2.1 Структура и содержание программы ЧПУ

Указание

Руководством по разработке программы обработки деталей является DIN 66025.

Программа (ЧПУ/обработки деталей) состоит из последовательности кадров ЧПУ (см. следующую таблицу). Каждый кадр представляет собой один шаг обработки. В кадре записываются операторы в форме слов. Последний кадр в последовательности выполнения содержит специальное слово для конца программы: M2, M17 или M30.

Имена программ

Каждая программы имеет собственное имя, которое свободно выбирается при создании программы с соблюдением следующих условий (кроме формата перфоленты):

первыми двумя символами должны быть буквы (также и буква с символом подчеркивания)

прочие буквы, цифры

MPF100 или WELLE или

На ЧПУ показываются только первые 24 знака идентификатора программы.

Формат перфоленты

Имена файлов:

Имена файлов могут включать знаки

0...9, A...Z, a...z или _ и иметь максимальную длину в 24 знака.

Имена файлов должны иметь 3-х буквенное расширение (_xxx).

Данные в формате перфоленты могут создаваться отдельно или обрабатываться в редакторе. Имя файла, сохраненного в памяти ЧПУ, начинается с "_N_ ".

Файл в формате перфоленты вводится % <имя>, "% " должен стоять в первой графе первой строки.

%_N_WELLE123_MPF = программа обработки детали WELLE123 или

%Flansch3_MPF = программа обработки детали Flansch3

Прочую информацию по передаче, созданию и сохранению программ обработки деталей можно найти в:

/BAD/, /BEM/ Руководство по эксплуатации HMI Advanced, HMI Embedded глава "Область управления Программа"/"Область управления Службы"

2.2 Языковые элементы языка программирования

Языковые элементы языка программирования определяются

набором символов с прописными/строчными буквами и цифрами

словами с адресом и последовательностью цифр

кадрами и структурой кадров

длиной кадра с макс. возможным количеством знаков

последовательностью слов в кадре с таблицей адресов и их значением

главными и вспомогательными кадрами

номером кадра

адресами с таблицей для важных адресов и объяснениями

адресами, действующими модально или в кадре

адресами с осевым расширением с таблицей расширенного написания адреса

фиксированными адресами с таблицей и данными по значению для стандартной установки

фиксированными адресами с осевым расширением с таблицей и указанием значения для стандартной установки

устанавливаемыми адресами с указанием устанавливаемых букв адреса

предопределенными вычислительными функциями, а также арифметическими, логическими операторами и операторами сравнения с соответствующим присваиванием значений

идентификаторами, к примеру, переменными, подпрограммами, кодовыми словами, адресами DIN и метками перехода

Основы программирования ЧПУ 2.2 Языковые элементы языка программирования

Набор символов

Для создания программ ЧПУ имеются следующие символы:

Прописные буквы

A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N,(O),P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z

При этом учитывать:

Не путать букву "O" с числом "0".

Строчные буквы

a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p, q, r, s, t, u, v, w, x, y, z

Указание Прописные и строчные буквы не различаются.

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

Специальные символы

% Символ начала программы (только для создания программы на внешнем PC)

< меньше

> больше

: Главный кадр, конец метки, связывающий оператор

= Присвоение, часть равенства

/ Деление, пропуск кадра

* Умножение

Сложение

- Вычитание, отрицательный знак

" Кавычки, идентификация для цепочки символов

" Апостроф, идентификация для специальных числовых данных: шестнадцатеричные, двоичные

? Зарезервировано

! Зарезервировано

Основы программирования ЧПУ 2.2 Языковые элементы языка программирования

Указание Скрытые специальные символы обрабатываются как символы пробела.

Программы ЧПУ состоят из кадров; кадры в свою очередь состоят из слов.

Слово "Языка ЧПУ" состоит из символа адреса и цифры или последовательности цифр, представляющей арифметическое значение.

Символом адреса слова является буква. Последовательность цифр может включать знак и десятичную точку, при этом знак всегда стоит между буквами адреса и последовательностью цифр. Положительный знак (+) не записывается.

Кадры и структура кадров

Программа ЧПУ состоит из отдельных кадров, кадр – из (нескольких) слов.

Кадр должен включать в себя все данные для выполнения рабочей операции, и заканчивается символом "LF " (LINE FEED = новая строка).

Основы программирования ЧПУ 2.2 Языковые элементы языка программирования

Указание

Символ "LF " не записывается; он создается автоматически при переключении строк.

Длина кадра

Кадр может состоять макс. из 512 символов (включая комментарий и символ конца кадра

"LF ").

Указание Обычно в актуальной индикации кадра на дисплее показываются три кадра с макс.

66 символов каждый. Комментарии также показываются. Сообщения показываются в отдельном окне сообщений.

Последовательность слов в кадре

Для наглядности структуры кадра, слова кадра должны располагаться следующим образом:

N10 G… X… Y… Z… F… S… T… D… M… H…

Указание Некоторые адреса могут использоваться многократно в одном кадре (к примеру, G…, M…, H…)

Основы программирования ЧПУ 2.2 Языковые элементы языка программирования

Главный/вспомогательный кадр

Различаются два вида кадров:

главные кадры и

вспомогательные кадры

В главном кадре должны быть указаны все слова, необходимые для запуска технологического цикла с раздела программы, начинающегося с главного кадра.

Указание Главные кадры могут находиться как в главной, так и в подпрограммах. СЧПУ не

проверяет, содержит ли главный кадр всю необходимую информацию.

Номер кадра

Главные кадры обозначаются номером главного кадра. Номер главного кадра состоит из символа ":" и положительного целого числа (номер кадра). Номер кадра всегда стоит в начале кадра.

Указание Номера главных кадров внутри программы должны быть уникальными, чтобы получить

однозначный результат при поиске.

:10 D2 F200 S900 M3

Вспомогательные кадры обозначаются номером вспомогательного кадра. Номер вспомогательного кадра состоит из символа "N" и положительного целого числа (номер кадра). Номер кадра всегда стоит в начале кадра.

Указание Номера вспомогательных кадров внутри программы должны быть уникальными, чтобы

получить однозначный результат при поиске.

