• «Академия инженерного мастерства» - Курсы ЧПУ
  • Войти в ЛК

Написание управляющих программ для станков с ЧПУ

Написание управляющих программ для станков с ЧПУ

Хотите узнать больше о создании управляющих программ для станков с ЧПУ?

Станок с ЧПУ (числовым программным управлением) — устройство, для работы которого требуются управляющие программы.

Управляющая программа станка с ЧПУ представляет из себя упорядоченный набор команд, при помощи которых определяются перемещения исполнительных органов станка и различные вспомогательные функции. Она также позволяет создавать детали разных форм и габаритов из металла, дерева и пластмассы. Разработка этих программ — обязанность технолога-программиста.

В настоящее время существует 3 способа написания управляющих программ для станков с ЧПУ:

  • Ручной способ — создание управляющей программы на компьютере и его передача в код станка через флэш-карту;
  • Программирование с пульта ЧПУ — ввод оператором необходимых кодов непосредственно у станка;
  • Разработка управляющих программ с использованием автоматизированных CAD-/CAE-/CAM- систем.
Пример управляющей программы

Пример управляющей программы

Ручное программирование

Ручное программирование является наиболее частым способом передачи программы на станок с ЧПУ. Прежде всего, это связано с однотипностью операций, выполняемых на заводах. Программа для станка пишется (чаще всего, единожды) технологом в виде обычного текстового файла и «вшивается» в код станка через внешний носитель (флешку). От самого оператора требуется разбираться в G-кодах и соответствующих командах и внимательно контролировать четкость выполняемой программы.

Ввод управляющей программы с пульта управления ЧПУ

Стойка ЧПУ – это система управления станком, состоящая из монитора и панели с кнопками. Именно эта стойка используется как один из способов написания программ. Существуют два варианта программирования станка с пульта:

  • Ввод G- и M- кодов с клавиатуры;
  • Использование диалогового окна.

Разработка управляющих программ с использованием автоматизированных CAD-/CAE-/CAM- систем

Автоматизированное создание УП необходимо для выпуска деталей со сложной геометрией и/или с высокой точностью исполнения. С такими задачами справляются соответствующие программы: CAD-/CAE-/CAM-системы. Их внедрение на производстве становится все более необходимым и позволяет выйти на новый уровень.

Чем больше количество номенклатуры изготавливаемых деталей, тем острее необходимость в автоматизированном создании УП. Это довольно удобный и, в сравнении с ручным программированием, менее затратный в плане создания способ.

CAM-системы содержат встроенные математические расчеты траектории движения инструмента. Используется один язык генерирования G-кодов для любых видов станков.

Первый этап создания управляющей программы (УП)

Основа создания УП для станка с ЧПУ – это тщательное изучение последовательности операций, требующихся для производства той или иной детали с использованием необходимых технологий. Технолог-программист определяет так называемый приоритет операции и записывает его в корректном для устройства ЧПУ формате – адресе параметра.

Каждый из параметров – это полная команда, определяющая операции для выполнения станком с системой ЧПУ. Он обладает собственным адресом в буквенном выражении и его цифровом значении. Например, в системе ЧПУ Fanuc команда S1200 M4 устанавливает вращение шпинделя по часовой стрелке (М4) со скоростью 1200 об/мин (S1200).

Чтобы сделать программу короче и сократить количество необходимых для удачного завершения команды операций – можно задать несколько параметров в одной строке. Такая строка носит название «программный блок», а их последовательный список и есть управляющая программа.

Команды УП станка контролируют все функции обработки, включая:

  1. позиционирование подвижных органов станка;
  2. выбор скорости подачи;
  3. установка направления и частоты вращения шпинделя;
  4. индексация револьверной головки;
  5. контроль вспомогательного оборудования.

Станок обрабатывает деталь так, как было заложено в код. А использование автоматического цикла позволяет ускорить процесс обработки.

