раздел 11-1 (1253014)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Раздел 11. «Особенности автоматизированной подготовки УП для станков с ЧПУ в современных PLM –технологиях».

При внедрении в производство новых информационных технологий (PLM-технологий) возникает необходимость подготовки специалиста, владеющего теоретическими знаниями и практическими навыками в области автоматизированного конструирования, расчета деталей и автоматизированной подготовки УП их изготовлении на станках с ЧПУ.

PLM-технологии – это средство, интегрирующее промышленные автоматизированные системы в единую многофункциональную автоматизированную систему, обеспечивающую информационную поддержку этапов жизненного цикла изделий.

Автоматизация технологической подготовки производства, в частности автоматизированная подготовка УП для станков с ЧПУ, представлена CAM-системами (Computer Aided Manufacture) (рис. 11.1).

Внедрение CAM-систем является одним из средств для осуществления цикла сквозного проектирования, сокращения затрат времени на разработку УП, повышения их качества, рассмотрения нескольких вариантов технологического процесса и выбора оптимального из них, уменьшения сроков производства изделия.

Современные CAM-системы являются интерактивными графическими системами, предназначенными для автоматизированной подготовки УП. Они универсальны, т.е. применимы для различных видов обработки (токарной, сверлильной, электроэрозионной, штамповки и т.д.). Имеют информационные связи с CAD-системами (Computer Aided Design - системами автоматизированного проектирования) и, тем самым, обеспечивают преимущества сквозного проектирования в интегрированном виде. При этом геометрическая модель детали, разработанная при помощи CAD-системы, применяется далее для подготовки УП (рис. 11.2).

Указанные CAM-системы, как правило, обеспечивают обработку заготовок с управлением по 2.5, 3-м и 5-ти осям координат. Они оснащены развитыми средствами редактирования как графических, так и текстовых данных, а также УП в коде ISO-7 bit.

При автоматизированной подготовке УП выполняются все этапы и задачи по преобразованию информации (см. раздел 5):

• ТП – технологическая подготовка;

• МР – математические расчеты;

• ИКП – изготовление и контроля УП.

Однако вместо чертежа детали, технолог-программист работает с моделью детали (рис.11.3).

11.1. Особенности подготовки исходных данных в САМ системах.

Выбор станка.

При подготовке исходных данных существует два варианта выбора станка с ЧПУ в САМ-системах: по готовым образцам базы данных САМ-системы и создание геометрической электронной модели станка с ЧПУ, для которого проводится подготовка УП (рис.11.4).

Если станок и СЧПУ выбирается по образцам из баз данных, то для него автоматически определяются координатные оси и его технологический параметры (максимальная частота вращения шпинделя, скорости рабочих и холостых ходов, количество инструментов и время смены, наличие системы охлаждения и т.п.). Однако в дальнейшем станок не отображается в процессе имитации обработки детали.

Для создания геометрической электронной модели станка задаются:

• название;

• архитектура, которая определяет возможности движения органов станка (рис. 11.5);

• кинематическая схема, которая связывает инструмент, заготовку, оснастку с органами станка (рис. 11.6);

• технологические параметры – максимальные обороты шпинделя, пределы подач рабочих органов, наличие охлаждения и т.п. (рис. 11.7);

• геометрические параметры, которые служат в качестве условного или реалистического представления о станке при движении инструмента по траектории (см. рис. 11.7).

Далее созданная геометрическая модель станка может быть протестирована посредством полного или схематического изображения станка с последующей анимацией движений его рабочих органов. На рис. 11.8 показано тестирование созданного в САМ-системе Evclid 3 электронной модели 5-ти координатного станка с ЧПУ мод. МС032, где перемещаются рабочие органы: шпиндельная бабка; салазки, два поворотных стола (движения показаны пунктирной линией) (рис. 11.8.).

На рис.11.9 представлена расшифровка основных технических характеристик созданной электронной модели многоцелевого станка с ЧПУ 243ВМF2. Здесь показаны величины ходов рабочих органов по управляемым координатам, максимальные скорости рабочих и холостых подач, пределы скоростей вращения шпинделя и т.п.

Созданная электронная модель станка сохраняется в базе данных САМ системы.

Выбор системы ЧПУ.

