Какая инструкция выполняет эквидистантную коррекцию справа по направлению подачи

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 TOI, — D1 = 14 (при диаметре фрезы 28 мм) для Т02, — D2 = 22 (при диаметре фрезы 44 мм). Детали эквидистантной коррекции (компенсации) будут рассмотрены при анализе G-инструкций G40, G41 и G42.  [c.17]

Выбор плоскости, — G17 (плоскость X Y), G18 (плоскость Z X), G19 (плоскость Y Z). Инструкции определяют выбор рабочей плоскости в системе координат детали или программы. Работа инструкций G02 G03 G05 непосредственно связана с этим выбором так же, как и программирование в полярных координатах так же, как и эквидистантная коррекция (см. рис.28).  [c.34]

Эквидистантная коррекция, — 640, 641, 642. В результате коррекции инструмент перемещается по траектории, параллельной исходному контуру. Принцип эквидистантной коррекции проиллюстрирован на рис.38.  [c.47]

Эквидистантная коррекция, — 641. Инструкция С41 инициирует положительную эквидистантную коррекцию слева от заготовки, если смотреть в направлении подачи. Для реализации коррекции радиус фрезы программируют в О-слове, а номер инструмента в Т-слове. Вместе с инструкцией С41 можно программировать линейные  [c.48]

Эквидистантная коррекция, — 642. Инструкция С42 инициирует  [c.49]

Применять инструкцию 364 можно только в том случае, если активны инструкции эквидистантной коррекции С41/С42 и используется круговая интерполяция 02/03/05. Инструкции 064 и 065 модальны и взаимно исключают одна другую.  [c.53]

Сопряжение эквидистант на стыке кадров, — по дуге, — С68 по траектории пересечения эквидистант, — 669. Инструкции являются модальными и работают при активной эквидистантной коррекции. Их действие сводится к автоматической генерации дуги (С68) или траектории пересечения эквидистант на стыке не плавно сопрягаемых кадров.  [c.54]

Для компенсации длины инструмента используют Н-слово а для компенсации радиуса инструмента используют О-слово. Для компенсации радиуса при эквидистантной коррекции должны быть активными инструкции С41 или С42.  [c.94]

Вход в эквидистантную траекторию и выход из нее. Если активны инструкции круговой интерполяции (С02, СОЗ, С05), то в кадрах, инициирующих эквидистантную коррекцию (с инструкциями С41 или С42), программирование перемещений недопустимо. Инструмент входит в эквидистантную траекторию в следующем кадре (после 041 или С42) перпендикулярно к контуру. То же и для любого кадра с С41 или С42 при отсутствии в кадре запрограммированных перемещений (см. рис.81).  [c.95]

G40 Отмена эквидистантной коррекции 41  [c.98]

G41 Эквидистантная коррекция слева по направлению подачи 41  [c.98]

АСПУ предусматривает системы Н с непрерывным управлением по двум, трем и пяти координатам. Для двух-и трехкоординатных непрерывных систем предусмотрено устройство коррекции эквидистантного контура.  [c.7]

Приблизить форму детали к требуемой чертежом можно либо нанесением слоя изоляции на электрод-инструмент или заготовку, либо коррекцией формы рабочей поверхности инструмента по результатам расчетов и экспериментов. При расчете формы электрода-инструмента в общем случае принимают режим обработки стабильным, а начальный (до корректировки) профиль инструмента эквидистантным профилю детали. Методика расчета выбирается в зависимости от схемы ЭХО.  [c.289]

Обработка фасонных поверхностей, образуемых сочетанием вертикальных и наклонных поверхностей (рис. 17, б). На входе в прошиваемую полость имеются как торцевые, так и боковые зазоры Вертикальные участки поверхности ЭИ следует занижать эквидистантно к профилю детали на величину соответствующих боковых зазоров, а наклонные участки—на величину максимальных торцевых зазоров. Такой способ коррекции размеров позволяет исключить завышение припуска под последующую обработку.  [c.33]

Если обрабатывается фасонная поверхность типа тела вращения без орбитального движения ЭИ, размеры ЭИ занижаются эквидистантно размерам фасонной поверхности детали на величину припуска на последующую обработку и максимального торцевого зазора Размеры коррекции ЭИ зависят от режима обработки. Для каждого режима обработки размер коррекции рассчитывается особо, если на каждом из режимов используется свой ЭИ Когда ЭИ используется на нескольких режимах обработки, он занижается на величину коррекции, рассчитанной для наиболее мягкого режима. Фасонная поверхность, образованная сочетанием вертикальных и наклонной поверхностей, обрабатывается, как правило, на нескольких режимах, так как иа входе в прошиваемую фасонную полость имеются как боковые, так и торцевые зазоры, это обстояте 1ь-ство вызывает необходимость вертикальные стенки ЭИ занижать на вели-  [c.103]

Отмена коррекции, — 640. Отмена коррекции С40 может сопровождаться прямолинейным движением в активной плоскости. В этом случае выход из эквидистантной траектории осуществляется по пути к конечной точке кадра. Если активны функции круговой интерполяции, то действие инструкции С40 не должно сопровождаться перемещением.  [c.48]

Функции систем приведены на рис. 78. На системы управление первой группы возлагается широкий диапазон задач — от поиск начальной точки сварки до выбора закона перемещения инструмента от точки к точке для обеспечения заданного динамического режима работы. Такие системы на первом этапе должны обеспечивать коррекцию траектории сварочного инструмента с целью выхода его начальную точку и слежение за кромкой детали для выполнения швов, эквидистантных кромке. Развитие таких систем позволит обеспечить управление перемещением сварочного инструмента по-любой заданной траектории, параметры которой корректируются относительно кромок и поверхностей свариваемой детали в процессе движения инструмента.  [c.185]

Блок ввода коррекции эквидистанты осуществляет пересчет вводимых величин в соответствии с вводимой коррекцией эквидистантного контура сразу же после ввода очередного кадра в устройство буферной памяти. Эти данные хранятся в памяти до поступления сигнала от интерполятора. Устройство применяется в контурных СЧПУ фрезерными станками в случаях, когда радиус применяемой фрезы мол<ет отличаться от запрограммированного.  [c.313]

