в заготовку
М04
Вращение
Включает шпиндель в направлении, при кошпинделя про- тором винт с правой нарезкой, закрепленный
тив часовой
в шпинделе, выходит из заготовки
стрелки
М05
Останов шпин- Останов шпинделя наиболее эффективным
деля
способом. Выключение охлаждения
М06
Смена инстру- Команда на смену инструмента вручную или
мента
автоматически (без поиска инструмента). Может автоматически отключить шпиндель охлаждения
М07
Включение ох- Включение охлаждения № 2 (например маслаждения № 2 ляным туманом)
М08
Включение ох- Включение охлаждения № 1 (например жидлаждения № 1 костью)
М09
Отключение
Отменяет М07 и М08
охлаждения
М10
Зажим
Относится к работе с зажимным приспособлением подвижных органов станка
М11
Разжим
То же
М19
Останов шпин- Вызывает останов шпинделя при достижении
деля в заданной им определенного углового положения
позиции
М30
Конец инфор- Приводит к останову шпинделя, подачи и вымации
ключению охлаждения после выполнения всех
команд в данном кадре. Используется для установки в исходное состояние УЧПУ и (или)
исполнительных органов станка. Установка в
исходное положение УЧПУ включает в себя
возврат к символу «начало программы»
52
Окончание табл. 2.2
Код
Наименование
Значение вспомогательной функции
функции
М49
Отмена ручной Функция, указывающая на отмену ручной коркоррекции
рекции скорости подачи и (или) скорости главного движения и возвращение этих параметров
к запрограммированным значениям
М59
Постоянная
Поддержание постоянным текущего значескорость
ния скорости шпинделя независимо от перешпинделя
мещения исполнительных органов станка и
задействованной функции G96
Примечание. Остальные значения вспомогательных функций стандартом
не определены.
2.6. Функции компенсации режущего инструмента
Длина
Функцию инструмента обозначают адресом Т с некоторым числом (например слово Т9, где цифра 9 представляет собой инструмент
номер 9). Инструментальный комплект состоит из инструмента и инструментальной державки.
В процессе обработки режущая кромка инструмента должна
точно перемещаться по запрограммированной траектории. В силу
различия используемых инструментов их размеры должны быть Державка
введены в систему управления перед началом воспроизведения программы. Только в этом случае траИнструмент
ектория может быть рассчитана
безотносительно к параметрам используемых инструментов.
Радиус
После того как инструмент
Рис. 2.12. Схема инструмента с заданустановлен в шпиндель и активирована соответствующая коррек- ным радиусом и длиной, указанной относительно передней плоскости шпинделя
ция (компенсация его размеров),
система ЧПУ автоматически принимает в расчет эту коррекцию.
Функция Н осуществляет коррекцию длины инструмента, а функция D – коррекцию его радиуса (рис. 2.12).
53
Коррекция длины режущего инструмента возможна двумя способами: относительно передней плоскости шпинделя (см. рис. 2.12, 2.13) и
относительно «нулевого инструмента» (рис. 2.14).
Центр фрезы движется по эквидистантной траектории, параллельной контуру детали, отстоящей от нее на величину, равную радиусу фрезы. Эквидистантную траекторию называют также траекторией центра фрезы. Значения компенсации для различных инструментов вносят в таблицу, например для Т01 D1 = 14 (при диаметре фрезы
28 мм); для Т02 D2 = 22 (при диаметре фрезы 44 мм). Коррекция
(компенсация) режущего инструмента будет рассмотрена при анализе
G-функций (G40, G41 и G42).
T01
T02
T03
0
100,003
81,712
70,832
SPN
Рис. 2.13. Схема инструментов с различной длиной вылета
относительно передней плоскости шпинделя
Внешняя компенсация инициируется программируемым контроллером с помощью G-функций G145 и G845.
Нулевой инструмент
0
T02
T03
- 20,813
T01
WSN
+25,821
0
Рис. 2.14. Схема инструментов с различной длиной вылета
относительно «нулевого инструмента»
54
Так называемая «комплексная компенсация» представляет собой
набор компенсационных данных для 3D-коррекции инструмента или,
например, для компенсации на длину в операциях с несколькими
сверлами. Этот вид компенсации активируется G-функциями G147 и
G847. Комплексная компенсация может включать в себя коррекцию
на расположение режущей кромки.
2.7. Функции манипулирования запрограммированным контуром
Возможны следующие функции манипулирования контуром:
зеркальное отображение; масштабирование; поворот вокруг оси, параллельной координатной оси (функции G37, G38).
Функции G37, G38 проиллюстрированы на рис. 2.15, 2.16.
Операции с контуром, масштабирование и сдвиг: G60 +G38
Y
Z
Контур масштабирован (G38) и
сдвинут (G60)
Контур с двинут с помощью G60
Сдвиг, G60
P
G60 +G38; сдвиг
будет также
масштабирован
Контур
X
Рперации с контуром, масштабирование и сдвиг: сдвиг нуля +G38
Y Начало программы
смещено путем сдвига
нуля, контур масштабирован
Z
с помощью G38
Pнов.
Начало программы
смещено путем
сдвига нуля
Сдвиг нуля
Pстар
Сдвиг нуля +G38:
сдвиг не будет
масштабирован
Контур
X
Рис. 2.15. Масштабирование и сдвиг нуля
55
При зеркальном отображении, масштабировании и повороте отсутствует необходимость в изменении контура в исходной управляющей программе. Можно использовать любую комбинацию этих
функций (см. рис. 2.16).
+Y
Зеркальное
отображение
2
G37X5Y2
G38 X- 1
+Y
G38X1.3Y1.3
Полюс
P
5
+Y
R
Масштабирование
P
+X
+X
Поворот
G37X20Y10
G38 R- 60
10
P
Полюс
20
+X
Рис. 2.16. Зеркальное отображение, масштабирование
и поворот
С помощью команды G37 задают координаты точки, относительно которой осуществляется зеркальное отображение или поворот.
С помощью команды G38 активируют функции зеркального отображения, поворота, масштабирования. С помощью команды G39 включают функции зеркального отображения, поворота, масштабирования
относительно нуля программы. Зеркальное отображение программируется функциями G37, G38, G39.
Модальная функция G37 сопровождается заданием абсолютных
координат полюса (точки зеркального отображения) относительно
нуля управляющей программы. Функцию G37 можно использовать
только в комбинации с G38.
Пример
N…
G37
X100 Y200
Координаты полюса
Инициация определения полюса
56
Модальная функция G38 включения зеркального отображения
сопровождается адресом координатной оси и значением «–1». При
этом вся позиционная информация для этой оси приобретает противоположный знак. При любом ином значении, отличающемся от единицы, будет осуществлено масштабирование.
Пример
N…
G38
X–1
Y–1
Все последующие значения
перемещений в координатах X и Y
будут умножены системой ЧПУ на «–1»
Модальная функция G39 выключает функцию зеркального отображения, ликвидируя все оси такого отображения. Функция прекращает действие G37, G38 и сбрасывает координаты полюса в нуль.
Примеры зеркального отображения представлены на рис. 2.17.
Ef f ect of : G38 X- 1
Ef f ect of : G38 Y- 1
Y
P
Y
X
Ef f ect of : G38 X- 1 Y- 1
P
Ef f ect of : G37 X10 Y13
G38 X- 1
Y
Y
13
P
X
X
P
2
1
10
X
1: def init ion of t he minor point
(X10: Y13)
2: swit ch mir r or ing on
Рис. 2.17. Варианты зеркального отображения контура
57
Масштабирование выполняется функциями G38 и G39. При этом
эталонный контур увеличивают или уменьшают. В особенности это
удобно при использовании подпрограмм, когда перед их вызовом в основную программу вносят, если это нужно, коэффициент масштабирования. Это позволяет оставлять основную программу неизменной.
Масштабирование не изменяет скорости подачи, а вспомогательные функции М02 и М30 в подпрограммах не выключают функции масштабирования. Коэффициент масштабирования устанавливают независимо для всех координатных осей, однако при круговой и
винтовой интерполяции этот коэффициент должен быть для всех осей
одинаковым. Коэффициент масштабирования изменяет параметры
интерполяции I, J, К, R.
Функция масштабирования может работать вместе с функциями
G00, G01, G02, G03, G05, G10, G11, G12, G13, G20, G73, G90, G91,
G190, G191, G200. Для функции G37 координаты полюса не изменяются. Функция масштабирования не оказывает влияния на параметры коррекции инструмента, т.е. на функции G40, G41, G42, G43, G44.
Функция масштабирования не оказывает влияния на координаты смещения нуля, т.е. на функции G54 – G59, G154 – G159,
G254 – G259.
Программируемые смещения контура в соответствии с функцией
G60 и коррекции в соответствии с функцией G92 не масштабируются.
Масштабирование не связано с измерениями для функций G70, G71.
Функция масштабирования становится пассивной при активных функциях G74, G76. Если фактор масштабирования оказывает влияние на
координаты начальной точки контура, следует соответствующим образом запрограммировать нуль координатной системы детали.
Модальная функция G38 включает масштабирование для тех
осей, которые указаны в кадре с положительным коэффициентом
масштабирования. При этом все запрограммированные размеры для
этой оси будут умножены на коэффициент масштабирования.
При любом коэффициенте масштабирования, отличающемся от
единицы, параметры контура изменятся: в большую сторону – при значении коэффициента больше единицы, в меньшую сторону – при значении коэффициента меньше единицы. Если значение коэффициента указано со знаком минус, то к масштабированию добавляется зеркальное
отображение.
Функция G39 выключает зеркальное отображение, масштабирование и поворот. Примеры масштабирования представлены на рис. 2.18.
58
Результат от G38 X2 Y2
(Нуль программы=нуль заготовки)
Y
Результат от G38 X2 Y2
(Нуль программы/ =/ нуль заготовки)
Y
P
X
Результат от G38 X2
(Нуль программы=нуль заготовки)
Y
P
X
Результат от G38 X2
(Нуль программы/ =/ нуль заготовки)
Y
P
X
Результат от G38 Y2
(Нуль программы=нуль заготовки)
Y
P
X
Результат от G38 Y2
(Нуль программы/ =/ нуль заготовки)
P
X
Результат от G38 X0.5 Y0.5
(Нуль программы=нуль заготовки)
P
X
Результат от G38 X0.5 Y0.5
(Нуль программы/ =/ нуль заготовки)
Y
Y
Y
P
X
Результат от G38 X0.5
(Нуль программы=нуль заготовки)
Y
P
X
Результат от G38 X0.5
(Нуль программы/ =/ нуль заготовки)
Y
P
X
Результат от G38 Y0.5
(Нуль программы=нуль заготовки)
P
X
Результат от G38 Y0.5
(Нуль программы=нуль заготовки)
Y
P
Y
X
P
X
Рис. 2.18. Масштабирование в направлении различных осей
59
Поворот системы координат выполняют командами G37, G38,
G39. Он осуществляется в активной плоскости соответственно функциям G17, G18, G19, G20.
Модальная функция G37 служит для задания полюса поворота в
абсолютных координатах относительно нуля управляющей программы. Если поворот осуществляется относительно этого нуля, то функция G37 не требуется. Действие функции отменяется функциями G39
или G37 (с другими координатами полюса).
Пример
N… G17 G37 X200 Y100
Координаты полюса
Инициация определения полюса
Выбор рабочей (активной) плоскости
Модальная функция G38 активирует поворот, при этом должен
быть запрограммирован угол поворота радиуса. Положительные значения угла поворота радиуса указывают на вращение против часовой
стрелки, отрицательные – на вращение по часовой стрелке. Программное смещение G60 будет учтено при повороте для расчета координат.
Пример
N…
G38
R+30
Угол поворота
Включение поворота
Пример поворота координатной системы проиллюстрирован на
рис. 2.19. Примеры использования функций поворота показаны на
рис. 2.20.
Повернутая
координатная
система
+Y
Y'
X'
Y
+R
Ось вращения
X
Полюс вращения
Р
+X
Угол поворота R: +R: математически положительный
- R: математически отрацательный
Рис. 2.19. Поворот координатной системы
60
Эффект от G38 R45
(без G37 = центр поворота
совпадает с нулем программы
Y
Эффект от G38 R- 45
(без G37 = центр поворота
совпадает с нулем программы
Y
P
X
P
Эффект от G37X10Y13
G38R45
Эффект от G37X10Y13
G38R45
Y
Y
2
13
P
X
13
1
10
X
P
2
1
10
Х
1; Определениецентра
центраповорота
поворота(Х10;
(X10;Y13)
1 Определение
Y13) 1 Определение
Y13)
1; Определениецентра
центраповорота
поворота (Х10;
(X10;Y13)
2 Включение
2 Включение
поворота
2; Включение
поворота
2; Включениеповорота
поворота
Рис. 2.20. Варианты поворотов контура
2.8. Совместное использование зеркального отображения,
масштабирования и поворота
При совместном использовании первым выполняется поворот,
затем зеркальное отображение и только после него масштабирование.
Пример
N… G37 X100 Y–200
Определение полюса вращения и
зеркального отображения
N… G38 X–3 Y–2 R115
Угол поворота против часовой стрелки
на 115º
Зеркальное отображение задано со
знаками минус
Коэффициенты масштабирования по
осям X и Y равны соответственно двум и
трем
N… G39
Все три функции деактивируются
61
Существует связь между функциями G37 и G38, с одной стороны, и функциями G60 или G54 и G55 – с другой. В пределах координатной системы управляющей программы функция G60 оказывает
влияние на функции G37 и G38 (рис. 2.21).
Y
P3
20
G38
10
P1
G60
P2
P
10
20
30
X
40
Рис. 2.21. Функция G60 и активация масштабирования G38
Рис. 2.22 можно проиллюстрировать фрагментом программы:
N05…
Точка Р1 – исходное положение
N10 G60
Точка Р2 – смещение G60 точки Р1
N20 G38 X2 Y2
Активация масштабирования
N30 G01 X10 Y10
Точка Р3 – масштабное отображение положения Р2
Функции G54, G55 инициируют смещение начала координатной
системы управляющей программы по отношению к началу координатной системы станка. По этой причине эти функции не оказывают влияния на операции, предусмотренные функциями G37/G38 или G60.
Примеры программирования с использованием функций G54,
G55 приведены на рис. 2.22.
Y
+Y
P3
Y
0«
R9
20
P3
P1
G60
20
P2
P54
10
10
ZS
M
G54
ZS
G55
20
X
0«
R9
10
P1
P2
G60
P55
10
20
X
+X
Рис. 2.22. Функции G54, G55 и последующее смещение и поворот точек
62
Пример для G54
N10 G54
Вызов функции
N20 G37 Х10 Y10 Точка P1 есть полюс с координатами X10, Y10
N30 G60 X10
Точка Р2 есть смещение G60 точки Р1
N40 G38 R90
Точка Р3 есть результат поворота Р2
Пример для G55
N110 G55
N120G37X10Y10
N130 G60X10
N140 G38 R90
Вызов функции
Точка P1 есть полюс с координатами X10, Y10
Точка Р2 есть смещение G60 точки Р1
Точка Р3 есть результат поворота Р2
2.9. Программирование строки безопасности, форматирование
и комментарии в управляющей программе
Строкой безопасности называется кадр, содержащий G-коды,
которые переводят СЧПУ в определенный стандартный режим, отменяют ненужные функции и обеспечивают безопасную работу на станке. В нижеследующем примере для обработки паза строкой безопасности является кадр N10:
N10 G21 G40 G49 G54 G80 G90
Многие коды модальные и остаются активными в памяти СЧПУ
до тех пор, пока их не отменят. Возможны ситуации, когда ненужный
модальный G-код не был отменен, например если программа обработки была прервана по каким-либо причинам посередине. Строка
безопасности, которая обычно находится в начале УП или после кадра смены инструмента, позволяет «восстановить» забытые G-коды и
выйти в привычный режим работы. Познакомимся с G-кодами, находящимися в типичной строке безопасности.
Код G21 указывает на то, что все перемещения и подачи рассчитываются и осуществляются в миллиметрах, а не в дюймах (G20). Так
как станки производятся и работают в разных странах, то существует
возможность переключения между дюймовым и метрическим режимами. Поэтому включение этого кода в состав строки безопасности
гарантирует работу в правильном режиме.
Код G40 отменяет автоматическую коррекцию на радиус инструмента. Коррекция на радиус инструмента предназначена для автоматического смещения инструмента от запрограммированной траектории. Коррекция может быть активна, если в конце предыдущей
63
программы забыли ее отменить (выключить). Результатом этого может стать неправильная траектория перемещения инструмента и, как
следствие этого, испорченная деталь.
Код G49 отменяет компенсацию длины инструмента.
Код G54 на большинстве современных станков позволяет активировать одну из нескольких рабочих систем координат. Предыдущая
управляющая программа могла работать в другой системе координат,
например в G55. Как и большинство G-кодов, G-код рабочей системы
координат является модальным и сохраняется активным в памяти
СЧПУ до тех пор, пока его не отменят. Для того чтобы избежать
ошибки, в строку безопасности включают код требуемой рабочей
системы координат (G54 – G59).
Код G80 отменяет все постоянные циклы (например циклы
сверления) и их параметры. Отмена постоянных циклов необходима,
так как все координаты после G-кода относятся непосредственно к
нему и для выполнения других операций нужно «сказать» системе
ЧПУ, что цикл закончен.
Код G90 активирует работу с абсолютными координатами. Хотя
большинство программ обработки создается в абсолютных координатах, возможны случаи, когда требуется выполнять перемещения инструмента в относительных координатах (G91).
Управляющая программа должна быть хорошо читаемой, что
обеспечивается четкой структурой, комментариями, номерами кадров
и пробелами между словами, т. е. ее форматом. Однако это не единственная причина для форматирования УП. Вторая причина – совместимость. Если все программисты будут использовать одинаковый
формат, то каждый из них без особых хлопот разберется в программе
своего коллеги, сможет найти ошибку и исправить ее.
Самая важная причина для форматирования УП – специфика
многоинструментной обработки на современных станках с ЧПУ. Особенность этой работы заключается в частой смене инструмента и
многократном использовании одного и того же инструмента. У оператора станка с ЧПУ может возникнуть необходимость перезапуска
программы с определенного номера инструмента или операции. Для
этого требуется особая технология написания УП и определенная избыточность информации.
Опытный программист всегда включает в УП некоторый набор
дополнительных команд, позволяющих оператору станка «стартовать» из определенных кадров программы. Этими командами могут
64
быть не только команды включения требуемых оборотов шпинделя S
и М03, но и строки безопасности, команды на выполнение компенсации длины и коррекции на радиус инструмента.
Это означает, что одна управляющая программа может состоять
из множества «мини-программ».
%
О0002
(PROGRAM NAME - Т)
(DATE=DD-MM-YY -15-09-09 TIME=HH:MM - 22:55)
N100 G21
N102 G00 G17 G40 G49 G80 G90
(1 OPERATION)
N104 Tl M6
N106 G00 G90 G54 X–88.783 Y47.985 A0. S1000M3
N108 G43 H1 Z100.
…
(2 OPERATION)
N134 T2 M6
N136 G00 G90 G54 X–88.783 Y47.985 A0. S1000M3
N138 G43 H2 Z100.
…
(3 OPERATION)
N164 T3 M6
N166 G00 G90 G54 X–88.783 Y47.985 A0. S1000M3
N168 G43 H3 Z100.
…
(4 OPERATION)
N194 T4 M6
N196 G00 G90 G54 X–88.783 Y47.985 A0. S1000 M3
N198 G43 H4 Z100.
(5 OPERATION)
N224 T5 Мб
N226 G00 G90 G54 Х–88.783 Y47.985 А0. S2000 M3
N228 G43 H5 Z100.
…
N248 М08
N250 G28 Х0 Y0 Z0
N252 М30
65
Если разработка УП происходит часто, то через некоторое время
в компьютере накапливается много рабочих файлов. Практически невозможно запомнить все технологические подробности и нюансы работы с той или иной программой. Оператор станка обязательно должен представлять, что делает конкретная УП и обладать определенной информацией для настройки станка на работу, например, где находится нулевая точка программы, какие режущие инструменты используются. В настоящее время эта информация сохраняется в основном двумя способами: с помощью комментариев в программе и карты
наладки.
Комментарии представляют собой обычные предложения, при
помощи которых программист доводит до оператора станка определенную технологическую информацию. Как правило, в комментариях
содержатся следующие данные:
• дата и время создания УП;
• номер чертежа детали;
• материал заготовки;
• данные о рабочей системе координат;
• размеры инструмента;
• названия технологических операций.
Для того чтобы ввести комментарии в УП, необходимо использовать специальные символы (знаки) программирования. В качестве
таких символов для большинства СЧПУ применяют круглые скобки
или точку с запятой. Перед символами комментариев не принято ставить номера кадров, если комментарии занимают кадр полностью. У
систем ЧПУ могут существовать различные ограничения на работу с
комментариями. Например, некоторые стойки позволяют вводить
комментарии длиной только до 32 символов.
Существуют станки, имеющие полноразмерную клавиатуру, которая позволяет вводить комментарии прямо со стойки ЧПУ, и станки
с ограниченной клавиатурой, СЧПУ которых не позволяет вводить и
редактировать комментарии. Большинство СЧПУ работает с латинскими буквами, поэтому если писать комментарии на русском языке
при помощи ПК, то на станке они будут нечитаемыми.
Пример УП с комментариями:
66
О0045 (SKOBA)
(MATERIAL - ALUMIN MM - 2024)
(DATE - NOV-14-04)
(TIME - 16:43)
(T2 | FREZA
| H2 | D2 | D20.0000 mm |
| CONTOUR...)
(T4JSVERLО
|H4 |D4 |D10.0000 mm|
| PECK DRILL)
N100 G00 G17 G21 G40 G49 G80 G90
N102 (FREZEROVANIE)
N104 T2
N106 M06 (FREZA 20)
N108 (MAX | Zl00.)
N110 (MIN|Z–3.)
N112 G00 G90 G54 X–76.761 Y–42.321 S2000 M03
N114 G43 H2 Z100.
N116 Z10.
N118 G01 Z–3.F250.
N120 Y55.302
N122 X81.529
N124 Y–42.321
N126 X–76.761
N128 Z7.
N130 G00 Z100.
N136 M01
N138 (SVERLENIE)
N140 T4
N142 M06(SVERLO10)
N144(MAX|Z100.)
N146(MIN|Z–5)
N148 G00 G90 G54 X–63.052 Y44.772 S1200 M03
N150 G43 H4 Z100.
N152 G98 G83 Z–5. R10. Q2. F45.
N154 X–40.798 Y53.25
N156 X8.213 Y47.421
N158 X52.19 Y49.806
N160 G80
N162 M05
N168 G90
N170 M30
67
При работе на станках с ЧПУ могут использоваться следующие виды документации: операционная карта, карта операционных эскизов, карта наладки станка, карта наладки инструмента,
расчетно-технологическая карта. В настоящее время многие предприятия используют формальный подход к применению подобной
стандартизованной документации и карту наладки произвольной
формы. Исходя из этого можно сказать, что карта наладки – документ, содержащий всю необходимую технологическую информацию для настройки станка на определенную работу, включая
эскиз детали и приспособления, описание режущего инструмента,
положения нулевой точки программы, режимов и времени обработки. Такая карта наладки помогает вспомнить то, как нужно обрабатывать ту или иную деталь, спустя некоторое время, когда
программист и оператор станка с ЧПУ успели забыть технологические особенности изготовления детали. Следует отметить, что
комментарии в УП и карта наладки не заменяют друг друга, а используются совместно.
Карту наладки можно создать при помощи обычного листа бумаги и карандаша. Попробуйте схематично изобразить деталь, нулевую точку и крепежные элементы. Не забудьте записать порядок операций и данные режущего инструмента. Многие CAD/САМ-системы
автоматически генерируют карту наладки и инструментальную карту,
в которой содержатся подробные сведения о применяемом в данной
УП режущем инструменте.
2.10. Программирование с сокращенным описанием контура
Метод характерен для токарных станков, оснащенных УЧПУ
фирмы SIEMENS. Принцип сокращенного описания контура основан
на том, что ЭВМ УЧПУ формирует дополнительные кадры УП. В
общем случае отдельные линейные или дуговые отрезки, образующие
контур, могут переходить один в другой под углом, соединяться фаской или дугой окружности. Рассмотрим некоторые типовые схемы
(рис. 2.23).
68
Рис. 2.23. Типовые схемы сокращенного описания контура
детали при токарной обработке
Перемещение из точки 1 в точку 2 (рис. 2.23, а) может быть задано кадром G01 Х(Х2) А(А) LF.
Вторая координата точки 2 определяется системой управления.
В численных значениях кадр имеет вид N{i} G01 Х80. А –135. LF.
Естественно, вместо координаты Х2 можно задать координату
Z2. Если угол задается по часовой стрелке, то он указывается со знаком минус.
Перемещение инструмента из точки 1 в точку 3 (рис. 2.23, б) может быть записано кадром N{i} G01 Х(Х3) Z(Z3) А(А1) А(А2) LF.
Здесь указываются координаты конечной точки (точки 3) и два
угла. Система управления обеспечивает вычисление координат промежуточной точки 2 и формирует два кадра (по заданному кадру УП).
В численных значениях рассмотренный кадр имеет вид
N{i} G01 Х75. Z15. А –142. А –155. LF.
69
Вариант написания кадра для углов А1=90° и А2=180° (рис. 2.23, в):
N{i} G01 Х62. Z38. А – 90. А –180. LF.
Траектория движения от точки 1 до точки 3 по отрезкам прямых, соединенных фаской (рис. 2.23, г), может быть записана в виде
N{i} G01 Х40. Z85. В –20. LF
N{i+1} Z30. LF
Фаска вводится в программу адресом В с минусом.
Если траектория представляет собой отрезки прямых, соединенных дугой окружности (рис. 2.23, д), радиус записывается адресом В
(буквой В с плюсом) в кадре, где указываются координаты точки пересечения отрезков, т. е. по аналогии с рассмотренным выше вариантом:
N{i} G01 X(X2) Z(Z2) B(R) LF
N{i+1} X(X3) Z(Z3) LF
Эти же кадры в числовых значениях имеют вид:
N{i} G01 Х55. Z92. В6. LF
N{i+1} Х64. Z18. LF
Первый отрезок прямой в рассмотренном выше случае может
быть задан углом и одной координатой точки 2 (рис. 2.23, е):
N{i} G01 Z105.6 А –142.5 В12. LF
N{i+1}Х82.5 Z20. LF
Эта же схема задания размеров возможна и при программировании фаски между отрезками (рис. 2.23, ж):
N{i} G01 Х60. А –155. В –6. LF
N{i+1}Х77.1 Z10.5 LF
Плавный переход отрезка прямой (рис. 2.23, з) в дугу окружности (не более 180°) программируют с указанием подготовительных
функций G02 (G03). При составлении кадра следует соблюдать последовательность записи угла и радиуса (адресов А и В):
N{i} G02 Х54.5 Z22 А –137. В20.5 LF
Метод позволяет достаточно просто, без промежуточных вычислений описывать сложные контуры.
Контур от Тк1 до Тк4 (рис. 2.24, а) может быть описан тремя
кадрами:
N{i} Х(Х2) Z(Z2) В(–С1) LF (координаты Тк2 и фаска),
N{i+1} Х(Х3) Z(Z3) В(–С2) LF (координаты Тк3 и фаска),
N{i+2} Х(Х4) Z(Z4) LF (координаты Тк4).
70
a)
4(x4,z4)
б)
4(x4,z4)
C2
3 A2
C2
3(x3,z3)
A
2
R1
C1
A1
2
2
w
1
z
z
г) x
3(x3,z3)
x
4
A2
R2
A1
C1
2
3(x3,z3)
4(x4,z4)
R1
A2
R2
в)
1
A1
1
w
A1
2
w
z
1(x1,z1)
z
Рис. 2.24. Схемы для упрощенного описания контура
Тот же контур (см. рис. 2.24, а) записан с использованием углов:
N{i} А(А1) В(–С1) LF
N{i+1} Х(Х3) Z(Z3) А(А2) В(–С2) LF
N{i+2} Х(Х4) Z(Z4) LF
Процесс построения контура просто объясняется геометрически.
Вначале ЭВМ под углом А1 из Тк1 «проводит» прямую, далее из Тк3,
координаты которой заданы, под углом А2 – вторую прямую. Пересечение прямых дает Тк2 и ее координаты. Третья прямая строится через известные точки 3 и 4. Фаски В симметрично относительно углов
соединяют прямые.
Контур составлен из прямых с дугой и фаской (рис. 2.24, б):
N{i} Х(Х2) Z(Z2) B(R1) LF
N{i+1} X(X3), Z(Z3) B(–C2) LF
N{i+2} X(X4) Z(Z4) LF
Этот же контур составлен с использованием углов:
N{i} А(А1) B(R1) LF
N{i+1} Х(Х3) Z(Z3) А(А2) В(–С2) LF
N{i+2} Х(Х4) Z(Z4) LF
71
Контур при сопряжении прямых дугами (рис. 2.24, в):
N{i} А(А1) B(R1) LF
N{i +1} Х(Х3) Z(Z3) А(А2) B(R2) LF
N{i+2} X(X4) Z(Z4) LF
Геометрический вариант построения контура прост. Через известные точки 4 и 3 проводится прямая. Через известные точки 1 и 3
под заданными углами строятся прямые, которые пересекутся в Тк2.
Заданными радиусами производится скругление углов между прямыми. Контур составлен из прямой, фаски, прямой, радиуса, прямой
(рис. 2.24, г):
N{i} A(A1) B(–C1) LF
N{i+1} X(X3) Z(Z3) A(A2) B(R2) LF
N{i+2} X(X4) Z(Z4) LF.
Возможны и другие варианты краткого описания контуров.
Пример. Программирование обточки детали с использованием
метода сокращенного описания контура:
% LN10 G90 G00
60 Х0. Z358. LF (выход в Тк1)
N15 G91 Z –6. LF (выход в Тк2)
N20 G90 G01 Х57. Z300. А –90. А –180. В –5. LF (выход в Тк3)
N25 Х100. А –140. LF (выход в Тк4)
N30 G03 Х122.5 Z286. А –90. В8. LF (выход в Тк5)
N35 G02 Х180. Z65. 860. А –175. LF (выход в Тк7)
N40 G01 Х220. Z0. А –135. А –180. LF (выход в Тк9)
N45 G00 Х226. Z358. М00 LF (возврат в Тк0)
В приведенной программе нумерация кадров принята через
пять.
Пример. Программирование расточки отверстия. Программа для
контурной расточки отверстия в детали (рис. 2.25) может быть записана следующим образом:
% LF
N1 Т01 07 LF
N2 G97 G95 S1500 М4 М6 LF
N3 G90 G00 Х80. Z120. LF
N4 G90 Х70. G91 Z –30 LF
72
Φ
Φ
Φ
Φ
Φ
Φ
Рис. 2.25. Схема для программирования контурной расточки отверстия в детали
В кадрах N1 и N2 обозначены инструмент (Т01) и его корректор
(07), частота вращения шпинделя (S1500) задана в оборотах в минуту
(G97), а подача – в миллиметрах на оборот (код G95). Указано вращение шпинделя против часовой стрелки (М04), и дана команда на смену
инструмента (М6). Кадром N3 резец устанавливается в нуль программы с абсолютными координатами Х80 (80 мм) и Z120 (120 мм) (G90).
