Базовые концепции Числового Программного Управления (ЧПУ)
Специалист, предполагающий использовать все преимущества ЧПУ, обязан, прежде всего, изучить его, причем одновременно с двух точек зрения: сначала с позиции программиста и с позиции оператора-станочника.
Практика традиционной металлообработки — ключ к успеху в понимании станков с ЧПУ
Первой задачей любого человека, овладевающего технологией обработки металлов при помощи ЧПУ, является изучение основ традиционной механической обработки металлов. Попытка изучить новое оборудование с ЧПУ без совокупности знаний об общих принципах металлообработки сравнима с изучением управления самолетом без знаний об основах аэродинамики.
Основными понятиями при работе со станками с ЧПУ являются: предварительное и чистовое точение, нарезание резьбы и т.п.
С точки зрения программиста изучение любого станка с ЧПУ необходимо начинать с изучения четырех основных моментов:
— основные компоненты станка,
— движение инструмента или стола во всех допустимых направлениях (осях),
— вспомогательные элементы станка,
— тонкости программирования каждой из функции станка с ЧПУ.
Компоненты станка
Знание конструкции станка помогает четко осознать пределы возможных операций на данном станке для наиболее эффективного его применения.
Информация, поясняющая конструкцию станка, обычно приводится в сопроводительной документации на станок. Там же можно найти ответы на большинство вопросов о характеристиках станка и о его конструкции. Например:
— Каковы максимальные обороты шпинделя станка?
— Сколько диапазонов скоростей имеет шпиндель?
— Сколь велика мощность приводного электродвигателя для каждой из осей?
— Каково максимальное расстояние перемещения инструмента или стола вдоль каждой оси?
— Сколько инструментов может поместиться в инструментальной головке (транспортере)?
— Какова наибольшая скорость ускоренного перемещения?
— Какова наибольшая скорость резания?
Чем больше известно о характеристиках и конструкции станка с ЧПУ, тем легче будет процесс управления этим оборудованием в будущем.
Направления для движения (оси)
Каждой оси соответствует символ адреса, под которым выдается движение в управляющую программу. Обычно для этих целей применяют символы X, Y, Z, U, V и W для линейных осей, а также A, B и C — для осей вращения..
Например, строка Х3.5 в NC-программе означает перемещение вдоль оси Х на 3.5 дюйма от начала системы координат (предполагаем абсолютную систему кодирования перемещений).
Круговое движение требует дополнительного адреса (обычно A, B, или C) и двух адресов для конечной точки. Дополнительный адрес имеет числовое значение, причем не в дюймах или миллиметрах, а в градусах. Так например, строка B45 в NC-программе означает вращение на 45 градусов относительно нуля программы вокруг оси В.
Точка отсчета для каждой из осей
Каждый станок с ЧПУ имеет начальную точку для каждой из возможных осей перемещения инструмента или стола. Эту точку называют по-разному: нулевая позиция, ноль системы координат, начальная позиция. Числовое программное управление требует перемещения в начальную точку по каждой из осей станка как часть процедуры наладки станка. Этим достигается синхронизация начального физического расположения инструмента и начальных нулевых значений сумматоров системы с ЧПУ.
Безусловно то, что начальные позиции по каждой из осей весьма различаются от станка к станку. Вы должны внимательно изучить инструкцию по программированию вашего станка для правильного понимания расположения начальных позиций по каждой из осей .
Вспомогательные элементы станка
К числу дополнительных элементов станка относятся: измерители длины рабочей части инструмента, устройства смены паллет и многое другое. Список дополнительного оборудования непрерывно пополняется.
В ряде случаев дополнительные узлы могут быть изготовлены производителем станка, а в других — сторонними организациями.
Язык программирования системы ЧПУ
У любого станка с ЧПУ есть определенный набор функций, которые могут быть перепрограммированы. Часто недорогое оборудование с ЧПУ допускает только ручное управление большинством своих функций. Например, многие фрезерные станки позволяют запрограммировать только движение инструмента. А такие функции, как направление и скорость вращения шпинделя, подача охлаждения или смена инструмента могут быть произведены оператором только вручную.
С другой стороны более дорогое оборудование допускает программное управление большинством своих функций, а задача оператора сводится к загрузке заготовки и съеме готовой детали. В этом случае после запуска обработки оператор полностью свободен для выполнения других функций.
Ниже приведен список наиболее часто используемых функций вместе с соответствующими адресами:
— Управление шпинделем. Слово с адресом «S» используется для задания скорости вращения шпинделя (число оборотов в минуту). Кроме того, применяется одна из вспомогательных функций: M03 задает вращение шпинделя по часовой стрелке; M04 определяет вращение шпинделя против часовой стрелки; наконец M05 выключает двигатель, вращающий шпиндель. Обратите внимание на особенность токарных центров — функцию постоянной скорости резания, которая определяет скорость вращения шпинделя так, чтобы обеспечить постоянный съем точного количества металла за минуту.
— Устройство автоматической смены инструмента (Обрабатывающие Центры). Слово с адресом «Т» сообщает системе с ЧПУ о номере инструмента, который должен быть использован далее. В большинстве случаев именно вспомогательная функция М06 сообщает о необходимости сделать физическую смену инструмента.
— Устройство автоматической смены инструмента (Токарные центры). В большинстве случаев используется адрес «Т» и четыре цифры. Первые две цифры определяют номер турели, а последние — номер позиции с нужным инструментом на турели.
— Управление охлаждением. Вспомогательная функция M08 используется для включения подачи охлаждающей жидкости. В ряде случаев доступна функция M07 для включения подачи хладагента в виде тумана. Функция M09 выключает подачу охлаждающей жидкости.
— Устройство для автоматической смены паллет. Вспомогательная функция M60 обычно используется для того, чтобы заменить паллету.