Во фрезерном станке МА-655 (ЭНИМС) применена система УМС2Ф — модификация системы ЧПУ с учетом специфических требований к фрезерным станкам с тиристорным приводом. В качестве следящей системы ЧПУ используется импульсно-фазовая система с датчиком перемещения вращающегося трансформатора. Система УМС2Ф обеспечивает ЧПУ трехкоординатного фрезерного станка с одновременным управлением по любым из двух координат, рассчитывает эквидистантный контур, учитывая радиус фрезы, а также выполняет линейную и круговую интерполяцию. В системе предусмотрен блок коррекции, который повышает точность обработки и производит по той же программе черновое и чистовое фрезерование, а также позволяет применять немерную фрезу.  [c.475]

Точность обработки. При ЭХО плотность тока по длине МЭЗ неравномерна и зависит от формы электродов и расстояния между ними и тем выше, чем меньше текущее значение МЭЗ (рис. 5). Следовательно, скорость растворения в начальный период также неравномерна, в результате наблюдается эффект саморегулирования процесса ЭХО. Однако, в процессе ЭХО текущее значение каждой точки анода определяет текущую погрешность обработки и может быть описана величиной МЭЗ по нормали к торцевой поверхности инструмента и отклонением от эквидистанты инструмента (рис. 6). Очевидно, что наибольшую погрешность будет иметь участок поверхности, подвергающийся наиболее длительному воздействию электрического поля, причем тем бдльшему, чем меньше угол ее наклона к направлению подачи инструмекга. Поскольку форма обработанной поверхности эквидистантна поверхности ЭИ с некоторой погрешностью, практически всегда требуется коррекция электрода для получения обработанной поверхности заданной формы.  [c.537]

На этой линии расположена ось режущего инструмента. При этом рабочая поверхность инструмента независимо от диаметра всегда тангенциальна к эпитрохоидной поверхности, а режущая кромка инструмента, ось которого качается относительно теоретической вершины ротора, отстоит на расстоянии А от оси качания для обеспечения постоянного контакта с обрабатываемой поверхностью. Важной особенностью этих станков является перемещение оси инструмента по траектории, эквидистантной обрабатываемому контуру. Это позволяет ввести кулачковый механизм для коррекции геометрии теоретической эпитрохоиды по желанию конструктора.  [c.125]

Синтез наивыгоднейших траекторий формообразования производится в подсистеме (IV). Для этого расчитываются (36) параметры ортов и п нормалей к поверхностям Д и И, после чего поверхность И вводится (37) в касание с поверхностью Д путем совмещения орта п с противоположным направлением орта в точке К касания поверхностей Д л И. Затем проверяется (38) вьшолнение условий формообразования поверхностей деталей, в случае возможного нарушения которых (39) вводится (40) коррекция на положение инструмента относительно детали. Если условия формообразования поверхностей деталей выполняются (39) и формообразование поверхности Д производится (41) при постоянной ширине строки формообразования, то наивыгоднейшие траектории формообразования расчитываются (42) как линии, эквидистантные к геодезической линии наибольшей длины на обрабатываемом участке поверхности Д с учетом (43), при необходимости, влияния на параметры траекторий формообразования формы и параметров границ контура участка поверхности Д (с учетом краевого эффекта), после чего параметры наивыгоднейших для данного случая обработки траекторий формообразования подаются (44) на выход подсистемы (IV).  [c.514]