Кадр N4 выводит инструмент в точку 1 при абсолютном отсчете
по оси X и в приращениях по оси Z. Дальнейшую траекторию инструмента описывают кадры N5 – N13.
Тк3 – N5 G90 G01 Х70. Z68.5 F 0.3 LF
Тк4 – N6 G03 Х60. Z58.5 А –90. В25. LF
Тк5 – N7 G01 Z45. LF
Тк6 – N8 Х50. LF
Тк7 – N9 Z35 LF
От Тк7 к Тк9 – N10 G03 Х30. Z20. А –90. В15. LF
Тк11 – N11 G91 Х –20. LF
Тк12 – N12 Z+70. LF
Тк0 – N13 G90 Х80. Z120. М02 LF
Пример. Программирование обточки детали. Программа для обточки детали (рис. 2.26) составлена из двух частей: подпрограммой
L70 задано сокращенное описание контура детали, а основными кад73
рами с формальными параметрами – стандартная подпрограмма обточки (Х950). В подпрограмме L70 указана верхняя координата заготовки (Х = 210 мм), определяющая точки В и С.
Φ
Φ
º
Φ
С
Φ
º
Рис. 2.26. Схема обточки вала
L70
N1 G90 А170. А135. Х120. Z30. В30. LF
В кадре N1 записан контур от ТкА до точки с координатами
Х120., Z30.
N2 Z20. LF
N3 Х140. М17 LF
Кадром N3 завершена подпрограмма.
N20 G90 G97 G.94 Т12 09 S950 F35. М04 LF
N25 М06 LF
N30 L950 R20 70 R21 50. R22 125. R24 0.3 R25 0.3 R26 5 LF
N35 G70 Р030 Q030 LF
N40...
74
В кадре N30 основной программы заданы подпрограмма L950 и
ее параметры: R20 – номер подпрограммы описания контура; R21,
R22 – координаты начальной точки контура (точки A); R24, R25 –
припуск по осям X и Z на чистовой проход; R26 – глубина резания
при черновых проходах. Кадром N35 активизируется (G70) ввод подпрограммы L950 для удаления припуска эквидистантными проходами. Кодами Р и Q указан кадр, где размещена подпрограмма, которая
активируется.
2.11. Параметрическое программирование
В современных устройствах ЧПУ широко используется методика программирования с помощью специальных параметров, которые
могут определяться, например, трех- или четырехзначным числом со
знаком «#» (диез): #200, #2208 и т. д. Инструкцией к УЧПУ каждый
параметр закреплен за определенной группой переменных величин
или определенным значением какой-то одной из них. Этим параметром при стыковке УЧПУ с конкретным станком задается конкретное
числовое значение. Ряд параметров играет роль глобальных переменных и может быть определен конкретными (необходимыми в
данной УП) числовыми значениями. Можно выделить следующие четыре группы параметров.
1. Параметры, которые заложены в энергонезависимую область
памяти ЭВМ УЧПУ при изготовлении и отладке УЧПУ. Эти параметры не могут быть изменены пользователем и являются частью программно-математического обеспечения (ПМО) данной модели УЧПУ.
К параметрам этой группы относят, например, параметры организации работы ЭВМ УЧПУ, параметры организации системы управления
приводами, параметры схем выполнения вычислительных процедур и
основных циклов и т. п. Доступ к этим параметрам с пульта оператора
УЧПУ возможен лишь с помощью параметра-ключа.
2. Параметры, которые вводятся в ЭВМ УЧПУ при отладке
УЧПУ совместно со станком. Их вводят с пульта УЧПУ при выполнении монтажных и наладочных работ, что позволяет адаптировать
данное УЧПУ к работе в данных условиях. В процессе эксплуатации
УЧПУ эти параметры изменяются редко. К рассматриваемой группе относят прежде всего параметры, определяющие работу станка (УЧПУ).
75
Этими параметрами задают, например, скорости быстрого хода по
осям в автоматическом режиме, ограничения на ускорение двигателей
приводов подач, люфты приводов подач, минимальное и максимальное
значения частоты вращения шпинделя и т. д. Так, скорость торможения привода на быстром ходу, равная 280 мм/мин, может быть задана
параметром 6077, т.е. #6077 = 280 (мм/мин). Максимальное время ответа в УЧПУ об отработке функций М, S и Т (например 0,2 с) задается
параметром 6089, т. е #6089 = 0,2. Введение параметра #507 = 1200.0
определяет точку запрета на ход по оси Z, размещенную в системе
координат станка на расстоянии 1200 мм относительно нуля станка.
Этот параметр характеризует своего рода программный конечный
выключатель при перемещении рабочего органа вдоль оси Z и т. д.
3. Параметры, с помощью которых могут быть записаны различные подпрограммы, доступные пользователю (например для редактирования и изменений имеющихся данных или для разработки
новых). Подпрограмма, записанная с помощью таких параметров, –
общая для любых числовых значений в УП.
Например, подпрограмма L1230 (L – адрес подпрограммы, 1230 –
ее номер) имеет вид
#101= #4 + #8, #102= #8 – #4 G0 X #101 G1 X #102 М17.
Эта запись означает, что при обработке подпрограммы сначала
определяется параметр #101. Он равен сумме параметров #4 и #8. Далее определяется параметр #102 как разность параметров #8 и #4. Затем следует перемещение инструмента на ускоренном ходу (G0) по
оси X на величину, равную параметру #101, и потом рабочее перемещение (G1) по оси на величину, определенную параметром #102. Код
Ml7 определяет конец подпрограммы.
В УП подпрограмму задают обычно с указанием определенных
буквенных адресов. Если принять, что буквенному адресу D соответствует параметр #4, а адресу Н – параметр #8, то подпрограмма L1230
в УП (задаваемая кадром УП) будет иметь вид N{i} L1230 D25.6 Н85.
За адресом указывают требуемое по условиям обработки данной детали числовое значение.
Отработка заданной подпрограммы в соответствии с ее параметрическим видом определит: значение параметра #101= #4+
+#8=25.6+ 85=110.6 мм; значение параметра #102= #8 – #4=59.4 мм;
ускоренное перемещение по оси X на 110,6 мм и рабочее – на 59,4 мм.
76
Рассмотренная схема организации подпрограмм в параметрическом виде в ряде УЧПУ позволяет пользователю достаточно просто
составить собственную библиотеку подпрограмм в дополнение к
имеющимся типовым. Такие вновь созданные подпрограммы вводятся в память ЭВМ УЧПУ с пульта оператора УЧПУ или заранее записываются на внешнем носителе, например на магнитном диске (дискете), а потом при необходимости вводятся в память ЭВМ УЧПУ с
диска.
4. Параметры, используемые как переменные в УП для обработки конкретных деталей. Эти параметры вводятся в УЧПУ при наладке
станка на обработку конкретных деталей или указываются в УП отдельными кадрами. Рассмотрим некоторые из этих параметров, многие из которых активируются путем указания в кадрах УП определенных G-функций.
Параметр #3011 определяет вектор Cz линейного сдвига по оси Z
(рис. 2.27). Его вводят, например, для учета отклонений положения
торца реальной заготовки от положения торца, заданного чертежным
размером обрабатываемой детали. Параметр может быть введен или с
пульта УЧПУ, или указан в кадре УП, его активация осуществляется
функцией G56, отмена – функцией G53.
Так, если, например, запрограммирована траектория 1-2, то при
отработке кадров УП перемещение осуществляется по реальной траектории 1-2.
Рис. 2.27. Учет сдвига по оси Z при программировании
77
Сдвиг нуля в точку с заданными координатами:
N{i} #03011=5.0
N{i+1} G90 G56 G00 X80. Z250. LF
Указанный сдвиг сохраняется и учитывается и в следующих
кадрах УП до его отмены командой
N{i+n} G53 G00 X... Z... LF.
В УП допускается записывать кадры последовательного ввода
сдвига по оси Z и его отмены. При этом учет нового вектора сдвига
возможен только после отмены старого. Рассмотрим, например, фрагмент программы:
N10 #3011=...
N11 G53 G00 X... Z...
N20 G53 G00 X... Z...
N21 #3011=...
N22 G56 G00 X... Z...
N30 G53 G00 X... Z...
N31 #3011=...
N32 G56 G00 X... Z...
N40 G53 G00 X...
Здесь кадром N10 вводится первый вектор сдвига, который учитывается кадром N11, а следующий кадр N20 отменяет первый сдвиг.
Кадр N21 устанавливает новый сдвиг, который учитывается, начиная
с кадра N22. Этот сдвиг отменяется кадром N30.
Кадр N31 вводит третий вектор сдвига, который учитывается,
начиная с кадра N32, пока его не отменит кадр N40. Следует учесть,
что в кадрах отмены сдвига (G53) обычно должно присутствовать отводное движение, кодируемое G00 и координатами точки отхода инструмента.
Параметры #2001...#2008 и #2201...#2208 определяют координаты так называемых фиксированных точек в рабочем пространстве
станка. Таких точек может быть несколько, например восемь, и все
они индексируются адресом Р: Р1, Р2, Р8. Координаты этих точек в
системе координат станка (или детали) устанавливаются параметрами
200i по оси X (на радиус) и 220i по оси Z, где i – номер точки.
Так, положение точки Р1 (рис. 2.28) может быть задано параметрами #2001 = 350. (по оси X) и #2201 = 1200. (по оси Z). Точка Р2
78
определяется параметрами #2002 = 300. по оси X и #2202 = 600. по
оси Z, а точка Р8 – параметрами #2008 = 400. по оси X и #2208 = 1000.
по оси Z.
Рис. 2.28. Размещение фиксированных точек в рабочей зоне станка
Фиксированные точки могут быть заданы также в системе координат детали. Так, фиксированная точка Р3 (см. рис. 2.28) может быть
задана параметрами #2003 = 260. и #2203 = 800.
Параметры фиксированных точек вводятся в УЧПУ при наладке
станка или указываются в кадрах УП. В фиксированных точках достаточно просто кадрами УП осуществляется сдвиг координатной системы детали, позиционирование рабочего органа для смены инструмента или технологического останова, связанного с измерениями, а
также для привязки положения базовой точки F рабочего органа к
системе координат детали и т. д. Как правило, фиксированные точки
активно используются в УП с помощью различных G-функций. Выход в фиксированную точку в УП может быть задан командой G37 в
соответствии с форматом G37 Р, где Р – номер фиксированной точки.
Например, быстрый отход инструмента от точки 15 (см. рис. 2.28)
до точки Р2 задается кадром N{i}, а обратный ход – кадром N{i +1}:
N{i} G37 Р2 LF
N{i+1} G38 Х{х15} Z{z15} LF
79
Совместно с функцией G38 (возврат) указываются координаты
точки назначения.
Используя функцию G37 и фиксированные точки, можно с помощью УП направить инструмент на замену с любой точки траектории, например, командой G37P1, если точка Р1 применяется для целей замены. Форматы УП позволяют использовать для отвода (подвода) по функции G37 (G38) и так называемые промежуточные точки,
координаты этих точек указываются в кадре.
Так отвод инструмента в точку Р3 может быть осуществлен по
команде N{i} G37 Х250. Z600. Р3 LF. Здесь координатами Х250. и
Z600. задано положение промежуточной точки. При необходимости
перемещение инструмента может быть задано и в приращениях:
N{i} G37 U80. W250. Р3 LF.
Перемещение в точку 12, которое осуществляется через промежуточную точку ПТ (указан код Q0), может быть задано командой
N{j} G38 Q0 Х95. Z480. LF
В фиксированные точки может быть установлена (смещена)
система координат детали. Это делается функцией G92. При этом координаты точки (например Р5) задаются параметрически (по оси X –
параметром #2005, а по оси Z – параметром # 2205):
N{i} G92 X #2005 Z #2205 LF
Значения параметра (например #2005 = 0.0; #2205 = 300.) заранее заданы и хранятся в памяти ЭВМ УЧПУ.
Параметры достаточно широко используются для конкретизации (изменения) имеющихся в УЧПУ типовых циклов обработки.
2.12. Постоянные циклы обработки
Постоянными циклами называются специальные макропрограммы, заложенные в УЧПУ для выполнения стандартных операций
механической обработки. Практически все станки с ЧПУ имеют набор циклов для обработки как наружных, так и внутренних поверхностей. Эти циклы упрощают процесс написания УП и экономят время,
так как позволяют при помощи одного кадра выполнить множество
технологических переходов обработки.
Предположим, что необходимо просверлить несколько отверстий в детали. Чтобы просверлить одно отверстие, нужно на рабочей
80
подаче опустить сверло на требуемую глубину, затем вывести его
вверх на ускоренной подаче и переместить в позицию для обработки
другого отверстия. Нижеследующая программа демонстрирует, как
просверлить несколько отверстий без использования постоянных
циклов.
%
О0005
Начало программы
N100 G21
N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90
Строка безопасности
N104 Т1 М6
Вызов инструмента
N106 G0 G90 G54 Х5. Y5. S1000 М3 Перемещение к отверстию № 1
N108 G43 H1 Z100.
Коррекция на длину инструмента
N110 Z10.
N112 G1 Z –8. F70.
Сверление отверстия № 1
N114 G0 Z10.
Вывод сверла на ускоренной
подаче
N116 X15.
Перемещение к отверстию № 2
N118 Gl Z –8. F70
Сверление отверстия № 2
N120 G0 Z10.
Вывод сверла на ускоренной
подаче
N122 Х –5.
Перемещение к отверстию № 3
N124 G1 Z –8. F70
Сверление отверстия № 3
N126 G0 Z10.
Вывод сверла на ускоренной
подаче
N128 X –15.
Перемещение к отверстию № 4
N130 Gl Z –8. F70
Сверление отверстия № 4
N132 G0 Z10.
Вывод сверла на ускоренной
подаче
N134 Х5. Y –5.
Перемещение к отверстию № 5
N136 Gl Z –8. F70
Сверление отверстия № 5
N138 G0 Z10.
Вывод сверла на ускоренной
подаче
N140 X15.
Перемещение к отверстию № 6
N142 Gl Z –8. F70
Сверление отверстия № 6
N144 G0 Z10.
Вывод сверла на ускоренной
подаче
N146 Х –5.
Перемещение к отверстию № 7
81
N148 G1 Z –8. F70
N150 G0 Z10.
N152 Х –15.
N154 Gl Z –8. F70
N156 G0 Z10.
Сверление отверстия № 7
Вывод сверла на ускоренной
подаче
Перемещение к отверстию № 8
Сверление отверстия № 8
Вывод сверла на ускоренной
подаче
N158 Z100.
N160 М5
N166 М30
Конец программы
%.
Использование постоянного цикла упрощает процесс создания
программы для обработки отверстий, делает ее легкочитаемой и существенно уменьшает в размере. Создадим УП для обработки этих же
отверстий с постоянным циклом сверления.
%
О0005
Начало программы
N100 G21
N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90
Строка безопасности
N104 Т1 М6
Вызов инструмента
N106 G0 G90 G54 Х5. Y5. S1000 М3 Перемещение к отверстию № 1
N108 G43 H1 Z100.
Коррекция на длину инструмента
N110 Z10.
N112 G99 G81 Z –8. R10. F70.
Вызов цикла сверления
N114 Х15.
Координаты отверстия № 2
N116 Х –5.
Координаты отверстия № 3
N118 X –15.
Координаты отверстия № 4
N120 Х5. Y –5.
Координаты отверстия № 5
N122 X15.
Координаты отверстия № 6
N124 Х –5.
Координаты отверстия № 7
N126 X –15.
Координаты отверстия № 8
N128 G80
Отмена цикла сверления
N130 Z100.
N132 М5
N138 М30
Конец программы
%
82
Очевидно, что новая программа имеет меньший размер. В кадре
N112 находится код G81 для вызова цикла сверления. В этом же кадре есть адреса, отвечающие за настройку параметров цикла. Адрес Z
обозначает глубину сверления, a R определяет высоту отвода сверла
из отверстия относительно нулевой плоскости. В последующих кадрах находятся координаты обрабатываемых отверстий. В них не нужно ставить коды вызова цикла сверления, так как G81 будет оставаться активным, пока его не отменят при помощи кода G80.
Работать с постоянными циклами очень удобно. Например, необходимо изменить глубину сверления и высоту вывода сверла из отверстия. При работе с программой без постоянного цикла придется
редактировать ее практически полностью. Если же используется постоянный цикл сверления, то для достижения нужного эффекта достаточно изменить несколько параметров.
Станки с ЧПУ могут иметь разнообразные циклы: от довольно
простых (для сверления, растачивания и нарезания резьбы) до более
сложных (для обработки контуров и карманов). Некоторые циклы
стандартизированы, хотя большинство из них разрабатывается производителями станков и систем ЧПУ самостоятельно.
Более подробно постоянные циклы рассмотрены в главах, посвященных программированию современных станков с ЧПУ.
Контрольные вопросы
1. Для чего вводят системы координат в станках с ЧПУ? Укажите направления осей координат для многофункциональных токарных
станков с ЧПУ.
2. Выберите направления осей X, Y, Z станка с ЧПУ и направления вращения относительно этих осей по правилу правой руки.
3. Назовите системы координат, используемые в многофункциональных токарных станках с ЧПУ. Где находится нуль станка и
кто определяет его положение на станке?
4. Что такое нуль детали (нуль программы), как и кто его выбирает?
5. Что представляет собой сдвиг нуля станка, кто его сдвигает и
зачем?
6. Какова система координат детали и какие существуют рекомендации по выбору ее местоположения на токарном многофункциональном станке с ЧПУ?
83
7. Какова система координат инструмента и ее местоположение
на многофункциональном токарном станке с ЧПУ? Для чего она используется?
8. Для чего и как устанавливается связь систем координат станка, детали и инструмента?
9. Относительно какого нуля выполняется программирование
обработки детали на многофункциональном токарном станке с ЧПУ?
10. Из каких элементов состоит слово и кадр (блок) управляющей
программы?
11. Что представляет собой формат кадра, для чего он нужен и
как используется при составлении программы?
12. Какова последовательность составления управляющей программы?
13. Для чего пишут комментарии в УП и как реагирует на комментарии система числового программного управления?
14. Объясните суть модальных и немодальных адресов, абсолютных и инкрементальных размеров. Как они программируются?
15. Охарактеризуйте структуру УП.
16. Как программируются функция подачи и скорости главного
движения?
17. Как программируется функция инструмента?
18. Как программируются перемещения резца в направлении осей
X и Z?
19. Как программируются подготовительные функции (G-функции)?
Назовите основные команды с их использованием и их смысловое содержание.
20. Приведите примеры использования подготовительных функций
для обработки конкретных деталей.
21. Раскройте понятия линейной, круговой и параболической интерполяции, изложите методику их программирования.
22. Охарактеризуйте вспомогательные функции (М-функции). Раскройте содержание основных команд с их использованием.
23. Что такое коррекция режущего инструмента, для чего она применяется при обработке на станках с ЧПУ?
24. Изложите сущность коррекции инструмента по длине и радиусу.
25. В чем смысл функции манипулирования запрограммированным контуром? Какие фреймы оно в себя включает?
84
26. Как программируется масштабирование со сдвигом нуля?
27. Как программируется зеркальное отображение?
28. Как программируется поворот осей?
29. Опишите совместное использование зеркального отображения,
поворота и масштабирования.
30. Изложите методику программирования строки безопасности
и ее назначение.
31. Охарактеризуйте методику программирования с сокращенным
описанием контура.
32. Какие постоянные циклы обработки деталей на станках с ЧПУ
вам известны? Для чего они используются?
85
3. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ
ДЕТАЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ WIN NC SINUMERIK 810/840D
3.1. Сдвиг нуля станка, программирование абсолютных
и инкрементальных размеров
Поскольку основы программирования механической обработки
деталей на токарных станках с ЧПУ рассмотрены в предшествующих
главах, то далее материал, касающийся программирования на токарных станках с использованием программного обеспечения
WIN NC SINUMERIK 810/840D, излагается без подробных объяснений.
В данном программном обеспечении [5] представлены все
функции, которые могут быть выполнены с использованием
WinNC. В зависимости от станка, оснащенного системой WinNC,
такие функции могут быть активны лишь частично. Параметры
циклов с отметкой «*» доступны только для типа цикла 6.02. Например, токарный станок Concept TURN 55 не имеет позиционного
управления шпинделем, поэтому позиция шпинделя не может быть
запрограммирована.
Выбор систем координат станка, детали (программы) и инструмента представлен на рис. 3.1. Стрелка, изображенная на рис. 3.1, а,
указывает на сдвиг нуля станка М в плоскость правого торца обрабатываемой детали, т. е. в точку нуля детали W. В токарных станках с
ЧПУ фирмы EMCO нуль станка М находится на торце фланца шпинделя и лежит на оси Z, совпадающей с осью вращения шпинделя токарного станка.
Сдвиг нуля не подходит для использования в качестве исходной
точки для размерной привязки. При помощи сдвига нуля система координат может быть перемещена по оси Z в подходящую точку рабочей зоны станка.
Координата X измеряется в направлении поперечного суппорта, координата Z – в направлении продольного суппорта. Координатное перемещение в отрицательном направлении описывает движение инструмента к детали, а в положительном направлении – от
детали.
86
В операционной зоне параметров (Parameter) – Zero Offsets –
имеется четыре настраиваемых сдвига нуля.
N
м
+X
Instrumental
w
+Z
-Z
-X
+X
+Z
M
-Z
W
-X
а)
Absolute
б)
Рис. 3.1. Начало системы координат токарного станка (нуль станка, точка М)
(а), начало системы координат детали (нуль детали, точка W) и начало системы координат инструмента (точка N) (б)
Программирование абсолютных размеров осуществляется в системе координат станка (от нуля станка М), а при использовании сдвига нуля – в системе координат детали (от нуля детали W). Все узловые
точки обрабатываемого контура детали описываются относительно
начала системы координат программы (нуля программы) с указанием
соответствующих расстояний по осям X и Z (рис. 3.1, б). Нуль программы и нуль детали совпадают. Размеры по оси X программируются как диаметр аналогично размерам на чертеже, что облегчает составление программы.
В системе координат инструмента программирование инкрементальных размеров осуществляется от вершины резца после вызова режущего инструмента.
При программировании инкрементальных размеров описываются фактические траектории движения резца от точки к точке, при этом
размер по оси X программируется как радиус.
При задании значения в регистре сдвига оно будет учитываться
при вызове программы (G54 – G57), и точка нуля системы координат
будет смещена из нуля станка М в нуль детали W.
Нуль детали может быть смещен в пределах программы на любую величину.
87
3.2. Подготовительная функция в программном
обеспечении WIN NC SINUMERIK
Программное обеспечение WIN NC SINUMERIK (WinNC) имеет G-функции, смысловое содержание которых приведено ниже.
G0 – быстрое перемещение
G1 – рабочее перемещение
G2 – круговая интерполяция по часовой стрелке
G3 – круговая интерполяция против часовой стрелки
CIP – круговая интерполяция через промежуточную точку
G4 – время выдержки
G9 – точный останов немодально
G17 – выбор рабочей плоскости XY
G18 – выбор рабочей плоскости XZ
G19 – выбор рабочей плоскости YZ
G25 – минимальное программируемое ограничение рабочей зоны/
скорости вращения шпинделя
G26 – максимальное программируемое ограничение рабочей зоны/
скорости вращения шпинделя
G33 – постоянный шаг резьбы
G331 – нарезание внутренней резьбы
G332 – нарезание внутренней резьбы/отвод
G40 – коррекция на радиус инструмента OFF
G41 – коррекция на радиус инструмента ON влево
G42 – коррекция на радиус инструмента ON вправо
G53 – отмена устанавливаемого сдвига нуля
G54 – G57 – устанавливаемый сдвиг нуля
G500 – отмена сдвига нуля
G505 – G599 – устанавливаемый сдвиг нуля
G60 – точный останов модально
G601 – активация шага при точном достижении позиционного
окна
G602 – активация шага при приблизительном достижении позиционного окна_
G603 – активация шага при достижении установки
G63 – нарезание внутренней резьбы без синхронизации
88
G64 – режим контурной обработки
G641 – режим контурной обработки
G70 – система ввода: дюймовая
G71 – система ввода: метрическая
G90 – абсолютные размеры
G91 – размеры с приращениями
G94 – подача в миллиметрах в минуту, в дюймах в минуту
G95 – скорость подачи при вращении в миллиметрах в минуту, в
дюймах в минуту
G96 – постоянная скорость резания ON
G97 – постоянная скорость резания OFF
G110 – параметр полюса относительно последней позиции подвода
G111 – параметр полюса абсолютно в системе координат детали
G112 – параметр полюса относительно последнего достоверного
полюса
G140 – подвод/отвод на малой скорости
G141 – подвод слева и/или отвод слева
G142 – подвод справа и/или отвод справа
G143 – направление подвода и/или отвода в соответствии с относительной позицией от начальной/конечной точки до тангенциального направления
G147 – подвод по прямой линии
G148 – отвод по прямой линии
G247 – подвод по четверти круга
G248 – отвод по четверти круга
G340 – подвод и отвод в пространстве (значение начальной позиции)
G341 – подвод и отвод в плоскости
G347 – подвод по полукругу
G348 – отвод по полукругу
G450 – подвод и отвод от контура
При программировании в редакторе необходимо вставлять пробел между каждым отдельным словом (например G0 Х20 Z–35).
89
3.3. Размерная привязка режущего инструмента
Прежде чем установить размерную связь режущего инструмента
с системой координат станка или детали, необходимо выполнить измерения режущего инструмента. Цель вычисления данных инструмента: система управления вместо базовой точки инструмента использует вершину инструмента или его центральную точку для выполнения позиционирования.
Каждый инструмент, который применяется при выполнении обработки, должен быть измерен. Очень важно измерение расстояния от
вершины резца до базовой точки N установки инструмента.
В журнале данных инструмента сохраняются измеренные данные длины, позиции инструмента и его радиуса. Коррекцию на длину
инструмента можно выполнять в полуавтоматическом режиме, позиция инструмента и радиусы инструмента следует вводить вручную.
Позиция инструмента должна быть введена обязательно.
L2 – координата вершины резца в направлении оси Z в абсолютных значениях от точки N (рис. 3.2, а).
R – радиус режущей части резца (рис. 3.2, б).
Позиция инструмента 1-9 представлена на рис. 3.2, в.
N
2 (3)
6 (8)
1 (4)
9
5
L1
7
L2
3 (2)
Type 500
а)
8 (6)
4 (1)
R
б)
в)
Рис. 3.2. Направления коррекции резца на длину (а), режущая часть
с закруглением по радиусу R (б) и позиция режущей кромки резца (в)
90
Указание радиуса инструмента необходимо только при использовании коррекции на радиус фрезы.
Размерная привязка L1 инструмента для типа 500 (см. рис. 3.2, а)
выполняется в направлении X в абсолютных значениях от точки N.
Для определения типа инструмента (т.е. его позиции) следует
смотреть на него от точки закрепления его в станке. Для станков с инструментом под (перед) центром вращения (например PC Turn 50/55)
следует использовать значения в скобках вследствие изменения положительного направления оси Х.
На современных многофункциональных токарных станках с ЧПУ
возможна механическая обработка как инструментом, расположенным
соосно с обрабатываемой заготовкой (рис. 3.3, а, б), так и радиально
расположенным инструментом (рис. 3.3, в). В первом случае используется главное вращательное движение заготовки вокруг своей оси, а во
втором – главное вращательное движение режущего инструмента. Для
привязки осевых инструментов к системе координат детали необходимо ввести в СЧПУ координату Z (см. рис. 3.3, а), а для радиально расположенного инструмента – координаты Z и X (рис. 3.3, в).
б)
а)
N
z
N
z
Type 200
в)
x
N
z
Type 100
Рис. 3.3. Размерная привязка инструмента с осью:
а, в – совпадающей с осью Z; б – перпендикулярной к оси Z
91
3.4. Вспомогательная функция в программном
обеспечении WIN NC SINUMERIK
Программное обеспечение WIN NC SINUMERIK имеет М-функции,
которые представлены ниже.
М0 – программируемый останов
М1 – останов по дополнительному заданию
М2 – конец программы
М3 – включение шпинделя по часовой стрелке
М4 – включение шпинделя против часовой стрелки
М5 – останов шпинделя
М2=3 – инструмент с механическим приводом ВКЛ по часовой
стрелке
М2=4 – инструмент с механическим приводом ВКЛ против часовой стрелки
М2=5 – инструмент с механическим приводом ВЫКЛ
М6 – смена инструмента
М8 – включение подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ)
М9 – выключение подачи СОЖ
М10 – винтовой тормоз ВКЛ
М11 – винтовой тормоз ВЫКЛ
М17 – конец подпрограммы
М20 – задняя бабка назад
М21 – задняя бабка вперед
М23 – поддон назад
М24 – поддон вперед
М25 – открывание зажимного приспособления
М26 – закрывание зажимного приспособления
М30 – конец программы
М32 – конец программы для операции загрузки
М57 – колебания основного шпинделя ВКЛ
М58 – колебания основного шпинделя ВЫКЛ
М67 – прутковый питатель/загрузочный магазин ВКЛ
М68 – прутковый питатель/загрузочный магазин ВЫКЛ
М69 – смена прутка
М71 – продув ВКЛ
М72 – продув ВЫКЛ
92
3.5. Постоянные циклы механической обработки
в программном обеспечении WIN NC SINUMERIK
Постоянные циклы механической обработки и их смысловое
значение приведены ниже.
CYCLE81 – сверление, центрование
CYCLE82 – сверление, цилиндрическое зенкерование
CYCLE83 – сверление глубоких отверстий
CYCLE84 – жесткое нарезание внутренней резьбы
CYCLE840 – нарезание внутренней резьбы с компенсирующим
патроном для метчика
CYCLE85 – растачивание 1
CYCLE86 – растачивание 2
CYCLE87 – растачивание 3
CYCLE88 – растачивание 4
CYCLE89 – растачивание 5
CYCLE93 – проточка
CYCLE94 – внутренняя выточка
CYCLE95 – цикл снятия припуска
CYCLE96 – резьбовая выточка
CYCLE97 – цикл нарезания резьбы
CYCLE98 – последовательность нескольких резьб
Для команд используют следующие клавиши.