Последовательность номеров кадров может быть любой, но рекомендуется растущая последовательность номеров кадров. Можно программировать кадры ЧПУ и без номеров кадров.

Основы Руководство по программированию, выпуск 10.2004, 6FC5 298-7AB00-0PP1

Основы программирования ЧПУ 2.2 Языковые элементы языка программирования

Адреса это фиксированные или устанавливаемые идентификаторы для осей (X, Y, ...) числа оборотов шпинделя (S), подачи (F), радиуса окружности (CR) и т.д.

Пример: N10 X100

Важные адреса

Основы программирования ЧПУ 2.2 Языковые элементы языка программирования

"фиксированный"

Этот идентификатор адреса доступен для определенной функции. Изготовитель станка

"устанавливаемый"

Этим адресам изготовитель станка через машинные данные может присвоить другое имя.

Адреса, действующие модально/покадрово

Модально действующие адреса сохраняют свою значимость с запрограммированным значением до тех пор (во всех последующих кадрах), пока по тому же адресу не будет запрограммировано новое значение. Действующие покадрово адреса сохраняют свою значимость только в том кадре, в котором они были запрограммированы. Пример:

Основы программирования ЧПУ 2.2 Языковые элементы языка программирования

Расширенные адреса

Расширенное написание адресов позволяет систематизировать большее количество осей и шпинделей. Расширенный адрес состоит из цифрового расширения или из записанного в квадратных скобках идентификатора переменных и присвоенного с помощью символа "=" арифметического выражения.

Расширенное написание адреса допускается только для следующих простых адресов:

Число (индекс) при расширенном написании адреса для адресов M, H, S, а также для SPOS и SPOSA может заменяться переменной. При этом идентификатор переменных стоит в квадратных скобках.

Основы программирования ЧПУ 2.2 Языковые элементы языка программирования

Фиксированные адреса

Следующие адреса установлены фиксировано:

: Главный кадр

Пример для программирования: N10 G54 T9 D2

Фиксированные адреса с осевым расширением

Объяснение:

При программировании с осевым расширением перемещаемая ось стоит в квадратных скобках.

Полный список всех фиксировано установленных адресов можно найти в приложении.

Основы программирования ЧПУ 2.2 Языковые элементы языка программирования

Устанавливаемые адреса

Адреса могут определяться либо как буква оси (при необходимости с цифровым расширением), либо как свободный идентификатор.

Указание Устанавливаемые адреса должны быть однозначными внутри СЧПУ, т.е. один и тот

же идентификатор адреса не может использоваться для различных типов адресов.

В качестве типов адресов при этом различаются:

осевые значения и конечные точки

параметры интерполяции

подачи

критерии перешлифовки

измерение

поведение осей и шпинделей

Устанавливаемыми буквами адреса являются: A, B, C, E, I, J, K, Q, U, V, W, X, Y, Z

Указание Имена устанавливаемых адресов могут изменяться пользователем через машинные данные.

X1, Y30, U2, I25, E25, E1=90, …

Цифровое расширение имеет одну или две позиции и всегда является положительным. Идентификатор адреса:

Написание адреса может дополняться добавлением других букв. Пример:

Сложение

Вычитание

Умножение

Внимание: (тип INT )/ (типINT )= (типREAL ); к примеру, 3/4 = 0.75

Деление, для типа переменных INT и REAL

Внимание: (тип INT )DIV (типINT )= (типINT ); к примеру, 3 DIV 4 = 0

Выделение дробной части (только для типа INT) дает остаток деления

INT, к примеру, 3 MOD 4=3

: Связывающий оператор (у фрейм-переменных)

Операторы сравнения и логические операторы

Основы программирования ЧПУ 2.2 Языковые элементы языка программирования

В арифметических выражениях с помощью круглых скобок можно устанавливать последовательность обработки всех операторов, отклоняясь тем самым от обычных правил очередности.

Присвоения значений Адресам могут присваиваться значения. Присвоение значений осуществляется

различными способами в зависимости от вида идентификатора адреса.

Символ "=" должен быть записан между идентификатором адреса и значением, если

идентификатор адреса состоит более чем из одной буквы,

значение состоит более чем из одной постоянной.

Символ "=" не нужен, если идентификатором адреса является одна единственная буква и значение состоит только из одной постоянной. Знаки разрешаются, допускается символ разделения после букв адреса.

Пример присвоения значений

Указание За цифровым расширением всегда должен следовать специальный символ "=", "(", "[", ")",

"]", "," или оператор, чтобы отличать идентификатор адреса с цифровым расширением от букв адреса со значением.

Идентификатор Слова (по DIN 66025) дополняются идентификаторами (именами). Эти расширения имеют внутри кадра ЧПУ то же значение, что и слова. Идентификаторы должны быть однозначными. Один и тот же идентификатор не может использоваться для различных объектов.

Идентификаторы могут записываться для:

переменной

– системной переменной

– переменной пользователя

подпрограммы

Основы программирования ЧПУ

кодовых слов

адресов DIN с несколькими буквами

меток перехода

Структура

Идентификатор состоит максимум из 32 символов. В качестве символов могут использоваться:

буквы

символов подчеркивания

цифры

Первыми двумя символами должны быть буквы или символы подчеркивания, между отдельными символами не должны находится символы разделения (см. следующие страницы).

Пример: CMIRROR, CDON

Указание Зарезервированные кодовые слова не могут использоваться в качестве

идентификаторов. Разделительные символы между отдельными символами запрещены.

Указание Количество символов для отдельных идентификаторов

имена программ: 24 символа

идентификатор оси: 8 символов

идентификатор переменных: 31 символ

Правила присвоения имен идентификаторов

Во избежание совпадения имен используются следующие правила:

Все идентификаторы, начинающиеся с "CYCLE” или "_”, зарезервированы для циклов

Все идентификаторы, начинающиеся с "CCS”, зарезервированы для циклов, компилируемых SIEMENS.

Пользовательские компилируемые циклы начинаются с "CC”.

Другие резервирования

Идентификатор "RL" зарезервирован для обычных токарных станков.