---

Инструкция Описание Группа GOO Линейная интерполяция при ускоренном перемещении 2 G01 Линейная интерполяция со скоростью подачи 2 G02 Круговая интерполяция по часовой стрелке 2 G03 Круговая интерполяция против часовой стрелки 2 G04 Выдержка времени 0 G05 Круговая интерполяция с выходом на круговую траекторию по касательной 2 G06 Снижение допустимого уровня ускорения 11 G07 Отмена снижения допустимого уровня ускорения 11 G08 Управление скоростью подачи в точках перегиба 3 G09 Отмена управления скоростью подачи в точках перегиба 3 G10 Ускоренное перемещение в полярных координатах 2 Gil Линейная интерполяция в полярных координатах 2 G12 Круговая интерполяция по часовой стрелке в полярных координатах 2 G13 Круговая интерполяция против часовой стрелки в полярных координатах 2 G14 Возможность программирования коэффициента усиления по скорости 9 G15 Отмена возможности программирования коэффициента усиления по скорости 9 G16 Программирование без указания плоскости 5 G17 Выбор плоскости X_Y 5 G18 Выбор плоскости Z_X 5 G19 Выбор плоскости Y_Z 5 G20 Задание полюса и плоскости координат при программировании в полярных координатах 5 G21 Программирование классификации осей 0 G22 Активизация таблиц 0 G23 Программирование условного перехода 0 G24 Программирование безусловного перехода 0 G32 Нарезание резьбы без компенсирующего патрона 0 G34 Скругление двух линейных участков 12 G35 Отмена скругления двух линейных участков 12 G36 Восстановление параметров отклонения, установленных в машинных параметрах 0 G37 Программирование координат полюса зеркального отображения 22 G38 Активизация зеркального отображения, поворота, масштабирования 22 G39 Отмена функции зеркального отображения 22 G40 Отмена эквидистантной коррекции 41 G41 Эквидистантная коррекция слева по направлению подачи 41 G42 Эквидистантная коррекция справа по направлению подачи 41 G53 Отмена смещения нуля 17 G54…G59 Инициация смещения нуля 17 G60 Смещение контура в пределах координатной системы управляющей программы 20 G61 Точное позиционирование при движении со скоростью подачи 13 G62 Отмена точного позиционирования 13 G63 Включение 100% от запрограммированного значения скорости 7 G64 Привязывание скорости подачи к точке контакта фрезы и детали 42 G65 Привязывание скорости подачи к центру фрезы 42 G66 Активизация значения скорости, заданной потенциометром 7 G67 Отмена смещения контура в координатной системе управляющей программы 20 G68 Вариант сопряжения отрезков эквидистант по дуге 43 G69 Вариант сопряжения отрезков эквидистант по траектории пересечения эквидистант 43 G70 Программирование в дюймах 8 G71 Отмена программирования в дюймах 8 G73 Линейная интерполяция с точным позиционированием 2 G74 Выход в начало координат 0 G75 Работа с датчиком касания 0 G76 Перемещение в точку с абсолютными координатами в системе координат станка 0 G78 Активизация сверлильной оси 36 G79 Деактивация одной сверлильной оси или всех сразу 36 G80 Отмена вызова стандартных циклов 1 G81 Стандартный цикл сверления 1 G82 Стандартный цикл сверления 1 G83 Стандартный цикл глубокого сверления 1 G84 Цикл нарезания резьбы с компенсирующим патроном 1 G85 Цикл рассверливания 1 G86 Цикл рассверливания 1 G90 Программирование в абсолютных координатах 4 G91 Программирование в относительных координатах 4 G92 Установка значений координат 0 G93 Программирование времени отработки кадра 6 G94 Программирование подачи в мм/ мин 6 G95 Программирование подачи в мм/ об 6 G97 Программирование скорости резания 35 G105 Установка нуля для линейных бесконечных осей 0 G108 Управление подачей в точках перегиба с учетом Look Ahead 3 G112 Деактивация опережающего управления торможением 38 G113 Активизация опережающего управления торможением 38 G114 Активизация опережающего управления скоростью подачи 10 G115 Деактивация опережающего управления скоростью подачи 10 G138 Включение компенсации положения заготовки 23 G139 Выключение компенсации положения заготовки 23 G145… Активизация внешней коррекции инструмента со стооны 25 G845 программируемого контроллера G146 Выключение внешней коррекции инструмента 25 G147 Вторая компенсационная группа коррекции инструмента; 52 G847 коррекции соотнесены с осями G148 Отмена дополнительной компенсации инструмента 52 G153 Отмена первого аддитивного смещения нуля 18 G154… Инициация первого аддитивного смещения нуля 18 G159 G160… Внешнее смещение нуля 24 G360 G161 Точное позиционирование при ускоренном перемещении 14 G162 Отмена точного позиционирования при ускоренном 14 перемещении G163 Точное позиционирование при ускоренном перемещении 13 и перемещении со скоростью подачи G164 Первая опция точного позиционирования 15 G165 Вторая опция точного позиционирования 15 G166 Третья опция точного позиционирования 15 G167 Отмена внешнего смещения нуля 24 G168 Смещение координатной системы управляющей 46 программы G169 Отмена всех смещений координатной системы 46 G268 Аддитивное смещение координатной системы 47 управляющей программы G269 Отмена аддитивного смещения координатной системы 47 управляющей программы G184 Цикл нарезания резьбы без компенсирующего патрона 1 G189 Программирование в абсолютных координатах для 4 бесконечных осей G190 Программирование в абсолютных координатах «слово за 4 словом» G191 Программирование в относительных координатах «слово 4 за словом» G192 Установка нижнего предела частоты вращения в 29 управляющей программе G194 Программирование скорости (подачи, частоты вращения) с 0 адаптацией ускорения G200 Линейная интерполяция на ускоренном перемещении без 2 торможения до V=0 G202 Винтовая интерполяция по часовой стрелке 2 G203 Винтовая интерполяция против часовой стрелки 2 G206 Активизация и сохранение в памяти максимальных 0 значений ускорения G228 Переходы от кадра к кадру без торможения 0 G253 Отмена второго аддитивного смещения нуля 19 G254… Инициация второго аддитивного смещения нуля 19 G259

Команды управления станками с ЧПУ

Продолжаем публикацию материалов из Справочника фрезеровщика под редакцией В.Ф. Безъязычного. На этот раз разберем cтанки с числовым программным управлением.

Станки с числовым программным управлением отличаются от обычных тем, что контролируются не оператором в процессе работы, а управляющей программой, составленной до начала работы. От того, насколько грамотно составлена программа, во многом зависит качество обрабатываемых деталей. Качество же отработки самой программы определяется, с одной стороны, характеристиками механической части станка (точностью, жесткостью и другими), с другой – совершенством стойки ЧПУ (дискретность, математическое обеспечение и прочее).

Наибольшее распространение получили три системы числового программного управления: Heidenhain, Sinumerik и Fanuc (рис. 3.26). Все они поддерживают стандартный код ISO, однако имеют наборы специфических команд. Например, пакет пятиосевой трансформации, решая одни и те же задачи, реализован по-разному в каждой системе.

Рис. 3.26. Стойки ЧПУ основных производителей

Управляющая программа представляет собой последовательность кадров (строчек), в которых задана траектория перемещения инструмента и технологические команды – включение и выключение вращения шпинделя, подача СТОС, смена инструмента и др. Каждый кадр состоит из слов, сочетания адреса (X, Y, T, S…) и числа, записываемого в этот адрес памяти стойки (см. табл. 3.13)

3.13. Шаблон типового кадра управляющей программы

Так, для перемещения в позицию 100 по координате Х следует задать адрес позиционирования X100 и тип перемещения, например линейное, на рабочей подаче – технологическую команду G1. В современных стойках ЧПУ номер кадра не является обязательным блоком и служит для удобства наладчика и программиста

Основные адреса позиционирования приведены в таблице 3.14, основные G-коды и М-коды – в таблицах 3.15 и 3.16.

3.14. Основные адреса позиционирования

3.15. Основные G-коды (подготовительные функции)

3.16. Основные M-коды (функции управления станком)

Различают модальные и немодальные (одноблочные) команды. Немодальные действуют только на тот кадр, где встречаются. Модальные работают как тумблер, будучи включены, распространяют свое действие на все последующие кадры. То есть немодальные команды необходимо указывать в каждом кадре, а модальные достаточно в одном. Например:

В кадре N10 происходит перемещение в абсолютных координатах G90 в точку X = 100; Y = 200 на холостом ходу G0 с торможением в конце кадра G9. G90 и G0 модальные, поэтому в следующем кадре происходит перемещение, также на холостом ходу в точку с абсолютными координатами X100; Y200; Z50. G9 не модальная команда, ее приходится повторять.