АС – ввод позиции оси шпинделя в абсолютных координатах
CAN – подвод к оси вращения в отрицательном направлении
АСР – подвод к оси вращения в положительном направлении
AN – логическое соединение AND
АР – полярный угол
AR – угол сегмента круга
AXI – тип переменной
АХ – оператор оси
AXNAME – строковая операция
AMIRROR – зеркальная система координат
AROT – вращение системы координат
ASCALE – изменение масштаба
ATRANS – программируемый сдвиг нуля
В AND, B NOT, B OR, B XOR – битовые операторы
BOOL – тип переменной
93
CASE – словарное слово для указания перехода
CIP – круговая интерполяция с промежуточной точкой (круг по
точкам)
CHAR – тип переменной
CHF – вставка фаски (фаска)
CR – радиус круга
CFC – постоянная скорость на контуре
CFIN – постоянная скорость на контуре для внутренних закруглений, постоянная скорость центра инструмента для внешних закруглений (постоянная скорость на внутренних закруглениях)
CFTCP – постоянная скорость центра вершины резца
CONTPRON – активация подготовки контура в форме таблицы
D – номер сдвига инструмента
FOR – контрольные структуры
FRAME – тип переменной
FAD – скорости движения с медленной подачей при подводе и
отводе с малой скоростью
GОTOB – указание перехода назад
GОTOF – указание перехода вперед
1С – ввод позиции оси шпинделя с приращением (координаты с
приращением)
JF – словарное слово состояния
INT – целые значения с предварительным знаком
INTERSEC – предварительное вычисление контура в форме таблицы
J1 – адрес для промежуточной точки круга
KONT – коррекция на радиус инструмента в начальной и конечной
точках контура
LIMS – адрес для промежуточной точки круга
LOOP – контрольные структуры
MCALL – модальный цикл вызова подпрограммы (данный вызов
остается активным, пока не отменен MCALL без параметра)
MSG – вывод сообщения при неисправности
MIRROR – зеркальное отражение
N – адрес номера кадра
NOT – отрицание
NORM – коррекция на радиус инструмента, прямой подвод к
контуру (нормальный подвод)
QFFN – сдвиг в нормальном направлении к контуру
OR – логическое соединение OR
94
Р – повтор программы
PROC – запуск подпрограммы
R – R-параметр R[0] – R[99]
ROT – вращение системы координат (вращение)
REAL – действительное число
RET – повтор подпрограммы
RND – вставка закругления в углу контура (круг)
RNDM – вставка закругления в углу контура модально
RP – полярный радиус
RPL – вращение плоскости
REP – инициализация поля
S – адрес шпинделя
SAVE – сохранение реестра при вызове подпрограммы
SETAL – программирование диагностических сигналов выполняется вставкой этого слова
SET – инициализация списка значений
SETMS – определение основного шпинделя
SF – сдвиг начальной точки требуется только для многозаходных
резьб
SPCOF – работа шпинделя с позиционным управлением ВЫКЛ
SPCON – работа шпинделя с позиционным управлением ВКЛ
STRING – тип переменной
SCALE – изменение масштабного коэффициента (масштаб)
STRLEN – строковая операция
SPOS – позиция шпинделя
SPOSA – позиция шпинделя
SUBSTR – определение части строки
SUPA – покадровое подавление всех сдвигов нуля
SBLOF – индивидуальное подавление ВЫКЛ
TRANS– программируемый сдвиг нуля (преобразование)
Т – адрес инструмента
TURN – количество оборотов спирали
TRAFOOF – отмена активной трансформации (трансформация
ВЫКЛ)
TRACYL – трансформация XZ-плоскости
TRANSMIT – трансформация XY-плоскости
UNTIL – контрольные структуры
VAR – определение переменной
95
WAITP – ожидание окончания перемещения оси
WAITS – ожидание позиции шпинделя
WHILE – контрольные структуры
WALIMOF – ограничение рабочей зоны ВЫКЛ
WALIMON – ограничение рабочей зоны ВКЛ
XOR – исключение OR
Арифметические и тригонометрические функции представлены
ниже.
+, –, *, – арифметические функции
SIN() – синус
COS() – косинус
TAN () – тангенс
ASIN() – арксинус
ACOS() – арккосинус
ATAN() – функция арктангенса
ATAN2(,) – функция арктангенса (секция X, секция Y)
SQRT() – корень квадратный
РОТ () – показательная функция
SQR() – квадратная функция
EXP() – экспоненциальная функция (основание е)
LOG() – функция логарифма (основание е)
LN – натуральный логарифм
Р1 – число разбиения окружности (3.141592...)
TRUE – логический оператор Истина (1)
FALSE – логический оператор Ложь (0)
ABS() – абсолютная функция
TRUNC() – округление до целого
ROUND() – округление
MOD() – модулированная функция
Системные переменные представлены ниже.
$Р AXN1 – текущий адрес геометрической оси – абсцисса
$Р AXN2 – текущий адрес геометрической оси – ордината
$P_AXN3 – текущий адрес геометрической оси – аппликата
$P_IFRAME – устанавливаемая система отсчета
$Р_РFRAME – программируемая система отсчета
$Р_В FRAME – переменная базовой системы отсчета
SPACTFRAME – общая переменная
96
$P_UIFR[] – изменяемые системы отсчета (G54)
$P_F – подача по траектории F, последняя запрограммированная
$Р DRYRUN 0 (FALSE) – холостой ход ВКЛ
1 (TRUE) – холостой ход ВЫКЛ
$P_SEARCH 1 (TRUE) – поиск кадра (с вычислениями или без
них) активирован
$P_TOOLR – активная коррекция на радиус инструмента (общая)
$Р TOOLN0 – Т0 – Т32000
$AC_MSNUM – номер основного шпинделя
$MN_SCALING_SYSTEM_IS_METRIC – базовая система отсчета
метрическая (1 – метрическая, 2 – дюймовая)
$MN_SCALING_VALUE_INCH – фактор преобразования из
метрических единиц в дюймы (25,4)
$MN_INT_INCR_PER_MM – точность вычислений линейных
позиций
$MN_MIRROR_REF_AX – основная ось для элементов кадра
$Р SIM1 (TRUE) – имитация в процессе
$P_SDIR[] – последнее направление вращения шпинделя для
программирования
$Р GG – текущая функция G группы G
$Р ЕР – последняя запрограммированная заданная позиция
$МА SPIND ASSIGN ТО МАСНАХ – расположение шпинделя
относительно оси станка
$МА NUM ENCS – количество датчиков
$AA_S – фактическая скорость шпинделя: знак соответствует
направлению вращения
$МС DIAMETER АХ DEF
$Р_АР[] – номер плоскости
$Р TOOL – D0 – D9
$Р_МС 0 (FALSE) – нет модального вызова подпрограммы
1 (TRUE) – модальный вызов подпрограммы
$P_TOOLL – общая длина инструмента
$A_IN[] – цифровой ввод NC (1 – 16)
$A_OUT[] – цифровой вывод NC
$AJNA[] – аналоговый ввод NC (1 – 4)
Рабочие движения: G0, G1 – линейная интерполяция (прямоугольная система координат) с запрограммированной скоростью подачи F, например при обработке детали.
97
Формат кадра следующий:
G0 X...Z...G1
X...Z...F...
G0, G1 – линейная интерполяция (полярные координаты).
Формат кадра следующий: G0 АР...RP...G1
АР...RP...
Примечание. Перед выполнением программирования необходимо установить начало координат детали при помощи G11.
G0 – перемещение с быстрой подачей, например, для быстрого позиционирования. G1 – перемещение инструмента с рабочей скоростью.
Фаска (рис. 3.4, а) выполняется после кадра, в котором она запрограммирована, в рабочей плоскости (G17) симметрично по углу контура.
а)
CHF=5
N40 G1 X Z
0
N3
CHR
5
F=
CH
Z
X
G1
б)
N40 G1 X Z
5
D=
RN
Z
X
G1
RN
D=
5
0
N3
Рис. 3.4. Фаска (а) и закругление (б)
Значение CHF – это длина фаски.
Пример
N30 G1 X...Z...CHF=5
N35 G1 X...Z... (см. рис. 3.4, а)
Закругление (рис. 3.4, б) выполняется после кадра, в котором
оно запрограммировано, в рабочей плоскости (G17).
Круговая интерполяция (рис. 3.5, а) программируется с использованием команд G2, G3, CIP. Функция G2 означает круговую интерполяцию по часовой стрелке, G3 – против часовой стрелки, CIP – че98
рез промежуточную точку (окружность через точки). Для кругового
движения начальная и конечная точки должны быть в одной плоскости (уровне).
Программирование с использованием начальной, конечной и центральной точек осуществляется в формате кадра G2/G3 X...Z...I...К, где
X, Z – конечная точка Е в прямоугольных координатах, I, К – координаты точки М в декартовой системе, заданные относительно начальной точки S (рис. 3.5, б) рассматриваемого участка контура. Начальная точка S – это позиция инструмента во время вызова команды
G2/G3. Конечная точка Е программируется указанием ее координат в
направлении осей X и Z.
Центральная точка М круга программируется дискретно с использованием адресов I или К относительно начальной точки S или координатами I=АС(...), К=АС(...) абсолютно от нулевой точки (рис. 3.6, а, б).
z
X
G03
G02
G02
x
-K
S
G03
G03
G3
G18
G19
G02
E
y
I=AC(,,,)
G17
-I
M
Z
а)
K=AC(,,,)
б)
Рис. 3.5. Круговая интерполяция (а) и программирование координат
центра окружности (б)
Программирование с использованием начальной, конечной точек
и радиуса круга выполняется в формате кадра G2/G3 X...Z...CR=±..., где
X, Z – координаты конечной точки Е в прямоугольной системе координат; CR=± – радиус круга.
Конечная точка программируется координатами X, Z. Радиус
круга указывается при помощи CR. Знак показывает, что дуга меньше
или больше 180°. CR=+ означает, что угол, соответствующий дуге окружности, меньше или равен 180°, CR=– указывает на то, что угол
99
больше 180°. Полная длина окружности, т. е. угол 360º, не может
быть запрограммирована при помощи адреса CR.
.
G3
X
X
CR=+...
E
E
G3
-K
S
I=AC
(,,,)
AB
M
Z
а)
S
-I
M
Z K=AC(,,,)
б)
Рис. 3.6. Программирование с использованием начальной, центральной
точек круга (а) или конечной точки и угла (б)
Программирование с использованием начальной, центральной
точек круга (см. рис. 3.6, а) или конечной точки и угла (см. рис. 3.6, б)
осуществляется в формате кадра G2/G3 X...Z...AR=... или
G2/G3 I...К...AR=…, где X, Z – координаты конечной точки Е в прямоугольной системе координат; I, К – координаты центральной точки
М круга в прямоугольной системе координат относительно начальной
точки S участка контура ES; AR= – угол раскрытия, соответствующий
дуге окружности ES. Начальная точка S – это позиция инструмента в
момент вызова команды G2/G3. Положение конечной точки Е программируется координатами X и Z. Центральная точка круга программируется дискретно с использованием адресов I, J, К относительно начальной точки S или абсолютными размерами I =AC(...),
К=АС(...) относительно нуля детали. Угол раскрытия должен быть
меньше 360°. Полные круги не могут быть запрограммированы при
помощи AR.
Программирование в полярных координатах (рис. 3.7, а) выполняется в формате кадра G2/G3 АР=... RP=..., где АР – конечная точка
Е полярного угла. Полюс – центральная точка круга RP (полярный
радиус), в то же время радиус круга.
Полюс полярной системы координат должен находиться в центральной точке круга (предварительно установлен в центре круга при
помощи G111).
100
Программирование с использованием начальной, промежуточной и конечной точек (рис. 3.7, б) выполняется в формате кадра
CIP X... Z... I1=... К1=...
x
G3
PR
E
S
AP
M=Pol
z
а)
(G90)
I1I1(
G
9
1
)
x
X
- K1(G
91)
G3
I1
(G
91)
E
S
M
Z
- K1(G
90)
z
б)
Рис. 3.7. Программирование в полярной системе координат:
а – с использованием радиуса и угла конечной точки Е;
б – с использованием промежуточной и конечной точек
Здесь X, Z – координаты конечной точки Е в прямоугольной
системе координат; I1, K1 – координаты промежуточной точки в направлении осей X и Z в прямоугольной системе координат.
Начальная точка рассматриваемого участка контура – это позиция инструмента в момент вызова команды G2/G3. Конечная точка
программируется с использованием адресов X, Z, промежуточная
точка – с использованием адресов I1, К1.
При вызове команды G91 (программирование в инкрементальных размерах) промежуточная точка задается относительно начальной точки рассматриваемого участка контура.
101
Программирование времени выдержки выполняют командой G4
в формате следующих кадров:
N... G04 F...
N...G04S... [U] ,
где F – время выдержки в секундах, S – время выдержки в количестве
оборотов главного шпинделя. Инструмент будет остановлен в крайнем
рабочем положении (притупляются острые кромки, выполняются переходы очистки сверла, зачистка дна канавки, точное позиционирование).
Примечание. Время выдержки начинается с того момента, когда
скорость подачи предшествующего кадра становится равной нулю.
S и F используются как временные значения только в кадре G4.
Пример
N75 G04 F2.5 (время выдержки равно 2,5 секунды).
Точное позиционирование выполняется командами G9, G60, G601,
G602, G603.
G9 – команда точного позиционирования, имеет покадровую
эффективность, т. е. команда немодальна.
G60 – команда точного позиционирования, модальная.
G601 – активация шага при точной установке позиционного окна.
G602 – активация шага при приближенной установке позиционного окна.
G603 – активация шага в конце интерполяции.
G601/G602/G603 (рис. 3.8, а) эффективны только при активной
G60 или G9.
G601
G602
G603
Ак т ивно т очное
позиционирование
(G9,G60)
Не акт ивно т очное
позиционирование
(G64,G641)
а)
б)
Рис. 3.8. Схема активации точного позиционирования
Команды G64, G641 (рис. 3.8, б) определяют режим контурной
обработки и отменяют команду G60.
102
0,5
G9/G60 – активация G601, G602 или G603.
G9 эффективна только в кадре, в котором она запрограммирована. G60 эффективна до ее отмены командами G64 или G641.
При активации команды G601, G602 выполнение следующего
кадра начинается, только если в G9/G60 суппорты остановлены (краткая задержка останова в конце кадра). При этом углы не будут закруглены и переходы становятся острыми. Позиция назначения может находиться в точном (G601) или приближенном (G602) окне допуска.
G603 – смена кадра выполняется в момент, когда система
управления вычисляет номинальную скорость подачи для задействованных осей (нет останова). Край закругляется. При G603 выполняется наибольшее закругление кромки.
Режим контурной обработки программируется командами G64,
G641.
G64 – режим контурной обработки (рис. 3.9).
G641 – режим контурной обработки с программируемым закруглением.
ADIS=… – допуск на заG641 ADIS=0.5
кругление для движений с рабо0,5
чей скоростью подачи; ADISPOS=… – допуск на закругление
для движений с быстрой подачей
(G0). Контур обрабатывается с
максимально постоянной скоростью подачи по траектории, что
приводит к сокращению времени
обработки закругленных переходов.
Рис. 3.9. Программирование перехода
В тангенциальных перехозакругления
дах инструмент перемещается с
максимально постоянной скоростью подачи по траектории, на углах
скорость подачи соответственно снижается. Чем больше скорость подачи F, тем больше закругление кромок (погрешность контура).
Команда G641 позволяет установить расстояние закругления.
Пример
G641 ADIS=0.5 G1 X...Z...
103
Закругление должно начаться минимум за 0,5 мм до угла и закончиться максимум за 0,5 мм после угла.
Выбор рабочей плоскости обеспечивают команды G17, G18, G19
(рис. 3.10) в формате кадра N... G17/G18/G19, где G17 – плоскость
XY: плоское торцовое фрезерование (TRANSMIT), осевое сверление с
использованием оригинальных циклов SIEMENS; G18 – плоскость
ZX: контурное точение; G19 – плоскость YZ: контурное фрезерование
на поверхности (TRACYL), радиальное сверление с использованием
оригинальных циклов SIEMENS. Ось инструмента вертикальна к рабочей плоскости.
Круговая интерполяция G2/G3/CIP, интерполяция в полярных
координатах и коррекция на радиус инструмента G41/G42 происходят
в рабочей плоскости. Движение врезной подачи, например для циклов
сверления, происходит вертикально к рабочей плоскости.
+Z
G17
+Y
а)
+X
-X
-Z
-Y
+Z
G18
+Y
б)
+X
-X
-Z
-Y
+Z
в)
G19
+Y
+X
-X
-Z
-Y
Рис. 3.10. Выбор плоскости отработки программы:
а – плоскости XY; б – плоскости XZ; в – плоскости YZ
104
Программирование ограничения рабочей зоны (рис. 3.11) выполняют командами G25, G26 в соответствии с форматом кадра
N... G25/G26 X... Z...
Команда
G25/G26
Y
ограничивает зону обраЗащит ная зона
ботки, в которой может
Рабочая зона
выполняться перемещение
инструмента. При установке рабочей зоны, может быть определена зона
Z
безопасности для движений режущего инструмента. Команды G25 и G26
должны
программироРис. 3.11. Рабочая и защитная зоны станка
ваться в отдельном кадре
управляющей программы.
Программируемое ограничение рабочей зоны активируется в
управляющей программе при помощи G25 и G26 и включается/выключается функциями WALIMON и WALIMOF.
G25 – нижняя граница рабочей зоны, G26 – верхняя граница рабочей зоны. WALIMON – ограничение рабочей зоны (ВКЛЮЧЕНО),
WALIMOF – ограничение рабочей зоны (ВЫКЛЮЧЕНО).
Предельная скорость вращения шпинделя программируется командами G25, G26 в формате кадра N...G25/G26 S...
Максимальная и минимальная скорости вращения шпинделя определяются при помощи G25/G26. Команды G25 и G26 должны программироваться в отдельном кадре управляющей программы.
Программируемое ограничение скорости вращения шпинделя
заменяет значения в установочных данных и сохраняется после окончания программы.
Команда G25 – нижняя граница скорости вращения шпинделя;
команда G26 – верхняя граница скорости вращения шпинделя; S –
минимальная/максимальная скорость вращения шпинделя.
Нарезание резьбы (рис. 3.12) программируют командой G33 в
формате кадра N... G33 X... Z... I/K..., где I/K – шаг резьбы, мм; Z –
глубина резьбы, мм.
105
X/ 2
Возможна обработка прямой, конической и винтовой резьб.
Для шага резьбы I или К должно быть введено направление резьбы
(продольное или торцевое). Возможно также выполнение программы накатывания резьбы. Цепочка резьб, представляющая собой последовательную совокупность различных резьб, программируется
кадром G33 в прямой последовательности (без движений между
резьбами).
Перед первым кадром G33 следует запрограммировать количество резьб при помощи SETTHREADCOUNT (…).
Пример фрагмента программы нарезания цепочки резьб:
N010 SETTHREADCOUNT (3)
N011 G33 X... Z... I/K... SF...
N012 G33 X... Z... I/K... SF...
N013 G33 X... Z... I/K... SF...
Ручная коррекция подачи и скорости вращения шпинделя не активна при G33 (100 %).
Более сглаженное подрезание должно выполняться первым.
Нарезание внут+X
ренней резьбы без комZ
пенсирующего патрона
(рис. 3.13) программируют
командами G331/G332 в
формате кадров N... G331
X... Z... К..., N... G332 X...
+Z Z... К..., где X, Z – диаметр и глубина сверления (конечная точка), К –
K
шаг резьбы. При сверлении в направлении оси Z
адрес К представляет соРис. 3.12. Схема обработки наружной коничебой шаг резьбы.
ской резьбы
Нарезание внутренней резьбы программируют теми же командами в том же формате кадра,
что и нарезание внутренней резьбы без компенсирующего патрона.
Нарезание внутренней резьбы описывается глубиной сверления
(конечная точка резьбы) и шагом резьбы.
106
G332 – движение отвода. Оно описывается тем же шагом, что и
движение G331. Изменение направления вращения шпинделя на обратное выполняется автоматически.
Примечание. Для подготовки шпинделя к нарезанию внутренней
резьбы следует использовать SPOS.
Нарезание внутренней резьбы с компенсирующим патроZ
ном программируют
PIT/ MPIT
командой G63 в
формате кадра G63
G0
X... Z... F... S...
SDR
G1 (S)
При нарезании
SDAC
DTB
внутренней
резьбы
SDIS
DP
без
синхронизации
RTP
RFP
программируемая скорость вращения шпинРис. 3.13. Нарезание внутренней резьбы
деля S, программируемая скорость подачи F и шаг Р метчика должны соответствовать следующим выражениям:
F [мм/мин] = S [U/мин]*Р [mm/U],
F [мм/U] = Р [mm/U].
Единицы измерения [U/мин] = мм/мин, [mm/U] = мм/об.
Движение врезания метчика программируется при помощи G63.
Команда G63 эффективна покадрово. При G63 ручная коррекция подачи и скорости вращения шпинделя блокируется на 100 %.
Движение отвода (с противоположным направлением вращения
шпинделя) также программируется при помощи G63.
Пример
Метчик М5 (шаг Р = 0,8 мм), скорость вращения шпинделя
S = 200 об/мин, поэтому F = 160 мм/мин.
N10 G1 Х0 Z3 S200 F1000 М3 (подвод к начальной точке)
N20 G63 Z –50 F160 (нарезание внутренней резьбы, глубина
резьбы 50)
N30 G63 Z3 М4 (отвод режущего инструмента, изменение направления вращения шпинделя).
Коррекция инструмента на радиус программируется командами
G40 – G42. Команда G40 – коррекция на радиус инструмента (ВЫ107
R
КЛЮЧЕНО), G41 – коррекция на радиус инструмента (ВЛЕВО), G42 –
коррекция на радиус инструмента (ВПРАВО).
Пространственное положение вершины резца определяется по
данным измерений в двух точках касания режущего профиля инструмента с осями X и Z (тангенциально к оси X и Z). Таким образом,
коррекция на размер инструмента описывает только теоретическую
вершину резца (рис. 3.14), которая находится на запрограммированной траектории.
При перемещении резца по направлению оси X или Z (рис. 3.15,
три верхних положения резца) выполняется торцевая или продольная
обработка заготовки, при этом у детали погрешностей размера не
возникает.
.
Рис. 3.14. Радиус и теоретическая
вершина режущей кромки
Рис. 3.15. Появление погрешности
обработки
При перемещении резца одновременно по обеим осям X и Z
(см. рис. 3.15, три нижних положения резца), например, при обработке конуса или закругления позиция теоретической вершины резца не
соответствует позиции реальной вершины резца. У детали возникают
погрешности размера, причем максимальная погрешность образуется
при отсутствии коррекции на радиус резца и движении под углом 45°.
При радиусе резца, равном 0,4 мм, погрешности детали составляют:
погрешность контура – 0,16 мм, а погрешность по оси X и Z – 0,24 мм.
При использовании коррекции на радиус резца система управления
автоматически выполняет компенсацию этих погрешностей.
Коррекция на радиус инструмента отменяется при помощи команды G40. Отмена возможна только в сочетании с прямолинейным
движением (G00, G01). Команда G40 на отмену коррекции режущего
108
инструмента может быть запрограммирована в одном кадре с G00,
G01 или в предшествующем кадре. G40 обычно программируется с
отводом в точку смены инструмента.
Команда G41 – коррекция на радиус инструмента влево. Когда
инструмент находится слева от обрабатываемого контура (смотреть в
направлении подачи), нужно программировать G41 (рис. 3.16, а).
Примечание. Прямая замена G41 – G42 недопустима, сначала
следует выполнить отмену коррекции инструмента функцией G40.
Требуется предварительное определение радиуса инструмента R
и типа резца в реестре данных инструментов.
Активация должна происходить в сочетании с G0 или G1, изменение значения коррекции инструмента при активированной коррекции на радиус инструмента недопустимо.
Коррекция на радиус инструмента вправо G42 показана на
рис. 3.16, б. Когда инструмент находится справа от обрабатываемого
контура (смотреть в направлении подачи), нужно программировать
G42.
Примечание. Прямая замена G41 – G42 недопустима, необходимо сначала выполнить отмену коррекции функцией G40.
а)
б)
Рис. 3.16. Коррекция на радиус инструмента
влево G41 (а) и вправо G42 (б)
Сдвиги нуля программируют командами G53 – G57, G500 – G599,
SUPA. Командой G53 сдвиги нуля подавляются для одного кадра, при
этом команды G54 – G599 отключены. G54 – 57, G505 – G599 – устанавливаемые сдвиги нуля, SUPA – покадровое подавление.
109
Нулевые точки используют для описания положения детали на
станке (рис. 3.17). В нормальном режиме система координат смещается функцией G54 – G599 в точку W1 на зажимном приспособлении, а
последующий сдвиг на нуль системы координат детали W2 выполняется при помощи TRANS (переменная).
м
w
Рис. 3.17. Перенос нуля из точки М в точку W
Размеры в дюймах программируют командой G70, а размеры в
метрической системе – G71. В зависимости от установки G70/G71
следующие значения вводятся в дюймах или миллиметрах:
• информация о траектории – X, Y, Z;
• параметры круга – I1, К1, I, К, CR;
• шаг резьбы;
• программируемые сдвиги нуля – TRANS, ATRANS;
• полярный радиус – RP.
Все другие значения, например скорости подачи, коррекции на
размеры инструмента или устанавливаемые сдвиги нуля, вычисляются в единицах, предварительно установленных в машинных данных.
В рабочей плоскости G17 – G19 на точность обработки влияет
радиус инструмента, а в вертикальном направлении, перпендикулярном к рабочей плоскости, – длина инструмента. Основная рабочая
плоскость для токарной обработки – G18 (ZX). Абсолютные размеры
(рис. 3.18, а) программируют словом G90, а инкрементальные размеры – G91 (рис. 3.18, б). Инкрементальный размер относится к текущей
точке отсчета, а режущий инструмент перемещается в запрограммированную позицию.
110
Инкрементальный размер относится к последней запрограммированной позиции режущего инструмента. При активации команды
G91 режущий инструмент перемещается на программируемое расстояние в следующую позицию.
G90
G91
X
15
1
5
35
3
5
20
20
X
10
20
а)
Z
10
10
10
Z
30
а
б)
Рис. 3.18. Отсчет в абсолютных (а) и инкрементальных размерах (б)
Отдельные базовые точки эквидистанты могут программироваться в абсолютных или инкрементальных размерах независимо от
G90/G91.
Примеры
G90
G0 Х40 Z=IC(20)
Значение Z задано с приращением несмотря на то, что активированы абсолютные размеры G90.
G91
G0 X20 Z=AC(10)
Здесь значение Z абсолютное, хотя введена команда G91, т. е.
активированы инкрементальные размеры.
Примечание. Общий сдвиг нуля в управляющей программе обработки детали – это сумма сдвига нуля в базовой системе координат,
сдвигов регулируемого нуля и фреймов.
Характеристики подачи программируют командами G94, G95.
G70/G71 (дюйм/мм) не влияют на установки подачи, достоверны
только установки машинных данных.
После каждого изменения G93 – G95 скорость подачи F необходимо программировать заново.
111
Скорость подачи F достоверна только для осей траектории, но
не для синхронных осей. Скорость подачи (мм/мин) программируется
командой G94.
При программировании движения суппорта в направлении осей
X, Z адрес F (скорость подачи) имеет единицы измерения миллиметры в минуту. Основное применение скорости подачи (мм/мин) – технологические операции фрезерования.
Скорость подачи (мм/об) программируется словом G95. При
движении суппорта в направлении осей X, Z адрес F – это скорость
подачи в миллиметрах на оборот шпинделя. Если команда G95 не запрограммирована, то следует запрограммировать скорость подачи F.
Основное применение скорости подачи F в миллиметрах на оборот – выполнение технологических операций токарной обработки.
Постоянную скорость резания программируют командами G96,
G97, LIMS.
Командой G96 активируют постоянную скорость резания. Адрес
S – скорость резания в метрах в минуту. Командой G97 активируют
выключение постоянной скорости резания. LIMS означает ограничение скорости вращения шпинделя при программировании команды
G96. При активированной команде G96 скорость вращения шпинделя
в зависимости от диаметра обрабатываемой поверхности детали автоматически изменяется так, чтобы скорость резания S (м/мин) оставалась постоянной на режущей кромке инструмента. Таким образом
повышается равномерность нагрузки на инструмент и стабилизируется шероховатость поверхности обработанных деталей. При обработке
детали, диаметры которой сильно различаются, рекомендуется установить ограничение скорости вращения для шпинделя. Это предотвращает возникновение избыточно высоких частот вращения шпинделя на малых диаметрах обрабатываемой заготовки. LIMS активируется при помощи команды G96.
Пример
N10 G96 S100 LIMS=2500.
При программировании в полярных координатах G110 – G112
позиции указывают с использованием углов и радиусов относительно
полюса – точки отсчета в полярной системе координат (рис. 3.19).
Положение полюса относительно последней запрограммированной позиции инструмента программируется командой G110, а пози112
ция полюса относительно текущего нуля детали – командой G111.
G112 – позиция полюса относительно последнего достоверного полюса. Полюс может быть определен в прямоугольных или полярных координатах. X, Z – абсцисса и аппликата полюса в прямоугольной системе координат, RP – полярный радиус, равный расстоянию «полюс – цель». АР – полярный угол между отрезком, соединяющим полюс с целью, и основной осью (первая запрограммированная ось полюса).
X
G1 AP40 AP
60 F300
G1
11
X4
0
X40
Z3
0
60
AP
RP40
Z30
Z
Рис. 3.19. Задание позиции режущего инструмента
в полярной системе координат
Пример
G111 Z30 X40
G1 RP=40 АР=60 F300
G111 устанавливает полюс в абсолютных размерах координат:
Х=40, Z=30.
G1 перемещает инструмент от предшествующего положения на
полярные координаты RP40/AP60. Угол относится к оси Z, так как Z
запрограммирована первой в кадре G111.
Подвод и отвод инструмента на малой скорости программируется командами G140 – G341, DISR, DISCL, FAD.
113
G140 – подвод и отвод на малой скорости
G141 – подвод слева и/или отвод слева
G142 – подвод справа и/или
Y
P
отвод справа
P
G143 – направление подвода/отвода в зависимости от отноDISR
сительной позиции к тангенциальному направлению начальной
P
и/или конечной точек
G147 – подвод по прямой
G247
G148 – отвод по прямой
G247 – подвод по четверти
Рис. 3.20. Движение подвода
круга (рис. 3.20)
инструмента по команде G247
G248 – отвод по четверти
круга
G340 – подвод и отвод в пространстве (значение начальной позиции)
G341 – подвод и отвод в плоскости
G347 – подвод по полукругу
G348 – отвод по полукругу
G450 – подвод и отвод от контура
G451 – подвод и отвод от контура
DISR – подвод или отвод по прямой, расстояние режущей кромки фрезы от начальной точки до контура. Подвод и отвод по кругу,
радиус траектории центральной точки резца
DISCL – расстояние до конечной точки быстрого перемещения
инструмента
DISCL=AC – определение абсолютной позиции конечной точки
быстрого перемещения инструмента
DISCL=0 G340 – P1, Р2, Р3 совпадают
G341 – Р2, Р3 совпадают
FAD – указание скорости подачи
G341 – от Р2 до Р3
G340 – от Р2 и/или Р3 до Р4
FAD=PM – линейная подача (как G94)
FAD=PR – круговая подача (как G95)
4
3
2
114
Функция подвода и отвода на малой скорости применяется для
тангенциального подвода к начальной точке контура независимо от
позиции исходной точки. Функция в основном используется в сочетании с коррекцией на радиус инструмента, однако это не обязательно.
Движения подвода и отвода описаны с промежуточной точкой Р3 при одновременной активации коррекции на радиус инструмента.
Во время REPOS по полукругу DISR означает диаметр круга.
Движение подвода и отвода состоит максимум из четырех частичных движений: от начальной точки Р0 до промежуточной точки
Р1, затем от Р1 до Р2; от Р2 до Р3 и от промежуточной точки Р3 до
конечной точки Р4. Точки Р0, Р3 и Р4 всегда определяются. Промежуточные точки Р1 и Р2 могут быть опущены в зависимости от условий обработки.
Выбор направления подвода/отвода: определим направления
подвода и отвода при помощи коррекции на радиус инструмента. При
положительном радиусе G41 (подвод слева) и G42 (подвод справа)
активны. Деление движения от начальной до конечной точки осуществляется командами G340 и G341.
Характерный подвод от Р0 к Р4 представлен на рис. 3.21.
