Техтран - система программирования оборудования с ЧПУ (стр. 1 из 16)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «БОРИСОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Специальность Т 03 01 Технология, оборудование и

автоматизация машиностроения

ТЕХТРАН — СИСТЕМА ПРОГРАММИРОВАНИЯ ОБОРУБОВАНИЯ С ЧПУ

Методические указания

предмет: «Программирование обработки на станках с ЧПУ»

Разработал: Е.К. Дыкуша

Утверждено на заседании

цикловой комиссии

Председатель цикловой комиссии В.М. Адаменко

2004

ПРЕДИСЛОВИЕ

Внедрение оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), средств вычислительной техники, а также создаваемых на их основе гибких производственных систем (ГПС) определяется современным развитием промышленного производства, которое характеризуют частая смена продукции, короткий жизненный цикл изделий, а также возрастающие сложность и точность обработки. В этих условиях одной из важнейших задач технологической подготовки производства является разработка управляющих программ (УП) для станков с ЧПУ.

Разработка УП − сложный и трудоемкий процесс, во многом определяющий эффективность использования оборудования с ЧПУ и качество обрабатываемых деталей, поэтому сейчас большое внимание обращается на разработку и совершенствование систем и методов автоматизированной подготовки УП. Особое внимание проблеме автоматизированной подготовки управляющих программ уделяется в составе комплексной системы САПР−АСТПП−ГПС. Управляющая программа при этом является результатом сквозного цикла обработки информации от чертежа детали до программы ее изготовления на станках с ЧПУ. Система автоматизированного программирования (САП) оборудования с ЧПУ − составная часть такой комплексной системы. Несмотря на большое число работ в области автоматизации программирования оборудования с ЧПУ в нашей стране и за рубежом, они не получили полного и систематизированного изложения в литературе. Предлагаемая книга содержит изложение основных вопросов, связанных с автоматизированной подготовкой УП для станков с ЧПУ на базе САП Техтран.

В гл. 1 дана классификация САП по различным критериям, позволяющая получить представление о направлениях развития автоматизации программирования, и приведена функциональная структура САП Техтран. Гл. 2 посвящена описанию проблемно-ориентированного языка программирования оборудования с ЧПУ Техтран. Описание приведено в полном объеме и может быть использовано на практике при разработке УП. Гл. 3 посвящена операторам постпроцессора, задающим необходимые технологические данные для выполнения УП на станке. В гл. 4 изложены особенности технологической подготовки производства в условиях использования САП, приведены примеры различных видов обработки и описание способов контроля УП.

В качестве основной задачи авторы ставили перед собой полное и систематизированное описание языка программирования оборудования с ЧПУ Техтран, изложенного в гл. 2. Гл. 1, 3, 4, включены для более глубокого восприятия основного материала.

Все замечания и пожелания авторы просят направлять по адресу: 191065, Ленин-град, ул. Дзержинского, 10, ЛО издательства «Машиностроение».

Глава 1 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ С ЧПУ

1.1 Системы автоматизации программирования

Роль систем автоматизации программирования в процессе подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ можно сейчас сравнить с той ролью, которую сыграли компиляторы языков высокого уровня в процессе разработки программ на ЭВМ. Появление САП является логическим следствием развития вычислительной техники, программирования, станкостроения, а также обусловлено возрастающей сложностью деталей, и, следовательно, высокой трудоемкостью «ручного» программирования их обработки. За более чем двадцатилетний период, прошедший с тех пор, как начали эксплуатироваться САП, сменилось четыре поколения ЭВМ, появились микропроцессоры, разработаны и широко используются многооперационные станки типа «обрабатывающий центр» и роботы. Это естественным образом повлияло на методы подготовки управляющих программ и эволюцию развития САП.

Программирование оборудования с ЧПУ появилось совсем недавно. Результатом программирования является управляющая программа, которая представляет собой совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования станка по обработке конкретной заготовки (см. ГОСТ 20523−80).

