1 ПРОЕКТУВАННЯ І ПРОГРАМУВАННЯ ОБРОБКИ НА ВЕРСТАТАХ З ЧПК

Числове програмне управління (ЧПУ) означає компютеризовану систему управління, що прочитує інструкції спеціалізованої мови програмування (наприклад,G-код) і що управляє приводами метало-, дерево- і пласмасообробляючих верстатів і верстатним оснащенням. Верстати, обладнані числовим програмним управлінням, називаються верстатами з ЧПУ. Окрім метало ріжучих (наприклад, фрезерні або токарні), існує устаткування для різання листових заготовок, для обробки тиском.

Інтерпретатор системи ЧПУ виробляє переклад програми з вхідної мови в команди управління головним приводом, приводами подач, контролерами управління вузлів верстата (включить/виключить охолоджування, наприклад). Для визначення необхідної траєкторії руху робочого органу в цілому (інструмента/заготовки) відповідно до програми (УП), що управляє, використовується інтерполятор, що розраховує положення проміжних точок траєкторії по заданих в програмі кінцевим.

Абревіатура ЧПУ відповідає двом англомовним - NC і CNC, - що відображає еволюцію розвитку систем управління устаткуванням.

Системи типа NC передбачали використання жорстко заданих схем управління обробкою - наприклад, завдання програми за допомогою штекерів або перемикачів, зберігання програм на зовнішніх носіях (магнітні стрічки, перфоровані паперові стрічки). Яких-небудь пристроїв оперативного зберігання даних, мікропроцесорів, що управляють, не передбачалося. Системи ЧПУ, описувані як «CNC», засновані на мікропроцесорі з оперативною памяттю, з операційною системою, приводи управляються власними мікроконтроллерами.

Програма для устаткування з ЧПУ може бути завантажена із зовнішніх носіїв, наприклад, дискет або із звичайних або спеціалізованих флеш-накопителів. Окрім цього, сучасне устаткування підключається до заводських мереж звязку.

Найбільш поширена мова програмування ЧПУ для металоріжучого устаткування описаний документом ISO 6983 Міжнародні комітети із стандартів і називається «G-код». В окремих випадках - наприклад, системи управління верстатами гравіювань - мова управління принципово відрізняється від стандарту. Для простих завдань, наприклад, розкрій плоских заготовок, система ЧПУ як вхідна інформація може використовувати текстовий файл у форматі обміну даними - наприклад DXF або HP-GL.

Декілька верстатів з ЧПУ зазвичай обєднуються в гнучку автоматизовану виробничу систему (ГПС).

Програмне забезпечення.

Розробка програм, що управляють, в даний час виконується з використанням спеціальних модулів для систем автоматизованого проектування (САПР) або окремих систем автоматизованого програмування (CAM), які по електронній моделі генерують програму обробки.

САПР-ЧПУ/2007- система авто-проектування програм, що управляють, для будь-яких верстатів з ЧПУ. Це Win32-приложение з простим і гнучким інтерфейсом, високою швидкістю розрахунку програм, що управляють; розвиненими засобами верифікації траєкторії руху інструменту і головною родзинкою - "Інваріантним Процесором" поста, що гранично спрощує процес розробки процесорів поста технологом. Технологи високо оцінили верификатор g-кодов, відладчик постпроцесорів PostWizard, що входять в склад САПР-ЧПУ, а також простоту її установки, навчання і використання. Починаючи з 1989г, система САПР-ЧПУ різних версій упроваджена на більш ніж 300 підприємствах Росії і країн СНД.

Для роботи будь-якого верстата з ЧПУ необхідне наступне програмне забезпечення : Сad, CAM, програма, що управляє.

СAD-система (система автоматизованого проектування) результатом роботи будь-якої CAD-системы стосовно наших завдань, модель виробу. Файл прототипу виробу формату DXF для 2-х мірною або формат STL для 3-х мірної обробки. CAD систем: AUTOCAD, NANOCAD, T-FlexCAD, і тд.

СAM- система проектує траєкторії інструментів і пост-процессируют їх. Результатом роботи будь-якої САМОЇ системи є програма, що управляє, яку потім виконуватиме верстат т,е (G або ISO коди)

Найбільш популярним напрямом в забезпеченні переналаживаемости верстатів вважається вживання в них систем ЧПУ типа CNC, зведених на базі ЕОМ (мікропроцесора, міні-або МІКРОЕОМ) з кольоровим дисплеєм . Переналажіваємость верстатів (гнучкість) - дана здатність їх стрімкої переналадки на виробництво різних виробів або для виконання різних операцій стосовно домагань виробництва.