Zust el l bewegung
Ger ade
oder Kr eis
Ger ade, Kr eis
oder Hel ix
P
P P
2
2
3
P
DISCL
1
0
1
0
P
P
P
P
4
DISCL
G340
P
3
P
4
G341
Bear beit ungsebene
Abf ahr bewegung abhangig von G340/ G341
Рис. 3.21. Подвод инструмента в зависимости от команд G340 и G341
115
Примечание. В случаях, когда позиция активного уровня программируется при помощи G17 – G19, в расчет принимается активный фрейм
вращения.
Формат кадра:
G450 DISC=...
G451
DISC – гибкое программирование подвода и отвода.
DISC активна только при вызове G540, но может быть запрограммирована в предшествующем кадре без G540. Обе команды модальны.
Верхний предел может быть установлен в машинных данных:
обычно DISC=50.
Подвод и отвод резца от обрабатываемого контура программируют с использованием команд NORM/KONT. По команде NORM
инструмент подводят по прямой, он расположен вертикально к начальной точке. Если начальная/конечная точка не находится на одной
стороне контура, что и первая/последняя точка контура, происходит
искажение контура (рис. 3.22, а, б).
NORM
R
а)
G42
G40
G42
NORM
R
б)
G40
Рис. 3.22. Начальная и первая точки контура находятся по одну
сторону от контура (нарушения контура нет) (а) и по разные
стороны контура (возникает нарушение контура) (б)
116
Инструмент проходит по прямой G451 (см. рис. 3.22, а) или вокруг угла по дуге G451 (см. рис. 3.22, б).
KONT: G450/451 (рис. 3.23)
G450 – по дуге
G451 – по прямой
R
KONT
G42
G40
а)
R
R
б)
Рис. 3.23. Подвод инструмента с использованием KONT
Вызов цикла обработки выполняется следующим образом:
цикл (параметр 1, параметр 2, ...)
В обзорах и описаниях циклов находим все необходимые параметры, характеризующие цикл. При вызове цикла вводятся только
численные значения параметров без их названия, поэтому последовательность параметров, указанная в формате кадра, должна быть сохранена во избежание неправильной интерпретации параметров и
117
возникновения брака при обработке детали. Если какой-то параметр
не требуется, то на его место ставится запятая.
Пример. Требуется просверлить отверстие при помощи цикла
CYCLE81. Расстояние безопасности не требуется, уже выполнена проточка в детали. Отверстие должно быть глубиной 15 мм от нулевой точки.
CYCLE81 (5,0,, –15).
CYCLE81 – сверление, центрование. Цифра «5» в скобках означает плоскость отвода инструмента на 5 мм над нулевой точкой;
«0» – основная плоскость находится на нулевом уровне; две запятые
означают программирование расстояния безопасности. Так как система ЧПУ может принять его за глубину сверления, написана дополнительная запятая.
«–15» означает окончательную глубину сверления в абсолютном
выражении. Параметр DPR не указан. Так как далее не следует никаких параметров, то дополнительная запятая не требуется.
Примечание. Вызов цикла может осуществляться также при помощи подпрограммы MCALL.
Описание цикла начинается с таблицы обзора. Далее идет полное описание параметров. В таблице обзора все циклы базируются на
предшествующем цикле. Это означает, что описываются только параметры, которые отличны от предшествующего цикла.
Пример
CYCLE82 имеет параметры, аналогичные CYCLE81, но добавлен параметр 6DTP. CYCLE83 имеет первые пять параметров, аналогичных CYCLE81, а параметры 6 – 12 добавлены. CYCLE84 имеет
параметры 1 – 5 аналогично CYCLE81, параметр 6 – аналогично
CYCLE82, а параметры 7 – 12 добавлены и т.д.
Циклы сверления, используемые в программном обеспечении
WIN NC SINUMERIK, приведены ниже.
CYCLE81 – сверление, центрование
CYCLE82 – сверление, зенкерование
CYCLE83 – сверление глубоких отверстий
CYCLE83E – сверление глубоких отверстий
CYCLE84 – жесткое нарезание внутренней резьбы
CYCLE84E – жесткое нарезание внутренней резьбы
CYCLE840 – нарезание внутренней резьбы с компенсирующим
патроном для метчика
CYCLE85 – растачивание 1
118
CYCLE86 – растачивание 2
CYCLE87 – растачивание 3
CYCLE88 – растачивание 4
CYCLE89 – растачивание 5
Цикл CYCLE81 имеет формат (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR), а
цикл CYCLE82 – формат (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, DTP).
RTP – плоскость отвода в абсолютном значении. После цикла
инструмент устанавливается на этой высоте. RTP должно быть выше
основной плоскости.
RFP – основная плоскость в абсолютном значении, высота поверхности детали, чаще всего основная точка отсчета находится в основной плоскости (RFP=0).
SDIS – расстояние безопасности без знака. Инструмент перемещается с быстрой подачей до SDIS над основной плоскостью, а затем
изменяется подача с холостого хода на рабочий.
DP – окончательная глубина сверления в абсолютном значении.
Глубина отверстия, т. е. глубина сверления, отсчитывается от нулевой
точки детали.
DPR – окончательная глубина относительно основной плоскости. Глубина отверстия относительно основной плоскости без знака
может быть запрограммирована DP либо DPR. Если запрограммированы оба параметра, достоверно DPR.
DTP – время выдержки на дне отверстия в секундах. Инструмент отводится только по окончании времени выдержки для зачистки
дна просверленного отверстия (только для CYCLE82).
Перед выполнением цикла инструмент должен быть размещен
над позицией отверстия (Х=0).
Инструмент выполняет сверление с запрограммированной подачей до глубины отверстия DP/DPR и отводится с быстрой подачей.
CYCLE82 имеет время выдержки DTP на дне отверстия.
Сверление с использованием главного шпинделя:
плоскость возврата, абсолютно – 5
базовая плоскость, абсолютно – 0
расстояние безопасности – 2
конечная глубина сверления, абсолютно – –20
глубина инкремента – 0
время выдержки (только для CYCLE82) – 0
119
Фрагмент программы:
G54
TRANS Z70
G17
Т8 D1
G95 S1000 М3 F0.12
G0 Х0 Z5
CYCLE81 (5,0, –20,0)
G0 X100 Z10
G18
М30
Рассмотрим осевое и радиальное сверление инструментами с
механизированным приводом. Осевое сверление (рис. 3.24, а):
плоскость возврата, абсолютно – 5
базовая плоскость, абсолютно – 0
расстояние безопасности – 2
конечная глубина сверления, абсолютно – –20
глубина инкремента – 0
время выдержки (только для CYCLE82) – 0
Радиальное сверление (рис. 3.24, б):
плоскость возврата, абсолютно – 5
базовая плоскость, абсолютно – 0
расстояние безопасности – 2
конечная глубина сверления, абсолютно – –5
глубина инкремента – 0
время выдержки (только для CYCLE82) – 0
а)
б)
Рис. 3.24. Цикл осевого (а) и радиального сверления (б)
120
Программа для осевого сверления:
G54
TRANS Z70
G17
Т7 D1
SPOS[1]=0
SETMS(2)
G95 S1000 М3 F0.12
G0 Х20 Z5
CYCLE81 (5,0, –20,0)
G0 X100
Z20 M5
SETMS(1)
G18
M30.
Программа для радиального сверления:
G54
TRANS Z70
G19 T5 D1
SPOS[1]=0
SETMS(2)
G95 S1000 М3 F0.12
G0 X32 Z –20
CYCLE81 (32,30,2, –5,0)
G0 X50 Z20 M5
SETMS(1)
G18
M30.
CYCLE83 – сверление глубоких отверстий (рис. 3.25). Формат
кадра: (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, FDEP, FDPR, DAM, DTР, DTS,
FRF, VARI, AXN, MDEP, VRT, DTD, DIS1).
Параметры, дополнительные к CYCLE82:
FDEP – первая глубина сверления, абсолютное значение
FDPR – первая глубина сверления, относительно
DAM – значение уменьшения
DTS – время выдержки перед врезной подачей в секундах
FRF – фактор снижения подачи для первой врезной подачи
121
VARI – вариант обработки
AXN(*) – ось инструмента
MDEP(*) – минимальная глубина сверления
VRT(*) – переменная траектория возврата
DTD(*) – время выдержки на конечной глубине сверления
DIS1(*) – расстояние шага
FDPR- DAM
FDPR
RTP
RFP+SDIS
RFP
FDEP
DP
G0
G1
DTB
DTS
DTB
VARI=0
1mm
DTB
DTS
DTB
DTD
VARI=1
Рис. 3.25. Глубокое сверление отверстий
Инструмент выполняет сверление с запрограммированной подачей до первой глубины сверления. Глубокое отверстие обрабатывается
повторными врезными подачами на указанный инкремент, максимальное значение которого может быть установлено до достижения конечной глубины сверления. После каждого врезания сверло может быть отведено либо в базовую плоскость с учетом расстояния безопасности для
удаления стружки, либо на 1 мм каждый раз для стружколомания.
122
FDEP – глубина первого врезания относительно нулевой точки
детали. FDPR – глубина первого врезания относительно базовой
плоскости без знака. DAM – уменьшение подачи, начиная с первой
глубины сверления, каждая из последующих врезных подач будет
уменьшена на значение DAM.
DTР – время выдержки на конечной глубине сверления (стружколомание), программируется в секундах или оборотах основного
шпинделя. При DTР<0 – ввод в оборотах, DTР=0 – ввод в секундах.
DTS – инструмент отводится после каждой врезной подачи и
перемещается снова вперед после времени выдержки DTS.
При использовании FRF может быть снижена подача для первого врезания, возможный ввод: 0,001 –1.
VAR = 0 – стружколомание. После каждой врезной подачи инструмент отводится на 1 мм для стружколомания. VARI=1 – удаление
стружки. После каждой врезной подачи инструмент отводится из отверстия в базовую плоскость для удаления стружки из отверстия.
AXN – выбор оси инструмента:
Команда
G17
G18
G19
Плоскость
XY
XZ
YZ
Вертикальная ось
врезной подачи
Z
Y
X
MDEP – программируется минимальная глубина сверления. Если вычисленный шаг сверления меньше минимальной глубины сверления, то оставшаяся глубина сверления обрабатывается в шагах, определенных по размеру минимальной глубины сверления.
VRT – траектория возврата во время стружколомания.
При VRT=0 параметр не запрограммирован, сверло отводится на
1 мм каждый раз.
DTD может быть введено в секундах или оборотах. DTD>0 –
ввод в секундах; DTD<0 – ввод в оборотах; DTD=0 – время выдержки,
как запрограммировано в DTР.
DIS1 – расстояние шага после повторного входа в отверстие
(для VARI=1). DIS1>0 – позиционирование инструмента. DIS1 = 0 –
автоматическое вычисление.
Перед выполнением цикла инструмент должен находиться в позиции отверстия (Х=0). Инструмент выполняет сверление с запрограммированной
подачей
до
первой
глубины
сверления
(FDEP/FDPR), затем отводится быстрым перемещением, далее вы123
полняется следующая врезная подача и т.д. Глубина врезной подачи
может быть снижена на значение DAM.
Глубокое осевое сверление приводными инструментами (рис. 3.26):
плоскость возврата, абсолютно – 5
базовая плоскость, абсолютно – 0
расстояние безопасности – 2
конечная глубина сверления, абсолютно – –30
глубина инкремента – 0
первая глубина сверления – –10
первая глубина – 0
понижение – 3
выдержка на глубине сверления – 0
выдержка времени пуска – 0
коэффициент скорости подачи – 1
тип обработки – 0
ось инструмента – 1
минимальная глубина сверления – 1
переменная траектория возврата – 0
время выдержки на конечной глубине сверления – 0
расстояние шага – 0
Рис. 3.26. Глубокое осевое сверление приводными инструментами
Программа:
G54
TRANS Z70
G17
T7 D1
SPOS[1]=0
SETMS(2)
124
G95 S1000 М3 F0.12
G0 X20 Z5
CYCLE83 (5,0,2,–30,0,–10,3,0,0,1,0,1,1,0,0,0)
G0 X50 Z20
M5
SETMS(1)
G18
M30
Глубокое радиальное сверление приводными инструментами
(рис. 3.27):
плоскость возврата, абсолютно – 47
базовая плоскость, абсолютно – 45
расстояние безопасности – 2
конечная глубина сверления, абсолютно – 5
глубина инкремента – 0
первая глубина сверления – 25
первая глубина – 0
понижение – 3
выдержка на глубине сверления – 0
выдержка времени пуска – 0
коэффициент скорости подачи – 1
тип обработки – 0
ось инструмента – 2
минимальная глубина сверления – 1
переменная траектория возврата – 0
время выдержки на конечной глубине сверления – 0
расстояние шага – 0
Рис. 3.27. Схема радиального сверления приводными инструментами
125
Программа:
G54
TRANS Z70
G19
Т5 D1
SPOS[1]=0
SETMS(2)
G95 S1000 М3 F0.12
G0 Х47 Z–20
CYCLE83 (47,45,2,5,0,25,0,3,0,0,1,0,2,1,0,0,0)
G0 X50 Z20
M5
SETMS(1)
G18
M30
Цикл CYCLE83E используется для сверления глубоких отверстий в направлении либо оси X, либо оси Z. Его преимущества:
• нет выбора плоскости;
• направление сверления может быть запрограммировано;
• можно применять тип инструмента 500 и сверление с использованием главного шпинделя (рис. 3.28).
3
30
10
1
Рис. 3.28. Сверление глубоких отверстий главным шпинделем
126
Плоскость возврата, абсолютно – 1
Конечная глубина сверления, абсолютно – –30
Первая глубина сверления – –10
Понижение – 3
Выдержка на глубине сверления – 0
Выдержка пуска – 0
0 = стружколомание; 1 = удаление стружки – 1
0 = направление X; 1= направление Z – 1
Программа:
G54
TRANS Z70 Т7 D1
G95 S1000 М3 F0.12
G0 Х0 Z2
CYCLE83E (1,–75,–30,10,0,0,1,1)
G0 X100 Z10
М30
Осевое сверление приводными инструментами (рис. 3.29, а):
плоскость возврата, абсолютно – 1
конечная глубина сверления, абсолютно – –30
первая глубина сверления – –15
понижение – 3
выдержка на глубине сверления – 0
выдержка пуска – 0
0 = стружколомание; 1 = удаление стружки – 1
0 = направление X; 1 = направление Z – 1
Программа:
G54
TRANS Z70
Т7 D1
SPOS[1]=0
SETMS(2)
G95 S1000 М3 G0 Х20 Z2 F0.12
G0 X20 Z5
CYCLE83E (1,–30,–15,3,0,0,1,1)
G0 X100 Z10 M5
SETMS(1)
M30
127
Φ
а)
б)
Рис. 3.29. Сверление отверстий приводными инструментами:
а – осевое, б – радиальное
Сверление радиальных отверстий приводными инструментами
(рис. 3.29, б):
плоскость возврата, абсолютно – 62
конечная глубина сверления, абсолютно – –5
первая глубина сверления – 40
понижение – 5
выдержка на глубине сверления – 0
выдержка пуска – 0
0 = стружколомание; 1 = удаление стружки – 1
0 = направление X; 1 = направление Z – 0
Программа:
G54
TRANS Z70 Т5 D1
SPOS[1]=0
SETMS(2)
G95 S1000 М3 G0 X70 Z –20 F0.12
G0 X62 Z –20
CYCLE83E (62,5,40, –5,0,0,1,0)
G0 X50 Z10 M5
SETMS(1)
M30
128
Жесткое нарезание внутренней резьбы программируется
CYCLE84 (только для PC-Turn 155 и Concept Turn 155) (рис. 3.30).
Формат кадра CYCLE84:
(RTP, RFP, SDIS, DP,
DPR, DTB, SDAC, MPIT, PIT,
Z
POSS, SST, SST1, AXN, PTAB,
PIT/ MPIT
TECH, VARI, DAM, VRT).
Параметры дополнительG0
но к CYCLE81:
G1 (S)
SDAC
SDAC – направление враSDIS
щения шпинделя после конца
DP
RFP RTP
цикла: 3 – правое, 4 – левое, 5 –
а)
останов шпинделя.
MPIT – метрический шаг
30
5
резьбы как номинальное значение. Шаг резьбы для метриче2
ской резьбы имеет значения
3(М3) – 48(М48).
PIT – шаг резьбы в миллиметрах, диапазон значений –
0,001 – 2000 мм.
б)
Программируют либо MPIT,
либо PIT. Противоречивые устаРис. 3.30. Жесткое нарезание резьбы:
новки способствуют активации
а – параметры; б – схема нарезания
сигнала тревоги.
POSS – позиция шпинделя для точного останова. Перед циклом
шпиндель позиционируется при помощи POSS.
SST – скорость вращения шпинделя для нарезания внутренней
резьбы.
АXN – выбор оси инструмента:
Команда
G17
G18
G19
Плоскость
XY
ZX
YZ
Вертикальная ось
врезной подачи
Z
Y
X
SST1 – скорость вращения шпинделя при нарезании внутренней
peзьбы (при отводе инструмента).
129
РТАВ(*) – оценка шага нарезания резьбы PIT:
0 – запрограммированная система измерений;
1 – шаг в миллиметрах;
2 – шаг в витках на дюйм;
3 – шаг в дюймах на оборот.
ТЕСН(*) – технологические установки:
• точный останов:
0 – как запрограммировано перед вызовом цикла;
1 – G601;
2 – G602;
3 – G603;
• пилотное управление:
0 – как запрограммировано перед вызовом цикла;
1 – с пилотным управлением (FFWON);
2 – без пилотного управления (FFWOFF);
• ускорение:
0 – как запрограммировано перед вызовом цикла;
1 – разгон по оси с толчковым ограничением;
2 – быстрый разгон по оси;
3 – сниженный разгон по оси;
• работа шпинделя:
0 – повторная активация работы шпинделя (для MCALL);
1 – остаться в режиме позиционного управления (для MCALL).
VARI(*) – режим обработки:
0 – непрерывное нарезание внутренней резьбы;
1 – нарезание резьбы во внутреннем отверстии со стружколоманием;
2 – нарезание резьбы во внутреннем отверстии с удалением
стружек.
DAM(*) – инкрементальная глубина сверления без арифметического знака.
VRT(*) – переменная траектория отвода для стружколомания
без арифметического знака.
Последовательность обработки:
• перед выполнением цикла инструмент должен быть размещен
над позицией отверстия (Х=0);
• быстрое перемещение на расстояние безопасности;
130
• ориентированный останов шпинделя PОSS;
• нарезание внутренней резьбы до окончательной глубины DP со
скоростью шпинделя SST, вращение шпинделя и подача синхронизируются;
• время выдержки на окончательной глубине;
• направление шпинделя меняется;
• отвод на расстояние безопасности со скоростью шпинделя SST1;
• быстрый отвод в плоскость отвода RTP;
• восстановление направления шпинделя SDAC.
Обработка с использованием главного шпинделя:
конечная глубина сверления – –30
плоскость возврата, абсолютно – 5
базовая плоскость, абсолютно – 0
расстояние безопасности – 2
глубина инкремента – 0
время выдержки – 0
направление вращения после конца цикла – 3
шаг резьбы как размер резьбы – 0
шаг резьбы как значение – 1
позиция шпинделя – 0
ось инструмента – 1
оценка шага резьбы – 0
технологические установки – 0
режим обработки – 0
инкрементная глубина сверления – 0
переменная траектория возврата – 0
Для станка PC-Turn 155 максимальная частота вращения шпинделя в цикле жесткого нарезания резьбы назначается равной 100 мин–1.
Программа:
G54
TRANS Z70
G17
Т8 D1
G0 Х0 Z5
CYCLE84 (5,0,2, –30,0,0,3,0,1,0,600,800,1,0,0,0,0,0)
G0 X100 Z80
G18
М30
131
Φ
Возможна обработка с использованием нормального сверлильного или фрезерного патрона для осевых или радиальных
резьб.
Осевое нарезание приводными инструментами без компенсирующего патрона (рис. 3.31):
плоскость
возврата,
абсолютно – 5
базовая плоскость, абсолютно – 0
расстояние безопасности – 2
конечная
глубина
сверления – –20
глубина инкремента – 0
время выдержки – 0
Рис. 3.31. Схема осевого нарезания резьбы
направление вращения
приводным метчиком без компенсирующего
после конца цикла – 3
патрона
шаг резьбы – 1
позиция шпинделя – 0
скорость при нарезании резьбы – 600
скорость отвода – 800
ось инструмента – 1
оценка шага резьбы – 0
технологические установки – 0
режим обработки – 0
инкрементная глубина сверления – 0
переменная траектория возврата – 0
Программа:
G54
TRANS Z70
Т7 D1
SPOS[1]=0
SETMS(2)
G0 X0 Z5
CYCLE84 (5,0,2,–20,0,0,3,0,1,0,600,800,1,0,0,0,0,0)
SETMS(1)
M30.
132
Схема радиального нарезания резьбы приводными инструментами без компенсирующего патрона (рис. 3.32):
плоскость возврата, абсолютно – 47
базовая плоскость, абсолютно – 45
расстояние безопасности – 2
конечная глубина сверления – 20
глубина
нарезания
резьбы – 25
глубина инкремента – 0
время выдержки – 0
направление вращения
после окончания цикла – 3
шаг резьбы – 1,5
позиция шпинделя – 0
скорость нарезания
резьбы – 800
скорость отвода – 1000
ось инструмента – 2
оценка шага резьбы – 0
технологические установки – 0
режим обработки – 0
Рис. 3.32. Схема радиального нарезания резьбы
инкрементная глубиприводным метчиком без компенсирующего
на сверления – 0
патрона
переменная траектория возврата – 0
Программа:
G54
TRANS Z70
T5 D1
SPOS[1]=0
SETMS(2)
G0 X47 Z–20
CYCLE84 (47,45,2,25,0,0,3,0,1.5,0,800,1000,2,0,0,0,0,0)
SETMS(1)
M30.
133
Сверление глубоких отверстий программируют CYCLE84E. Его
преимущества:
• нет выбора плоскости;
• можно запрограммировать направление сверления;
• можно использовать тип инструмента 500.
Параметры технологического перехода нарезания резьбы (рис. 3.33):
плоскость возThread M10x1.5
врата, абсолютно – 3
конечная глубина сверления, абсолютно – –25
шаг
резьбы
(со знаком для направления враще20
ния) – –1,5
скорость поРис. 3.33. Нарезание резьбы М 10·1,5
дачи при нарезании
главным шпинделем
резьбы – 600
скорость отвода – 800
0=Х; 1=Z – 1
Программа:
G54
TRANS Z70
Т7 D1 М5
G0 Х0 Z5
CYCLE84E (3,–25,1.5,600,800,1)
G0 X50 Z10
М30.
Нарезание осевой резьбы приводными инструментами без компенсирующего патрона (рис. 3.34):
плоскость возврата, абсолютно – 2
конечная глубина нарезания резьбы – –20
шаг резьбы (со знаком для направления вращения) – 1
скорость подачи при нарезании резьбы – 600
скорость отвода – 800
0=Х;1=Z – 1
134
Программа:
20
G54
TRANS Z70
Thread M6x1
T7 D1
SPOS[1]=0
SETMS(2)
G0 X20 Z2
CYCLE84E (2,–20,
1,600,800,1)
SETMS(1)
Рис. 3.34. Схема нарезания осевой резьбы М 6·1
M5
приводным метчиком
M30.
Нарезание радиальных резьбовых отверстий приводными инструментами без компенсирующего патрона (рис. 3.35):
плоскость возврата, абсолютно – 65
конечная глубина нарезания резьбы – 40
шаг резьбы (со знаком для направления вращения) – 1,5
скорость подачи при нарезании резьбы – 600
скорость отвода – 800
0=Х;1=Z – 1
Программа:
G54
TRANS Z70
T5 D1
SPOS[1]=0
SETMS(2)
G0 X70 Z –20
CYCLE84E (65, 40,
1.5, 600,800,0)
G0 X80 Z10 M5
SETMS(1)
Рис. 3.35. Схема нарезания радиальной резьбы
M5
М 10·1,5 приводным метчиком
M30.
Для PC-Turn 155 использование приводных инструментов без
компенсирующего патрона невозможно.
135
CYCLE840 – нарезание внутренней резьбы с компенсирующим
патроном (рис. 3.36).
Z
PIT/ MPIT
G0
SDR
SDAC
DTB
DP
G1 (S)
SDIS
RFP
RTP
Рис. 3.36. Схема нарезания резьбы с компенсирующим патроном
Формат кадра: (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, DTB, SDR, SDAC,
ENC, MPIT, PIT, AXNT, PTAB, TECH).
Параметры дополнительно к CYCLE81:
SDR – направление вращения шпинделя при отводе инструмента:
0 – автоматическое изменение направления вращения; 3 – правое вращение; 4 – левое вращение;
SDAC – направление вращения шпинделя в конце цикла: 3 – правое вращение, 4 – левое вращение, 5 – останов шпинделя;
ENC – использование датчика положения:
0 – использовать датчик положения; 1 – не использовать датчик
положения. На станках без датчика положения данный параметр игнорируется;
MPIT – метрический шаг резьбы как номинальное значение.
Диапазон шага метрической резьбы – 3(М3) – 48(М48);
PIT – шаг резьбы (мм), диапазон значений – 0,001 – 2000 мм.
Программируют MPIT либо PIT. Противоречивые установки приводят к активации сигнала тревоги;
AXN(*) – выбор оси инструмента:
Команда
G17
G18
G19
Плоскость
XY
ZX
YZ
Вертикальная ось
врезной подачи
Z
Y
X
PTAB(*) – оценка шага нарезания резьбы PIT:
136
0 – соответствует запрограммированной системе измерений
(дюйм/мм);
1 – шаг в миллиметрах;
2 – шаг в витках на дюйм;
3 – шаг в дюймах на оборот;
ТЕСН(*) – технологические установки:
• точный останов:
0 – как запрограммировано перед вызовом цикла;
1 – G601;
2 – G602;
3 – G603;
• пилотное управление:
0 – как запрограммировано перед вызовом цикла;
1 – с пилотным управлением (FFWON);
2 – без пилотного управления (FFWOFF);
• точка активации тормоза:
0 – без вычисления;
1 – с вычислением.
Последовательность обработки:
• перед выполнением цикла инструмент должен быть размещен
над позицией отверстия (Х=0);
• быстрое перемещение на расстояние безопасности;
• нарезание внутренней резьбы до окончательной глубины DP с
запрограммированной скоростью шпинделя;
• время выдержки на окончательной глубине;
• изменение направления шпинделя в соответствии с SDR;
• отвод на расстояние безопасности;
• быстрый отвод в плоскость отвода RTP;
• восстановление направления вращения шпинделя SDAC.
Параметры сверления на главном шпинделе:
плоскость возврата, абсолютно – 5
базовая плоскость, абсолютно – 0
расстояние безопасности – 2
конечная глубина нарезания резьбы – –20
глубина инкремента – 0
время выдержки – 0
направление вращения при отводе – 4
137
направление вращения после окончания цикла – 3
шаг резьбы – 1
ось инструмента – 1
технологические установки – 0
Программа:
G54
TRANS Z70
G17
Т8 D1
G97 S6000 М3
G0 Х0 Z5
CYCLE840 (5,0,2,–20,0,0,4,3,0,0,1,1,0,0)
G0 Х100 Z80
G18
М30.
Осевое нарезание резьбы приводными инструментами с компенсирующим патроном (рис. 3.37):
плоскость
возврата,
абсолютно – 5
базовая плоскость, абсолютно – 0
расстояние безопасности – 2
конечная глубина нарезания резьбы – –20
глубина инкремента – 0
Рис. 3.37. Схема осевого нарезания
время выдержки – 0
резьбы М 6·1 приводным инструментом
направление вращения
с компенсирующим патроном
для отвода – 4
направление вращения после конца цикла – 3
шаг резьбы – 1
ось инструмента – 1
оценка шага резьбы – 0
технологические установки – 0
Программа:
G54
TRANS Z70
G17
138
Т7 D1
SP SETMS(2)
G97 S800 М3
G94 F800*
G0 Х0 Z5
OS[1]=0
CYCLE840 (5,0,2,–20,0,0,4,3,1,0,1,1,0,0)
G0 X80 Z80
M5
SETMS(1)
G18
M30
Радиальное нарезание резьбы приводными инструментами с
компенсирующим патроном (рис. 3.38):
плоскость возврата, абсолютно – 47
базовая плоскость, абсолютно – 45
расстояние безопасности – 2
конечная глубина нарезания резьбы – 25
глубина инкремента – 0
время выдержки – 0
направление вращения при отводе – 4
направление вращения после конца цикла – 3
шаг резьбы – 1
ось инструмента – 2
оценка шага резьбы – 0
технологические установки – 0
Рис. 3.38. Схема радиального нарезания резьбы М10·1,5
приводным инструментом с компенсирующим патроном
139
Программа:
G54
TRANS Z70
G19
T5 D1
SPOS[1]=0
SETMS(2)
G97 S800 M3
G94 F800*
G0 X47 Z –20
CYCLE840 (47,45,2,25,0,0,4,3,1,0,1,2,0,0)
G0 X50 Z80
M5
SETMS(1)
G18
M30.
Подача требуется только для РС-Тurn 155, так как нет датчика
положения. (Подача [F] = частота вращения [n] * шаг [р]).
CYCLE85 – растачивание 1. CYCLE89 – растачивание 5 (рис. 3.39).
Формат кадра цикла: CYCLE85 (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, DTP, FFR,
RFF).
Формат кадра цикла: CYCLE89 (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, DTB).
Растачивания 1 и 5 выполняются аналогично CYCLE82.
Отличия от CYCLE82:
• скорость подачи для врезания – не последнее запрограммированное значение F, оно программируется параметром FFR при вызове цикла;
• подача при отводе не быстрая и программируется параметром
RFF при вызове цикла.
FR – скорость врезной подачи, RFF – скорость подачи при отводе.
CYCLE86 – растачивание 2. Формат кадра цикла: CYCLE86
(RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, DTB, SDIR, RPA, RPO, RPAP, POSS).
Растачивание 2 выполняется аналогично CYCLE82. Допускается
использование только расточной резцовой головки.
Отличия от CYCLE82:
• направление вращения программируется в цикле при помощи SDIR;
• на дне расточного отверстия выполняется ориентированный
останов шпинделя (POSS), и расточная резцовая головка может подниматься от поверхности при помощи RPA, RPO, RPAP в X/Y/Z во
избежание царапания поверхности при отводе.
140
RPA
SDIR – направление шпинделя: 3 – правое; 4 – левое.
RPA – движение подъема по оси X с приращением со знаком
абсциссы.
RPO – движение подъема по оси Y с приращением
со знаком ординаты.
RPAP – движение
подъема по оси Z с приращеRPAP
нием со знаком аппликаты.
POSS – позиция шпинделя для точного останова.
Движение подъема должно
происходить в направлении,
RTP
противоположном кромке DTP
расточной резцовой головDP
RFP+
ки.
SDIS
Подъем от траектории
должен быть меньше, чем Рис. 3.39. Параметры и схема растачивания
отверстия
выступающая длина режущей кромки из расточной
головки.
CYCLE87 – растачивание 3. Формат кадра цикла: CYCLE87
(RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, SDIR).
ОСТОРОЖНО! Выполняется растачивание с программируемым
остановом М0 на дне отверстия. Отвод осуществляется после нажатия
кнопки NC Start без вращения шпинделя.