Основы программирования ЧПУ

2.2 Языковые элементы языка программирования

Идентификаторы, начинающиеся с "E_ ", зарезервированы для программирования

Идентификаторы переменных

У переменных, используемых системой, первая буква заменяется символом "$". Этот символ не может использоваться для переменных, определяемых пользователем.

Примеры (см. "Список системных переменных"): $P_IFRAME, $P_F

У переменных с цифровым расширением вводные нули не имеют значения (R01 соответствует R1). Перед цифровым расширением разрешаются разделительные символы.

Идентификаторы массива

Для идентификаторов массива действуют те же правила, что и для элементарных переменных. Адресация R-переменных в качестве массива возможна.

Пример: R=…

Типы данных

За переменной может быть скрыто числовое значение (или несколько) или символ (или несколько), к примеру, буква адреса.

Какой тип данных допускается для соответствующей переменной, устанавливается при определении переменных. Для системных переменных и заранее определенных переменных тип установлен. Элементарными типами переменных/типами данных являются:

Эти же элементарные типы могут составляться в массивы. Как максимум возможны двухмерные массивы.

Основы программирования ЧПУ 2.2 Языковые элементы языка программирования

Постоянные

Целые постоянные (Integer)

Целочисленная величина с или без знака, к примеру, как присвоение значения адресу Примеры:

Указание Если для адреса с допустимым вводом десятичной точки после десятичной точки

записано больше мест, чем предусмотрено для этого адреса, то он округляется до предусмотренного числа мест.

X0 не может заменяться на X.

G01 X0 не может заменяться на G01 X! Шестнадцатеричные постоянные

Возможны и постоянные, имеющие шестнадцатеричную интерпретацию. При этом буквы "A" до "F" служат шестнадцатеричными цифрами от 10 до 15.

Шестнадцатеричные постоянные заключаются между двумя апострофами и начинаются с буквы "H" с последующим шестнадцатеричным значением. Разрешаются разделительные символы между буквами и цифрами.

$MC_TOOL_MANAGEMENT_MASK="H3C7F" ;присвоение шестнадцатеричных чисел

машинным данным

Максимальное количество символов ограничивается диапазоном значений целочисленного типа данных.

Двоичные постоянные Возможны и постоянные, которые интерпретируются двоично. При этом используются только цифры "0" и "1".

Двоичные постоянные заключаются между апострофами и начинаются с буквы "B" с последующим двоичным значением. Разделительные символы между цифрами разрешаются.

Основы программирования ЧПУ 2.2 Языковые элементы языка программирования

Пример машинных данных (см. также “Расширенное программирование ”):

Сегмент программы

Сегмент программы состоит из одного главного кадра и нескольких вспомогательных кадров.

:10 D2 F200 S900 M3 N20 G1 X14 Y35

Пропуск кадров

Кадры, которые исполняются не при каждом выполнении программы (к примеру, отладка программы), могут быть пропущены.

Кадры, которые должны быть пропущены, обозначаются символом "/" (косая черта) перед номером кадра. Могут пропускаться и несколько последовательных кадров. Операторы в пропущенных кадрах не исполняются, программа продолжается на соответствующем следующем, не пропущенном кадре.

Основы программирования ЧПУ 2.2 Языковые элементы языка программирования

Пример пропуска кадров

Изготовитель станка Количество уровней пропуска, которые могут использоваться, зависит от машинных

данных индикации. Пропуск кадров уровней пропуска /0 до /9 активируется через панель оператора в области управления "Станок" (см. /BAD, BEM/ Руководство по эксплуатации HMI Advanced/Embedded), в меню "Управление программой" или "Адаптивное управление".

Указание Изменяемые выполнения программы могут создаваться и посредством использования

системных и пользовательских переменных для обусловленных переходов.

Цели перехода (метки)

Посредством определения целей перехода (меток) можно запрограммировать ответвления внутри программы.

Имена меток задаются минимум с 2-мя и максимум с 32 знаками (буквы, цифры, символ подчеркивания). Первыми двумя знаками должны быть буквы или символы подчеркивания. После имени метки следует двоеточие (":").

Прочую информацию см.

Литература: /PGА/, Руководство по программированию "Расширенное программирование"

Основы программирования ЧПУ 2.2 Языковые элементы языка программирования

Указание Метки должны быть уникальными в пределах программы.

Метки всегда стоят в начале кадра. Если имеется номер программы, то метка стоит непосредственно после номера кадра.

В пособии представлены основы ручного программирования и наладки металлорежущих станков с ЧПУ в условиях мелкосерийного производства. Рассмотрены вопросы составления расчетно-технологических карт, приведены фрагменты управляющих программ для станков с ЧПУ. представлены элементы наладки станков с ЧПУ.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств». 150700 «Машиностроение» и профилю «Машины и технология высокоэффективных процессов обработки материалов».

Технологическая подготовка производства на станках с ЧПУ.
Тенденция современного производства - «...постоянное обновление продукции, - это объективный процесс, коренным образом связанный с научно-техническим прогрессом и взаимообусловленный им» . Основные пути обновления продукции:
модернизация устаревших моделей и конструкций:
разработка и выпуск принципиально новых, не имеющих аналогов изделий:
обновление продукции, связанное с изменением ее потребительских качеств:
обновление или модернизация продукции, связанные с совершенствованием методов или процессов производства.

Интенсификация темпов обновления продукции возможна на производстве. оснащенном оборудованием с числовым программным управлением (ЧПУ).