В кадре N20 отменяем действие G90, указав G91 – происходит относительное перемещение по координате X на 100 мм (в точку с абсолютными координатами X200; Y200; Z50), причем на рабочем ходу G1 с подачей F 350 мм/мин. G91 и G1 модальные, поэтому в следующем кадре N25 произойдет перемещение на рабочем ходу на 200 мм по оси Y (в точку с абсолютными координатами X200; Y400; Z50).

При разработке программы используют линейную или круговую интерполяцию. Стойка ЧПУ рассчитывает траекторию движения инструмента (положение в каждый момент времени при отработке кадра) из текущей позиции в запрограммированную конечную по прямой в случае линейной интерполяции и по дуге окружности в случае круговой. Строго говоря, движение по дуге станок отрабатывает тоже прямыми отрезками, но они достаточно малы, чтобы аппроксимировать дугу с требуемой точностью.

Кадр круговой интерполяции, в отличие от линейной, должен содержать не только координаты конечной точки X, Y, Z но и адреса I, J, K, задающие центр дуги окружности, по которой происходит перемещение. Например:

Используя круговую интерполяцию, следует предварительно указать, в какой координатной плоскости происходит расчет командами G17, G18 или G19 (рис. 3.27). Так, при движении в плоскости XY (G17) адрес I соответствует расстоянию по координате X; J соответствует Y.

Рис. 3.27. Координатные плоскости

Следует помнить о двух основных способах определения I, J, K:

• абсолютный («вектор»), заданы абсолютные координаты центра окружности в системе координат, в которой рассчитана программа (рис. 3.28);
• относительный, центр окружности задан как смещение относительно точки интерполяции (запрограммированное конечное положение) предыдущего кадра (рис. 3.29).

Рис. 3.28. Абсолютное положение координат центра окружности

Рис. 3.29. Относительное положение координат центра окружности

Причем относительное смещение может измеряться от центра дуги до конечной точки предыдущего кадра или от конечной точки до центра, то есть отличаться знаком. Имея центр дуги, придти в ее конечную точку можно как по часовой стрелке, так и против. Профиль на детали будет обработан разный. Поэтому нельзя забывать указывать направление движения при круговой интерполяции – по часовой стрелке G02 или против G03 (рис. 3.30).

Рис. 3.30. Направление круговой интерполяции

Любая управляющая программа разработана в определенной системе координат, привязанной к настроечным базам обрабатываемой детали, которую можно назвать системой координат заготовки. Станок имеет свою, машинную или ссылочную, систему координат. Чтобы связать эти две системы, используется таблица смещений начала системы координат заготовки в координатах машинной системы.

Выбор требуемой системы координат заготовки осуществляется командами G54…G59. Разумеется, предварительно необходимо занести фактические значения в таблицу смещений – машинные координаты настроечных баз, установленных на столе станка деталей.

Традиционно настроечные базы определяют с помощью индикатора часового типа. Более современный метод использования контактных щупов (головки Renishaw) (рис. 3.31).

Рис. 3.31. Определение настроечных баз

Управляющая программа обычно рассчитана с учетом заданной геометрии инструмента. Если возникает необходимость использовать инструмент, отличающийся от расчетного, следует ввести коррекцию. Коррекция на радиус инструмента задается командами G41 и G42 в зависимости от положения инструмента относительно детали (припуска) слева и справа соответственно (рис. 3.32).

Рис. 3.32. Компенсация радиуса режущего инструмента (радиус-коррекция)

Следует указать координатную плоскость, в которой осуществляется компенсация, для фрезерных станков это G17 (XY). Отмена радиус-коррекции – G40. Для определения фактического вылета инструмента используются специальные датчики.

Рассмотренная компенсация на инструмент работает в плоскости и подходит только для двух- и трехосевой обработки. Современные системы ЧПУ позволяют осуществлять компенсацию на инструмент и для многокоординатной обработки. При этом используются уже совсем другие функции, управляющая программа становится более сложной и воспринимать ее так же легко, как в обычном формате удается не сразу.

Многокоординатная обработка отличается от двух- и трехосевой наличием не только линейных перемещений, но и вращения исполнительных органов – поворотных столов, планшайб и шпиндельных бабок. Традиционно программируется непосредственно поворот исполнительного органа в градусах, например для осей поворота А и С:

Международные стандарты, которым должны следовать все производители оборудования, предписывают обозначать поворотные оси фрезерных станков в зависимости от линейных осей, вокруг которых происходит вращение (когда другие оси стоят в «ноле») (рис. 3.33).

Рис. 3.33. Стандартные обозначения осей поворота

Положительное направление соответствует вращению против часовой стрелки. При этом имеется в виду, что инструмент движется вокруг детали. Если же компоновка станка такова, что деталь вращается вокруг инструмента, т.е. установлена на поворотном столе, то не следует забывать, что наблюдаемое вращение стола с деталью против часовой стрелки соответствует отрицательному направлению. В этом случае движение инструмента относительно детали происходит, на самом деле, по часовой стрелке и в соответствии с принятым соглашением поворотная координата должна «идти в минус».

Рис. 3.34. Смещение при повороте

Рис. 3.35. Вектор оси инструмента

Проще запомнить следующее правило. Если против часовой стрелки вращается:

узел с инструментом – «плюс»;
узел с деталью – «минус».

Программирование непосредственно в координатах поворота исполнительных органов имеет существенный недостаток. Поскольку при вращении стола с деталью или шпиндельной бабки есть определенное плечо поворота, изменяется не только угловое положение детали или инструмента, но и линейное (рис. 3.34). Возникшее смещение необходимо учесть. Эту задачу может решить постпроцессор, пересчитав и внеся в текст программы соответствующее положение. Но у каждого станка плечо поворота индивидуально и на каждый станок приходится разрабатывать свой постпроцессор.

Современный подход – это машинонезависимое программирование, когда рассчитывают только взаимное расположение инструмента и детали, а все нюансы, связанные с кинематикой станка, решает сам станок. Для этого используются функции так называемой пятиосевой трансформации. Основное преимущество такого подхода – абсолютная независимость управляющей программы от кинематики станков. Единственное ограничение состоит в том, что стойки ЧПУ должны быть одного производителя. Кроме того, программа уже не привязана к конкретному расположению детали на столе станка (точнее, к расстоянию от настроечных баз детали до осей поворота).