CYCLE88 – растачивание 4. Формат кадра цикла: CYCLE88
(RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, DTP, SDIR).
ОСТОРОЖНО! Выполняется растачивание со временем выдержки и программируемым остановом М0 на дне отверстия. Отвод
осуществляется после нажатия кнопки NC Start без вращения шпинделя.
Токарные циклы:
CYCLE93 – проточка;
CYCLE94 – внутренняя выточка;
CYCLE95 – цикл снятия припуска;
CYCLE96 – резьбовая выточка;
141
CYCLE97 – цикл нарезания резьбы;
CYCLE98 – последовательность резьб.
CYCLE93 – цикл выточки (рис. 3.40).
ANG1
DIAG
RC
I2
1
BCO
ANG
2
I1
RC
RC
O2
SPL
SPD
A1
ST
x
WIDG
z
X
WIDG
G2
AN
SPL
ST
A1
DIAG
SPD
ANG1
1
RCI
Z
X
X
X
Z
Z
VARI=x1
VARI=x2
X
X
Z
X
Z
VARI=x4
VARI=x5
X
X
Z
VARI=x7
VARI=x3
Z
VARI=x6
Z
VARI=x8
Выт очка
Фаска
VARI=0x
VARI=1x
Рис. 3.40. Обозначение параметров выточек
142
Программирование выполняется в следующем формате кадра:
CYCLE93 (SPD, SPL, IDG, DIAG, STA1, ANG1, ANG2, RC0l,
RC02, RC11, RC12, FAL1, FAL2, IDEP, DTB, VARI).
Программируемые параметры кадра:
SPD – начальная точка поперечной оси (задается без знака);
SPL – начальная точка по оси Z;
WIDG – ширина выточки на дне выточки (задается без знака).
Должна быть шире инструмента или равна его ширине;
DIAG – глубина выточки относительно исходной точки (задается без знака);
STA1 – угол между контуром и осью вращения: 0≤STA1≤180°;
ANG1 – угол профиля 1 на стороне выточки, определенной
стартовой точкой (задается без знака): 0≤ANG1<89,999º;
ANG2 – угол профиля 2 на противоположной стороне (задается
без знака): 0≤ANG2<89,999º;
RC01 – радиус/фаска 1, наружная, на внешнем углу на стороне
стартовой точки: радиус – положительный знак; фаска – отрицательный знак;
RC02 – радиус/фаска 2, наружная, на внешнем углу на противоположной стороне: радиус – положительный знак; фаска – отрицательный знак;
RC11 – радиус/фаска 1, внутренняя, на внутреннем углу на стороне стартовой точки: радиус – положительный знак; фаска – отрицательный знак;
RC12 – радиус/фаска 2, внутренняя, на внутреннем углу на противоположной стороне: радиус – положительный знак; фаска – отрицательный знак;
FAL1 – припуск на чистовую обработку на дне выточки;
FAL2 – припуск на чистовую обработку на профиле. Если программируются FAL1 и FAL2, то при черновой обработке оставляют
указанные припуски. Затем выполняется параллельный контуру проход вдоль конечного контура с использованием этого же инструмента;
IDЕР – глубина врезания (задается без знака);
DTB – выдержка времени на дне выточки в секундах. Инструмент поднимается из выточки после запрограммированного периода
выдержки;
VARI – тип обработки 1...8 и 11...18;
VRT(*) – переменное расстояние отвода от контура.
143
На врезном инструменте измеряют обе режущие кромки. Значения для двух кромок вводят в последовательные номера D. Например,
при вызове Т2 D1 на инструменте для цикла выточки вторая режущая
кромка должна быть введена в D2.
Цикл самостоятельно выбирает соответствующую коррекцию на
инструмент для каждого операционного этапа цикла и автоматически
применяет ее.
Параметрами SPD и SPL назначают начальную точку выточки
по оси X (SPD) и Z (SPL).
Параметрами WIDG, DIAG программируют соответственно ширину и глубину выточки относительно исходной точки. Если запрограммированная ширина выточки превышает размер инструмента, то
полная ширина выточки обрабатывается в несколько шагов с равномерным перекрытием шагов.
Параметром STA1 программируют угол косой линии, на которой следует изготовить выточку. Угол измеряется относительно оси
Z. Данный угол задается для того, чтобы боковая врезная подача выполнялась параллельно контуру.
Через раздельно заданные углы ANG1 и ANG2 боковых поверхностей можно описать асимметричную выточку.
Вариант вычисления фаски определяется параметром VARI.
Для дна выточки (FAL1) и ее боковых поверхностей (FAL2)
можно запрограммировать раздельные припуски на чистовую обработку. При черновой обработке снимают толщину материала с учетом
припуска на чистовую обработку. Затем выполняют параллельно контуру рабочий проход резца, обрабатывая окончательный контур тем
же инструментом.
Параметром IDEP программируют глубину врезания. При этом
обработку выточки, расположенной параллельно оси, можно разделить на несколько врезаний на глубину.
После каждого врезания инструмент отводится назад на 1 мм для
дробления стружки. Параметр IDEP программируется в любом случае.
Выдержка времени DTB на дне выточки выбирается так, чтобы
произошел минимум один оборот шпинделя.
С помощью разряда единиц параметра VARI определяется тип
выточки, а с помощью разряда десятков – вид расчета фаски.
VRT – расстояние возврата при выточке. Если VRT = 0 (параметр не запрограммирован), инструмент отводится на 1 мм.
144
CYCLE93 – выточка продольная наружная (рис. 3.41). Координаты исходной точки – Х70 Z60. Стартовая точка лежит справа, ее
координаты – Х35 Z60. Цикл использует коррекции D1 и D2 инструмента Т1.
Данные для программирования канавки, расположенной на цилиндрической поверхности заготовки:
исходная точка по оси X – 70 мм
исходная точка по оси Z – 60 мм
ширина выточки – 30 мм
глубина выточки – 25 мм
угловой контур – продольная ось – 5º
угол контура – начальная точка – 10º
угол контура – противоположная сторона – 20º
радиус/фаска, наружная, начальная точка – 0
радиус/фаска, наружная, противоположная сторона – 0
фаска, внутренняя, сторона начальной точки – –2 мм
фаска, внутренняя, противоположная, сторона – –2 мм
допуск на чистовую обработку, дно – 0,2 мм
допуск на чистовую обработку, боковая поверхность – 0,1 мм
глубина врезной подачи – 10 мм
время выдержки – 1
вариант – 05
переменное расстояние отвода – 1 мм
º
Φ
º
º
Рис. 3.41. Форма и размеры продольной наружной выточки
145
º
Параметры цикла: CYCLE93 (SPD, SPL, IDG, DIAG, STA1,
ANG1, ANG2, RC0l, RC02, RC11, RC12, FAL1, FAL2, IDEP, DTB,
VARI, VRT).
Программа:
N10 G0 Х90 Z65 Т1 D1 S400 М3 начальная точка перед началом цикла
N20 G95 F0.2 определение технологических значений
N30 CYCLE93 (70,60,30,25,5,10,20,0,0,–2,–2,0.2,0.1,10,1,5,1) вызов цикла
N40 G0 Х50 Z65 следующая позиция
CYCLE93 – выточка торцовая (рис. 3.42). Координаты исходной точки – Х40 Z0. Стартовая точка лежит справа, ее координаты –
Х35 Z60. Цикл использует коррекции D1 и D2 инструмента Т9.
Параметры
цикла:
CYCLE93
(SPD, SPL, WIDG,
DIAG, STA1, ANG1,
ANG2, RC01, RC02,
RC11, RC12, FAL1,
FAL2, IDEP, DTB,
VARI, VRT).
Технологические параметры канавки, расположенZ
ной на торце заготовки:
Рис. 3.42. Форма и размеры торцовой канавки
ширина выточки – 6 мм
исходная точка по оси X – 40 мм
исходная точка по оси Z – 0 мм
глубина выточки – 6 мм
угловой контур – продольная ось – 90º
угол контура – начальная точка – 30º
угол контура – противоположная сторона – 15º
радиус/фаска, наружная, начальная точка – 0
радиус/фаска, наружная, противоположная сторона – 0
фаска, внутренняя, сторона начальной точки – 0
фаска, внутренняя, противоположная сторона – 0
допуск на чистовую обработку, дно – 0,2 мм
146
допуск на чистовую обработку, боковая поверхность – 0,1 мм
глубина врезания – 5 мм
время выдержки – 1 с
вариант – 16
переменное расстояние отвода – 1 мм
Фрагмент управляющей программы:
N10 G0 Х200 Z100 начальная точка
N20 Т9 D1 G96 S180 М4 F0.12 определение технологических
значений
N30 CYCLE93 (40,0,6,5,90,30,15,0,0,0,0,0.2,0.1,5,1,16,1) вызов
цикла
N40 G0 Х200 Z100 следующая позиция
CYCLE94 – цикл внутренней выточки (рис. 3.43).
Формат кадра цикла: CYCLE94 (SPD, SPL, FORM).
SPD – начальная точка по оси X без знака.
X
SPL
SPD
Z
а)
For m F
For m E
X
X
E
F
Z
Z
б)
Рис. 3.43. Параметры (а) и форма (б) внутренних выточек
147
SPL – начальная точка по оси Z.
FORM – форма выточки:
Е – для формы Е в соответствии с DIN 509;
F – для формы F в соответствии с DIN 509.
VARI(*) – определение позиции выточки (рис. 3.44).
Данный цикл
выполняет обработку
Х
выточки в соответстVARI = 4
VARI = 3
вии с DIN 509 форм
Е и F (см. рис. 3.43)
для диаметров обработанных
деталей
больше 3 мм.
VARI = 2
VARI = 1
SPD определяет диаметр выточки
Z
на обработанной деРис. 3.44. Виды внутренних выточек
тали. Диаметр обработанной детали менее 3 мм не может быть выполнен в данном цикле.
SPL определяет чистовой размер (плечо) по оси Z.
FORM – форма выточки в соответствии с DIN 509: форма Е –
для деталей с одной обрабатываемой поверхностью (окружность);
форма F – для деталей с двумя обрабатываемыми поверхностями. Для
станков с инструментом ниже (перед) оси вращения (например
PC-Turn 50/55) достоверны значения в скобках (рис. 3.45).
В данном цикле
могут
использоваться
6(8)
1(4)
2(3)
только инструменты с
позицией резца 1, 2, 3, 4
(см. рис. 3.45). Если в дан5
9
ные инструмента введен
угол зазора, то он должен
7
контролироваться.
Если обнаружива4
(
1
)
8(6)
3(2)
ется, что данная выточка
не может быть выполнена выбранным инструРис. 3.45. Позиции резцов
ментом по причине
148
слишком большого зазора, появляется сообщение «changed form of
undercut» (изменение формы выточки). Обработка будет продолжена, и в этом случае погрешность контура обычно совсем незначительная.
CYCLE95 – цикл снятия припуска (рис. 3.46). Программирование
цикла CYCLE95 выполняется в следующем формате кадра: (NPP,
MID, FALZ, FAX, FAL, FF1, FF2, FF3, VARI, DT, DAM, VRT).
NPP – имя подпрограммы обработки.
MID – максимальная глубина врезания без знака.
FALZ – допуск на чистовую обработку по оси Z без знака.
FAL – допуск на чистовую обработку параллельно контуру.
FF1 – подача для черновых проходов без выточки.
FF2 – подача для черновых проходов с выточкой.
FF3 – подача для чистовой обработки.
VARI – вариант обработки 1…12. 0 – с обратным ходом по
контуру. Не появляются остаточные края, обратный ход выполняется
с перекрытием. Это означает, что обратный проход по контуру осуществляется в нескольких точках пересечения. 1 – без обратного хода по контуру. Обратный ход выполняется только до предшествующей точки черновой обработки, затем инструмент поднимается. В
зависимости от соотношения радиуса инструмента и глубины обработки (МID) могут появляться остаточные края.
DT – время выдержки для стружколомания при черновой обработке.
DAM – траектория перемещения, после которого каждый черновой проход прерывается для стружколомания.
VRT(*) – расстояние от контура при черновой обработке без
арифметического знака. Цифры 1 – 10, представленные на рис. 3.46,
показывают направления движения инструмента и снятие припуска
при обработке наружной поверхности заготовки.
Цикл снятия припуска выполняет обработку контура, сохраненного в подпрограмме. Обработка контура может происходить внутри
или снаружи продольной или торцевой стороны. Может быть выполнена черновая, чистовая или полная обработка контура.
149
3
4
2
1
5
6
7
8
9
10
.
Рис. 3.46. Черновая и чистовая обработка выточек
150
Позиция инструмента перед циклом: выполняется подвод к последней позиции перед вызовом инструмента путем выключения коррекции на радиус инструмента.
Внешняя обработка: перед вызовом цикла инструмент должен
быть снаружи от наибольшего диаметра в подпрограмме обработки.
Внутренняя обработка: перед вызовом цикла инструмент должен быть внутри наименьшего диаметра в подпрограмме обработки.
Последовательность обработки:
• черновые проходы выполняются функцией G1 со скоростью
подачи FF1;
• черновые проходы осуществляются параллельно оси до припуска на чистовую обработку (1) и затем параллельно контуру (2).
После каждого чернового прохода выполняется отвод инструмента по
осям X и Z при помощи G0 (3, 4);
Данная последовательность действует до достижения окончательной глубины (5) (с допуском на чистовую обработку). Глубины
врезания делятся равномерно, они меньше или равны запрограммированному параметру MID.
Черновая обработка элементов выточки: врезание при выполнении выточки осуществляют параллельно контуру (6) командой G1 и
со скоростью подачи FF2.
Черновые проходы параллельно оси в зоне выточки (7) выполняют командой G1 и со скоростью подачи FF1.
Последовательность черновой обработки:
- черновая обработка без выточки (8);
- черновая обработка первой выточки (9);
- черновая обработка второй выточки (10) и т.д.
Чистовая обработка: подвод к начальной точке контура выполняется одновременно по обеим осям.
Чистовая обработка осуществляется вдоль контура командами
G1, G2, G3 и со скоростью подачи FF3.
Отвод выполняется командой G0.
Параметр NPP определяет название подпрограммы обработки
контура. Название должно быть в кавычках, например "CONT1".
151
МID – максимальная глубина врезания для черновой обработки.
Общий припуск на обработку равномерно делится системой числового программного управления на несколько рабочих проходов
(врезаний резца) режущего инструмента. Глубина резания на каждом рабочем проходе меньше (равна) запрограммированного параметра МID.
Пример
Общий припуск на обработку составляет 19 мм, максимальная
глубина резания (запрограммированный параметр MID) – 4 мм, поэтому система ЧПУ назначит пять рабочих проходов (врезных подач)
с глубиной резания, равной 3,8 мм.
FALZ – припуск на чистовую обработку по оси Z.
FALX – припуск на чистовую обработку по оси X.
FAL – припуск на чистовую обработку параллельно контуру.
Нецелесообразно программировать все три указанных параметра, так как их значения будут складываться. Следует запрограммировать либо значение для параметров FALZ, FALX и нулевое значение
для параметра FAL, либо наоборот. Если припуск на чистовую обработку не запрограммирован, черновая обработка выполняется до
окончательных размеров контура.
Программирование скорости подачи при выполнении различных технологических переходов обработки осуществляется параметрами: FF1 – черновая обработка; FF2 – черновая обработка (выполнение выточек); FF3 – чистовая обработка.
Контрольные вопросы
1. Как выбирают систему координат станка, детали (программы)
и инструмента в многофункциональном токарном станке с ЧПУ модели РС-Turn 155?
2. Объясните, как сдвигают нуль станка и программируют абсолютные размеры в программном обеспечении WIN NC SINUMERIK
810/840D.
3. Как программируют инкрементальные размеры в системе координат инструмента?
4. Какие команды с адресом G применяют в программном обеспечении WIN NC SINUMERIK 810/840D? Каково их смысловое содержание?
152
5. Какие команды с адресом М используют в программном обеспечении WIN NC SINUMERIK?
6. Назовите постоянные циклы механической обработки в программном обеспечении WIN NC SINUMERIK.
7. Напишите формат кадра для линейной интерполяции G00 и
G01 в прямоугольной системе координат.
8. Напишите формат кадра для линейной интерполяции G00 и
G01 в полярной системе координат.
9. Как программируют фаску в WIN NC SINUMERIK?
10. Напишите формат кадра для круговой интерполяции по часовой стрелке и объясните, как выполняют программирование в декартовой системе координат.
11. Напишите формат кадра для круговой интерполяции против
часовой стрелки и объясните, как выполняют программирование в декартовой системе координат.
12. Напишите формат кадра для круговой интерполяции по часовой стрелке и объясните, как выполняют программирование в полярной системе координат.
13. Напишите формат кадра для круговой интерполяции против
часовой стрелки и объясните, как выполняют программирование в
полярной системе координат.
14. Напишите формат кадра для программирования времени выдержки инструмента. Как выполняют программирование?
15. Охарактеризуйте программирование точного позиционирования.
16. Каким образом выбирают плоскость отработки программы?
17. Как и с какой целью программируют ограничение рабочей зоны?
18. Напишите формат кадра для программирования частоты (скорости) вращения шпинделя и объясните, как выполняют программирование.
19. Напишите формат кадра для нарезания цилиндрической резьбы. Как выполняют программирование?
20. Напишите формат кадра для нарезания торцевой резьбы. Как
выполняют программирование?
21. Как программируют обработку цепочки резьб?
22. Изложите процедуру программирования для нарезания внутренней резьбы без компенсирующего патрона.
153
23. Напишите формат кадра для нарезания внутренней резьбы с
компенсирующим патроном и объясните процедуру программирования.
24. Как программируют коррекцию инструмента на радиус и
длину?
25. Как программируют подвод и отвод резца на малой скорости?
26. Как вызывают цикл обработки?
27. С чего начинается описание цикла обработки?
28. Назовите циклы сверления в WIN NC SINUMERIK.
29. Назовите циклы растачивания в WIN NC SINUMERIK.
30. Назовите циклы нарезания резьбы в WIN NC SINUMERIK.
31. Опишите цикл сверления на главном шпинделе.
32. Опишите цикл осевого сверления инструментами с механизированным приводом.
33. Опишите цикл радиального сверления инструментами с механизированным приводом.
34. Опишите цикл сверления глубоких отверстий.
35. Опишите цикл жесткого нарезания внутренней резьбы.
36. Опишите цикл нарезания внутренней резьбы с компенсирующим патроном.
37. Опишите цикл осевого нарезания резьбы приводными инструментами с компенсирующим патроном.
38. Опишите цикл радиального нарезания резьбы приводными
инструментами с компенсирующим патроном.
39. Опишите цикл «Растачивание 1».
40. Опишите цикл «Растачивание 2».
41. Опишите цикл «Растачивание 3».
42. Опишите цикл «Растачивание 4».
43. Опишите цикл «Растачивание 5».
44. Опишите цикл выполнения выточки.
45. Опишите цикл выполнения внутренней выточки.
46. Опишите цикл чернового снятия припуска.
47. Опишите цикл чистового снятия припуска.
154
4. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
FANUC 21 TB [5]
4.1. Базовые точки для токарных станков. Нуль станка
Базовые точки в токарных многофункциональных станках с
ЧПУ, использующих программное обеспечение FANUC 21 TB: точка
М – нуль отсчета станка, точка R – позиция рабочего органа в рабочей
зоне станка, определяемая предельными выключателями, точка N –
базовая точка резцедержателя и точка W – нуль отсчета детали (нуль
программы) (рис. 4.1).
Неизменная базовая точка,
т. е. нуль станка (точка М), устанавливается изготовителем станка. В то же время точка М – начало системы координат станка.
Крайние позиции исполнительных органов в рабочей зоне
станка определяются предельными выключателями. Информация о позициях охватываюм
w
щих направляющих поступает в
систему управления при подходе
к базовой точке R, она устанавливается после каждого перерыва питания.
Базовая точка N резцедерРис. 4.1. Базовые точки M, W и N
в
рабочей зоне станка и смещение
жателя – исходная для измерения
нуля станка М в нуль детали W
параметров инструмента. Положение точки N устанавливается
изготовителем станка.
Базовая точка W – нуль детали, точка отсчета размеров детали,
которые отражаются в программе обработки. Положение точки W
устанавливается программистом, и оно может изменяться по желанию
технолога при разработке программы обработки.
155
Смещение нуля. В станках фирмы ЕМСО нуль станка М лежит
на оси вращения Z и на переднем торце фланца шпинделя (см. рис. 4.1).
Точка М не подходит в качестве измерительной базы (точки отсчета
размеров), поэтому для упрощения процедуры составления управляющей программы обработки детали целесообразно систему координат станка сдвинуть в нужное положение в рабочей зоне станка.
Такой сдвиг называется смещением нуля. В регистре смещений станка имеется одна регулируемая установка смещения нуля. После установки значения в регистре смещения оно учитывается при запуске
программы, т.е. нулевая точка системы координат смещается из нуля
станка М в нуль детали. Нуль детали W также может быть смещен в
пределах программы обработки детали при помощи команды G92
(установка системы координат).
Ось X направлена перпендикулярно к оси вращения шпинделя,
координата Z совпадает с осью вращения шпинделя. Отрицательные
значения координаты X описывают движение системы инструмента в
направлении к детали. Положительные значения координаты X отражают перемещение инструмента в направлении от детали.
4.2. Система координат для программирования
Программирование абсолютных размеров. Точка отсчета
системы координат находится в нуле станка М или в нуле детали W в
соответствии с запрограммированным смещением нуля. Все точки
обрабатываемого контура детали описываются относительно точки
отсчета системы координат путем указания координат X и Z этих точек.
Расстояние, на котором находится вершина резца от оси вращения шпинделя (оси Z), измеренное в направлении оси X, указывается
как диаметр (как указано на чертеже детали), что позволяет в процессе составления управляющей программы вводить диаметры ступеней
обрабатываемой детали и избежать неоправданного вычисления радиусов этих ступеней.
Программирование инкрементальных размеров. Точка отсчета находится в базовой точке резцедержателя N или в точке резания после вызова инструмента. Программирование инкремен156
тальных размеров в направлении оси Х выполняется с использованием оси U, а в направлении оси Z – с использованием оси W. Координата U отсчитывается по оси X, а координата W – по оси Z.
Положительное и отрицательное направления аналогичны направлениям при программировании абсолютных размеров. При программировании инкрементальных размеров описывается фактическая траектория инструмента относительно предыдущей точки обрабатываемого контура.
Ввод смещения нуля. Осуществляется нажатием клавиши
D FFS E T
S E T T IN G
.
Далее нужно нажать экранную клавишу W.SHIFT (рабочее
смещение), внизу диалогового окна (SHIFT VALUES) ввести координаты X, Z смещения из нуля детали в нуль станка (отрицательный знак).
Введите смещение (например Z –30.5) и нажмите клавишу INSERT
.
Данный сдвиг всегда активен (без отдельного вызова).
При использовании данного сдвига нуль системы координат
станка смещается от фланца шпинделя к торцевой поверхности зажима заготовки. Длина детали (смещение нуля к правому торцу детали)
определяется в программе командой G92.
4.3. Измерение данных резца и его коррекция
Цель измерений данных резца. ЧПУ должно использовать
для позиционирования вершину резца, а не базовую точку резцедержателя. Каждый инструмент, используемый для обработки,
должен быть измерен. Необходимо измерить расстояние в направлениях обеих осей между вершиной резца и базовой точкой N резцедержателя. В регистре инструментов сохраняются измеренные
коррекции на радиус и позицию резца. Номер коррекции может
быть любым номером регистра, но должен определяться вызовом
инструмента в программе.
Пример
Коррекция на длину инструмента в позиции 4 револьверной головки сохранена как коррекция номер 4. Вызов инструмента в про157
грамме осуществляем функцией Т0404. Первые две цифры Т-слова
определяют позицию в револьверной головке, последние две цифры –
номер коррекции, относящийся к этой позиции. Коррекции на длину
инструмента могут осуществляться автоматически, а радиус резца и
позиция резца устанавливаются вручную (рис. 4.2, а).
Ввод радиуса и позиции резца требуется только при использовании коррекции на радиус резца. Измерение данных инструмента:
X – диаметр, Z – абсолютное значение от точки N, R – радиус
вершины резца, Т – позиция вершины резца (рис. 4.2, б).
В поле «offset wear» устанавливается коррекция на погрешность
измерения данных инструмента или износ инструмента после нескольких рабочих циклов. Введенные коррекции на длину добавляются или вычитаются из геометрических данных инструмента с приращением.
Х+/–... – приращение в диаметре к геометрическому значению
(в направлении оси X с соответствующим знаком плюс или минус).
Z+/– ... – приращение численного значения (в направлении оси Z
с соответствующим знаком плюс или минус).
R+/– ... – приращение к геометрическому значению радиуса с
соответствующим знаком плюс или минус.
N
2 (3)
6 (8)
1 (4)
9
5
7
3 (2)
Type 500
8 (6)
R
а)
б)
Рис. 4.2. Коррекция инструмента на длину и радиус (а)
и позиции вершины резца (б)
158
4 (1)
Позиция резца Т. Посмотрите на инструмент с точки зрения
зажима на станке для определения позиции резца. Для станков, в которых инструмент находится под (перед) вращающимися центрами
(например PC-Turn 50/55), используйте значения в скобках, так как
положительное направление оси Х для этого станка противоположно.
Данные инструмента измеряют с помощью оптического задающего устройства (рис. 4.3), при этом для измерений необходимо выполнить следующие действия:
• установить оптическое приспособление на станок;
• закрепить калибр инструментальной оправкой в диске револьверной головки. В режиме MANUAL можно переместить калибр в
сетку оптического устройства (при открытой двери в режиме наладки
при помощи клавиши подтверждения);
• нажать клавишу
• нажать клавишу
ся значение X);
POS
ХА
и экранную клавишу REL;
и экранную клавишу PRESET (удаляет-
Z
В
• нажать клавишу
и экранную клавишу PRESET (удаляется значение Z);
• установить селектор режимов в положение INC10000 и выполнить перемещение по оси Z на длину калибра (–Z) (для Concept
Turn 50/55/155: –30, Concept Turn 105: –22);
• повернуть внутрь инструмент и переместить его в сетку;
D F FS E T
S E T T IN G
• нажать клавишу
;
• нажать экранную клавишу OPRT;
• выбрать номер позиции для соответствующего инструмента
при помощи клавиш курсора
.
159
z
N
30mm
z
z
N
ZN +22mm
22mm
CONCEPT TURN 105:
CONCEPT Tur n 50/ 55
N
ZN +22mm
30mm
CONCEPT TURN 155:
CONCEPT Tur n 105/ 155
N
N
Рис. 4.3. Измерение данных инструмента с использованием
оптического устройства
160
Х
А
Коррекция X. Нажмите клавишу
и экранную клавишу
INP C. Значение X вводится в память данных инструмента.
Коррекция Z. Нажмите клавишу
ZВ
и экранную клавишу INP
C. Значение Z вводится в память данных инструмента.
Закрепите деталь с измеренными диаметром и длиной.
Запустите шпиндель в режиме MDI (М03/М04 S ... ).
Введите необходимый инструмент.
Измерить данные режущего инструмента можно методом царапания, при этом необходимо выполнить описанные ниже действия (рис. 4.4).
+X
B
A
D
M
+Z
-X
Рис. 4.4. Измерение методом царапания: А – царапание торца;
В – царапание по окружности; D – диаметр детали
Коррекция X. Выполните царапание резцом по диаметру детали (В).
D F FS E T
S E T T IN G
и экранную клавишу GEOM.
Нажмите клавишу
Выберите номер гнезда инструментального магазина для соответствующего инструмента при помощи клавиш курсора
Нажмите экранную клавишу OPRT.
.
Х
Введите диаметр детали, например А 47.
Нажмите экранную клавишу MEASUR.
Значение X переводится в регистр данных инструментов.
161
Коррекция Z. Выполните царапание резцом по торцу детали (А).
D F FS E T
S E T T IN G
Нажмите клавишу
и экранную клавишу GEOM.
Выберите номер гнезда инструментального магазина для соответ.
ствующего инструмента при помощи клавиш курсора
Нажмите экранную клавишу OPRT.
Введите длину детали (длина детали + длина патрона), например
ZВ
72.
Нажмите экранную клавишу MEASUR.
Значение Z переводится в регистр данных инструментов.
Повторите данную процедуру для каждого инструмента.
4.4. Операционные последовательности
Рабочие режимы. В рабочем режиме REF
выполняется
подвод к базовой точке. По достижении базовой точки на дисплее фактического положения устанавливается значение координат базовой точки. Тем самым система управления определяет положение направляющих в рабочей зоне.
Подвод к базовой точке необходимо выполнить в следующих
ситуациях:
• после включения станка;
• после прерывания питания;
• при появлении тревоги «Подвод к базовой точке» или «Не
достигнута базовая точка»;
• после столкновений или если направляющие блокированы по
причине перегрузки.
В режиме MEM
для выполнения программы обработки система
управления вызывает кадры по одному и отрабатывает их. При отработке
учитываются все коррекции, вызов которых осуществляется в программе.
Отработка кадров управляющей программы выполняется поочередно.
В режиме EDIT выполняется ввод программ обработки детали и
передача данных.
В режиме MDI
выполняется включение шпинделя и поворот инструментальной оправки. Система управления отрабатывает
введенные кадры и удаляет промежуточные данные для нового ввода.
162
В режиме JOG
при помощи клавиши KONV может выполняться ручное перемещение направляющих.
В операционном режиме
направляющие
могут перемещаться на требуемое значение приращения (1...1000 в
мк/10–4дюйм) при помощи клавиш JOG - Х +Х - Z +Z .
Выбранный инкремент (1, 10, 100 и т.д.) должен быть больше
разрешающей способности СЧПУ станка (наименьшая допустимая
величина перемещения равна дискрете), иначе движение рабочего органа происходить не будет.
– повторное позиционирование, подвод обратно
REPOS
к контуру в режиме JOG.
Teach In
– создание программ в диалоговом режиме MDA.
Посредством подвода к базовой точке система управления синхронизируется со станком. Для этого необходимо:
• перейти в режим REF;
• активировать сначала клавиши направления
-Z
-Х
или
+Х
, за-
+Z
или
для выполнения подвода к базовой точке в указантем
ных направлениях;
REF
ALL
• при помощи клавиши
выполнить автоматическую установку обеих осей (клавиатура PC).
Обратите внимание на присутствие препятствий в рабочей зоне
(зажимные приспособления, зажатые детали и т.д.).
После достижения базовой точки ее позиция отображается как
фактическая. Теперь система управления синхронизирована со станком.
Ввод данных зубчатой передачи (только для ЕМСО PC-Turn 55).
Для обеспечения правильной скорости вращения шпинделя при работе станка необходимо установить в ЕМСО WinNC позицию зубчатой
передачи (ремня) станка. Для этого необходимо:
• нажать клавишу
SYSTEM
;
PAGE
• нажать клавишу
несколько раз до открытия окна установок (PARAMETER GENERAL);
163
• переместить курсор на поле ввода GEAR и ввести соответствующую позицию зубчатой передачи:
-позиция 1 для 120 – 2000 U/мин;
-позиция 2 для 280 – 4000 U/мин.
Установка языка и директории детали. Нажмите клавишу
SYSTEM
,
PAGE
затем клавишу
несколько раз до открытия окна установок (PARAMETER GENERAL).