Для выпуска заданной продукции на предприятии необходимо произвести техническую подготовку производства. Техническая подготовка производства подразделяется на конструкторскую подготовку, технологическую подготовку и календарное планирование. Конструкторская подготовка производства включает разработку конструкции изделия с подготовкой всей необходимой конструкторской документации.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДЛЯ СТАНКОВ С ЧПУ
1.2. Числовое программное управление оборудованием
1.3. Особенности проектирования технологического процесса на станках с ЧПУ
1.4. Система координат и базовые точки станка
1.5. Структура управляющей программы
1.6. Формат управляющей программы
1.7. Кодирование подготовительных функций
1.8. Программирование циклов
1.8.1. Технологические решения в циклах
1.8.2. Программирование циклов
1.9. Кодирование вспомогательных функций
1.10. Программирование размерных перемещений
1.10.1. Разработка расчетно-технологической карты
1.10.2. Особенности разработки РТК для токарных станков
1.10.3. Особенности разработки РТК для фрезерных
1.10.4. Особенности разработки РТК для сверлильных станков
1.10.5. Линейная интерполяция
1.10.6. Задание размеров в приращениях
1.10.7. Задание размеров в абсолютных значениях
1.10.8. Программирование круговой интерполяции
1.11. Ввод плавающего нуля
1.12. Нарезание резьбы
1.13. Программирование состояния станка
1.14. Программирование коррекции инструмента
1.15. Программирование подпрограмм
1.16. Разработка карты наладки
2. ОСНОВЫ НАЛАДКИ СТАНКОВ С ЧПУ
2.1. Порядок настройки станков с ЧПУ
2.2. Настройка токарных станков с ЧПУ
2.2.1. Особенности настройки токарных станков с ЧПУ
2.2.2. Подготовка, настройка и установка режущего и вспомогательного инструмента
2.2.3. Требования к режущему инструменту для станков с ЧПУ
2.2.4. Установление рабочих органов станка в исходное положение
2.3. Настройка фрезерных станков с ЧПУ
2.3.1. Нули станка
2.3.2. Оснастка фрезерного станка
2.3.3. Привязка заготовки и режущего инструмента
2.4. Настройка многооперационных станков с ЧПУ
2.4.1. Установка заготовок на металлорежущем станке
2.4.2. Базирование заготовок на столе
2.4.3. Закрепление заготовок на столе
2.4.4. Установка заготовки в приспособлении
2.4.5. Требования к станочным приспособлениям
2.4.6. Требования к приспособлениям для многооперационных станков
2.4.7. Переналаживаемые н непереналаживаемые приспособления
2.4.8. Подготовка, настройка н установка режущего и вспомогательного инструмента
2.5. Отладка управляющей программы на станке
2.6. Отработка управляющих программ, полученных с помощью CAD/CAM-систем
2.7. Технологические параметры точности отработки управляющих программ
3. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
4. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
5. ПРИЛОЖЕНИЯ
5.1. Базовые символы на пультах управления УЧПУ (ГОСТ 24505-80)
5.2. Символы пультов управления УЧПУ (ГОСТ 24505-80)
5.3. Дополнительные символы для станка ИР320ПМФ4
5.4. Дополнительные символы для станка СТП220АП
5.5. Подготовительные функции станка Mill 155
5.6. Подготовительные функции станка ИР320ПМФ4
5.7. Подготовительные функции станка СТП220АП
5.8. Вспомогательные функции станков ИР320ПМФ4 и СТП220АП.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Основы программирования и наладки станков с ЧПУ, Должиков В.П., 2011 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

• Электрическое оборудование тепловозов и дизель-поездов, Белозеров И.Н., Балаев А.А., Баженов А.А., 2017
• Теоретические основы ускоренной оценки и прогнозирования надежности технических систем, Гишваров А.С., Тимашев С.А., 2012

Методы программирования систем ЧПУ

Существует три основных способа разработки управляющих программ:

· ручное программирование (manual programming techniques);

· программирование на стойке ЧПУ (shop-floor);

· программирование при помощи CAM-систем.

До настоящего момента мы использовали исключительно ручное программирование на уровне G-кодов, чтобы проще было понять основы ЧПУ. Далее мы рассмотрим другие методы создания управляющих программ и покажем на реальных примерах использование каждого метода для того, что бы вы решили – который из них является лучшим. Следует уяснить себе различия в этих трех способах программирования и помнить, что ни один из них не является панацеей для любого из производств. Каждый метод имеет свою нишу в машиностроительной отрасли.

Ручное программирование. Ручное программирование является весьма утомительным занятием. По общему признанию, слова, адреса и кадры воспринимаются большинством новичков, как "китайская грамота". Однако все программисты-технологи обязаны иметь хорошее понимание техники ручного программирования независимо от того, действительно ли они ее используют.

Можно сопоставить ручное программирование для ЧПУ с выполнением арифметических вычислений при помощи ручки и бумаги в противоположность вычислениям на электронном калькуляторе. Преподаватели математики единодушно соглашаются с тем, что школьники сначала должны научиться выполнять арифметические вычисления вручную. И только потом использовать калькулятор для того, чтобы ускорить процедуру нудных вычислений.

Что может быть лучше, чем ручное программирование? Все еще остается немало производств, в которых применяют исключительно ручное программирование для станков с ЧПУ. Действительно, если используется несколько станков с ЧПУ, а изготавливаемые детали достаточно просты, то грамотный технолог-программист с великолепной техникой ручного программирования будет способен превзойти по производительности труда мощного программиста-технолога, использующего CAM-систему. Или используются станки для выполнения ограниченной номенклатуры изделий. Как только обработка таких изделий запрограммирована, она вряд ли будет изменена когда-либо в будущем.

В этом случае ручное программирование для ЧПУ наиболее экономически эффективно.

Наконец, даже в случае применения CAM-системы нередко возникает потребность коррекции кадров УП вследствие обнаружения ошибок на этапе отработки. Также, общепринятой является коррекция кадров УП после ряда первых пробных прогонов на станке с ЧПУ. Если для выполнения этих, часто элементарных, корректировок программист должен опять использовать CAM-систему, то это неоправданно удлинит процесс подготовки производства.

Программирование на пульте системы ЧПУ (оперативные системы). Этот метод программирования стал весьма популярен в последние годы. Программы создаются и вводятся непосредственно на стойке системы ЧПУ, используя клавиатуру, дисплей, а также систему графических пиктограмм и меню.

Программист может немедленно проверить кадры УП путем графической имитации обработки на экране стойки.

Системы диалогово-графического проектирования существенно различаются между собой. В большинстве случаев, любая из них является одноцелевой системой, предназначенной для автоматизации программирования определенного типа обработки на определенном оборудовании. Мало того, некоторые модели, особенно уже снятые с производства, были рассчитаны только на ручной ввод управляющей программы и тем самым не могли обеспечить технологию удаленного программирования при помощи CAM-системы. Однако более современные модели могут работать как в диалоговом режиме, так и имеют устройства для ввода G-кодов, которые сгенерированы другими CAM-системами. Имеются проблемы, связанные с программированием на пульте системы СПУ. Некоторые программисты используют исключительно метод программирования на стойке ЧПУ. Другие рассматривают такой метод экономически неэффективным, даже расточительным. Неудивительно, что каждая из сторон в споре имеет свои аргументы "за и против".