Програмне управління від ЕОМ гарантує зменшення часу на переналадку устаткування, автоматизацію підготовки програми (у майже всіх випадках вона виробляється на верстаті робітникам, в період обробки іншої заготівки), що управляє, вірогідність обробки трудомістких деталей, що мають криволінійну поверхню. Додатковими функціями систем управління типа CNC вважаються контроль перевантажень верстата, стійкості і цілості ріжучих інструментів і ін. Еластичність верстатів підтримується шляхом їх оснащення багатообразними системами і пристосуваннями, що скорочують час на переналадку і значимо розширюють тих. повноваження верстатів . До них відносяться інструментальні торгівельні центри і револьверні голівки для зміни ріжучого інструменту, системи завантаження-розвантаження столів-супутників заготовками, використання промислових роботів, накладних інструментальних голівок, багатошпіндельних голівок, програмно-керованих плансупортів, спеціалізованих затискних пристроїв і майже всіх інших механізмів. Дані додаткові пристосування включають в гідравлічну і електричну схеми верстата, а крім того в систему, що програмний-управляє .

Збільшення надійності роботи верстатів підтримується проведенням наступних заходів:

підвищенням надійності компонентів верстата ( систем ЧПУ, програмованих контролерів, приводів і інших елементів);

* встраюванням у верстат підсистем механічного діагностування і індикації функціонування вузлів і механізмів, а окрім того верстата в цілому;

*вживанням високоефективних і надійних пристосувань змазування пар, що труться, вживанням підшипників;

* застосування успішних систем подачі, сепарації і фільтрації СОЖ для відведення тепла із зони різання, а крім того для змивання і транспортування стружки.

Верстати з ЧПУ займають головне місце в єдиному парку устаткування. Відмітна увага приділяється істоті металоріжучих верстатів з обєднанням функцій свердлувально-фрезерно-розточувального і токарного верстатів з ЧПУ, переходу на багатошпіндельні конструкції. Відкрита архітектура систем ЧПУ дозволяє ефективно сполучати їх в мережу і підвищувати число вироблюваних функцій (наприклад, прогноз від центральної ЕОМ, діагностика, спрощення введення програм, що управляють, на робочому місці і так далі). На певну увагу заслуговує вірогідність обєднання окремих верстатів в категорії за організаційно-технологічним принципом спасибі управлінню від одного компютера. Присутність спеціальної системи гарантує взаємодію оператора і устаткування. Персонал, обслуговуючий устаткування через мережі Інтранет і Інтернет, має крім того оперативний звязок для виконання різних функцій. У свіжих СЧПУ час програмування і довжина трудомістких програм істотно менші, ніж в раніше вживаних. Наприклад, спасибі використанню швидкодіючого 64-розрядного RISC-процессора істотно неповно час обробки інформації, що сприяє оптимізації траєкторії переміщення інструменту. Окрім того, досягається зменшення допоміжного часу і збільшення швидкості різання; механічно здійснюється розрахунок частоти обертання шпинделя і швидкості подач, а крім того управління обробкою по значеннях сили різання. На екрані пульта управління верстатом відображується хід науково-технічної операції, нинішнє завантаження, навантаження на шпиндель, кількість деталей, підданих обробці в одиницю часу (день, тиждень). Функція самонавчання дозволяє призначати відповідний режим різання; у памяті СЧПУ реєструються прийняті на озброєння режими, прийняті при обробці раніше для різних деталей, з яких в подальшому можна механічно підбирати необхідний режим обробки.

Управління має можливість здійснюватися через Інтранет або Інтернет, по телефонному апарату з представництва або іншого пункту. Сплетення СЧПУ з системою управління виробництвом заводу по локальній мережі дозволяє скорпулезно виконувати наступні функції: генерування УП, заявка на підготовку інструментів і затискних пристосувань, управління виробництвом, передачу даних, діагностику, оперативну тих. підтримку діловодства в цеху

В ході роботи верстатник стане виявляти і усувати порушення в роботі в устаткуванні із застосуванням діагностичних пристосувань і спеціалізованих тестів, у поєднанні із слюсарями взяти участь в поточному ремонті устаткування, вести статистичне спостереження і по отриманих цим управляти якістю продукції, що випускається. Робота оператора на верстатах з ЧПУ стане полягати в зміні програм, що управляють, підналадці і зміні інструментів, контролі властивості обробки, завантаженні болванок на приймальну операцію і знятті готових виробів, а при потребі - у виконанні слюсарних і складальних операцій і ін. Центральною фігурою в механічному цеху стане робітник-верстатник - ініціатор і глава цієї ділянки виробництва. Його обовязок і права стануть настільки широкий, що у нього зявиться можливість зупинити виробництво в звязку браку або інших технічних причин. Від його знань, ініціативи, уміння різко орієнтуватися і приймати вірні організаційно-технічні рішення в немаленький мірі стане залежати звичайна експлуатація устаткування, його продуктивність і якість продукції, що випускається. Робітник-верстатник досконало зобовязаний знати систему обслуговуваного устаткування, всіх його вузлів і пристосувань (механічних, електричних, гідравлічних, електронних); уміти розробляти технологію обробки деталей, підбирати режими різання; набудовувати програми.