В рабочей директории сохраняются программы ЧПУ, созданные
оператором. Рабочая директория – поддиректория директории, определенной при установке. В поле ввода PROGRAMPATH введите название
рабочей директории (рис. 4.5), используя клавиатуру PC: максимум восемь символов без дисководов и маршрутов. Создается несуществующая
директория.
Рис. 4.5. Окно ввода рабочей директории детали
164
Выбор языка осуществляется из установленных языков. Выбранный язык активируется после перезапуска программного обеспечения. Введите значок языка в поле ввода LANGUAGE:
• DT – немецкий;
• EN – английский;
• FR – французский;
• SP – испанский.
Ввод программы. Программы обработки и подпрограммы вводятся в режиме EDIT.
Вызов программы:
• перейдите в режим EDIT;
PROG
• нажмите клавишу
;
• при помощи экранной клавиши введите на экран существующие программы;
• введите номер программы О ... . Использование номеров программ свыше 9500 не допускается, так как они зарезервированы для
внутренних целей;
INSERT
• для вызова новой программы нажмите клавишу
;
• для вызова существующей программы нажмите экранную
клавишу О SRH.
Примечание. При помощи параметра SEQUENCE NUMBER
(PARAMETER MANUАL) можно устанавливать автоматическую нумерацию кадров (1 = да, 0 = нет).
Поиск слова: введите адрес слова для поиска (например X) и
нажмите экранную клавишу SRH ↓.
Вставка слова: установите курсор перед вставляемым словом,
INSERT
.
введите новое слово (адрес и значение) и нажмите клавишу
Изменение слова: установите курсор перед словом, которое
ALTER
.
должно быть изменено, введите слово при помощи клавиши
Удаление слова: установите курсор перед словом, которое
должно быть удалено, введите слово и нажмите клавишу
DELETE
.
165
Вставка кадра: установите курсор перед знаком ЕОВ в кадре, предшествующем вставляемому кадру, и введите кадр для
вставки.
Удаление кадра: введите номер кадра (при отсутствии номера
DELETE
кадра N0) и нажмите клавишу
.
Удаление программы. В режиме EDIT введите номер проDELETE
.
граммы (например 022) и нажмите клавишу
Для удаления всех программ в режиме EDIT введите номер программы О0 – 9999 и нажмите клавишу
DELETE
.
SYSTEM
Ввод/вывод данных. Нажмите клавишу
. На экране откроется окно PARAMETER MANUAL.
Клавишей «I/O Channal» можно ввести серийный интерфейс
(1 или 2) или привод (А, В или С):
1 – серийный интерфейс СОМ1;
2 – серийный интерфейс COM2;
А – дисковод А;
В – дисковод В;
С – жесткий диск С, рабочая директория;
Р – принтер.
Настройка серийного интерфейса. Нажмите клавишу
PAGE
SYSTEM
,
или PAGE до открытия окна PARAMETER
затем клавишу
RS232C INTERFACE.
Установки: скорость в бодах – 110, 150, 300, 600, 1200, 2400,
4800, 9600; четность – Е, О, N; стоп-биты – 1, 2; биты данных – 7, 8.
Передача данных от исходной системы или в нее осуществляется только в коде ISO.
Стандартная настройка: семь битов данных, контроль по четности ( = Е), стоп-бит 1, 9600 бод.
Параметры системы управления:
– бит 0: 1 – передача прекращается кодом ЕТХ (конец текста);
2 – передача прекращается при помощи RESET;
166
– бит 7:
1 – перезапись программы обработки без сообщения;
0 – сообщение, если программа обработки уже существует.
Настройка серийного интерфейса: при применении интерфейсной расширительной платы (например, для СОМ3 и СОМ4) убедитесь, что для каждого интерфейса используется отдельное прерывание (например для СОМ1 – IRQ4, для СОМ2 – IRQ3, для СОМ3 –
IRQ11, для СОМ4 – IRQ10).
Вывод программы. Режим EDIT. Введите принимающее устройство в PARAMETER MANUAL клавишей «I/O Channal».
Нажмите клавишу
.
Нажмите экранную клавишу OPRT.
Нажмите клавишу F11.
Нажмите экранную клавишу PUNCH.
Введите номер программы для передачи (например O22).
При вводе, например, O5 – 15 все программы с номерами от 5 по
15 включительно выводятся на печать. При вводе номеров 0 – 9999
осуществляется вывод всех программ.
Нажмите экранную клавишу EXEC.
Ввод программы. Режим EDIT. Введите принимающее устройство в PARAMETER MANUAL клавишей «I/O Channal».
Нажмите клавишу
Нажмите экранную клавишу OPRT.
Нажмите клавишу F11.
Нажмите экранную клавишу READ.
При вводе с диска или жесткого диска необходимо указать номер программы. Введите номер программы для считывания одной
программы (например O22).
При вводе, например, O5 – 15 выполняется считывание всех
программ с номерами от 5 по 15 включительно. При вводе 0 – 9999
осуществляется передача всех программ.
Нажмите экранную клавишу EXEC.
Вывод коррекции на инструмент. Режим EDIT. Введите
принимающее устройство в PARAMETER MANUAL клавишей
«I/O Channal».
167
Нажмите клавишу
.
Нажмите экранную клавишу OPRT.
Нажмите клавишу F11.
Нажмите экранную клавишу PUNCH.
Нажмите экранную клавишу EXEC.
Ввод коррекции на инструмент. Режим EDIT. Введите принимающее устройство в PARAMETER MANUAL клавишей «I/O Channal».
Нажмите клавишу
.
Нажмите экранную клавишу OPRT.
Нажмите клавишу F11.
Нажмите экранную клавишу READ.
Нажмите экранную клавишу EXEC.
Печать программы. Принтер (стандартный принтер в Windows)
должен быть подключен и находиться в состоянии ON LINE.
Режим EDIT. Введите «Р» (принтер) как принимающее устройство в PARAMETER MANUAL клавишей «I/O Channal».
Нажмите клавишу
.
Нажмите экранную клавишу OPRT.
Нажмите клавишу F11.
Нажмите экранную клавишу PUNCH.
Введите номер программы для печати (например O22) при необходимости вывода на печать одной программы.
При вводе, например, O5 –15 все программы с номерами от 5 по
15 включительно выводятся на печать. При вводе номеров 0 – 9999
осуществляется вывод всех программ.
Нажмите экранную клавишу EXEC.
Выполнение программы, запуск программы обработки. Перед запуском программы система управления и станок должны быть
готовы к выполнению программы.
Режим EDIT.
Нажмите клавишу
.
Введите необходимый номер программы обработки (например О79).
168
Нажмите клавишу
.
Перейдите в режим MEM.
Нажмите клавишу
.
В ходе выполнения программы:
• нажмите экранную клавишу PRGRM (базовое состояние). Отображается фактический текущий кадр программы;
• нажмите экранную клавишу CHECK. Отображаются фактический программный кадр, фактические позиции, активные команды
G и М;
• нажмите экранную клавишу CURRNT. Отображаются команды G;
. При этом на экране в увеличенном виде ото• нажмите
бражаются позиции.
Поиск кадра: при помощи данной функции программа обработки может быть запущена с любого программного кадра. При поиске кадра осуществляются такие же вычисления, как при нормальном выполнении программы, но движения направляющих не происходит.
Режим EDIT.
Выберите программы для выполнения.
Переместите курсор при помощи клавиш
торого должна начаться обработка.
Перейдите в режим MEM.
на кадр, с ко-
Запустите программу при помощи клавиши
.
Обработка программы DRY RUN используется для тестирования программы. Основной шпиндель не включается, и все движения
выполняются с быстрой подачей. Если активирована функция DRY
RUN, в первой строке на экране отображается DRY.
При помощи функции SKIP выполняется пропуск кадров, отмеченных «/» (например /N0120 G00 X...), а программа продолжается со
следующего кадра без знака «/».
Если функция SKIP активирована, то в первой строке на экране
отображается SKIP.
169
Прерывание программы: после каждого программного кадра
программа останавливается. Продолжение выполнения программы
активируется клавишей
. Если программный кадр активирован, то
в первой строке на экране отображается SBL.
После прочтения в управляющей программе кадра, содержащего команду М00 (программируемый останов), выполнение программы останавливается. Продолжение программы активируется
клавишей
.
Если активирована функция ОРТ, STOP (дисплей ОРТ в первой строке экрана), то М01 работает как М00, иначе М01 не эффективна.
.
Версия программного обеспечения. Нажмите клавишу
При этом отображается версия программного обеспечения системы
управления и подключенного позиционного УЧПУ.
Счетчик деталей и индикатор времени обработки. Под позиционным дисплеем расположены счетчик деталей и индикатор
времени обработки детали. Счетчик деталей указывает количество
циклов выполнения программы. Каждая команда М30 (или М02)
увеличивает показания счетчика деталей на единицу. Индикатор
RUN TIME указывает общее время выполнения всех циклов программы. Индикатор CYCLE TIME указывает время выполнения текущей программы и сбрасывается на ноль при каждом запуске
программы.
Сброс счетчика деталей:
• нажмите экранную клавишу POS;
• нажмите экранную клавишу OPRT;
• выберите PTSPRE (сброс счетчика деталей на ноль) или RUNPRE (сброс времени обработки на ноль).
Предварительная установка счетчика деталей: счетчик деталей может иметь предварительные установки в PARAMETER
TIMER. Переместите курсор на необходимое значение и введите
новое.
Общее количество деталей: каждая команда М30 увеличивает
это количество на единицу. В подсчет включается каждый прогон каждой программы (= количество всех прогонов программ).
170
Необходимое количество деталей: установите количество деталей. По достижении этого количества выполнение программы будет остановлено и отобразится сообщение 7043 PIECE COUNT
REACHED. После этого последующий запуск программы возможен
только после сброса счетчика деталей или увеличения количества
деталей.
Графическое моделирование. Имеется возможность графического моделирования программ ЧПУ, для этого следует нажать клавишу
.
После этого открывается окно ввода для графического моделирования. Зона моделирования отображается в виде прямоугольного окна,
которое определяется верхней правой и нижней левой кромками.
В окне введите:
WORK LENGTH (длина детали) – W,
WORK DIAMETER (диаметр детали) – D.
Заполните верхнюю правую кромку (X, Z) зоны моделирования.
После нажатия клавиши
отображается экранная клавиша
3DVIEW.
Win3DVIEW – опция, которая не входит в базовый пакет
программного обеспечения. Переход в окно моделирования выполняется при помощи клавиши GRAPH, а переход обратно к окну ввода для графического моделирования – при помощи клавиши
G.PRM.
Экранная клавиша START служит для запуска графического
моделирования. Экранная клавиша STOP – для останова графического моделирования. Экранная клавиша RESET – для прерывания графического моделирования.
Движения быстрого перемещения отображаются пунктирными
линиями, движения с рабочей скоростью перемещения – сплошными
линиями.
4.5. D-программирование
Используется ЧПУ для станков в соответствии с DIN66025.
УП ЧПУ – последовательность программных кадров, сохраненных в
171
системе управления. При обработке заготовки эти кадры считываются и проверяются компьютером в запрограммированном порядке.
Соответствующие управляющие сигналы поступают на станок. УП
ЧПУ состоит из:
• номера программы;
• кадров УП;
• слов;
• адресов;
• комбинаций чисел (для адресов осей частично со знаком).
Используемые адреса:
О – номер программы от 1 до 9499 для программ обработки и
подпрограмм; N – номер кадра от 1 до 9999; G – функция траектории;
X, Z – позиционные данные в абсолютных значениях (X – также время выдержки); U, W – позиционные данные в значениях с приращениями (U – также время выдержки); R – радиус, характеристики конуса, параметры цикла; С – фаска; I, К – параметр круга; F – скорость
подачи, шаг резьбы; S – частота вращения шпинделя; Т – вызов инструмента (коррекция инструмента); М – вспомогательная функция; Р –
выдержка, вызов подпрограммы; О – параметр цикла; «;» – конец
блока.
4.6. Команды G в определении осей А, В и С
При установке программного обеспечения можно выбрать определение команд А, В или С. Разница между версиями заключается
только в коде команды, функции при этом не различаются (табл. 4.1).
В настоящем учебном пособии описано только определение С (европейский стандарт). При использовании определения А или В обратите
внимание на коды в описании команды.
В определении А не существует команд группы 3 и 11. Программирование в инкрементальных значениях в определении А всегда
осуществляется с U и W, движения отвода режущего инструмента
всегда происходят в исходную плоскость.
172
Таблица 4.1
Команды и функции по осям А, В и С
Группа
0
1
2
Команда для осей
А
В
С
G04 G04
G04
G07.1 G07.1 G07.1
G10 G10
G10
G11 G11
G11
G28 G28
G28
G70 G70
G72
G71
G71
G73
G72
G72
G74
G73
G73
G75
G74
G74
G76
G75
G76
G75
G76
G77
G78
G50
G92
G92
G00
G00
G00
G01
G01
G01
G02
G02
G02
G03
G03
G03
G90
G92
G94
G32
G96
G97
G77
G78
G79
G33
G96
G97
G20
G21
G24
G33
G96
G97
Функция
Пауза
Цилиндрическая интерполяция
Установка данных
Установка данных ВЫКЛ
Возврат на базовую точку
Цикл чистовой обработки
Удаление стружки при токарной обработке
Удаление стружки при торцевой обработке
Повтор шаблона
Глубокое сверление, циклическая резка по Z
Циклическая резка по X
Цикл многозаходной резьбы
Установка системы координат, установка ограничения скорости шпинделя
Позиционирование (быстрое перемещение)
Линейная интерполяция по часовой
стрелке
Круговая интерполяция по часовой
стрелке
Круговая интерполяция против часовой стрелки
Цикл продольной обработки
Цикл нарезания резьбы
Цикл торцевой обработки
Нарезание резьбы
Постоянная скорость резания
Обороты в минуту
173
Окончание табл. 4.1
Группа
3
5
6
7
10
11
16
21
Команда для осей
А
В
С
-
G90
-
G91
G98
G99
G20
G21
G40
G41
G42
G80
G83
G84
G85
G17
G18
G19
G94
G95
G20
G21
G40
G41
G42
G80
G83
G84
G85
G98
G99
G17
G18
G19
G12.1 G12.1
G13.1 G13.1
Функция
Программирование в абсолютных значениях
Программирование в значениях с приG91
ращением
G94 Подача в минуту
G95 Подача на оборот
G70 Ввод данных в дюймах
G71 Метрический ввода данных
G40 Отмена компенсации на радиус резца
G41 Компенсация на радиус резца влево
G42 Компенсация на радиус резца вправо
G80 Отмена циклов
G83 Цикл сверления
G84 Цикл нарезания резьбы метчиком
G85 Цикл развертывания
G98 Возврат в начальную плоскость
G99 Возврат в плоскость отвода
G17 Выбор плоскости XY
G18 Выбор плоскости ZX
G19 Выбор плоскости YZ
Интерполяция в полярных координаG12.1
тах ВКЛ
Интерполяция в полярных координаG13.1
тах ВЫКЛ
G90
Команды G для определения С:
G00 – позиционирование (быстрое перемещение)
G01 – линейная интерполяция (подача)
G02 – круговая интерполяция по часовой стрелке
G03 – круговая интерполяция против часовой стрелки
G04+ – пауза
G07.1 – цилиндрическая интерполяция
G10 – установка данных
174
G11 – установка данных ВЫКЛ
G12.1 – интерполяция в полярных координатах ВКЛ
G13.1 – интерполяция в полярных координатах ВЫКЛ
G17 – выбор плоскости XY
G18 – выбор плоскости ZX
G19 – выбор плоскости YZ
G20 – цикл продольной обработки
G21 – цикл нарезания резьбы
G24 – цикл торцевой обработки
G28+ – возврат на базовую точку
G33 – нарезание резьбы
G40 – отмена компенсации на радиус резца
G41 – компенсация на радиус резца влево
G42 – компенсация на радиус резца вправо
G70 – ввод данных в дюймах
G71 – метрический ввод данных
G72+ – цикл чистовой обработки
G73+ – удаление стружки при токарной обработке
G74+ – удаление стружки при торцевой обработке
G75+ – повтор шаблона
G76+ – глубокое сверление, врезной цикл по оси Z
G77+ – врезной цикл по оси X
G78+ – цикл многозаходной резьбы
G80 – отмена циклов (G83 – G85)
G83 –цикл сверления
G84 – цикл нарезания резьбы метчиком
G85 – цикл развертывания
G90■ – программирование в абсолютных значениях
G91 – программирование в значениях с приращением
G92+ – установка системы координат, установка ограничения
скорости шпинделя
G94 – подача в минуту
G95■ – подача на оборот
G96 – постоянная скорость резания
G97 – прямое программирование скорости шпинделя
G98 – возврат в начальную плоскость
G99 – возврат в плоскость отвода
175
Примечание. ■ – исходный статус, «+» – эффективность поблочно.
В программном обеспечении FANUC 21TB используют вспомогательные функции М, смысловое содержание которых приведено
в табл. 4.2.
Таблица 4.2
Вспомогательные функции
Команда
М0
M1
М2
М3
М4
М5
М8
М9
М13
М14
М15
М20
М21
М23
М24
М25
М26
М30
М32
М52
М53
М57
М58
М67
М68
М69
176
Значение
Программируемый останов
Программируемый останов, условный останов
Конец программы
Шпиндель ВКЛ по часовой стрелке
Шпиндель ВКЛ против часовой стрелки
Шпиндель ВЫКЛ
Подача хладагента ВКЛ
Подача хладагента ВЫКЛ
Инструменты с механическим приводом ВКЛ по часовой стрелке
Инструменты с механическим приводом ВКЛ против
часовой стрелки
Инструменты с механическим приводом ВЫКЛ
Пиноль вперед
Пиноль назад
Лоток вперед
Лоток назад
Открывание зажимного устройства
Закрывание зажимного устройства
Конец основной программы
Конец программы для загрузочной операции
Круговая работа оси (ось С ВКЛ)
Работа шпинделя (ось С ВЫКЛ)
Колебание шпинделя ВКЛ
Колебание шпинделя ВЫКЛ
Подача прутка/подача загрузочного магазина ВКЛ
Подача прутка/подача загрузочного магазина ВЫКЛ
Смена прутка
Окончание табл. 4.2
Команда
М71
М72
М90
М91
М92
М93
М94
М95
М98
М99
Значение
Выдувание ВКЛ
Выдувание ВЫКЛ
Ручной зажим патрона
Зажимный патрон натяжения
Зажимное приспособление
Зажимное приспособление давления
Подача прутка/активирование загрузочного магазина
Подача прутка/инактивирование загрузочного магазина
Вызов подпрограммы
Конец подпрограммы, команда перехода
4.7. Позиционирование G00, линейная, круговая
и цилиндрическая интерполяция
Формат кадра: N... G00 X(U)... Z(W)... .
Перемещение выполняется с максимальной скоростью до запрограммированной целевой точки. Одновременно могут использоваться
абсолютные и инкрементальные команды.
Запрограммированная подача F подавляется при выполнении
G00. Максимальная скорость подачи определяется изготовителем
станка. Ручная коррекция подачи ограничена на 100 %.
Пример
G90 в абсолютных размерах – N50 G00 X40 Z56 (рис. 4.6, а)
G91 в инкрементальных размерах – N50 G00 U – 30 W – 30.5.
Линейная интерполяция. Формат кадра: N... G01 X(U)... Z(W)... F.
Линейные перемещения режущего инструмента (торцевая, продольная
обработка, обработка конуса) осуществляются при запрограммированной скорости подачи.
Пример
G90 в абсолютных размерах:
N... G95
N20 G01 Х40 Z20.1 F0.1 (рис. 4.6, б).
G91 в инкрементальных размерах:
N... G95 F0.1
N20 G01 Х20 W–25.9.
177
а)
б)
Рис. 4.6. Инкрементальные и абсолютные размеры для G00 (а) и G01 (б)
178
Фаски и закругления. Фаски и закругления могут быть вставлены только между двумя движениями G00/G01. Если движение в одном из кадров слишком короткое, так что при вставке фаски или закругления нет точки пересечения, то активируется тревога 055. В
программах возможно прямое программирование углов (А), фасок (С)
и закруглений (R).
Пример
N95 G01 Х26 Z53
N100 G01 Х26 Z27 R6
N105 G01 Х86 Z27 С3
N110 G01 Х86 Z0
В кадрах с фасками или закруглениями невозможно использование некоторых команд с кодом G. Нельзя применять между кадрами с
фасками и закруглениями следующие команды:
• коды G (за исключением G04);
• G02, G03, G02, G21 и G24.
Ввод углов (А) возможен только программными опциями.
Круговая интерполяция. Круговая интерполяция по часовой
стрелке программируется командой G02, а против часовой стрелки –
G03.
Формат кадра при программировании круговой интерполяции:
N... G02 X(U)... Z(W)... I... К... F...
или
N... G02 X(U)... Z(W)... R... F... ,
где X, Z – координаты конечной точки дуги; U, W, I, К – параметры
круга в приращениях; R – радиус дуги.
Инструмент перемещается к целевой точке вдоль установленной
дуги с запрограммированной скоростью подачи. Программирование
значения «0» для I и К может быть пропущено. Вводя R с положительным знаком, программируют дугу менее 180°, с отрицательным
знаком – дугу более 180°.
Пауза G04. Формат кадра: N... G04 X(U)... (с) или N... G04 Р... (мс).
Движение инструмента останавливается в последней достигнутой позиции для выдержки определенного X, U или Р.
В адресе Р недопустимо использование десятичного знака. Время выдержки начинается с момента нулевой скорости движения инструмента; tmax = 2000 с, tmin = 0,1 с, разрешение ввода – 100 мс (0,1 с).
179
Примеры
N75 G04 Х2.5 (время выдержки – 2,5 с)
N95 G04 Р1000 (время выдержки – 1 с = 1000 мс)
Цилиндрическая интерполяция. Программируется командой G7.1.
Формат кадра:
N... G7.1 С...
N... G7.1 С0
G7.1 С... – начало цилиндрической интерполяции. Значение С
описывает радиус заготовки. G7.1 С0 – конец цилиндрической интерполяции. Функция позволяет выполнять программирование цилиндрической поверхности. Таким образом, могут создаваться программы
для обработки цилиндрических кулачков на токарных станках.
Запрограммированная величина угла поворота заготовки относительно оси С конвертируется системой управления в расстояние по фиктивной линейной оси вдоль внешней поверхности цилиндра заготовки.
Таким образом становится возможным выполнение линейной и круговой
интерполяции с использованием другой оси. Функция G19 определяет
уровень, где ось вращения устанавливается параллельно оси Y. Позиция
вершины резца О должна быть запрограммирована для всех инструментов, которые будут использоваться для цилиндрической интерполяции.
Примечания. 1. Базовая точка цилиндра должна вводиться в виде инкрементальных размеров, так как в противном случае к ней подводится инструмент.
2. В данных сдвига необходимо установить позицию О для резца. Однако при использовании фрезы необходимо ввести ее радиус.
3. Изменение системы координат в режиме G7.1 недопустимо.
4. G7.1 и/или G13.1 С0 необходимо программировать в режиме
«компенсация на радиус резца ВЫКЛ» (G40), и команда не может
быть запущена или завершена в режиме «компенсация на радиус резца ВКЛ» (G41 или G42).
5. G7.1 С... и G7.1 С0 необходимо программировать в отдельных
кадрах.
6. В кадре между G7.1 С... и G7.1 С0 прерванная программа не
может быть перезапущена.
7. Радиус дуги с круговой интерполяцией (G2 или G3) должен
программироваться адресом R и не должен программироваться в градусах и/или с использованием координат К и J.
8. В геометрической программе между G7.1 С... и G7.1 С0 не
должны программироваться быстрые перемещения (G0) и/или опера180
ции позиционирования, приводящие к быстрым перемещениям (G28),
или циклы сверления (от G83 до G89).
9. Вводимые значения подачи в режиме цилиндрической интерполяции должны рассматриваться как скорость перемещения в необработанной области цилиндра.
Пример
Перемещение режущего инструмента в наX
правлении оси X программируется
диаметральным
C
размером, а поворот заготовки в направлении оси С –
углом (рис. 4.7).
Программа:
Z
О 0002 (Цилиндрическая интерполяция)
N15 Т0505
а)
N25 М13 Вращение
приводных инструментов
(эквивалентно М3)
N30 G97 S2000
N32 М52 Позиционирование шпинделя
N35 G7.1 С19.1 Начало
интерполяции/радиус
заготовки
N37 G94 F200
N40 G0 Х45 Z–5
N50 G1 Z–15 С22.5
N55 Z–5 С45
N60 Z–15 С67.5
N65 Z–5 C90
N70 Z–15 C112.5
б)
N75 Z–5 С135
N80 Z–15 C157.5
Рис. 4.7. Графическая интерпретация
N85 Z–5 С180
цилиндрической интерполяции (а)
N90 Z–15 C202.5
и ее развертка (б)
N95 Z–5 C225
N100 Z–15 C247.5
181
N105 Z–5 C270
N110 Z–15 C292.5
N115 Z–5 C315
N120 Z–15 C337.5
N125 Z–5 C360
N130 X45
N135 G7.1 C0 Конец интерполяции
N140 M53 Конец движения по оси вращения
N145 G0 X80 Z100 M15
N150 М30
Установка данных G10. Команда G10 позволяет изменять данные системы управления, программировать параметры, записывать
данные инструмента и т.д. Она часто используется для программирования нулевой точки детали.
Пример
Формат кадра для сдвига нуля:
N... G10 Р... X...Z...R...Q...
или
N... G10 Р... U...W...C...Q... ,
где Р – номер коррекции режущего инструмента на износ: 0 – значение перемещения для системы координат детали; 1 ... 64 – значение
коррекции на износ инструмента; 10000 + (1 ... 64) – номер сдвига
геометрии инструмента;
X... – номер коррекции по оси X (абсолютно);
Z... – номер коррекции по оси Z (абсолютно);
U... – номер коррекции по оси X (инкрементально);
W... – номер коррекции по оси Z (инкрементально);
R... – значение коррекции на радиус вершины резца (абсолютно);
R... – значение коррекции на радиус вершины резца (инкрементально);
Q... – мнимый номер вершины резца.
При внесении в программу команды G10 Р0 выполняется перезапись точки нуля детали, поэтому должны приниматься во внимание
длина детали и длина патрона.
4.8. Интерполяция в полярных координатах
Интерполяция в полярных координатах программируется командой G12.1/G13.1. Формат кадра:
182
N... G12.1
В... G13.1
G12.1 – начало интерполяции в полярных координатах.
G13.1 – завершение интерполяции в полярных координатах.
Интерполяция в полярных координатах используется для обработки торцевой поверхности цилиндрической обточенной детали. При этом
команда, запрограммированная в прямоугольной системе координат,
конвертируется в движение по линейной оси X (движение инструмента)
и оси вращения С (вращение заготовки) для управления траекторией.
При применении данной функции система переходит в плоскость G17 (XY). Далее любые профили могут обрабатываться фрезой
с передней стороны с использованием координатных инструментов.
Ось X, как и прежде, программируется диаметром. Мнимая ось
Y устанавливается на 90° против часовой стрелки к оси X и программируется адресом С в радиусе. G12.1 устанавливает уровень (G17), в
котором выполняется интерполяция в полярных координатах.
Уровень G18, используемый G12.1 перед программированием,
удаляется. Он восстанавливается командой G13 (конец интерполяции
в полярных координатах).
После включения станка интерполяция в полярных координатах
также отменяется (G13.1) и используется уровень, определенный G18.
Коды G, которые могут программироваться в режиме интерполяции в полярных координатах, приведены в табл. 4.3.
Таблица 4.3
Назначение кода G
Код G
Назначение
G01
Линейная интерполяция
G02,
G03
Круговая интерполяция
G04
Прерывание
G40, Коррекция на радиус резца (интерполяция в полярных коорG41, динатах применяется на траектории инструмента после корG42
рекции на инструмент)
G65,
G66,
G67
Пользовательская макрокоманда
G98, Подача в минуту,
G99
подача на оборот
183
При установке коррекции на фрезу в геометрические данные
вводится: X–20; Z (длина инструмента по Z); R (радиус фрезы); Т0
(тип 0).
Выбор G12.1 и отмена G13.1 должны программироваться в режиме G40, т.е. компенсация на радиус фрезы программируется только
после включения интерполяции в полярных координатах.
При активированной интерполяции в полярных координатах по
команде G0 не выполняется быстрое перемещение.
После включения G12.1 необходимо запрограммировать достаточно большую длину подвода по оси X перед первым движением
G42/G41.
При диаметральном программировании для линейной оси (ось X),
для оси вращения используется радиальное программирование (ось С).
В режиме G12.1 не может быть изменена система координат.
G12.1 и G13.1 должны программироваться в разных кадрах. В
блоке между G12.1 и G13.1 прерванная программа не возобновляется.
Радиус дуги при круговой интерполяции (G2 или G3) может
программироваться командой R и/или через координаты I и J.
Рассмотрим процесс обработки шестигранника SW17 (рис. 4.8).
C
Рис. 4.8. Обработка шестигранника на цилиндрической
поверхности заготовки
SW= 17 мм. Длина стороны l = 9,81 мм.
Координаты X и С точек Р1 – Р6 (рис. 4.9) контура шестигранника определены по формулам, приведенным в табл. 4.4.
184
Таблица 4.4
Точка
Р1
Р2
Р3
Р4
Р5
Параметры для обработки шестигранника
Формула С
С
X
Формула X
0
0
19,63
SW/SIN60°
SW*0,5
8,5
9,81
TAN30°*SW
SW*0,5
8,5
–9,81
TAN30°*SW–1
0
0
–19,63
SW/SIN60°
SW*0,5
–8,5
–9,81 TAN30°*SW*–1
Р6
SW*0,5
P3
–8,5
9,81
TAN30°*SW
P2
C
(
R
a
d
)
PE
P4
P1
PA
P5
P6
+ X (0)
Рис. 4.9. Опорные точки шестигранника
Пример
O0104 (BSP SW 17 MILLING)
N5 G10 P0 Z–72
G40 G90 G95
G92 S4000
T0000 G0 X150 Z150
N10 T1212 (EXTERNAL TURNING TOOL)
N15 G96 S350 M4 F0.18
N20 G0 X26 Z0
N25 G1 X–0.8
N30 G0 X15 Z1
N35 G42 G1 Z0.05 F0.12
N40 X19.6 C1
N45 Z–5
N50 X24 C1
185
N51 Z–12
N55 X26
N60 G40 G0 X50 Z80 M5
N65 T0707
N66 M52
N70 M13
N75 G97 S2000
N85 G28 G0 C0
N90 G0 X50 Z2
N95 G12.1
G1 X50 C–10 F0.3
G1 Z–5
N100 G42 G1 X19.63 C10 F0.2 (PA)
N105 G1 C0 (P1)
N110 X9.81 C8.5 (P2)
N115 X–9.81 (P3)
N120 X–19.63 C0 (P4)
N125 X–9.81 C–8.5 (P5)
N130 X9.81 (P6)
N135 X19.63 C0 (P1=P7)
N140 С5 (РЕ)
N145 G40 G1 Х45 С0 F0.4
N150 G13.1
N155 G0 X80 Z20 M15
N160 М53
Т0101 (CUT OFFTOOL)
G97 S2000 М4 F0.08
G0 Х27 Z5
Z–10
G1 Х22
G0 X26
W1
G1 Х24.1
Z–10 А225
Х8
G97 S1200
M24G1 X–l F0.06
М23
G0 Х26 W1
186
Х50 Z50 М5
N165 М30
Выбор плоскости интерполяции. Плоскость интерполяции задают одной из команд G17 – G19. Формат кадра: N... G17/G18/G19.