Пакет пятиосевой трансформации у каждого производителя выполнен по-разному, однако концепция использована одна. Кадры управляющей программы дополняют блоками, описывающими пространственную ориентацию оси инструмента в системе координат заготовки, а именно, проекциями вектора оси на координатные оси. Программу сопровождают командами, включающими и выключающими трансформацию. Для стойки Heidenhain управляющая программа имеет следующий вид:

Компенсация геометрии инструмента в случае пятиосевой трансформации требует включения информации о векторе нормали к обрабатываемой поверхности в точке контакта инструмента с деталью (рис. 3.35). Heidenhain использует следующий формат:

Siemens рассматривает две точки контакта, в начале кадра (A4, B4, C4) и в конце (A5, B5, C5):

Чтобы правильно рассчитать компенсацию, системе ЧПУ необходимо предварительно указать необходимую информацию о геометрии инструмента, для которого была рассчитана программа. Тогда можно без потери точности применить переточенный инструмент с измененной геометрией.

Системы числового программного управления непрерывно развиваются, следуя возрастающим требованиям современной индустрии. Совершенствуется как аппаратная, так и программная часть. Рост быстродействия системы (как генератора импульсов, так и обратной связи) позволяет повысить точность позиционирования и скорость перемещения исполнительных узлов станка.

Увеличение скорости обработки влечет динамические перегрузки станка, которые приходится сглаживать, регулируя процесс разгона-торможения. Эта задача решается программным обеспечением, которое развивается и в других направлениях, совершенствуя сервисные функции, удобство работы со стойкой.

Источник

Основные функции cистем программного управления на станках ЧПУ

При программировании обработки деталей на станках с ЧПУ в соответствии со стандартом DIN 66025 (ISO 6983), известном ранее как ISO 7bit, используются следующие операторы:

• N — номер кадра;
• G — подготовительные функции;
• Х, Y, Z, А, В, С — информация о перемещениях по осям;
• М — дополнительные функции;
• S — функции шпинделя;
• T — функции инструмента;
• F — функции подачи;
• D — номер коррекции инструмента;
• Н — вспомогательные функции (блоки данных коррекции инструмента в режиме DIN-ISO). При наличии действительного номера D актуального инструмента он индицируется дополнительно.

Для большей наглядности структуры кадра операторы в кадре должны быть расположены в следующей последовательности: N, G, X, Y, Z, А, В, С, F, S, T, D, M, H.

Управляющая программа состоит из n-го числа кадров, воспроизводимых непрерывно или с заданными паузами (при высокоскоростной обработке деталей из высокопрочных алюминиевых сплавов даже кратковременная остановка инструмента между смежными кадрами недопустима из-за опасности перегрева или проплавления обработанной поверхности за счет трения). Кроме того, возможен пропуск отдельных кадров и коррекция размеров путем подключения подготовительных функций. Это обеспечивает разработку управляющих программ для типовых технологических процессов.

Кадры управляющей программы состоят из следующих компонентов:

• команды (операторы) по DIN 66025;
• элементы высокоуровневого языка программирования ЧПУ;
• идентификаторы (определенные имена) для:
  • системных переменных;
  • определенных пользователем переменных;
  • подпрограмм;
  • кодовых слов;
  • меток перехода;
  • макросов;
• операторы сравнения;
• логические операторы;
• функции вычисления;
• управляющие структуры.

Так как набора команд по DIN 66025 недостаточно для программирования сложных процессов обработки на современных многоцелевых станках, он был дополнен элементами высокоуровневого языка программирования ЧПУ.

В отличие от команд по DIN 66025 команды высокоуровневого языка программирования ЧПУ состоят из нескольких букв адреса, к примеру:

• OVR — для коррекции скорости (процентовка);
• SPOS — для позиционирования шпинделя.

Структура программы имеет следующий вид: «%» (только для программ, разработанных на ПЭВМ), заголовок программы «О» или «:» с последующим номером программ, содержащим не более четырех цифр. Каждая строка в программе является кадром.

Каждый кадр программы имеет структуру:

• N — порядковый номер кадра (не более четырех знаков, нумерация ведется через 5 или 10 для возможности при отработке программы введения дополнительных кадров);
• подготовительная функция G;
• координаты Х, Y, Z, A, C, В;
• дополнительная функция М;
• функция шпинделя S;
• функция инструмента Т;
• функция подачи F;
• D — номер коррекции инструмента;
• H — блоки данных коррекции инструмента в режиме DIN-ISO. Команды действуют либо модально, либо покадрово.

Модально действующие команды сохраняют свою значимость во всех последующих кадрах с запрограммированным значением до тех пор, пока по тому же адресу не будет запрограммировано новое значение, отменяющее действующую прежде команду.

Действующие покадрово команды сохраняют свою значимость только в том кадре, в котором они программируются.

Каждый кадр заканчивается символом LF, запись символа LF не требуется, он автоматически создается при переключении строки. Программа заканчивается командами М2, М30 или М99. Кадр может состоять максимально из 512 символов (включая комментарий и символ конца кадра LF).

Подготовительные функции G обеспечивают все действия станка.

Х, Y, Z — линейные координатные оси станка, координата Z всегда параллельна оси шпинделя станка или перпендикулярна плоскости закрепления детали для станков с двухповоротной фрезерной головкой; А, С, В — угловые координаты вращения относительно линейных координатных осей. Если станок имеет больше двух шпинделей, а также инструментальных головок, то появляются дополнительные координатные оси Х’, Y’, Z’, А’, С’, В’ и т. д.

Следует отметить, что подготовительные функции позволяют переходить к системе координат детали, что в ряде случаев позволяет отказаться от применения специальных приспособлений.

Дополнительные функции М отвечают за включение, выключение шпинделя, насосных станций для подачи СОЖ, направление вращения шпинделя, конец программы.

Функция шпинделя S задает частоту вращения шпинделя.

Функция инструмента Т задает номер инструмента или инструментальной наладки.