Предприятия, которые используют ограниченное число рабочих и выпускает широкий ассортимент деталей, склонны использовать метод программирования непосредственно у станка с ЧПУ. Здесь один работник может использоваться для выполнения разнообразных задач, связанных с обслуживанием станков с ЧПУ. Например, оператор станка с ЧПУ занимается установкой заготовки, ее закреплением, вводом УП, проверкой и оптимизацией УП и следит за обработкой. В этом случае метод программирования "у стойки с ЧПУ" весьма оправдан и более эффективен, чем оплата услуг некого "удаленного" программиста-технолога.

В условиях крупного производства основная цель состоит в максимальной загрузке станка с ЧПУ. Тогда используется уже целый штат сотрудников, поддерживающих максимальную загрузку станков и бесперебойное изготовление деталей на каждом станке. Независимо от причины, время простоя станка будет воспринято руководством как потеря времени и денег. Один человек может устанавливать инструменты для изготовления следующей детали в то время как обрабатывается текущая деталь (готовит переналадку станка заранее). Остальные работники в этот момент загружают УП и отлаживают их. В этом случае оператор станка только устанавливает заготовки и снимает готовые детали. Штат поддержки минимизирует потери времени, связанные с установкой и наладкой, а также разгрузкой станка, выполняя главную задачу – минимизировать время, в течение которого станок простаивает. Можно легко понять, что руководство не будет заинтересовано в разработке УП непосредственно у станка, поскольку это приведет к колоссальным затратам машинного времени.

Существуют два других фактора, влияющих на использование того или иного метода. Первый имеет отношение к стимулированию оператора станка с ЧПУ. Человек, выполняющий диалоговое проектирование УП, должен иметь более высокую оплату труда и мотивацию. Ведь этот сотрудник вносит существенный вклад в успех дела. Имея такие стимулы, сотрудник может превзойти "обычного" программиста-технолога, неспешно разрабатывающего УП вдалеке от цеха.

Другой фактор, влияющий на выбор метода программирования, это номенклатура изготавливаемых деталей, для которых нужно написать управляющие программы. Если номенклатура значительна, то вряд ли будет успешно программирование у стойки.

Программирование при помощи САМ-систем. САМ-системы позволяют "поднять" программирование для станков с ЧПУ на более высокий уровень по сравнению с рутинным ручным программированием. САМ-системы постоянно привлекают на свою сторону все большее число сторонников. Обобщая, можно сказать, что САМ-системы облегчают труд технолога-программиста в трех главных направлениях:

· избавляют технолога-программиста от необходимости делать математические вычисления вручную;

· позволяют создавать на одном базовом языке управляющие программы для различного оборудования с ЧПУ;

· обеспечивают технолога типовыми функциями, автоматизирующими ту или иную обработку.

Для использования САМ-системы, технолог-программист применяет персональный компьютер или рабочую станцию. Компьютерная программа автоматически генерирует управляющую программу(G-код). Затем управляющая программа передается тем или иным способом в память стойки станка с ЧПУ.

САМ-системы можно разделить на две категории – с языковым и графическим способом ввода информации. Используя первые, технолог обязан использовать язык программирования, подобный БЕЙСИКУ или С (си). Эти САМ-системы требуют программирования и некоторые из САМ-систем в силу этого весьма сложны для освоения.

На другом полюсе располагаются САМ-системы, где каждый шаг обработки задается интерактивно в графическом режиме. Программист имеет зрительную обратную связь в течение каждого шага задачи программирования. Поэтому в общем случае такие системы более просты в изучении и работе.

Последовательность процедур в САМ-программировании. Несмотря на то, что возможности и "внешний вид" САМ-систем отличаются друг от друга, все же есть нечто общее, что их объединяет – это методология их использования. Сначала, программист должен ввести некую общую информацию. Во-вторых, описать параметры заготовки, а также рабочего места (зажимного приспособления и инструмента). Необходимо также определить последовательность обработки.

Общая информация (1 шаг). На этом шаге от программиста потребуется ввод информации о наименовании детали, ее шифра, даты разработки и имени управляющей программы. Нередко на этом шаге задаются габариты детали и размер экрана дисплея для того, чтобы настроить автоматическое масштабирование. Как правило, на этом этапе вводится информация о материале и параметрах заготовки.

Определение и уравновешивание геометрии (2 шаг). Используя ряд методов определения разобщенной геометрии, программист постепенно описывает форму обрабатываемой детали. В САМ-системах с графическим вводом программист к тому же увидит на экране каждый элемент геометрии. Программист имеет возможность выбора наиболее подходящего способа для построения разобщенной геометрии, служащей задаче описания формы обрабатываемой детали.

Как только геометрия определена, большинство САМ-систем предполагает проведение процедуры уравновешивания геометрии (the geometry be trimmed) для того, чтобы геометрия соответствовала фактической форме обрабатываемой детали, которую нужно получить. Например, линия, выходящая за пределы экрана, ограничивается до отрезка. Уравновешиванию подвергается и каждая дуга окружности.

Формирование строки обхода. Большинство САМ-систем допускает импортирование геометрии детали, спроектированной в CAD-системе. Это особенно полезно в случае деталей сложной формы, ведь технологу не нужно тратить усилия на повторное описание сложной геометрии. Однако имеются четыре немаловажных замечания, которые "портят" идеалистическую картину "сквозного проектирования-изготовления".

Во-первых, все элементы чертежа, созданного в САD-системе, должны быть выполнены строго в одном масштабе. Нам хорошо известна практика подгонки отдельных размеров конструктором только для того, что бы сделать качественную прорисовку чертежа или просто ускорить черчение. Например, выбран уменьшающий масштаб, при котором мелкие детали чертежа будут не видны на прорисовке. Значит надо изобразить мелкий элемент увеличенным, а размер поставить который требуется. В результате у технолога возникнет масса неприятностей и на поиск и коррекцию ошибочного элемента.