В книге будет идти речь об автоматизированном программировании, хотя последние достижения вычислительной техники и станкостроения в некоторой степени стирают грань между «ручным» и автоматизированным программированием. Рассмотрим программирование как составную часть процесса технологической подготовки производства.

«Ручное» программирование в традиционном понимании состоит в следующем. По заданному операционному технологическому процессу технолог рассчитывает траекторию движения инструмента, назначает необходимые технологические команды в соответствии с режимом обработки (например, подачу, охлаждение, смену инструмента и т. д.) и преобразует эти данные во внутреннее представление системы ЧПУ [4, 15, 17].

При автоматизированном программировании в идеальном случае все задачи ручного программирования должны решаться на ЭВМ, включая расчет режимов обработки. САП являются эффективным и надежным инструментом для их решения.

САП − это комплекс технических, программных, языковых, информационных средств, осуществляющих преобразование данных чертежа детали в коды устройства управления оборудованием с ЧПУ. Как правило, САП организованы по классической структуре: входной язык, процессор, промежуточный язык, постпроцессор. В зависимости от реализации возможны отклонения от этой структуры.

Входной язык САП − проблемно-ориентированный язык, предназначенный для описания исходных данных о детали и технологическом процессе ее обработки на оборудовании с ЧПУ.

Процессор САП − программное изделие, предназначенное для решения общих геометрических и технологических задач, а также задач управления процессом обработки данных на ЭВМ, реализация которого возможна в виде специализированного программного устройства.

Постпроцессор САП − программное изделие, предназначенное для адаптации управляющей программы к конкретному оборудованию с ЧПУ, реализация которого возможна в виде специализированного программного устройства.

Промежуточный язык процессор − постпроцессор − внутренний проблемно-ориентированный язык системы САП, служащий для представления данных, передаваемых от процессора к постпроцессору. (Все определения даны по ГОСТ 23501.603−84).

В литературе промежуточный язык процессор-постпроцессор встречается под названием CLDATA (Cutter Location Data − данные о перемещении инструмента).

Структура САП приведена на рис. 1.1. Обычно в состав САП входит библиотека постпроцессоров, каждый из которой предназначен для определенной модели системы ЧПУ или модели станка. Разрабатываются также универсальные постпроцессоры, способные формировать УП для различных систем ЧПУ. Графические постпроцессоры предназначены для вывода траектории движения Инструмента на графические отображающие устройства.

Рассмотрим классификацию САП по различным критериям (рис. 1.2) [9]. Первый критерий классификации САП − по числу управляемых координат − определяет

функциональные возможности системы и класс обслуживаемого оборудования. Двух-координатные САП обеспечивают автоматизированную подготовку УП для двух-координатных станков (токарных, электроэрозионных, газорезательных и др.). Движение инструмента происходит в одной из координатных плоскостей. Движения по третьей координатной оси нет. 2,5-координатные САП обеспечивают подготовку УП для обработки произвольного плоского контура при условии, что поверхность детали является плоскостью, произвольно ориентированной в пространстве. Такие САП относятся к самому распространенному типу систем по двум причинам: во-первых, они охватывают подготовку УП для широкого класса станков (токарных, фрезерных, сверлильных и др.), во-вторых, трудоемкость разработки, сопровождения и эксплуатации такой САП не требует больших инженерных и технических ресурсов. К числу таких САП относятся ЕСПС-ТАУ, САПCM, Техтран, ADAPT (США), NELAPT (Великобритания), Autotech (ГДР), FAPT (Япония), IFAPT

(Франция). В трех координатных САП в отличие от 2,5-координатных поверхность обрабатываемой детали может быть произвольной поверхностью второго порядка, что позволяет расширить область их применения. Типичными представителями таких САП являются MODAPT (Италия), PROMO (Франция). Многокоординатные САП в дополнение к обычным трех координатным перемещениям обеспечивают угловые перемещения вокруг одной из координатных осей. Реализация угловых перемещений производится постпроцессором и зависит от того, каким органом станка производится поворот − шпиндельной головкой или столом. Наиболее значительной из семейства многокоординатных САП является разработанная в 1961 г. в США система APT (Automatically Programmed Tools).