Функция подачи F задает значение подачи.

Рис. 1. Система координат рабочего пространства станка и направления положительных перемещений

Система координат станка и направления положительных перемещений приведены на рисунке 1.

Управляющие программы могут быть составлены в системе координат станка, в этом случае применяемая станочная оснастка должна быть согласована с координатной сеткой стола станка. Согласование выполняется тем, что опорная плита приспособления имеет центрирующий палец и шпонку. Палец совмещается с втулкой, запрессованной в центре стола станка, а шпонка — с классным пазом. Таким образом, рабочее пространство станка в плоскости Х–Y совмещается с системой координат приспособления. В системе координат приспособления выполнены базовые поверхности, например плоскость и два пальца (цилиндрический и срезанный). Следовательно, погрешности базирования имеют место как при установке приспособления, так и при установке детали.

При интенсивной эксплуатации в условиях многономенклатурного производства, т. е. при частой смене приспособлений необходимо выполнять перепроверку не только оснастки, но и направляющих базовых поверхностей стола станка, а именно центрирующую втулку и классный паз.

С учетом этого целесообразно обработку выполнять в системе координат детали. Приспособление ориентируется только по одной оси, а привязка к системе координат детали выполняется измерительными датчиками. В этом случае кроме исключения погрешности базирования снижаются требования к срокам перепроверки оснастки, более того, появляется возможность шире применять нормализованные приспособления или наладки из них без привязки к системе координат станка.

Подготовительные функции G, дополнительные функции М приведены в таблицах 1, 2.

Так, на фрезерных станках смена инструмента выполняется в следующей последовательности: с помощью команды Т выбирается инструмент, а его смена происходит только по команде M6.

Для револьверных головок токарных станков для смены инструмента достаточно команды Т.

Функция шпинделя S задает частоту вращения шпинделя, функция инструмента Т задает номер инструментальной наладки или инструмента, функция подачи F задает значение подачи.

Таблица 1. Подготовительные функции G

Инструкция	Описание
G00	Линейная интерполяция при ускоренном перемещении
G01	Линейная интерполяция при скорости подачи
G02	Круговая интерполяция по часовой стрелке
G03	Круговая интерполяция против часовой стрелки
G04	Выдержка времени
G05	Круговая интерполяция с выходом на круговую траекторию по касательной
G06	Снижение допустимого уровня ускорения
G07	Отмена снижения допустимого уровня ускорения
G0S	Управление скоростью подачи в точках перегиба
G09	Отмена управления скоростью подачи в точках перегиба
G10	Ускоренное перемещение в полярных координатах
G11	Линейная интерполяция в полярных координатах
G12	Круговая интерполяция по часовой стрелке в полярных координатах
G13	Круговая интерполяция против часовой стрелки в полярных координатах
G14	Программирование величины коэффициента усиления по скорости следящего привода
G15	Отмена G14
G16	Программирование без указания плоскости
G17	Выбор плоскости У—Х
G1S	Выбор плоскости Z—X
G19	Выбор плоскости У—Z
G20	Задание полюса и плоскости координат при программировании в полярных координатах
G21	Программирование классификации осей
G22	Активизация таблиц
G23	Программирование условного перехода
G24	Программирование безусловного перехода
G32	Нарезание резьбы в режиме линейной интерполяции без компенсирующего патрона
G34	Скругление угла для двух соседних прямолинейных участков (с допустимым отклонением под адресом Е)
G35	Выключение сглаживания угла
G36	Выключение запрограммированного при скруглении угла отклонения, которое становится равным машинному параметру
G37	Программирование точки для зеркального отображения или поворота координат
G38	Активизация зеркального отображения, поворота координат, масштабирования
G39	Отмена зеркального отображения, поворота координат, масштабирования
G40	Отмена эквидистантной коррекции
G41	Эквидистантная коррекция слева по направлению подачи
G42	Эквидистантная коррекция справа по направлению подачи
G53	Отмена смещения нуля
G54-G59	Инициация смещения нуля
G60	Смещение координатной системы программы
G61	Точное позиционирование при движении со скоростью подачи
G62	Отмена точного позиционирования
G63	Включение 100% от запрограммированного значения скорости
G64	Привязывание скорости подачи к точке контакта фрезы и детали
G65	Привязывание скорости подачи к центру фрезы
G66	Активизация значения скорости заданной потенциометром
G67	Отмена смещения координатной системы программы
G68	Вариант сопряжения отрезков эквидистант по дуге
G69	Вариант сопряжения отрезков эквидистант по траектории пересечения эквидистант
G70	Программирование в дюймах
G71	Отмена программирования в дюймах
G73	Линейная интерполяция с точным позиционированием
G74	Выход в начало координат
G75	Работа с датчиком касания
G76	Перемещение в точку с абсолютными координатами в системе координат станка
G78	Активизация сверлильной оси
G79	Деактивация одной сверлильной оси или всех сразу
G80	Отмена вызова стандартных циклов
G81, G82	Стандартный цикл сверления
G83	Стандартный цикл глубокого сверления
G84	Цикл нарезания резьбы с компенсирующим патроном
G85, G86	Стандартный цикл рассверливания
G90	Программирование в абсолютных координатах
G91	Программирование в относительных координатах
G92	Установка значений координат
G93	Программирование времени отработки кадра
G94	Программирование подачи в мм/мин
G95	Программирование подачи в мм/об
G97	Программирование скорости резания
G105	Установка нуля для линейных бесконечных осей
G108	Управление подачей в точках перегиба с учетом Look Ahead
G112	Деактивация опережающего управления скоростью
G113	Активация опережающего управления торможением
G114	Активация опережающего управления скоростью
G115	Деактивация опережающего управления скоростью
G138	Включение компенсации положения заготовки
G139	Выключение компенсации положения заготовки
G145-845	Активизация внешней коррекции со стороны программируемого контролера
G146	Выключение внешней коррекции инструмента
G147, G847	Вторичная компенсационная группа коррекций инструмента; коррекции соотнесены с осями
G148	Отмена дополнительной компенсации инструмента
G153	Отмена первого аддитивного смещения нуля
G154-159	Индикация первого аддитивного смещения нуля
G160-360	Внешнее смещение нуля
G161	Точное позиционирование при ускоренном перемещении
G162	Отмена точного позиционирования при ускоренном перемещении
G163	Точное позиционирование при ускоренном перемещении и перемещение со скоростью подачи
G164	Первая опция точного позиционирования
G165	Вторая опция точного позиционирования
G166	Третья опция точного позиционирования
G167	Отмена внешнего смещения нуля
G168	Смещение координатной системы управляющей программы
G169	Отмена всех смещений координатной системы
G184	Цикл нарезания резьбы без компенсирующего патрона
G189	Программирование в абсолютных координатах для бесконечных осей
G190	Программирование в абсолютных координатах «слово за словом»
G191	Программирование в относительных координатах «слово за словом»
G192	Установка нижнего предела частоты вращения в управляющей программе
G194	Программирование скорости (подачи, частоты вращения) с адаптацией ускорения
G200	Линейная интерполяция на ускоренном перемещении без торможения до V = 0
G202	Винтовая интерполяция по часовой стрелке
G203	Винтовая интерполяция против часовой стрелки
G206	Активизация и сохранение в памяти максимальных значений ускорений
G228	Переходы от кадра к кадру без торможения
G253	Отмена второго аддитивного смещения нуля
G254-259	Инициация второго аддитивного смещения нуля
G268	Аддитивное смещение координатной системы управляющей программы
G269	Отмена аддитивного смещения координатной системы управляющей программы
G292	Установка верхнего предела частоты вращения в управляющей программе
G301	Включение осциллирующего движения
G350	Установка параметров осциллирующего движения
G408	Формирование гладкого ускорения при движении от точки к точке
G500	Обнаружение возможных коллизий при опережающем просмотре кадров
G543	Включение управления коллизиями при опережающем просмотре кадров
G544	Выключение управления коллизиями при опережающем просмотре кадров
G575	Переключение кадров высокоскоростным внешним сигналом
G580	Расформирование координатных осей
G581	Формирование координатных осей
G608	Формирование гладкого ускорения при движении от точки к точке для каждой оси в отдельности