Выбор системы ЧПУ, определяющей функциональные возможности станка, осуществляем посредством обращения к требуемому постпроцессору САМ-системы (например, FANUC 6M, NС 110 и проч.). Система стандартно включает определенные типы постпроцессоров или имеет возможность создания требуемого постпроцессора завода-потребителя.

Как правило, CAM-системы содержат постпроцессоры, которые создают файлы исходных кодов в форматах APТ, CL-FILE и FNC (рис. 11.10). Таким образом, можно создавать исходный код в необходимом формате, что является неоспоримом удобством при проведении последующего контроля УП.

Создание заготовки.

Исходя из методов построения модели детали в CAD-системе, технолог в CAM-системе имеет широкие возможности описания заготовки. Это, например, восстановление заготовки по готовой детали, определение заготовки по граням, границами удаляемого материала (рис. 11.11).

11.2. Особенности разработки маршрута обработки в САМ системах.

Так же, как и при выборе оборудования, CAM-системы предоставляют возможность использования стандартных баз данных инструментов, либо создание текущих баз данных пользователя, содержащих электронные модели инструментов, инструментальной оснастки и приспособлений завода-потребителя.

На рис. 11.12 показаны созданные в САМ-системе Evclid 3 электронные модели:

• сверла с коническим хвостовиком, фрезы с цилиндрическим хвостовиком;

• переходных втулок с основными и вспомогательными базами цилиндрической и конической формы;

• инструментальных оправок для их крепления.

Функции создания сборок моделей инструментов с необходимой инструментальной оснасткой позволяет автоматически создавать сборочные единицы путем перемещения ее отдельных элементов (см. рис. 11.12). Автоматическая сборка элементов позволяет качественно оценить используемые схемы базирования и моделировать автоматически настройку станка с ЧПУ.

При создании электронных моделей технологической оснастки (приспособлений для крепления заготовок) применяется такая же методика создания базы данных, как и в случае с инструментом.

На рис. 11.13 показана автоматическая сборка корпуса приспособления с базовыми и крепежными элементами и автоматическая установка заготовки в моделируемое приспособление.

Особую роль играет моделирование процесса проведения настройки станка с ЧПУ на обработку детали. Моделирование настройки станка с ЧПУ проводится при участии всех элементов технологической системы (станок – инструменты – оправки – приспособления – заготовка). Осуществляется автоматическая установка приспособления с заготовкой в заданное положение на столе станка и загрузка собранного инструмента в шпиндель станка, а также определение начала координат станка (рис. 11.14).

Используя метод автоматического построения и совмещения координатных систем элементов технологической системы, проводится автоматическая увязка системы координат программируемой детали с системой координат станка. Это позволяет избежать ошибок при расчете управляющих программ и при последующей отладке УП на станке с ЧПУ при изготовлении контрольной детали.

Разработанная маршрутная технология в системе САМ может быть представлена в виде организации дерева процесса обработки, представленного на рис. 11.15, структура которого может быть модифицирована специальными функциями редактирования.

11.3. Особенности разработки операционной технологии в САМ системах.

Решение задач проектирования операционного технологического процесса в ходе автоматизированного программирования сводится к организации и практическому расчету критериев форм эквидистант позиционных и инструментальных переходов, определяемых, как правило, последовательностью ранее созданных элементов детали. Ведется автоматизированный выбор и формирование макроциклов обработки поверхностей, наружных и внутренних контуров (замкнутых, ограниченных, проецируемых), карманов, отверстий и т.д.

Процесс создания операционной технологии является упорядоченным объектом древовидной структуры, который связывает последовательности, операции и циклы (рис. 11.16).

11.3.1. Создание циклов обработки в операциях

Автоматизированное проектирование операционной технологии предлагает две возможности создания циклов в операциях: определение циклов обработки «вручную» и использование макроциклов обработки поверхностей.

Определение циклов «вручную» - это когда последовательность создания траектории инструмента в инструментальном переходе определяется технологом. Способы формирования траектории при задании циклов «вручную» могут быть разными, например, указанием или созданием точек на экране, незамкнутым контуром, цепочкой линий, по касательной (рис. 11.17).

В создаваемом «вручную» цикле задается: точность аппроксимации обрабатываемых поверхностей, параметр расстояния безопасности по нормали к плоскости обработки, тип движения по создаваемой траектории (ускоренное, врезанием, отвод, рабочее). Для формирования траектории в цикле достаточно указать на экране точки ломаной, определяющей эквидистанту, при этом, отображается контур текущего инструмента, связанного с положением курсора. Созданный новый цикл размещается в текущей операции.