Во-вторых, из чертежа детали, сделанного конструктором, технологу нужно совсем немного информации. Если в САМ-систему импортируется полный чертеж, то технолог потратит немало времени на то, чтобы удалить лишние элементы геометрии, размеры, штриховки и т. п. До тех пор, пока CAD-системы не оснастят простыми, удобными и мощными средствами фильтрации геометрии, технолог по-прежнему будет терять драгоценное время на "чистку".

Третье замечание. Важно уже в процессе проектирования соблюсти соглашение о местонахождении нулевой точки чертежа. Начало координат чертежа желательно расположить в нижнем левом углу чертежа. В этом случае процесс импортирования чертежа в CAM-систему пройдет без запинки. В противном случае, технологу опять потребуется время для устранения проблем.

Четвертое замечание. В большинстве САМ-систем предполагается, что геометрия детали будет описана в некотором формате, наиболее подходящем для программирования обработки. Яркий пример – токарная обработка. Вам знакомы размерные цепи. В большинстве своем, конструкторы редко задумываются об этом. В результате технолог повторно рассчитывает весь контур детали вручную.

Именно поэтому, многие пользователи САМ-систем часто приходят к выводу, что проще заново переопределить чертеж в САМ-системе (для простых обрабатываемых деталей), чем импортировать рисунки из CAD-систем. Поскольку обрабатываемые детали становятся все более сложными и весьма трудно переопределить элементы чертежа, способность импортировать геометрию из CAD системы в CAM-систему становится очень важной проблемой.

Определение процедуры обработки (3-й шаг). На третьем шаге программист задает в САМ-системе способ обработки детали. Ему предоставляяется немалое количество готовых решений. Многие САМ-системы включают интерактивные меню для задания параметров конкретного вида обработки. Программисту остается только ввести параметры, а САМ-система сама рассчитает траекторию обработки. На этом шаге САМ-система визуализирует траекторию инструмента, предоставляя программисту возможность визуального анализа того, что может произойти на станке. Эта способность визуализировать УП прежде, чем она реально исполниться на станке, является одним из преимуществ САМ-систем. В конце концов, программист может ввести команду для выработки управляющей программы в виде G-кодов.

Как сохраняют управляющие программы. Независимо от того, каким образом была создана CNC-программа, заводские технологи всегда обеспокоены вопросами сохранения архивов УП и процедурами поиска в них. Даже в том случае, когда станок с ЧПУ выполняет одну и ту же программу, необходимо предварительно скопировать УП на случай возникновения сбоя при чтении в стойке станка.

Конечно, как только программа проверена на станке, пользователь захочет сохранить программу в ее эталонном виде для использования в недалеком будущем. Это может быть сделано несколькими способами.

Запоминающие устройства для хранения УП и организации поиска, включают: устройства записи-чтения на магнитной ленте, устройство ввода-вывода на перфоленту, переносимые гибкие магнитные дискеты, устройства оперативной памяти, портативный компьютер и настольные компьютеры. Персональные компьютеры – наиболее популярный способ хранения, поиска и передачи управляющих программ. Давайте кратко обсудим, как они могут использоваться для передачи УП на станок с ЧПУ.

Все современные системы с ЧПУ типа CNC укомплектованы RS-232-C портом. Все современные персональные компьютеры также оборудованы RS-232-C портом. Подключая кабелем перечисленные выше два порта, пользователь может управлять процессом передачи данных от компьютера в ОЗУ системы с ЧПУ.

Безусловно, для этого требуется специализированная программа, которая может как загружать, так и выгружать УП из стойки ЧПУ. Большинство современных САМ-систем включают в свой состав программы для загрузки УП. Более того, имеется масса независимых поставщиков, они специализируются не только на передаче УП, но и на прямом управлении станков ЧПУ от компьютеров. В этих случаях стойка с ЧПУ уже практически не нужна. Подобные системы сокращенно именуют DNC.

2. ТИПЫ СТАНКОВ С ЧПУ

Для правильной эксплуатации станков с числовым программным управлением (СЧПУ ), с тем, чтобы ими в полной мере реализовывались заложенные в них функциональные возможности, необходимо создание специальных управляющих программ (УП ). При создании таких программ используется язык программирования, известный среди специалистов как язык ISO 7 бит или язык G и M кодов. Различают три основных метода создания программ обработки для СЧПУ : метод ручного программирования, метод программирования непосредственно на стойке ЧПУ и метод программирования с использованием CAM -систем.

Следует сразу же подчеркнуть, что любой из перечисленных способов обладает своей нишей применительно к характеру и специфике производства. А потому ни один из них не может быть использован в качестве панацеи на все случаи жизни: в каждом случае должен существовать индивидуальный подход к выбору наиболее рационального для данных конкретных условий метода программирования.

Метод ручного программирования

При ручном написании УП для станка с ЧПУ целесообразнее всего использовать персональный компьютер с установленным в его операционной системе текстовым редактором. Метод неавтоматизированного программирования строится на записи посредством клавиатуры ПК (либо, если в условиях производства наличие ПК не предусмотрено, то просто на листе бумаги) необходимых данных в виде G и M кодов и координат перемещения обрабатывающего инструмента.

Ручной способ программирования – занятие весьма кропотливое и утомительное. Однако любой из программистов-технологов обязан хорошо понимать технику ручного программирования вне зависимости от того, использует ли он ее в реальной действительности. Применяется ручной способ программирования главным образом в случае обработки несложных деталей либо по причине отсутствия необходимых средств разработки.

В настоящее время пока еще существует много производственных предприятий, где для станков с ЧПУ используется лишь ручное программирование. В самом деле: если в производственном процессе задействовано небольшое количество станков с программным управлением, а обрабатываемые детали отличаются предельной простотой, то опытный программист-технолог с хорошим знанием техники ручного программирования по производительности труда превзойдет технолога-программиста, предпочитающего использование САМ -системы. Еще один пример: свои станки компания использует для обработки небольшого номенклатурного ряда деталей. После того, как процесс обработки таких деталей будет запрограммирован, программу когда-либо вряд ли изменят, во всяком случае, в ближайшем будущем она будет оставаться все той же. Разумеется, в подобных условиях ручное программирование для ЧПУ окажется наиболее эффективным с экономической точки зрения.