При использовании G17 – G19 определяется плоскость, в которой
может быть выполнена круговая интерполяция, интерполяция в полярных координатах, а также плоскость, в которой вычисляется компенсация на радиус резца. В направлении оси, вертикальной к активной плоскости, выполняется компенсация на длину режущего инструмента.
Командой G17 выбирают плоскость XY, командой G18 – плоскость ZX, командой G19 – плоскость YZ (рис. 4.10).
+Z
G17
+Y
+X
-X
-Z
-Y
+Z
G18
+Y
+X
-X
-Z
-Y
+Z
G19
+Y
+X
-X
-Z
-Y
Рис. 4.10. Выбор плоскости интерполяции
4.9. Циклы токарной обработки
Цикл продольного точения G20 (рис. 4.11) программируют в
формате кадра:
N...G20 X(U)... Z(W)... F... (обработка цилиндрической поверхности)
или
187
X/ 2
-R
U/ 2
X/ 2
U/ 2
N... G20 X(U)... Z(W)... R... F... (обработка конуса).
X(U), Z(W)... – абсолютные (инкрементальные) координаты точки профиля.
R – размеры (мм) в
+X
приращениях для конуса в
направлении оси X со
знаком (+/–). Данный
цикл модальный и отмеК
няется командой G из той
W
же группы. Для после+Z
дующих кадров необходимо программировать
Z
только измененные координаты. Отрицательный
параметр конуса (–R) характеризует конус, пока-X
занный на рис. 4.12.
Рис. 4.11. Цикл продольного точения
Фрагмент програмконуса без учета параметра R
мы:
+X
N100 G91
…………
N110 G20 U–4
K
W–66 F0.18
N115 U–8
N120 U–12
W
+Z
N125 U–16
N130 G00....
Цикл
нарезания
Z
резьбы программируют
командой G21 в следующем формате кадра:
N... G21 X(U)...
-X
Z(W)... F... (цилиндричеРис. 4.12. Цикл продольного точения конуса
ская резьба) (рис. 4.13)
с отрицательным параметром R
или
N... G21 X(U)... Z(W)... R... F... (коническая резьба) (рис. 4.14).
188
X/ 2
-R
U/ 2
X/ 2
U/ 2
F – шаг резьбы (мм); R – инкрементальные размеры конуса (мм)
в направлении оси X со
знаком (+/–).
+Х
Данный цикл моZ
W
дальный и отменяется
командой G из той же
группы. Для последующих кадров необходимо
K
программировать только
измененные координа+Z
ты. Отрицательный параметр конуса (–R) хаE
рактеризует конус, показанный на рис. 4.14.
Цикл обработки
торцев программируют
Рис. 4.13. Цикл нарезания цилиндрической
резьбы
командой G24 в следующем формате кадра:
+X
N...G24
X(U)...
Z
W
Z(W)... F... (обработка по
прямой) (рис. 4.15) или
N...G24
X(U)...
Z(W)... R... F... (обработK
ка конуса) (рис. 4.16).
R – инкрементальные размеры конуса (мм) в направлении
+Z
оси Z.
Данный цикл моE
дальный и отменяется
командой G из той же
Рис. 4.14. Цикл нарезания конической резьбы
группы. Для последующих кадров необходимо программировать только измененные координаты. Отрицательный параметр (–R) определяет размеры конуса.
Возврат к базовой точке программируют командой G28 в следующем формате кадра:
189
X/ 2
U/ 2
N... G28 X(U)... Z(W)...
X, Z – абсолютные промежуточные координаты.
U, W – промежуточные
+X
координаты с приращением.
Команда G28 используется для подвода инструмента к
базовой точке через промежуточную позицию (X(U), Z(W)).
W
K
Сначала перемещение проис+Z
ходит в X(U) и Z(W), затем в
базовую точку. Оба движения
Z
выполняются при помощи подготовительной функции G00.
Цикл нарезания резьбы
-X
выполняется командой G33 в
следующем формате кадра:
Рис. 4.15. Цикл торцевой обработки
N...G33 X(U)...Z(W)... F...
конуса без учета параметра R
F – шаг резьбы (мм).
+X
+X
W
U/ 2
X/ 2 U/ 2
Z
K W
X/ 2
-R
Z
+Z
+Z
F
-X
Рис. 4.16. Цикл торцевой обработки
конуса с отрицательным параметром R
Рис. 4.17. Схема нарезания конической
резьбы
Возможно выполнение прямой, конусной или винтовой резьбы.
Здесь нет автоматического возврата к исходной точке, предпочтителен множественный цикл нарезания резьбы. Возможно также использование программ обработки типа «накатка».
190
При нарезании конусной резьбы (рис. 4.17) шаг резьбы должен
определяться большим значением по оси X или Z. Возможно непрерывное нарезание цепочки резьб (множественные резьбы).
4.10. Коррекция на радиус режущего инструмента
Во время выполнения измерений инструмента его вершина замеряется только в двух точках касания осей X и Z.
Таким образом определяется теоретическое положение вершины
резца. Она перемещается по заготовке в соответствии с запрограммированной траекторией. При движении резца в направлении одной из
осей (продольное или торцевое точение) используют точки на вершине инструмента, касающиеся оси (рис. 4.18). В случае раздельной обработки поверхностей заготовки по каждой из осей никаких дополнительных погрешностей, обусловленных геометрией режущего инструмента, у детали не возникает.
При движении
резца одновременно в
направлениях обеих
осей (конус, закругление) позиция теоретической вершины
инструмента не совпадает с точкой резца,
выполняющей
фактическое резание
(см. рис. 4.19). Это
приводит к образованию размерных погрешностей
детали.
Максимальная
размерная погрешность
Рис. 4.18. Движение резца параллельно оси
обработки без корили наклонно к ней
рекции на радиус резца имеет место при движении резца под углом 45°. Если используется
коррекция на радиус резца, такие размерные погрешности автоматически вычисляются и компенсируются системой управления.
191
R
Для коррекции на радиус необходимо указать
радиус резца R (рис. 4.19) и
позицию Т при вводе данных инструмента. Позиция
резца определяется цифрой
(рис. 4.20), при этом следует смотреть на инструмент
R
с позиции его закрепления
на станке.
Траектории инструРис. 4.19. Радиус R резца и его теоретическая
мента с активированвершина
ной/отмененной коррекцией на радиус инструмента:
на рис. 4.21 – 4.26 пунктир1
2
6
ной линией показана программируемая траектория
движения инструмента, а
7
9
5
сплошной линией – фактически пройденная траектория движения инстру3
8
4
мента. При обработке дуги
подвод резца всегда выполняется касательно к
начальной или конечной
Рис. 4.20. Позиции резца
точке дуги. Траектории
приближения к профилю и
отвода от профиля должны
быть больше, чем радиус
вершины резца R, иначе
G42
программа
прерывается
G40
тревогой. Если элементы
профиля меньше радиуса
Рис. 4.21. Фронтальный подвод или отвод
вершины резца R, то возот крайней точки
можно нарушение профиля. Программное обеспечение отрабатывает с опережением три последующих кадра для распознавания таких нарушений профиля и
прерывания программы тревогой.
192
Отмена коррекции на
радиус резца программируется командой G40. Отмена
допустима только в сочетаR
нии с командой линейного G42
перемещения (G00, G01).
G40 может програмG40
мироваться в одном кадре
с G00 или G01, а также в
Рис. 4.22. Подвод или отвод от крайней
предшествующем кадре.
точки сбоку назад
Коррекция на радиус
резца влево программируется командой G41 (рис. 4.27). G42
Если запрограммироR
ванная траектория инструR
мента (рассматриваемая в
R
направлении обработки) наG40
ходится слева от обрабатываемого материала, то корРис. 4.23. Подвод или отвод от крайней
рекция на радиус резца
точки назад
должна устанавливаться командой G41.
Прямая смена команR
R
ды G41 на команду G42 и
G42
наоборот невозможна, необG41
ходимо сначала отменить
коррекцию инструмента коРис. 4.24. Траектория инструмента
мандой G40, а затем прона внутренней кромке
граммировать
коррекцию
слева или справа. Радиус
резца R и позиция резца Т
должны быть определены.
Выбор команды на коррекR
R
цию инструмента допустим G42
только в сочетании с G00
G41
или G01. При активированной коррекции на радиус
Рис. 4.25. Траектория инструмента
резца изменение коррекции
на внешней кромке под углом больше 90°
на инструмент невозможно.
193
Коррекция на радиус
резца вправо программируется командой G42.
Если запрограммироR
R
G42
ванная траектория инструмента (рассматриваемая в
G41
направлении
обработки)
находится справа от обраРис. 4.26. Траектория инструмента
батываемого
материала,
на внешней кромке под углом меньше 90°
коррекция на радиус резца
должна
устанавливаться
командой G42 (рис. 4.28).
Ввод размеров в дюймах осуществляется командой G70 в формате кадра
N5 G70. При программировании G70 следующие значения будут конвертироваРис. 4.27. Назначение коррекции
ны в дюймы: скорость подана радиус резца влево G41
чи F (мм/мин – дюйм/мин,
мм/об – дюйм/об), значения
коррекций (нулевая точка,
геометрия, износ и др.,
миллиметры – дюймы), траектории движений (миллиметры – дюймы).
Примечания. 1. Для
обеспечения ясности G70
необходимо программироРис. 4.28. Коррекции на радиус резца вправо
вать в первом кадре проG42
граммы.
2. Система измерений, запрограммированная последней, будет активна также и после
выключения/включения питания.
3. Для возврата к исходной системе измерений лучше всего использовать режим MDI (например MDI G70 Cycle Start).
Измерения в метрической системе программируются командой
G71 в формате кадра N5 G71, а цикл чистовой обработки – командой
194
G72 в формате кадра N... G72 Р... Q.... Р, где N – номер кадра для первого кадра программы чистовой обработки; Q – номер кадра для последнего кадра программы чистовой обработки. После черновой обработки при помощи команд G73, G74, G75 команда G72 определяет
чистовую обработку. Запрограммированная форма между Р и Q, которая использовалась также для черновой обработки, будет повторена
без припуска на глубину резания и допуска на чистовую обработку.
Примечания. 1. Функции F, S и Т, установленные между Р и Q,
эффективны только для G72 и не эффективны для G73, G74 и G75.
2. Цикл чистовой обработки G72 должен программироваться
только после циклов G73, G74 и G75.
3. Перед началом цикла чистовой обработки G72 инструмент
должен находиться в подходящей исходной точке.
4. Между Р и Q недопустимо продвижение кадров.
Цикл контурного точения программируется командой G73 в
формате кадра:
N...G73 U1...R...
N...G73 P...Q...U2+/–...W+/–... F...S...T...
В первом кадре U1 – это глубина резания (мм) инкрементально
без знака; R – высота отвода (мм).
Во втором кадре Р – это номер кадра для первого кадра программируемой формы; Q – номер кадра для последнего кадра программируемой формы; U2 – расстояние (мм) и припуск на чистовую
обработку в направлении X (диаметр или радиус). На рис. 4.29 параметр U2 показан как U2.
W– расстояние (мм) и припуск на чистовую обработку в направлении Z инкрементально без знака.
F, S, Т – адреса соответственно для подачи, скорости вращения
шпинделя и инструмента.
Перед обработкой инструмент находится в точке С. Между номерами кадров Р и Q программируется контур (от точки А до точки
А', затем от точки А' до точки В), который будет обрабатываться начерно с соответствующей глубиной резания и последующим снятием
припуска на чистовую обработку.
Примечания. 1. Функции F, S и Т между Р и Q игнорируются.
2. Точка С (позиция инструмента перед циклом) должна находиться вне контура.
3. Первое движение от А до А' должно быть запрограммировано
командой G00 или G01 в абсолютных координатах по оси X (G00 X...).
195
4. Между Р и Q недопустимы вызов подпрограммы и кадровое
продвижение.
Рис. 4.29. Цикл контурного точения
1
1
Пример цикла контурного точения показан на рис. 4.30.
Программа:
О2000
X
N10 G95 G1 F0.5
N11 G0 X45 Z20
N12 Т0202
45/ D
40/ - 30
N20 М3 S3000
N30 G00 Х45 Z2
34/ - 25
(исходная точка цикла)
26/ - 25 26/ - 15
N40 G73 U2 R2
N50 G73 P60 Q120
20/ - 10
U1 W1
(цикл контурного то10/ - 10 10/ 2
чения)
N60 G0 X10
N70 G1 Z–10
Z
1
(с N60 по N130 описание контура)
N80 Х20
Рис. 4.30. Пример контурного точения
N90 Х26 Z–15
N100 Z–25
196
N110 X34
N120 X40 Z–30
N130 G0 X45 Z20
N140 S3000 F0.6 T0404
(выбор инструмента для чистовой обработки)
N150 G0 X45 Z2
(исходная точка для чистовой обработки)
N160 G72 Р60 Q120
(цикл чистовой обработки)
N170 М30.
Цикл торцевой обработки программируется командой G74 в
формате кадра:
N... G74 U1... R...
N... G74 P...Q...U2+/–...W+/–... F...S...T...
В первом кадре (рис. 4.32) W1 – глубина резания (мм) по оси Z
инкрементально без знака; R – высота отвода (мм).
Во втором кадре Р – номер кадра для первого кадра программируемой формы; Q – номер кадра для последнего кадра программируемой формы; U – расстояние (мм) и припуск на чистовую обработку в
направлении X (диаметр или радиус), на рис. 4.31 показано как U/2.
W2 – расстояние (мм) и припуск на чистовую обработку в направлении Z инкрементально без знака, на рис. 4.31 показано как W2.
F, S, Т – адреса соответственно для подачи, скорости вращения
шпинделя и инструмента.
Рис. 4.31. Контур торцевой обработки
Перед обработкой инструмент находится в точке С. Между номерами кадров Р и Q программируется контур (от А до А', затем до В), ко197
1
торый будет обрабатываться с соответствующим припуском на глубину резания по определенному допуску на чистовую обработку.
Примечания. 1. Функции F, S и Т между Р и Q игнорируются.
2. Точка С (позиция инструмента перед циклом) должна находиться вне контура.
3. Контур между А' и В должен программироваться на понижение, т.е. диаметр должен уменьшаться.
4. Первое движение от А до А' должно быть запрограммировано
командой G00 или G01 в абсолютных координатах по оси Z.
5. Между Р и Q недопустим вызов подпрограммы.
6. Между Р и Q недопустимо кадровое продвижение.
Пример цикла торцевой обработки показан на рис. 4.32.
Программа:
X
1
О2001
N10 G95 G1 F0.5
45/ 2
N11 G0 X45 Z20
N12 Т0202
N20 М3 S3000
24/ 17
N30 G00 Х45 Z2
18/ 12
(исходная точка
цикла торцевой обра10/ 12
10/ 0
ботки)
N40 G74 W2 R2
Z
N50 G74 P60
1
Q120 U1 W1
(цикл торцевой
Рис. 4.32. Цикл торцевой обработки
обработки)
N60 G0 Z–23
N70 G01 Х36 Z–23
(с N60 по N120 описание контура)
N80 Z–19
N90 Х24 Z–17
N100 X16 Z–12
N110 X10
N120 Z0
N130 G0 X45 Z20
N140 S3000 F0.6 T0404
(выбор инструмента чистовой обработки)
198
5
1
1
U2/ 2
U1+U2
N150 G0 X45 Z2
(исходная точка для чистовой обработки)
N160 G72 Р60 Q120
(цикл чистовой обработки)
N170 М30.
Повторение профиля программируется командой G75 (рис. 4.33).
Формат кадра:
W1+W2
N... G75 U1+/–...
W1+/–... R...
N... G75 P... Q...
U2... W2... F... S... T...
C
Первый кадр: U1 –
исходная точка (мм)
цикла по оси X (радиус)
B
(см. рис. 4.33); W1 – исходная точка цикла на
A
оси Z (инкрементально
W2
со знаком); R – количество повторений (равно
Рис. 4.33. Повторение профиля
числу проходов); Р – ноX
мер кадра для первого
57/ 6
кадра программируемой
45/ 0
40/ - 47
формы; Q – номер кадра
38/ 47
для последнего кадра про30/ - 26 30/ 19
граммируемой формы.
16/ 12
Второй кадр: U2 –
расстояние (мм) и при10/ 0
10/ 12
5
пуск на чистовую обраZ
ботку в направлении X
(диаметр или радиус);
Рис. 4.34. Пошаговая обработка параллельно
W2 – расстояние (мм) и
профилю заготовки
припуск на чистовую
обработку в направлении Z (инкрементально со знаком); F, S, Т – адреса
подачи, скорости вращения шпинделя и инструмента соответственно.
Цикл G75 позволяет выполнять обработку параллельно профилю заготовки, траектория пошагово сдвигается к законченному профилю (рис. 4.34).
199
Программа для обработки заготовки:
О2002
N1 G95 G0 Х45 Z0
N5 М3 S2000 F0.5 Т0202
N10 G75 PU5 W5 R5
N15 G75 Р20 Q80 U2 W1
N20 G0 Х10
N30 G1 Z–12 (от N20 по N70 описание контура)
N40 X16
G98
N50 Х30 Z–19
N60 Z–26
N70 Х38 Z–37
N80 Х40
St ar t pl ane
N90 М30
Систематические
функции G98/G99 (рис. 4.35
и 4.36):
G99
G98 – после достижения глубины сверления
инструмент отводится в
Wit hdr awal
исходную плоскость;
pl ane R
G99 – после достиРис. 4.35. Характеристики отвода (G98, G99) жения глубины сверления
инструмент отводится в
плоскость отвода, положе3b
ние которой определяется
параметром R.
3a
Если не активирована
функция G98 или G99, то
инструмент отводится в
E
S исходную плоскость. При
R
программировании
G99
(отвод в плоскость отвода)
Рис. 4.36 Последовательность движений
необходимо
установить
отвода (G98, G99)
адрес R. При программировании G98 нет необходимости устанавливать адрес R, который оп200
ределяет высоту плоскости отвода относительно последней позиции Z
(исходная позиция цикла сверления по оси Z).
При отрицательном значении R плоскость отвода находится ниже исходной позиции, при положительном значении R – выше исходной позиции.
Инструмент перемещается с высокой скоростью от исходной
позиции (S) в плоскость, определенную адресом R. Обработка сверлением определяется характеристиками цикла на глубину сверления.
Выполняется отвод: а) при помощи команды G98 в исходную плоскость S; б) при помощи G99 в плоскость отвода.
Цикл отмены сверления (G83 – G85) программируется командой
G80. Формат кадра: N... G80. Циклы сверления – модальные. Они отменяются функцией G80 или другой командой первой группы адресов
(G00, G01 и др.).
Цикл сверления с возвратом в плоскость отвода (рис. 4.37) и
исходную плоскость (рис. 4.39) программируется командой G83 в
формате кадра:
N…G89
(G99)
G83 X0 Z(W)...(R...) G83
G99 mode
Q... P... F
Q
Q
Q
N... G89 (G99) –
возврат в исходную
плоскость (плоскость
отвода).
Х0 – позиция отверстия по оси X (всеWit hdr awal
гда 0).
Dwel l P
pl ane R
Z(W) – абcолютная (инкрементальная)
глубина сверления.
Рис. 4.37. Цикл сверления с возвратом
R – инкременв плоскость отвода
тальное значение (мм)
для плоскости отвода
относительно точки Z (со знаком).
Q – глубина сверления на проход (мм).
Р – выдержка (мс) на глубине сверления, Р1000 = 1 с.
F – скорость подачи.
201
Примечания. 1. При программировании G99 (возврат в плоскость отвода) необходимо установить адрес R. При программировании G98 нет необходимости программировать R (см. рис. 4.37).
2. Нет необходимости программировать Х0, если в предшествующем кадре инструмент уже был перемещен к вращающемуся центру (N... G00 Х0 Z...). Если программируется Х0, то в предшествующем кадре необходимо выполнить подвод только к исходной точке по
оси Z (N... G00 Z3...).
3. Если не устаG83
G98 mode
новлено Q, деление
проходов не выполняется, т.е. выполняется
Q
Q
Q
сверление до конечной
точки Z в одно движение (см. рис. 4.38).
Цикл
нарезания
резьбы метчиком с возвратом в плоскость
St ar t
отвода и исходную
p
l
a
n
e
Dwel l P
плоскость (рис. 4.39)
программируется командой G84 в формате
Рис. 4.38. Цикл сверления с отводом
кадра: N... G98 (G99)
в исходную плоскость
G84 Х0 Z(W)... (R...)
G84
G98 mode
F... M...
F – шаг резьбы,
Х0 – позиция отверстия по оси X (всегда 0).
Z(W) – абсолютное/инкрементальное
значение
глубины
сверления.
R – инкременStar t
тальное значение (мм)
plane
для плоскости отвода
Рис. 4.39. Цикл нарезания резьбы метчиком
относительно точки Z
с возвратом в исходную плоскость
(со знаком).
202
Р – выдержка (мс) на дне отверстия, Р1000 = 1 с.
F – скорость подачи.
М – направление вращения шпинделя (М03 или М04).
Примечания. 1. При программировании G99 (возврат в плоскость
отвода) необходимо установить адрес R. При программировании G98 нет
необходимости программировать адрес R.
2. Нет необходимости программировать Х0, если в предшествующем кадре инструмент уже был перемещен к вращающемуся центру (N... G00 Х0 Z...). Если программируется Х0, то в предшествующем кадре необходимо выполнить подвод только к исходной точке по
оси Z (N... G00 Z3...).
3. Цикл нарезания резьбы метчиком запускается соответствующей
функцией М (М03 или М04). В целевой точке направление вращения
шпинделя автоматически изменяется на противоположное для обратного хода режущего инструмента. После достижения исходной позиции
система переключа15
ется на первоначальное направление
10
вращения шпинделя.
M6* 1
4. В конце рабочего хода инструмента направление
вращения шпинделя
автоматически изменяется на обратное для возврата в
Рис. 4.40. Глубокое сверление и нарезание
резьбы метчиком
исходную
точку.
После достижения
исходной позиции система переключается на исходное направление
вращения шпинделя.
Глубокое сверление и нарезание резьбы метчиком на основном
шпинделе со стационарными инструментами программируется соответственно командами G83, G84 (рис. 4.40).
Программа:
G10 P0 Z–100
Т0000 G0 X100 Z150
G90 G40 G95
Т0505 (диаметр сверла 5)
203
G97 S2000 М3
G0 Х0 Z2
G83 Z–15 Q5000 F0.15 G0 Z50
Т0707
N90 G97 S300
G0 Х0 Z5
G84 Z–10 F1 М3
G0 Z20 М5
М30.
Цикл развертывания программируется командой G85
(рис. 4.41, 4.42) в формате кадра:
N...G98(99) G85 X0
G99 mode
G85
Z(W)...(R...) P...F...M...
Х0 – позиция отверстия по оси X (всегда 0).
Z (W) – абcолютная
(инкрементальная) глубина сверления.
R – инкрементальWithdr awai
ное значение (мм) для
plane R
плоскости отвода относительно исходной точки
Z (со знаком).
Рис. 4.41. Цикл развертывания с возвратом
Р – выдержка (мс) на
в плоскость отвода
дне отверстия, Р1000 = 1 с.
G85
(G98 mode)
F – скорость подачи.
М – направление
вращения шпинделя (М03
или М04).
Примечания. 1. При
программировании G99
(возврат в плоскость отвода) необходимо устаноSt ar t
вить адрес R. При проpl ane
граммировании G98 нет
необходимости програмРис. 4.42. Цикл развертывания с отводом
мировать адрес R.
в исходную плоскость
204
2. Нет необходимости программировать Х0 в цикле G83, если в
предшествующем кадре была запрограммирована исходная позиция
для выполнения цикла по обеим осям (N... G00 Х0 Z...).
3. В обратном случае в предшествующем кадре необходимо выполнить подвод только к исходной точке по оси Z (N... G00 Z3...). Отвод к исходной точке осуществляется с двойной подачей. Деление
проходов назначением Q невозможно.
Программирование в абсолютных размерах осуществляется командой G90 в формате кадра N...G90.
Адреса программируются следующим образом:
X – абсолютное значение диаметра;
U+/– – инкрементальный размер в диаметре (для некоторых
циклов);
Z+/– – абсолютное расстояние перемещения (относительно нулевой точки заготовки);
W+/– – инкрементальное (фактическое) расстояние перемещения.
Примечания. 1. Допускается прямое переключение между G90 и
G91 от кадра к кадру.
2. G90 и G91 могут также программироваться с некоторыми
другими функциями G.
3. Формат кадра: N... G90 G00 X...Z... .
Программирование в инкрементальных размерах G91 выполняют в формате кадра N...G91.
Адреса программируются следующим образом:
X, U – диаметр,
Z, W – абсолютное (инкрементальное) расстояние перемещения
со знаком.
Ограничение скорости шпинделя программируется командой
G92 в формате кадра:
N...G92 S... (ограничение скорости шпинделя).
Максимальная скорость вращения шпинделя (U/мин) для постоянной скорости резания (G96) устанавливается командой G92.
Выбор системы координат программируется командой G92 в
формате кадра:
N...G92 X...Z... (установка системы координат) или
N...G92 U...W... (сдвиг системы координат).
205
Пример
Необходим сдвиг нуля заготовки справа налево. Диаметр заготовки – 30 мм, длина заготовки – 100 мм.
Программа:
N...G90 Программирование в абсолютных размерах, нуль детали
справа, правая сторона контура обработана
N180 G00 Х35 Отвод
N185 Z–100 Расстояние движения равно длине детали
N190 G92 Х35 Z0 Новый нуль детали на левой стороне, нулевая
точка детали слева, обработка левой стороны
N305 G00 Х35 Отвод
N310 Z100 Расстояние движения равно длине детали
N315 G92 Х35…
Сдвиг нуля с помощью G92 модальный и не отменяется командой М30 или RESET, поэтому не следует забывать о необходимости
сброса сдвига нуля (G92) перед завершением программы. При инкрементальной установке сдвига нуля значения U и W прибавляются к
последнему достоверному сдвигу нуля.
Скорость подачи в минутах программируется командой G94.
Ввод команды G94 означает, что все значения, запрограммированные адресом F (подача), задаются в миллиметрах в минуту, а программирование выполняется в формате кадра N...G94 F...
Ввод команды G95 означает, что все значения, запрограммированные адресом F (подача), задаются в миллиметрах на оборот: N...G95 F... .
Постоянная скорость резания программируется командой G96.
Единица измерения – метр в минуту. Система управления выполняет
постоянную калькуляцию скорости шпинделя в соответствии с необходимым диаметром. Формат кадра N...G96 S... .
Постоянная скорость вращения программируется командой
G97 (частота вращения). Единица измерения – минута в минус первой
степени. Формат кадра N...G97 S... .
4.11. Описание команд с адресом М
Команды М – вспомогательные или дополнительные функции.
Они могут вводиться в программу отдельно или вместе с другими ко206
мандами. Последняя запрограммированная команда М отменяет
предшествующую команду М той же группы.
Далее описаны стандартные команды М. Возможность выполнения данных команд зависит от типа станка и используемых дополнительных приспособлений.
Программируемый останов (безусловный) М00 активирует остановку выполнения программы обработки. При активировании команды
с адресом М выключаются основной шпиндель, подача режущего инструмента и подача СОЖ. Стружкооградительная дверь станка может
быть открыта без включения сигнала тревоги. Выполнение программы
может быть продолжено нажатием клавиши «NC START»
. После
этого включается основной привод со всеми используемыми до этого
значениями.
Программируемый останов (условный) М01 работает как М00,
но только если включена функция подтверждения PROGRAMMED
STOP YES при помощи экранной клавиши в меню PROGRAM CONTROL.
Выполнение программы может быть продолжено нажатием
«NC START»
. После этого включается основной привод со всеми
используемыми до этого значениями.
Конец основной программы М02 работает как М30.
Включение основного шпинделя М03: шпиндель включается, когда запрограммирована частота вращения шпинделя, т. е. скорость резания, стружкооградительная дверь закрыта, а заготовка правильно
закреплена. М03 должна использоваться для всех инструментов правостороннего резания или верхнего расположения, если обработка
выполняется за вращающимся центром.
Включение основного шпинделя против часовой стрелки М04:
условия аналогичны описанным в М03. М04 должна использоваться
для всех инструментов левостороннего резания или нормального расположения, если обработка выполняется за вращающимся центром.
Выключение основного шпинделя М05 включает электрическое
торможение основного привода. В конце программы основной привод
автоматически выключается.
Подача хладагента (включено) М08 справедлива только для
ЕМСО PC-Turn 120/125/155. Команда М08 включает подачу охлаждающей жидкости в зону резания.
207
Подача хладагента (выключено) М09 справедлива только для
ЕМСО PC-Turn 120/125/155. Команда М09 выключает подачу СОЖ.
Задняя бабка назад М20 действует только для устройства автоматического перемещения задней бабки.
Задняя бабка вперед М21 действует только для устройства автоматического перемещения задней бабки для PC-Turn 120/125/155.
При программировании команды М21 задняя бабка движется вперед.
Открытие зажимного приспособления М25 функционирует
только для автоматически действующего зажимного приспособления
(например при использовании станка PC-Turn 120/125/155). При программировании команды М25 зажимное приспособление открывается.
Закрытие зажимного приспособления М26 функционирует
только для автоматически действующего зажимного приспособления (например при использовании станка PC-Turn 120/125/155).
При программировании команды М26 зажимное приспособление
закрывается.
Конец программы М30: выключаются все приводы, и система
возвращается в начало программы. Кроме того, показание счетчика
увеличивается на единицу.
Выдувание (включено) М71 справедливо только для дополнительного устройства выдувания. Устройство выдувания включается.
Выдувание (выключено) М72 справедливо только для дополнительного устройства выдувания. Устройство выдувания выключается.
Вызов подпрограммы М98: формат кадра N... М98 Р... .
Р – первые четыре цифры справа определяют номер подпрограммы, другие цифры – количество повторений.
Примечания. 1. М98 может устанавливаться в одном кадре с командой движения (например G01 Х25 М98 Р500 1).
2. Если количество повторов не определено, вызов подпрограммы выполняется один раз (М98 Р500 1).
3. Если запрограммированной подпрограммы не существует, активируется тревога.
4. Возможно выполнение двойного циклического вызова подпрограммы.
Конец подпрограммы, указание перехода М99: формат кадра
N... М99 Р... .
208
Если команда M99 находится в основной программе, то при отсутствии адреса перехода необходимо перейти к началу программы.
При наличии адреса перехода следует перейти к указанному кадру.
Если команда М99 находится в подпрограмме, то при отсутствии адреса перехода необходимо перейти к вызову кадра, следующего после
кадра с вызовом подпрограммы.
Примечания. 1. М99 должна быть последней командой в подпрограмме.
2. Обратный переход выполняется автоматически к следующему
кадру управляющей программы.
4.12. Механическая обработка с использованием оси С
Оригинальная версия FANUC 21TВ не поддерживает использование оси С (круговая координата) и инструментов с механическим
приводом.
Для обеспечения этой функции в станках ЕМСО (ЕМСО TURN
325/II, PC-Turn 155, CONCEPT TURN 155) фирма расширила программное обеспечение EMCO WinNC FANUC 21TВ командами FANUC 21i в диапазоне, обеспечивающем поддержку работы с координатой С и инструментами с механическим приводом. С этой целью
были отработаны смежные команды.