В зависимости от количества управляемых координат станка, требуемых для обработки поверхностей формируемого инструментального перехода, выбирается необходимый макроцикл из допустимо возможных.

Макроциклы 2.5-й координатной обработки содержат допустимые циклы фрезерования каналов, плоскостей в одном и двух направляющих, зигзагом, по спирали, обработки заготовки по контуру, по проекции контура, фрезерование незамкнутой призмы, поверхностей вращения, обработки карманов и пазов по спирали, черновая 2.5-й координатная обработка и прочие. Для обработки осевым инструментом используются макроциклы сверления, сверление с выводом сверла и удалением стружки, обработка центровых отверстий, зенкование и цекование сквозных и глухих отверстий, развертывание отверстий, нарезание резьбы метчиком, снятие фаски на отверстии.

На рис. 11.18 приведен перечень некоторых параметров макроцикла спиральной обработки карманов. Например, задается тип резания – попутное или встречное. В списке параметров имеется возможность включать или отключать коррекцию движения инструмента по траектории, определенную при создании операции. Необходимо указать начальные точки, из которых инструмента начинает цикл. Можно задать до 63 начальных точек в цикле. Для прохождения инструмента в стенках кармана должна быть определена граница открытой зоны. Открытая зона на заготовке задается тремя точками. Первые две точки показывают границы открытой зоны, а третья показывает, какой участок границы материала является открытым. Три цикла, показанные на рис. 11.18 используют одинаковый удаляемый материал. Границы материала, обозначенные сплошными линиями, являются стенками, а штриховые линии обозначают открытые зоны.

Параметр бокового перекрытия задается для определения местоположения инструмента в граничной зоне удаленного материала. Это расстояние, на которое отводится инструмент перед его ускоренном перемещении; глубина перехода инструмента и число проходов, перекрытие проходов задается в процентах от диаметра инструмента.

Для удаления возможных островков металла карманов можно задать дополнительное перекрытие (угол перекрытия), в результате будут создаваться дополнительные участки траектории для каждого угла меньшего или равного значения этого параметра. Необходимо задание величины припусков по ребру кармана, по дну (для проведения черновой и последующей чистовой обработки) и величину точности аппроксимации, что влияет на класс шероховатости обрабатываемых поверхностей.

На рис. 11.19 показано формирование траектории рабочих и вспомогательных перемещений инструмента в макроциклах 2,5-й координатной обработки: плоской поверхности зигзагом, тела вращения строкой, черновой 2,5-й координатной обработки.

Макроциклы 3-х координатной обработки, приведенные на рис. 11.20, содержат следующие допустимые циклы: цикл обработки по параллельным плоскостям, цикл обработки по касательным к двум плоскостям, цикл обработки детали интерполяцией между двумя линиями или сборкой линий.

5-ти координатная обработка используется для обработки сложных поверхностей, обработки важных частей деталей в отдельных местах, для сокращения времени обработки, повышения точности и улучшения условий резания. Производится на 5-и координатных станках с ЧПУ с поворотной головкой и использованием сферических, тороидальных и конусообразных фрез. Макроциклы 5-ти координатной обработки содержат следующие допустимые циклы обработки или тел: 5-ти координатная обработка по контуру, битангециальная обработка сопряжений, чистовая обработка (рис. 11.21).

11.4. Особенности проведения математических расчетов в САМ системах.

Подсистема проведения математических расчетов (МР) включает в себя следующие этапы работ:

• проведение расчетов эквидистант режущих инструментов при проведении 2.5, 3-х и 5-ти координатной обработки на станках с ЧПУ и их объединение;

• редактирование эквидистант;

• управление технологическими командами;

• кодирование информации.

Этап расчетов траекторий движения включает автоматизированный расчет координат опорных точек эквидистант в процессе реализации линейной и круговой интерполяции с заданным шагом аппроксимации поверхностей в выбранной системе координат детали. Расчеты выполняются с точностью, определяемой дискретностью выбранной системы ЧПУ.

На данном этапе проводится вычисление последовательности операций с объединением макроциклов и контролем скорости движения между циклами, отображение, расчеты величин перемещений на участках траекторий, расчет времени перемещений.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов книги