Подготовка к написанию управляющей программы

Перед написанием управляющей программы специалисту необходимо изучить и проанализировать чертеж изготавливаемой детали. Для чего это нужно:

  1. Определить вид и основные параметры заготовки;
  2. Определить операции и метод изготовления, включая метод фиксации (кулачки/планшайба/оправка) и метод поддержки, если это необходимо (задняя бабка/люнет);
  3. Выполнить подбор инструмента.

Структура управляющей программы

Управляющая программа состоит из кадров. Кадр – это законченная часть программы, отделённая от остальной символом «конец кадра».

Программа начитается со строки с именем (номером) программы и заканчивается кадром конца программы. Это выглядит так:

кадры управляющей программы

Последовательность выполнения программы

Обычно кадры программы выполняются последовательно. Если УП включает в себя часто повторяемое или «шаблонное» действие, то для упрощения обработки используются подпрограммы.

Структура кадра

Структура кадра управляющей программы

Таблица: Операторы в кадре управляющей программы

Значение адреса Адрес Смысл
Номер программы O Номер программы
Номер кадра N Номер кадра
Подготовительная функция G Определение режимов работы (линейная или круговая интерполяция, и пр.)
Размерные слова X, Y, Z Команды на перемещения по координатным осям
  A, B, C, U, V, W Команды на перемещения по дополнительным осям
  R Радиус дуги окружности
  I, J, K Координаты центра дуги окружности
Скорость подачи F Задание скорости подачи
Функция скорости вращения шпинделя S Задание скорости вращения шпинделя

G-коды имеют цифровой номер от 00 до 97 и соответствуют операции или определенной настройки станка.

M-коды задаются производителем станков. Они управляют узлами конкретного станка (например, включение подачи СОЖ, вращение шпинделя).

Рабочие оси станка также программируются соответствующими командами. В зависимости от того, сколько осей имеет станок, каждая ось станка имеет свое название.

В станках фрезерной группы имеется не менее 3-х осей. Ось Х - продольная, ось Y - поперечная, ось Z - вертикальная (если станок вертикальный) или горизонтальная (если станок горизонтальный). Также существуют станки, имеющие 4 оси и более. На 3-х осевые станки можно опционно устанавливать дополнительные оси.

Система координат 3-х осевого вертикального станка фрезерной группы

Система координат 3-х осевого вертикального станка фрезерной группы

Система координат 3-х осевого горизонтального станка фрезерной группы

Система координат 3-х осевого горизонтального станка фрезерной группы

В зависимости от того, какие две оси участвуют в интерполированном перемещении, выбирается рабочая плоскость. Существует 3 рабочие плоскости. Они выбираются подготовительной G - функцией. Если обработка ведется в плоскости XY, плоскость выбирается функцией G17. Если обработка ведется в плоскости ZX, плоскость выбирается функцией G18. Если обработка ведется в плоскости YZ, плоскость выбирается функцией G19.

G17
G18
G17

Выбор рабочей плоскости

При создании управляющей программы необходимо учитывать, что станок имеет нулевую точку. Она называется референтной позицией. В станке с ЧПУ в данной позиции выполняется замена инструмента и программирование точки абсолютного нуля.

Нулевая точка станка

Возврат в референтную позицию осуществляется либо ручным нажатием кнопки на пульте управления станка, либо используется функция автоматического возврата в референтное положение. К примеру, для станка с ЧПУ Fanuc в управляющей программе выход в референтную позицию производится функцией G28 на вертикальных станках и функцией G30 на горизонтальных станках.

Где можно научиться созданию управляющих программ для станков с ЧПУ?

УП создаются специалистами в зависимости от того, как распределены на конкретном предприятии трудовые обязанности. Так эту задачу может выполнять и технолог-программист, и оператор-наладчик. Научиться созданию УП можно на наших курсах по обучению операторов и наладчиков токарных или фрезерных станков с ЧПУ.

5

Курсы по теме