Для фрезерования с интерполяцией в полярных координатах
функции G12.1/G13.1, циклы G83 и G84 были модифицированы для
работы с приводными инструментами.
Программирование G83 и G84 идентично программированию в
оригинальном пакете FANUC 21TВ.
М13 – приводной инструмент ВКЛ по часовой стрелке
М14 – приводной инструмент ВКЛ против часовой стрелки
М15 – приводной инструмент ВЫКЛ
М52 – работа круговой координаты (ось С ВКЛ)
М53 – работа шпинделя (ось С ВЫКЛ)
Продольная обработка приводными инструментами: при использовании приводных инструментов (ЕМСО TURN 325/U,
PC-Turn 155, CONCEPT TURN 155) необходимо ввести сдвиг X20 мм
в данные инструмента для приводного инструмента в направлении
оси X. Данный сдвиг получен из разницы позиций приводного инструмента и неподвижно закрепленного инструмента.
209
Глубокое продольное сверление приводными инструментами G83:
формат кадра N... G83 Z–15 Q... F... .
G83 – вызов цикла сверления.
Z–15 – абсолютное значение конечной глубины сверления (здесь 15).
Q – глубина (мм) врезной подачи на отвод.
F – подача при сверлении.
Перед вызовом цикла сверления необходимо выполнить позиционирование инструмента в координатах X и С в центре сверления
по оси Z на безопасном расстоянии. В конце цикла инструмент позиционируется быстрым перемещением в последнюю позицию перед
вызовом цикла (безопасное расстояние). Перед вызовом цикла обработки необходимо запрограммировать количество оборотов инструментального шпинделя, а также направление вращения.
Примечания. 1. Всегда необходимо программировать X, даже если
в предшествующем кадре инструмент уже был перемещен (N... G00
X…Z...). Если X запрограммирован в предшествующем кадре, то необходимо выполнить только подвод к исходной позиции по оси Z
(N... G00 Z3...).
2. Если не установлено Q, деление проходов не выполняется, т.е.
сверление до конечной точки Z происходит в одно движение.
Нарезание резьбы метчиком продольно приводными инструментами G84: формат кадра N... G84 Z–10 F... М... .
G84 – вызов цикла сверления.
Z–10 – абсолютное значение конечной глубины нарезания резьбы (здесь 10).
F – шаг резьбы (мм).
М – направление вращения шпинделя (М13 или М14).
Перед вызовом цикла сверления необходимо выполнить позиционирование инструмента в координатах X и С в центре сверления
и по оси Z на безопасном расстоянии.
Примечания. 1. Всегда необходимо программировать X, даже
если в предшествующем кадре инструмент уже был перемещен
(N... G00 X...Z...). Если X запрограммирован в предшествующем кадре, то необходимо выполнить только подвод к исходной позиции по
оси Z (N... G00 Z3...).
2. Цикл нарезания резьбы метчиком запускается соответствующей функцией М (М13 или М14). В целевой точке направление
210
вращения автоматически изменяется для возврата. После достижения исходной позиции система возобновляет исходное направление
вращения.
3. Нарезание резьбы метчиком с использованием приводного
инструмента (М13, M14) осуществляется только для продольных
резьб вне вращающейся заготовки. Для этой цели необходимо также
активировать ось С и выполнить ее позиционирование.
Глубокое сверление и нарезание резьбы метчиком продольно
приводным инструментом программируются соответственно командами G83 и G84. Требуется просверлить, например, три отверстия,
оси которых параллельны оси Z, а затем нарезать резьбу в этих отверстиях. Программирование этой операции должно включать в себя
кроме программирования рабочих движений режущих инструментов
(сверла и метчика), режимов резания и так далее также и программирование установочных угловых перемещений заготовки с целью
обеспечения требуемых позиций заготовки при обработке трех отверстий.
Главный шпиндель станка должен неподвижно фиксироваться
вместе с обрабатываемой заготовкой в требуемой позиции и совершать установочный поворот заготовки в направлении С. Пример
управляющей программы, обеспечивающей сверление и последующее нарезание резьбы в отверстиях заготовки (рис. 4.43), приведен
ниже.
Программа:
(LKR DMR.20)
(М6 10 мм глубины)
G10 P0 Z–100
Т0000 G0 X100 Z150
G90 G40 G95
Т0505
М52
G28 G0 G0
М13
G97 S2000
G0 Х20 Z2
G83 Z–15 Q5000 F0.15
G0 C120
211
G83 Z–15
G0 C240
G83 Z–15
G0 Z20 M15
T0707 (AXIAL TAPPING)
N90 G97 S300
N95 G0 X20 Z5
G0 C0
G84 Z–10 F1 M13
G0 С120
G84 Z–10 F1 M13
G0 C240
G84 Z–10 F1 M13
G0 Z20 M15
M53
M30
KLR 20
M6* 1 t =10
3* 1
20
Рис. 4.43. Цикл глубокого сверления и нарезания резьбы
Глубокое поперечное сверление приводными инструментами программируется командой G77.
Формат кадра:
N... G77 R1
N... G77 Х–4 Р... F... .
212
G77 – вызов цикла сверления.
R1– отвод (мм).
Х–4 – конечная глубина сверления.
Р – глубина (мм) врезной подачи до отвода.
F – подача при сверлении.
Перед вызовом цикла сверления необходимо выполнить позиционирование инструмента в координатах Z и С в центре сверления и
по оси X на безопасном расстоянии. В конце цикла инструмент позиционируется быстрым перемещением в последнюю позицию перед вызовом цикла (безопасное расстояние). Перед вызовом цикла необходимо запрограммировать количество оборотов и направление вращения.
Примечание. Если не установлено Р, то деление на проходы не
выполняется, т.е. сверление до конечной точки Z происходит в одно
движение.
Поперечное нарезание резьбы метчиком с приводными инструментами программируется командой G33.
Формат кадра:
N... G33 Х2 F... М13...
N... G33 Х24 F... М14... .
G33 – нарезание резьбы метчиком.
Х2– абсолютное значение (мм) конечной глубины нарезания
резьбы (здесь 2).
Х24 – исходная точка (мм).
F – шаг резьбы (мм) при сверлении и отводе.
М13 – направление вращения шпинделя при сверлении.
М14 – направление вращения шпинделя при отводе.
Перед вызовом цикла сверления необходимо выполнить позиционирование инструмента в координатах Z и С в центре сверления и
по оси X на безопасном расстоянии.
Примечание. Цикл нарезания резьбы метчиком запускается соответствующей функцией М (М13 или М14). В целевой точке направление вращения автоматически изменяется для возврата. После достижения исходной позиции система возобновляет исходное направление вращения.
Глубокое сверление и нарезание резьбы метчиком поперечно
приводным инструментом (рис. 4.44) программируются соответственно командами G77 и G33.
213
Программа:
(М6 10 мм глубина)
Рис. 4.44. Цикл сверления и нарезания резьбы
в отверстии, перпендикулярном к оси детали
G10 P0 Z–100
Т0000 G0 X100 Z150
G90 G40 G95
Т0909
М52
G28 G0 G0
М13
G97 S2000
G0 Х24 Z–10
G77 R1
G77 X8 P5000 F0.15
G0 C120
G0 X80 M15
T0909
N90 G97 S300
N95 G0 X26 Z–10
G0 C0
G33 X0 F1 M13
G33 X80 Z20 M15
M53
M30.
4.13. Гибкое программирование
Использование переменных значений вместо фиксированных
дает возможность создания более гибкой конфигурации программы.
Это позволяет обеспечивать реакцию на сигналы (например значения
измерений) или использовать одну программу для различных геометрических данных, где переменные заменяют номинальные значения.
Появляется возможность создания сверхгибкого программного
архива, при этом экономится время программирования. Локальные и
глобальные переменные могут быть считаны и записаны. Все другие
переменные могут быть только считаны. Локальные переменные используются только в том макросе, в котором они установлены.
Глобальные переменные могут применяться в каждом макросе
независимо от того, где они были определены (табл. 4.5).
214
Таблица 4.5
Переменные и их назначение
Номер переТип переменной
менной
Всегда 0
#0
Системная переменная
Локальная пере#1 – 33
менная
Глобальная пере#100 – 149
менная
Системная пере#500 – 531
менная
Системная пере#1000
менная
Системная пере#1001
менная
Системная пере#1002
менная
Системная пере#3901
менная
Системная пере#3901
менная
Функция
Переменная всегда имеет значение
«0». Неизменная
Используется для вычислений в программе
Используется для вычислений в программе
Используется для вычислений в программе
Загрузочный магазин: достигнут конец прутка
Загрузочный магазин: загрузчик выдвинут
Загрузочный магазин: первая деталь
после смены прутка
Номинальный номер детали
Фактический номер детали
Вычисления с переменными: для четырех основных математических действий достоверны следующие математические обозначения.
Выражение в правой части может содержать постоянные величины
и/или переменные, объединенные функциями:
Функция
=
+
–
*
/
Пример
#1=2
#1 = #2+#3
#1 = #2–#3
#1 = #2*#3
#1= #2/#3
Каждая переменная может быть снова заменена арифметическим выражением в квадратных скобках или постоянным значением.
215
Пример.
#1 = #[#2]. Вычисления выполняются слева направо без соблюдения правила приоритета вычислений.
Пример
#1 = #2*3+#5/2.
Структуры управления: в программах последовательности
управления могут быть изменены функциями IF и GОTO. Имеются
следующие типы ветвления.
• IF (условие) THEN. После IF должно быть указано условие.
Если условие выполнено, осуществляется соответствующая макрокоманда. Может быть выполнена только одна макрокоманда.
Пример
При равенстве значений #1 и #2 значению «5» присваивается #3.
IF [#1EQ#2]THEN#3=5.
• IF (условие) GОTO <n>. После IF должно быть указано условие. Если условие выполнено, то происходит переход к указанному
номеру кадра. Если это не так, выполняется следующий кадр.
Пример
Если значение переменной #1 больше 10, выполняется ветвление к номеру кадра 4. Если это не так, выполняется следующий кадр.
IF [#lGT10]GОTO4.
• GОTO назначение. Команда перехода GОTO может программироваться также без условия. Переменная или постоянная может использоваться как назначение перехода. При использовании переменной номер может быть заменен выражением в квадратных скобках.
Пример
Переход к переменной #6 – GОTO#6. Переход к номеру кадра 3 –
GОTО3.
Относительные операторы состоят из двух букв и используются при сравнении двух значений: равны ли они или одно из них больше/меньше другого:
Оператор
Значение
EQ
Равно (=)
NE
Не равно (≠)
GT
Больше чем (>)
GE
Больше или равно
LT
Меньше чем (<)
LE
Меньше или равно
216
Сравниваемые выражения могут быть переменными или постоянными. Переменная может быть заменена выражением в квадратных
скобках.
Пример
IF[#12EQl]GОTO10.
Примеры программирования макрокомандами:
IF[#100EQl] GОTO10
IF[#[10]NE#0] GОTO#[#1]
IF[1EQ1] THEN#2=5
IF[#[#4+#[#2/2]] GT#20 THEN#[#10]]=#1*5+#7.
Для более глубокого изучения процедур программирования на
многофункциональных токарных станках с ЧПУ приведено прил. 5,
содержащее управляющую программу обработки детали «Ручка».
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте базовые точки M, W и N в рабочей зоне
станка в соответствии с программным обеспечением Win NC FANUC
21TB.
2. При помощи какой команды осуществляется смещение нуля
станка в нуль программы? Выполните эту процедуру на конкретном
примере.
3. Как программируют точки обрабатываемого контура детали в
соответствии с программным обеспечением Win NC FANUC 21TB?
4. Изложите методику программирования абсолютных и инкрементальных размеров на конкретном примере.
5. Как выполняется измерение данных режущего инструмента с
помощью оптического задающего устройства?
6. Как выполняется коррекция режущего инструмента по осями
X и Z?
7. Как выполняется коррекция инструмента методом царапания
резцом?
8. Каким образом вводятся программы и подпрограммы обработки детали?
9. Опишите процедуру запуска и отработки управляющей программы.
10. Охарактеризуйте команды с адресом G в определении А.
217
11. Охарактеризуйте команды с адресом М.
12. Охарактеризуйте программирование фаски и закругления на
примере обработки конкретной детали.
13. Какие адреса используют в программном обеспечении Win
NC FANUC 21TB?
14. Какие используют команды G для определения С в программном обеспечении Win NC FANUC 21TB.
15. Как программируют позиционирование в программном обеспечении Win NC FANUC 21TB?
16. Изложите методику программирования линейной интерполяции.
17. Изложите методику программирования круговой интерполяции.
18. Изложите методику программирования фаски и закругления.
19. Изложите методику программирования паузы.
20. Изложите методику программирования цилиндрической интерполяции.
21. Изложите методику программирования интерполяции в полярных координатах.
22. Составьте фрагмент программы для обработки на токарном
многофункциональном станке TURN 155 шестигранника на цилиндрической поверхности заготовки.
23. Запрограммируйте цикл продольного точения в программном
обеспечении Win NC FANUC 21TB.
24. Запрограммируйте цикл нарезания цилиндрической резьбы.
25. Запрограммируйте цикл нарезания конической резьбы.
26. Как программируют цикл контурного точения в программном
обеспечении Win NC FANUC 21TB?
27. Приведите фрагмент программы для цикла контурного точения и объясните его.
28. Приведите фрагмент программы для цикла торцового точения
и объясните его.
29. Как программируют цикл повторения профиля?
30. Приведите фрагмент программы для цикла повторения профиля и объясните его.
31. Как программируют цикл торцевого врезания? Приведите
фрагмент программы для цикла торцевого врезания и объясните его.
32. Как программируют цикл глубокого сверления? Приведите
фрагмент программы для цикла глубокого сверления и объясните его.
218
33. Как программируют цикл сверления с возвратом в плоскость
отвода?
34. Как программируют цикл нарезания резьбы метчиком с возвратом в плоскость отвода?
35. Как программируют цикл глубокого сверления и нарезания
резьбы метчиком?
36. Как программируют цикл развертывания с возвратом в плоскость отвода?
37. Приведите фрагмент программы для цикла развертывания с
возвратом в плоскость отвода и объясните его.
38. В каком формате кадра программируется ограничение скорости шпинделя?
39. Изложите методику программирования скорости подачи в
миллиметрах в минуту.
40. Изложите методику программирования постоянной скорости
резания при обработке торца.
41. Как выполнить вызов подпрограммы?
42. Как программируют глубокое продольное сверление приводными инструментами в программном обеспечении Win NC FANUC 21ТВ?
43. Как программируют цикл нарезания резьбы с использованием
приводного инструмента?
44. Приведите фрагмент программы для цикла нарезания резьбы
с использованием приводного инструмента и объясните его.
45. Как программируют цикл глубокого поперечного сверления
приводным инструментом в программном обеспечении Win NC FANUC 21ТВ?
46. Приведите фрагмент программы для цикла глубокого поперечного сверления приводным инструментом и объясните его.
47. Как программируют цикл нарезания резьбы метчиком в отверстии, перпендикулярном к оси детали, с использованием приводного инструмента?
48. Приведите фрагмент программы для цикла нарезания резьбы
метчиком в отверстии, перпендикулярном к оси детали, с использованием приводного инструмента.
49. В чем суть гибкого программирования?
50. Приведите пример программирования макрокомандами.
219
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Станки с числовым программным управлением, в особенности многофункциональные, значительно дороже обычных станков с ручным управлением, поэтому эксплуатировать их следует так, чтобы это было экономически выгодно. Для успешного применения станков с ЧПУ необходимо:
- уменьшение трудоемкости подготовки управляющих программ, в частности применение упрощенного программирования;
- управление станками от компьютера;
- повышение эксплуатационной надежности станков с ЧПУ;
- обоснованный подбор деталей для обработки на конкретном
станке с ЧПУ, анализ их технологичности;
- минимизация времени, затрачиваемого на рабочие и холостые
ходы исполнительных органов станка;
- оптимизация режимов резания;
- сокращение и по возможности полное исключение потерь рабочего времени, обусловленных межкадровыми паузами при вводе
управляющей информации;
- повышение точности заготовок, уменьшение припусков на обработку;
- разработка оптимальной маршрутной и операционной технологии обработки деталей;
- максимально возможная концентрация технологических переходов;
- применение современного износостойкого режущего инструмента;
- сокращение времени наладки станочных приспособлений многократного использования;
- повышение фактического коэффициента загрузки оборудования;
- автоматическая смена инструмента и шпиндельных узлов;
- уменьшение затрат на незавершенное производство, приспособления и подготовку кадров.
Все вышеизложенное позволяет повысить производительность обработки и уменьшить стоимость одной станко-минуты работы оборудования
с ЧПУ, что непосредственно снижает технологическую себестоимость.
Уменьшение длительности цикла подготовки управляющих программ и их стоимости достигается автоматизацией процесса технологической подготовки, включая программирование, изготовление и контроль УП. Здесь важное место занимает деятельность инженератехнолога-программиста. Необходимость грамотного решения вопросов
технологической подготовки и обработки деталей на станках с ЧПУ,
управляемых ЭВМ, потребовала подготовки высококвалифицированных технологов-программистов, рабочих-операторов и наладчиков. Высокая квалификация обслуживающего персонала – один из важнейших
путей повышения эффективности использования оборудования с ЧПУ.
220
ПРИЛОЖЕНИЯ
221
222
20±0,42
208
СОЖ
Тв
2,38
То
5,04
S
Эмульсия
XXXXX.XXXXX
Тшт
Лист 208х160х30
6Т12К-1; Н22-1М
Тпз
Оборудование, устройство ЧПУ
2,650
кг
n
1,52
Профиль и размеры загот.
МД
Твёрдость
ЕВ
30ХГСА
02
Фрезерная
i
2
Rz 80
1
1
3,15
V
3,4
КОиД
010
МЗ
05
X.XXXXX.XXXXX
Материал
XXXXXX.XXXXXXXX
2
Приложение 1
Наименование операции
АБВГ. XXXXXX.XXX
Р
ПИ
Д или В
L
t
О 01 1. Фрезеровать полки по всей длине, выдерживая размеры 1 и 2
Т 02
АБВГ. XXXXX. XXX тиски; АБВГ. XXXXX. XXX втулка; АБВГ. XXXXX. XXX фреза ВК8
03
АБВГ. XXXXX. XXX шаблон; АБВГ. XXXXX. XXX контрольное приспособление
Р 04
021
40
21
05
06
07
08
09
10
11
ОК
Операционная карта
1
А г
Плита
НПО
8,27
80±0,5
А
Форма 2
Операционная карта
3,15
Z0 =160
Н.
30
Разраб.
Пров.
Дубл.
Взам.
Подп.
ГОСТ 3.1404—86
160±0,7
223
КН/П
У
Т
У 01
Т 02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Н.
Стакан
АБВГ XXXXX. XXX
05
01
-
621433.00045
2
223
Обозначение программы, оборудования, устройства ЧПУ
ПИ
Вспомогательный и режущий инструмент (код, наименование) Наладочные размеры Коррект. разм.
15009 12003 управляющая программа; станок 16К20Ф3; устройство ЧПУ Н22-3М
1
АБВГ XXXXX. XXX державка; АБВГ XXXXX. XXX резец
Wx=127 Wz=230
70(-0,74)
2
АБВГ XXXXX. XXX державка; АБВГ XXXXX. XXX резец
Wx=145 Wz=235
Ø425 (-0,19 -0,57)
42(-0,46)
3
АБВГ XXXXX. XXX державка; АБВГ XXXXX. XXX резец
Wx=137 Wz=235
Ø368(±0,5)
22,5-0,52
4
АБВГ XXXXX. XXX державка; АБВГ XXXXX. XXX резец
Wx=125 Wz=185
Ø370(+0,38)
22(-0,52)
НПО
Карта наладки инструмента для технологического процесса
4
3
Опер.
Пер.
1
2
Разраб.
Утв.
Дубл.
Взам.
Подп.
Карта наладки инструмента для технологического процесса
Приложение 2
1Z
2X
2Z
3X
3Z
4X
4Z
ИК
015
1
224
224
Разраб.
Пров.
Н.
Дубл.
Взам.
Подп.
Карта инструмента
АБВГ.ХХХХХХ.ХХХ
6214233
ХХХХХ.ХХХХХ
3.1105—84
015
2
Форма 7
Приложение 3
Приложение 4
Карта кодирования информации
ГОСТ 3.1404 – 86 Форма 5
1
НПО
АБВГ XXXXX. XXX
XXXXX. XXXXX
Корпус редуктора
Оборудование, устройство ЧПУ
Токарный 1К20Ф3С5, Н22-1М
1
25
01
-
005
Особые указания
ПРИЛОЖЕНИЕ 4.
Кодирование информации, содержание кодов
N001 G27 S029 M114 T101 F10600
N002 G58
N003+G00 G00 Z+0000
Содержание перехода
N004 G26
N005 G10 X0080 L31
N006 G11 F70000 X-7600
N007 F10200 X-1060
N008 F10180 X+0640 Z-0320
N009 F10240 Z-0630
N010 F10040 X-0200
N011 Z-0150
N012 F10180 X+0460
N013 X+9000 Z-0150
N014 F10250 Z-1850
N015 F10050 X-0140
N016 Z-0200
N017 F10180 X+0600 Z-0300
N018 F70000 Z-3300
N019 F10050 X-0300
N020 Z-0200
N021 F10180 X+0280 Z-0140
N022 F10240 Z-1360
N023 X10080
N024 Z-1760
N025 X+0260
Разраб.
ККИ
Н контр.
Карта кодирования информации
225
Приложение 5
Пример программирования токарной обработки детали
Цели приведенного примера программы токарной обработки –
раскрытие методологии использования программного обеспечения
Win NC Fanuc 21 ТВ и представление управления токарной обработкой на этой основе.
В примере приведен чертеж детали, необходимый для разработки
технологической операции механической обработки и составления
управляющей программы для станков с ЧПУ. Программа предназначена для использования в системе PC, т.е. на автоматизированном компьютерном рабочем месте оператора или технолога-программиста, и
может быть применена для работы на учебных станках ЕМСО.
Для использования приведенной управляющей программы на
реальном станке с ЧПУ требуется обязательная ее адаптация к конкретной модели станка и тщательная проверка.
Ниже приведен чертеж детали, на основе которого разработана
технологическая карта обработки детали, в которой даны необходимые сведения по станочному приспособлению, режущему инструменту, станочному нулю, а также данные по его сдвигу и др.
226
Type
Zero point shift
3-jaw chuckClamping et
device
Order
number
V4W 186R
Copy
tool
SDJCL 1212 D07
left
T1
T2
Offset number: D1
Offset number:
Offset X:
Offset X:
Offset Z:
Offset Z:
Tool radius: 0.4
Tool radius:
Tool type: 3
Tool type:
Spindle: 200/220 m/min
Spindle:
Feed: 0.2/0.1 mm/rev
Feed:
Carbide plate: DCMT 070204 EN
Carbide plate:
Thread tool right
NL 12-3 RH
T3
T4
Offset number: D2
Offset number:
Tools
Offset X:
Offset X:
Offset Z:
Offset Z:
Tool radius: 0
Tool radius:
Tool type: 8
Tool type:
Spindle: 800 rev/min
Spindle:
Feed:
Feed:
Carbide plate: 16 ER T A 60°
Carbide plate:
T5
T6
Offset number:
Offset number:
Offset X:
Offset X:
Offset Z:
Offset Z:
Tool radius:
Tool radius:
Tool type:
Tool type:
Spindle:
Spindle:
Feed:
Feed:
227
Type
Zero point shift
3-jaw
Clamping chucket
device
Order
number
V4W 186R
Copy tool left
SDJCL 1212 D07
T1
T2
Offset number: D1
Offset number:
Offset X:
Offset X:
Offset Z:
Offset Z:
Tool radius: 0.4
Tool radius:
Tool type: 3
Tool type:
Spindle: 200/220 m/min
Spindle:
Feed: 0.2/0.1 mm/rev
Feed:
Carbide plate: DCMT 070204 EN
Carbide plate:
T3
T4
Offset number:
Offset number:
Offset X:
Offset X:
Tools
Offset Z:
Offset Z:
Tool radius:
Tool radius:
Tool type:
Tool type:
Spindle:
Spindle:
Feed:
Feed:
Carbide plate:
Carbide plate:
T5
T6
Offset number:
Offset number:
Offset X:
Offset X:
Offset Z:
Offset Z:
Tool radius:
Tool radius:
Tool type:
Tool type:
Spindle:
Spindle:
Feed:
Feed:
O0300 (ballguide1 Fanuc21)
N5T0101 (sidetool left)
228
N10 G96 S200 M4
N15 G92 S3000
N20 G95 F.15
N25 G0 X31 Z–.5
N30 G1 X–1
N35 G0 Z2
N40 G0 X31
N45 G73 U1 R1
N50 G73 P55 Q105 U.3 W.2 F.15
N55 G1 X10 Z0
N60 G1 X14 Z–2
N65 G1 X14 Z–15.8
N70 G1 X11.7 Z–18
N75 G1 Х11 Z–20
N80 G1 X17 Z–20
N85 G1 X18 Z–21
N90 G1 X18 Z–35.276
N95 G3 X28 Z–46 R14
N100 G1 Z–48
N105 G1 X30
N110 G72 P55 Q105 F.1
N115 G00 X30 Z50
N120 T0505 (threading tool)
N125 G97 S600 M3
N130 G00 X15 Z2
N135 G78 P030060 Q100 R0.1
N140 G78 X12.16 Z–18 R0 P920 Q250 F1.5
N145 G0 X30 Z50
N150 T0202 (nc start drill)
N155 G97 S1500 M3
N160 G94 F80.
N165 G0 X0 Z5
N170 G1 Z–7
N175 G0 Z5
N180 G28 U5W5
N185 T0808 (drilling 5 mm)
N190 G97 S1500 M3
N191 G94 F80.
229
N192 G0 X0 Z5
N193 M8
N195 G98 G83 X0 Z–15 Q5000 P1000 K1
N196 M9
N200 G28 U5 W5
N205 T0404 (tapping m6)
N210 G97 S600 M3
N215 G0 X0 Z5
N216 M8
N220 G98 G84 X0 Z–10 F1.0 P1000
N221 M9
N225 G28 U5 W5
N230 M30
O0301 (ballguide2)
N5 T0101
N10 G96 S200 M4
N15 G92 S3000
N20 G95 F.15
N25 G00 X31 Z8
N30 G73 U.5 R.5
N35 G73 P40 Q60 U.2 W.1
N40 G01 X–0.8 Z5
N45 Z0
N46 X0
N50 G03 X28 Z–14 R14 N55 G01 Z–15 N60 X30
N65 G72 P40 Q60 F.1
N70 G0 X50 Z50
N75 M30.
230
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ*
1. Гжиров, Р. И. Программирование обработки на станках с
ЧПУ : справочник / Р. И. Гжиров, П. П. Серебреницкий. – Л. : Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1990. – 588 с. – ISBN 5-217-00909-8.
2. Ловыгин, А. А. Современные станки с ЧПУ и CAD/CAMсистемы / А. А. Ловыгин, А. В. Васильев, С. Ю. Кривцов. – М. : Эльф
ИПР, 2006. – 286 с. – ISBN 5-900891-60-7.
3. Серебреницкий, П. П. Программирование автоматизированного оборудования / П. П. Серебреницкий, А. Г. Схиртладзе ; под ред.
Ю. С. Соломенцева. – М. : Высш. шк., 2003. – 592 с. – ISBN 5-06004081-Х.
4. Сосонкин, В. Л. Методика программирования станков с ЧПУ
на наиболее полном полигоне вспомогательной G-функции / В. Л. Сосонкин, Г. М. Мартинов. – М. : Логос, 2005. – 296 с.
5. ARINSTEIN [Электронный ресурс] / отв. ред. Mark Arinstein. –
Режим доступа: http://www.arinstein.com. – Доступ свободный.
_____________
* Приводится в авторской редакции.
231
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.....………………………………………………………..….3
1. ПРЕИМУЩЕСТВА СТАНКОВ С ЧПУ И РАЗРАБАТЫВАЕМАЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ…………………………...5
1.1. Преимущества станков с числовым программным
управлением……………………………...................................5
1.2. Основные понятия в области механической обработки
на станках с ЧПУ…………………………………..…….........7
1.3. Специфика технологической подготовки
производства на станках с ЧПУ…………………………….14
1.4. Точность обработки на станках с ЧПУ …………………….16
1.5. Технологическая документация для станков с ЧПУ………18
Контрольные вопросы.............................................................................22
2. ОСНОВЫ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ…..24
2.1. Системы координат в токарных станках с ЧПУ…………...24
2.2. Связь систем координат..........................................................28
2.3. Структура и запись управляющей программы………….....34
2.4. Подготовительные функции…………………………….......43
2.5. Вспомогательные функции……………………………....….51
2.6. Функции компенсации режущего инструмента………..…..53
2.7. Функции манипулирования запрограммированным
контуром...................................................................................55
2.8. Совместное использование зеркального отображения,
масштабирования и поворота…………………..........……...61
2.9. Программирование строки безопасности,
форматирование и комментарии в управляющей
программе….…………..…………....................................….63
2.10. Программирование с сокращенным описанием
контура……………………………………………...………..68
2.11. Параметрическое программирование……………………....75
2.12. Постоянные циклы обработки………………………….…...80
Контрольные вопросы…….....................................................................83
232
3. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
WIN NC SINUMERIK 810/840D……………………………………......86
3.1. Сдвиг нуля станка, программирование абсолютных
и инкрементальных размеров……………………….............86
3.2. Подготовительная функция в программном
обеспечении WIN NC SINUMERIK ………………………..88
3.3. Размерная привязка режущего инструмента…………….....90
3.4. Вспомогательная функция в программном
обеспечении WIN NC SINUMERIK…………………….......92
3.5. Постоянные циклы механической обработки
в программном обеспечении WIN NC SINUMERIK……....93
Контрольные вопросы…........................................................................152
4. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
FANUC 21 TB……………………………………………..…………....155
4.1. Базовые точки для токарных станков. Нуль станка……....155
4.2. Система координат для программирования……………....156
4.3. Измерение данных резца и его коррекция………………...157
4.4. Операционные последовательности………………….........162
4.5. D-программирование…………………………………….....171
4.6. Команды G в определении осей А, В и С………………...172
4.7. Позиционирование G00, линейная, круговая
и цилиндрическая интерполяция……………..…………...177
4.8. Интерполяция в полярных координатах…………………..182
4.9. Циклы токарной обработки………………………………...187
4.10. Коррекция на радиус режущего инструмента………….....191
4.11. Описание команд с адресом М…………………………......206
4.12. Механическая обработка с использованием оси С…..…...209
4.13. Гибкое программирование…………………………….........214
Контрольные вопросы……....................................................................217
Заключение..............................................................................................220
Приложения.............................................................................................221
Список рекомендуемой литературы…………………..........................231
233
Учебное издание
МОРОЗОВ Валентин Васильевич
ГУСЕВ Владимир Григорьевич
ПРОГРАММИРОВАНИЕ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
НА СОВРЕМЕННЫХ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ
ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ
Учебное пособие
Подписано в печать 23.12.09.
Формат 60х84/16. Усл. печ. л. 13,72. Тираж 100 экз.
Заказ
Издательство
Владимирского государственного университета.
600000, Владимир, ул. Горького, 87.
234