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
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:
- позиционирование подвижных органов станка;
- выбор скорости подачи;
- установка направления и частоты вращения шпинделя;
- индексация револьверной головки;
- 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:
- Определить вид и основные параметры заготовки;
- Определить операции и метод изготовления, включая метод фиксации (кулачки/планшайба/оправка) и метод поддержки, если это необходимо (задняя бабка/люнет);
- 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:
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
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 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.
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.
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.