Примечание. Для каждой системы управления некоторые значения подготовительных функций могут иметь разные значения в зависимости от изготовителя станка. Следует отметить, что для расширения технологических возможностей оборудования у изготовителей систем ЧПУ имеет место тенденция увеличения подготовительных функций.

Таблица 2. Дополнительные функции М

Инструкция	Описание
МО	Остановка программы
М1	Остановка по требованию
М2	Конец программы
М3	Включение вращения шпинделя по часовой стрелке
М4	Включение вращения шпинделя против часовой стрелки
М5	Остановка шпинделя
М2=3	Инструмент с механическим приводом включен по часовой стрелке
М2=4	Инструмент с механическим приводом включен против часовой стрелки
М2=5	Инструмент с механическим приводом выключен
М6	Автоматическая смена инструмента
М7	Включение обдува воздухом
МS	Включение подачи СОЖ
М9	Выключение охлаждения
М1О	Отключение обдува воздухом
М11	Зажим инструмента
М12	Разжим инструмента
М13	Включение вращения шпинделя по часовой стрелке совместно с включением СОЖ
М14	Включение вращения шпинделя против часовой стрелке совместно с включением СОЖ
М15	Включение СОЖ для смыва стружки
М17	Конец подпрограммы
М19	Ориентация шпинделя
М21	Включение зеркального отображения программы вдоль оси Х
М22	Включение зеркального отображения программы вдоль оси У
М23	Отключение зеркального отображения программы
М29	Включение режима жесткого резьбонарезания
М3О	Конец программы с возможностью одновременного выключения питания станка
М52	Перемещение магазина на позицию вправо
М53	Перемещение магазина на позицию влево
М7О	Инициализация магазина
М71	Опускание активного кармана магазина
М72	Поворот манипулятора на 60°
М73	Разжим инструмента
М74	Поворот манипулятора на 120°
М75	Зажим инструмента
М76	Поворот манипулятора на 180°
М77	Поднятие активного кармана магазина
М98	Вызов подпрограммы
М99	Возврат в основную программу

Примечакие. Для разных систем управления и типов станков дополнительные функции могут иметь другие значения, например активировать перемещение задней бабки, функции загрузочного устройства, люнета и т. д.

При создании программы ЧПУ само программирование, т. е. преобразование отдельных рабочих переходов в язык ЧПУ, часто является лишь небольшой частью работы по программированию.

Перед программированием необходимо осуществить планирование и подготовку рабочих переходов. Чем точнее будет спланировано начало и структура программы ЧПУ, тем быстрее и проще будет осуществляться само программирование и тем более наглядной и менее подверженной ошибкам будет готовая программа ЧПУ.

Преимущество наглядных программ особо проявляется тогда, когда позднее необходимо вносить изменения.

Так как не каждая программа имеет такую же структуру, то не имеет смысла работать по типовому шаблону. Однако для большинства случаев целесообразно придерживаться следующей последовательности.

1. Подготовка чертежа детали заключается:

• а) в определении нулевой точки детали;
• б) в нанесении системы координат;
• в) в вычислении возможно отсутствующих координат.

2. Определение процесса обработки:

• а) Когда будут использоваться, какие инструменты и для обработки каких контуров?
• б) В какой последовательности будут изготовляться отдельные элементы детали?
• в) Какие отдельные элементы повторяются (возможно, в повернутом виде) и должны быть сохранены в подпрограмме?
• г) Имеются ли в других программах обработки деталей или подпрограммах контуры деталей, которые могут быть повторно использованы для актуальной детали?
• д) Где целесообразны или необходимы смещения нулевой точки, вращение, отражение, масштабирование (концепция фрейма)?

3. Создание технологической карты. Определить поочередно все процессы обработки станка, к примеру:

• а) движения ускоренным ходом для позиционирования;
• б) смена инструмента;
• в) определение плоскости обработки;
• г) свободный ход для дополнительного измерения;
• д) включение/выключение шпинделя, СОЖ;
• е) вызов данных инструмента;
• ж) подача;
• з) коррекция траектории;
• и) подвод к контуру;
• к) отвод от контура и т. д.