Отметим, что даже в случае использования CAM -системы как основного инструмента программирования весьма часто возникает необходимость в ручной коррекции УП по причине выявления ошибок на стадии верификации. Потребность в ручной коррекции управляющих программ всегда возникает и в ходе их первых тестовых прогонов непосредственно на станке.

Способ программирования на пульте стойки СЧПУ

Современные станки с ЧПУ , как правило, обеспечены возможностью создания рабочих управляющих программ непосредственно на пульте, оснащенном клавиатурой и дисплеем. Для программирования на пульте может быть использован как диалоговый режим, так и ввод G и M кодов. При этом уже созданную программу можно протестировать, используя графическую имитацию обработки на дисплее СЧПУ управления.

Способ программирования с применением CAD/САМ

САМ – система, осуществляющая в автоматическом режиме расчёт траектории перемещения обрабатывающего инструмента и применяемая при составлении программ для станков с ЧПУ в случае обработки деталей сложных форм при необходимости использования множества различных операций и режимов обработки.

CAD – система автоматизированного проектирования, обеспечивающая возможность моделирования изделий и минимизирующая затраты времени при выполнении конструкторской документации.

Разработка управляющих программ с применением CAD/САМ систем существенно упрощает и ускоряет процесс программирования. При использовании в работе CAD/CAM системы программист-технолог избавлен от необходимости выполнять трудоемкие математические расчеты и получает инструментарий, способный значительно ускорить процесс создания УП .

Появившись в середине минувшего столетия, станки с ЧПУ стали надежными помощниками людей в производстве. Они обрабатывают быстро, точно и качественно, при низкой себестоимости. Отдельные единицы оборудования объединяются в производственные роботизированные комплексы.

За непосредственную работу каждого станка отвечает два специалиста – и . Но, прежде чем они приступят к своим функциональным обязанностям, надлежит много потрудиться программисту.

В ведении инженера-программиста станков с ЧПУ – решение многих задач. Они занимаются:

• разработкой техдокументации, внедряют и настраивают УП, их сохраняют и систематизируют;
• закупкой и отладкой оборудования, введением в действие новых программируемых станков, контролируют их исправность;
• обучением кадров (операторов), обслуживающих станки с ЧПУ, техническими консультациями.

Кого примут в штат

Занимать вакансию инженера-программиста станков с ЧПУ (правда, по низкой категории) сможет и выпускник колледжа без стажа по специальности. Он должен иметь отличную подготовку: теоретические знания о технологических процессах на данном оборудовании; владеть азами составления программ и настройки УП, опытом работы в AutoCAD. Конечно, стартовые зарплаты не столь высокие, но впереди – профессиональный рост.

Немного выше зарплатный диапазон ожидает соискателей, имеющих опыт инженера-программиста свыше одного года. Ещё одно требование: знание технических терминов английского и умение работать в САМ/CAD.

Солидный оклад будет предложен работодателем кандидату на вакансию, имеющему высшее образование по специальности и стаж, превышающий 2 года.

На максимально высокую зарплату могут рассчитывать инженеры-программисты станков с ЧПУ (со стажем свыше 3-х лет), способные решать сложные задачи на производстве. Большинство претендентов – мужчины, женщин на уровне 2-3 %, но они с задачами по программированию справляются не хуже мужчин. Что касается знания английского, то языком в совершенстве владеет каждый десятый среди инженеров-программистов.

Круг умений специалиста

Каждый работодатель желает принять в штат готового специалиста, который многое знает и умеет. Поэтому, от инженера-программиста станков с ЧПУ ожидают выполнения типичного функционала:

• разработки и внедрения УП для станков;
• создания 3D моделей по чертежам для их производства;
• обеспечения работоспособности оборудования с ЧПУ;
• плодотворного обучения на программируемых станках;
• систематизации техдокументации и архивизации;
• умения подбирать оборудование.

Приходится слышать такие фразы, формирующие уровень притязания: «Есть такая специальность ЧПУ (CNC – в английской аббревиатуре), где совсем ничего не надо делать – станок работает сам! Вот бы пройти обучение!» С одной стороны, ни за что никто платить не будет. А с другой, – в этом есть и доля правды. Когда инженер ЧПУ написал правильную программу, грамотно настроил станок, то его присутствие у станка – необязательно. Он действительно четко работает самостоятельно, но добиться такого положения дел сможет специалист, имеющий комплекс знаний и умений. Именно поэтому программист-наладчик с опытом востребован во всех странах.

Специализация – технолог-программист

Суть технологической подготовки производства (ТПП) состоит в том, чтобы выполнить в совокупности все мероприятия, способствующие готовности к выпуску определенного вида продукции. В порядке призвана быть вся документация, оснащение оборудованием, инструментом, заготовками, УП, необходимыми для производства нужного объема продукции на уровне заданных показателей.

К инженеру технологу-программисту ЧПУ круг требований – не меньше. Более того, на многих предприятиях грамотный инженер с высшим образованием совмещает функции технолога и программиста, обладая необходимыми профессиональными навыками.

Хотя для начинающих и не имеющих рабочего опыта, порой планку занижают, принимая на должность и со средним специальным техническим образованием, убедившись, что претендента можно отнести к уверенным пользователям AutoCAD, знающим специфику оборудования и технологии.

Технолог программист станков с ЧПУ со стажем уже обязан владеть английским на уровне, который достаточен для чтения техдокументации. Вопрос внедрения изделий новой номенклатуры в производство также решается технологом-программистом, который разработает технологические карты, а на их основе и УП.

Проектируется технологический процесс

Для этого используются различные специальные знания, без которых не составишь УП. Это повышает требования к уровню квалификации технолога, который должен в процессе расчета данных, которые станут основой программы, грамотно применять технические средства. Он призван быть не только программистом, но и математиком, и электронщиком, и хорошим организатором производства.

Технолог-программист станков ЧПУ прорабатывает рабочие чертежи на предмет их технологичности, выбирает инструмент и оснастку, разрабатывает требования к качеству заготовки.