4. Перевод переходов на язык программирования: запись каждого перехода как кадра ЧПУ (или кадров ЧПУ).

5. Соединение всех отдельных переходов в операцию, как правило, в одной программе. Иногда, особенно при обработке крупногабаритных деталей в программу, могут быть выделены переходы черновой, получистовой и чистовой обработки. Это имело место при ограниченном объеме памяти, характерном для устаревших систем ЧПУ. Для современных систем программного управления объем памяти практически не ограничивает технологические возможности станков.

В современных системах программного управления широко применяются стандартные циклы обработки. Их использование значительно сокращает затраты времени на программирование.

Некоторые постоянные цикла для систем управления, используемые в программном обеспечении WIN NC SINUMERIK, приведены ниже:

• CYCLE81 — сверление, центрование;
• CYCLE82 — сверление, зенкерование;
• CYCLE83 — сверление глубоких отверстий спиральными сверлами;
• CYCLE84 — нарезание внутренней резьбы без компенсирующего патрона;
• 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.

Следует отметить, что системы программного управления высокого уровня являются открытыми, что позволяет расширить библиотеку стандартных циклов обработки типовых поверхностей характерных для производства данного типа продукции и тем самым сократить сроки подготовки производства.

Рис. 2. Текущее положение между системами автоматизированного проектирования технологических процессов, управляющих программ и ЧПУ разных изготовителей

Применение CAM систем привело к необходимости для каждой системы программного управления разрабатывать постпроцессоры, без которых оборудование не понимает программы без их перевода в машинные коды (рис. 2).

Программирование современных систем ЧПУ выполняется в соответствии со стандартом ISO 6983 (DIN 66025), которому уже более 50 лет и который, как считают программисты, якобы тормозит развитие ЧПУ-технологий. Термин «ЧПУ-технологии», по мнению автора, не правомерен, обработка деталей на станках с ЧПУ подчиняется всем закономерностям технологии машиностроения и обработки металлов резанием или других методов формообразования.

Нарушение закономерностей технологических наук приводит:

• к повышенному короблению деталей;
• к снижению точности линейных размеров;
• к росту трудоемкости обработки деталей и т. д.

Основным отличием для многоцелевых станков является предельно выраженная концентрация операций, не только характерная для данного вида оборудования, но и реализуемая приводным инструментом и специальной шпиндельной оснасткой, а также методы обеспечения точности с использованием станочных измерительных систем. Стандарт поддерживает простые команды для элементарных перемещений и логических операций. В настоящее время для решения сложных геометрических и логических задач в системах программного управления кроме машинных кодов в соответствии с DIN 66025 (ISO 7bit) применяют языки программирования высокого уровня. Управляющие программы в стандарте ISO 6983 содержат незначительное количество информации, полученной на уровне CAD-CAM систем. Однако более серьезным недостатком, как считают разработчики систем программного управления, является невозможность двустороннего обмена информацией с этими системами, что означает, что любые изменения в управляющей программе не могут быть отображены в восходящем информационном потоке к системам CAD-CAM. Необходимо отметить, что это целесообразно не для всех отраслей промышленности. Так, например, сглаживание плавного сопряжений теоретических контуров сплайнами допустимо, а сопряжение двух поверхностей требует анализа возможных методов их формообразования, для ряда конструкционных материалов могут иметь место технологические ограничения, например, минимально допустимые радиусы сопряжения конструктивных элементов деталей из высокопрочных алюминиевых сплавов и т. д.

В отличие от DIN 66025 (ISO 6983) разрабатываемый стандарт STEP-NC ISO 14649 (на данный период разработаны не все его модули) определяет специальную структуру управляющей программы ЧПУ — program structure, которую используют для построения логических блоков в рамках структурного программирования обработки. Структура управляющей программы не является списком типовых обрабатываемых форм (features); она определяет план операции (workplan), который представляет собой последовательность исполняемых объектов (executables). STEP-NC предполагает широкий обмен информацией между инженерными службами, в том числе подготовки и планирования производства, а также цеховым уровнем.

Структура предполагаемого обмена информацией приведена на рисунке 3.

Структура планируемого информационного обмена вызывает массу вопросов:

• недостаточный уровень формализации инженерных работ затрудняет создание баз знаний;
• большое количество каталогов режущего инструмента, в которых приведена недостаточная информация для выбора инструмента для обработки специальных материалов и условий его применения, что требует в большинстве случаев экспериментальной проверки;
• в каталогах оборудования часто отсутствует информация о позиционной точности управляемых осей станка, динамические характеристики приводов и т. д.;
• устаревшие технологические справочники, разработанные еще для универсального оборудования и систематически переиздаваемые практически без обновления технологической информации;
• отсутствие систематизированной информации о прогрессивной технологической оснастке.

Рис. 3. Планируемый обмен информацией между инженерными службами и цеховым уровнем

Дополнительно необходимо отметить, что не существует типовых методов оптимизации программирования станков по параметрам, позволяющих выбрать наилучший станок или группу станков для выполнения того или иного технологической операции или процесса.

На эти проблемы много раз указывали пользователи различных станков, вовлеченные в процесс стандартизации STEP-NC. Производители оборудования и разработчики программного обеспечения стараются учесть требования пользователей и реализуют некоторые из указанных функций в своей продукции. Однако часто их работа не подчиняется единому стандарту, что, по существующему мнению, может тормозить обновление промышленных систем. Также нельзя не упомянуть о том, что выпускаемое оборудование редко пользуется всеми современными технологиями и в результате производственная база оказывается не такой эффективной и совершенной. С учетом этого изготовители систем программного управления выбрали компромиссный вариант, позволяющий работать как по DIN 66025 (ISO 6983), так и по ISO 14649 (рис. 4).

Рис. 4. Смешанная архитектура системы ЧПУ, поддерживающая стандарты DIN 66025 (ISO 6983) и ISO 14649 (STEP-NC)

Все это свидетельствует о том, что кроме совершенствования систем программного управления и методов программирования необходимо заниматься на системной основе и подготовкой технологической информации:

Источник