Таким образом, выделяются все операции обработки в виде отдельных программ. Затем, учитывая конфигурацию поверхностей деталей, которые обрабатываются, уточняется траектория движений инструмента, его скорость в различных режимах. Установленную последовательность процесса обработки кодируют и записывают на программоноситель.

Что получается в итоге? УП – совокупность указаний в адрес каждого рабочего органа станка, где предписывается выполнять действия строгой последовательности.

Путь становления программиста

Инженеры, прошедшие обучение с профилем металлообработка, способны на основе своей квалификации и техзаданий заказчика, приготовить базу для создания УП. Но если у них есть задатки и навыки программирования, это будет универсальный специалист – технолог-программист ЧПУ. Таковые – на вес золота.

Именно поэтому многие инженеры-программисты имеют желание пройти обучение и по профессии технолога, чтобы расширить свою квалификацию. Или, наоборот, технолог осваивает азы новой профессии, в стремлении стать программистом.

И хорошо, когда в приобретении специалистом второй смежной профессии весьма заинтересована администрация предприятия и готова содействовать этому. Например, оплатить все затраты на его обучение.

Но, увы, желание получить дополнительную квалификацию не всегда находит отклик у руководства. Зачем им обучать, тратя на это средства, если можно принять на работу уже готового специалиста. Поэтому многие россияне принимают решение: научиться программированию самостоятельно.

Вновь учиться, но уже на практике

С чего же начать обучение? Иногда хорошей школой становится практика, когда человек осваивает новое, преодолевая трудности, шаг за шагом поднимается на вершину профессии. Иногда приобретение практического опыта длится не один год, но при наличии мудрых наставников, в совершенстве владеющих программированием, реально и самому стать хорошим специалистом.

Одному из операторов станка удалось овладеть профессией программист ЧПУ со второй специальностью – наладчик станков – посредством интернет-версии курса «PRACTICA». Там взвешенные порции теоретического материала (в сжатом виде) и серия практических видеоуроков, некоторые справочные материалы. Кстати, на первом видеоуроке знакомят с устройством и .

Понятно, что сразу после изучения курса никто не предоставит должность высококвалифицированного программиста. Нужно, продолжая работать оператором, осваивать программирование на практике. И уже через полгода продемонстрировать руководству свои знания и умения, предложив услуги работника в новом качестве.

С ЧПУ сегодня работают токарные, фрезерные, сверлильные и гибочные станки, и если «станут в позу» на родном предприятии, новоиспеченного специалиста с практическим опытом оценят на других, предложив хорошие условия оплаты труда.

Разнообразие форм обучения

Чтобы стать программистом, можно пойти и другим путем – обучению готовы послужить создатели «LAUFER CNC» – дистанционных курсов. Для этого нужен планшетный компьютер, нетбук, смартфон или телефон (мобильный интернет от 1 мб/сек), при помощи которого будет возможность участвовать в занятиях группы, проводимых преподавателем в режиме онлайн.

За полгода обучения, прослушавшие на вебинарах программу по полному курсу, изучат 8 предметов, будут выполнять домашние задания и интерактивные упражнения, напишут ряд контрольных работ по созданию УП. Их также научат строить чертежи в САПР. Предстоит им пройти тест в спецсервисе.

Тот, кто выберет форму самостоятельного обучения (тренинг), сможет стартовать в любой момент, не ожидания формирования группы. Возможен и вариант индивидуальных занятий с преподавателем (дистанционно) во время, устраивающее обоих. Темы занятий и их длительность обсуждаются предварительно.

«Высший пилотаж» для специалиста

Иногда перед инженером технологом-программистом стоят очень сложные задачи: выполнять работы высокой квалификации, уметь разбираться в чертежах, знать в совершенстве токарно-фрезерную, фрезерную обработку на станках с ЧПУ. Имея высшее образование (специальность – обработка материалов, а ведущий профиль – машиностроение).

Специалист такого уровня обязан досконально знать cad/cam; систему, которая предназначена для того, чтобы автоматизировать процесс проектирования (САПР); а также ей подобную версию NX (Unigraphics). Эта система, которая построена на лучших технологиях, в России широко применяется в различных промышленных сферах. Она предназначена для обработки заготовок станками любого уровня сложности.

Еще одно требование к специалисту такой квалификации – иметь опыт работы (свыше 3 лет) на пятикоординатных обрабатывающих центрах. Благодаря им можно выполнять обработку одновременно в пяти координатах. Именно поэтому станки приобретают многие предприятия машиностроительной отрасли, аэрокосмическая – не исключение.

Высокая точность и скорость резания обеспечивается за счет системы двойного привода по оси Y. Большим плюсом является наличие наклонно-поворотного стола и 60-ти инструментальных позиций.

Системы ЧПУ для станков

По мере совершенствования электронных и вычислительных устройств, в новом поколении станков появились управляющие модули на микропроцессорной основе с микроконтроллерами, способные гибко управлять процессами обработки материалов.

Системы управления классифицируются по нескольким признакам:

1. Способами управления (позиционные, контурные, универсальные).
2. Подходами к позиционированию (абсолютный и относительный отсчет).
3. Типом обратной связи (открытая и закрытая, самонастраивающаяся).
4. Техническим уровнем, различаются системы 1-го, 2-го и 3-го поколений.
5. Числом осей координат (от 2 до 5).
6. Способом подготовки и ввода УП.

Эксплуатируя оборудование с ЧПУ, используют системные (служебные) и управляющие (внешние) программы. Было время, когда компании применяли специально разработанные ними команды при программировании станков. Для того, чтобы была обеспечена совместимость оборудования разных брендов, был создан G-код – унифицированный язык программ. Среди признанных в мире систем ЧПУ – SINUMERIK, FANUC и FAGOR.

Заключение

Программируемый станок – предельно точный и, работая в различных режимах, может выполнять много всевозможных технологических операций. Главное, – наличие качественных заготовок, грамотных УП, исправного и хорошо наточенного инструмента. Одна из главных фигур в работе на этом оборудовании – программист, без участия которого станки ЧПУ просто не смогут работать.