Основы числового программного управления станками с ЧПУ

1. Основы числового программного управления станками с ЧПУ

2.

Для овладения технологией программирования
обработки на станках с ЧПУ необходимо:
• – иметь представления о станках с ЧПУ и технологии
обработки деталей на станках;
• – изучить применяемые в ЧПУ системы координат и
системы отсчета координат;
• – понять и изучить взаимосвязь систем координат,
применяемых при программировании обработки на
станках с ЧПУ;
• – изучить кодирование программируемой
информации;
• – изучить особенности ввода и редактирования
управляющих программ в устройство ЧПУ (УЧПУ)
станка.

3.

• В основе программирование обработки на
станках с ЧПУ лежит международный
стандарт ISO–7bit. В настоящее время в
различных УЧПУ применяются дополнения к
этому стандарту, учитывающие как появление
новых функций программирования, расширяющих возможности ЧПУ, так и развитие
системных программно—аппаратных средств
УЧПУ

4. Структура кадра управляющей программы

• Кадр управляющей программы представляет
собой последовательность команд, записанных по условиям языка программирования
для конкретной системы ЧПУ.
• Элементом кадра является слово. Состоит
оно из адреса и последующего числового
значения:
• G01, где G – адрес, 01 – числовое значение.

5. Структура кадра управляющей программы

• Адрес представляет собой одну из букв латинского
алфавита (A – Z) и определяет смысл последующего числового значения.
• С использованием этих слов можно создать кадр
управляющей программы:
N GXYZFSТM;
• Порядок слов в кадре может быть произвольным.
• Кадр или группа кадров, выполняемых, например,
одним инструментом могут в руководствах по
программированию называться блоком

6. Формат кадра

Формат кадра определяет следующее:
• – функции, задаваемые в одном кадре
управляющей программы;
• – число регистров, отводимых в данном
устройстве ЧПУ для записи целой и десятичной
частей чисел по различным адресам;
• – допустимо ли при записи чисел опускать знак +;
• – допустимо ли при записи чисел опускать
незначащие нули;
• – десятичная точка при задании геометрии (Z56 =
0,56 мм; Z56. = 56мм).

7. Формат кадра

• Пример формата кадра:
• N04. G02. X+053. Z+053. R+053. I+053. J+053 K+053. F023
F05 Е034. S+04. T04. D02. M02. P08. Q08. H04. L04.
• Согласно этому формату кадра, задание, например,
функции X допускается без знака +, с опусканием
незначащих нулей, с максимум пятью знаками (с целым
значением в мм) до десятичной точки и максимум
тремя знаками после десятичной точки, т.е.
максимальное значение функции X, которое может быть
задано в кадре управляющей программы для данного
устройства ЧПУ 99999, 999 мм.
• В современных УЧПУ некоторые параметры записи
функций могут задаваться при наладке.

8. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

• N – номер кадра;
• G – подготовительная функция;
• X, Y, Z – команды на перемещение по осям
станка;
• I, J, K – расстояние до центра дуги окружности;
• F – задание величины подачи;
• S – задание оборотов шпинделя;
• T – задание номера инструмента для поиска;
• D – задание номера корректора для выбранного
инструмента;
• M – вспомогательная функция;
• R – задание радиуса дуги окружности.

9. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Номер кадра
• Номер кадра определяет последовательность
выполнения кадров управляющей
программы.
• В начале кадра помещается слово: из адреса
N и последующего числового значения в
пределах от 0–9999999.
• Допускается пропуск номера кадра, но не
адреса N.

10. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Подготовительная функция G
• Содержание подготовительной функции G
определяется следующим за ней числовым
значением.
• Код G является модальным, то есть он
остается неизменным до получения другого
кода из той же группы, куда входит данный
код.
• В одном кадре может находится несколько
подготовительных функций G, если они
принадлежат разным группам.

11. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Подготовительная функция G
• Коды первой группы:
• G00 – ускоренное перемещение;
• G01 – линейная интерполяция;
• G02 – круговая интерполяция по часовой
стрелке;
• G03 – круговая интерполяция против
часовой стрелки.

12. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Подготовительная функция G
• Коды второй группы:
• G17 – задание рабочей плоскости XY;
• G18 – задание рабочей плоскости ZX;
• G19 – задание рабочей плоскости YZ;

13. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Подготовительная функция G
• Коды третьей группы:
• G27 – выход в ноль станка по конечным
выключателям.

14. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Подготовительная функция G
• Коды четвертой группы:
• G40 – отмена коррекции на радиус
инструмента;
• G41 – коррекция на радиус инструмента
слева;
• G42 – коррекция на радиус инструмента
справа.

15. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Подготовительная функция G
• Коды пятой группы:
• G43 – коррекция на длину инструмента в “+”;
• G44 – коррекция на длину инструмента в “–”;
• G49 – отмена коррекции на длину
инструмента.

16. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Подготовительная функция G
• Коды шестой группы:
• G50 – отмена масштабирования;
• G51 – изменения масштаба;
• G52 – установка локальной системы
координат;
• G53 – возврат к системе координат станка;
• G54 – G59 – выбор координатной системы
заготовки.

17. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Подготовительная функция G
• Коды седьмой группы:
• G90 – задание перемещений в абсолютных
величинах;
• G91 – задание перемещений в приращениях;

18. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Подготовительная функция G
• Коды восьмой группы:
• G94 – задание подачи в мм/мин;
• G95 – задание подачи в мм/об.;
• G10 – установка данных;
• G27 – проверка возврата в ноль;
• G28 – возврат в первую базовую точку (ноль
станка);
• G30 – возврат во вторую базовую точку
например ноль станка для смены инструмента.

19. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Команды на перемещение по осям X,Y и Z
• Команды на перемещение инструмента X,Y и Z
служат для определения направления и
величины перемещения по соответствующим
осям станка.
• Команды X,Y и Z являются модальными.
• Перемещения записываются в миллиметрах,
при этом целая и дробная часть разделяются
точкой.

20. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Расстояние до центра дуги окружности (параметры
круговой интерполяции) I, J и K
• Данные адреса служат для задания координат
центра окружности относительно начальной точки
программируемой дуги (т. е. в относительной
системе отсчета) при круговой интерполяции.
• Числовое значение записывается в миллиметрах,
при этом целая и дробная часть разделяются
точкой. Если направление вектора от начальной
точки до центра по данной оси не совпадает с
направлением осей координат, то знак параметра
задается с минусом (например, I–).

21. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Рабочие плоскости обработки
• В основном рабочей плоскостью, в которой
программируются все операции токарной
обработки является плоскость XZ (G18).

22. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Рабочие плоскости обработки
• Операции сверления и фрезерования на торце
вращающейся детали (ось инструментального
шпинделя параллельна оси детали)
программируется в плоскости XY (G17).

23. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Рабочие плоскости обработки
• Операция сверления и фрезерования на
наружной поверхности вращающейся детали
(ось инструментального шпинделя перпендикулярна оси детали) программируется в
плоскости YZ (G19).

24. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Величина подачи F
• Программирование скорости подачи в
зависимости от функций G94 и G95
осуществляется в различных величинах. При
задании функции G94 подача задается в
миллиметрах в минуту. При задании функции
G95 подача задается в миллиметрах на
оборот. Значение подачи записывается под
адресом F. Запрограммированная подача
50мм/мин или 50мм/об будет выглядеть: F50.

25. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Величина частоты вращения шпинделя S
• Для задания частоты вращения шпинделя ее
значение записывается по адресу S, после
которого задается значение оборотов минуту.
Например, при задании частоты вращения
шпинделя равной 1000 об/мин кадр
управляющей программы будет выглядеть:
S1000.

26. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Задание номера инструмента Т
• Номер инструмента, записанный под адресом
Т, указывает номер, ячейки инструмента в
инструментальном магазине. Выбор
инструмента, расположенного в третьей
позиции будет осуществляться: Т03.
Корректор инструмента D
• Номер корректора, записанный под адресом D,
указывает номер корректора на вылет
инструмента по оси Z.

27. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Вспомогательная функция М
• Вспомогательная функция М служит для
запуска электроавтоматики станка.
• Функции М, действующие на всех станках:
• М03 – пуск шпинделя по часовой стрелке;
• М04 – пуск шпинделя против часовой стрелки;
• М05 – останов шпинделя;
• М06 – смена инструмента;
• М30 – конец программы.

28. Адреса, используемые при программировании ЧПУ

Радиус дуги окружности R
• Радиус дуги окружности R служит для задания
радиуса дуги при круговой интерполяции.
• Числовое значение записывается в
миллиметрах, при этом целая и дробная
часть разделяются точкой.

29. Программирование линейных перемещений

• Необходимыми данными для линейного
перемещения являются:
• – линейное перемещение задается подготовительной
функцией G01 (если в предыдущем кадре было
линейное перемещение, то можно не программировать G01 повторно, а задавать только геометрическую
информацию, используя свойство модальности
функций);
• – координатные перемещения вдоль осей X,Y и Z (знак
“–” ставится перед числовым значением, знак “+” не
ставится);
• – информация о подаче (F) (информация о подаче
ставится только при ее изменении).

30. Программирование линейных перемещений

• Пример:
• N1 G01 X10 Y45 F0.5
• N2 X15
• N3 X20 Y60 F0.8

31. Круговые перемещения

Необходимыми данными для кругового перемещения
являются:
• – вспомогательная функция, задающая круговое
перемещение, G02 при перемещении по часовой
стрелке или G03 при перемещении против часовой
стрелки (если в предыдущем кадре было круговое
перемещение, то программировать G02 или G03
повторно не следует);
• – координаты центра окружности (записываются под
адресами I,J и K) или радиус окружности
(записывается под адресом R);
• – координаты конечной точки (записываются под
адресами X,Y и Z);
• – информация о подаче (F);

32. Круговые перемещения

• Программирование кругового перемещения
производится по квадрантам. В одном кадре
можно программировать участок кривой,
находящийся в двух квадрантах.
• Пример:
• N1 G02 X30 I20 J20 F0.4
• N2 G03 X40 Y10 R10

33. Базовые точки станка. Система координат на токарном станке с ЧПУ

34. Базовые точки для токарных станков

• M – Нуль отсчета станка
• Неизменная базовая точка,
устанавливаемая
изготовителем станка и
принятая за начало
координат станка.
• Все измерения станка
выполняют от этой точки.
В тоже время точка «М»
является точкой отсчета
системы координат.

35. Базовые точки для токарных станков

• W – Нуль отсчета
детали
• Исходная точка для
установки всех размеров
в программе обработки.
Свободно устанавливается программистом, и
может перемещаться по
желанию в программе
обработки.

36. Базовые точки для токарных станков

• N – Исходная точка
резцедержателя
• Исходная точка для
измерения параметров
инструмента.
«N» находится в
некоторой точке системы
резцедержателя, и
устанавливается
изготовителем

37. Базовые точки для токарных станков

• R – Исходная точка
• Точка, определенная
относительно нулевой
точки станка и
используемая для начала
работы по УП.

38. Смещение нуля

• В токарных станках нуль отсчета
станка «М» находится на оси
вращения и на торце фланца
шпинделя. Данная позиция не
подходит в качестве точки
отсчета для задания размеров.
При использовании так
называемого смещенного нуля,
система координат может быть
перемещена в нужное
положение в рабочей зоне
станка. В регистре смещений
имеется одна регулируемая
установка смещения нуля.

39. Смещение нуля

• После установки значения в
регистре смещения, это
значение учитывается при
запуске программы, т.е.
нулевая точка системы
координат смещается из
нуля станка М в нуль W.
• Нулевая точка детали может
быть смещена в пределах
программы при помощи
«G92 – Установка системы
координат».

40. Измерение данных резца

Цель измерений данных инструмента:
• ЧПУ должно использовать для позиционирования
вершину резца, а не базовую точку резцедержателя.
• Каждый инструмент используемый для обработки
должен быть измерен. Необходимо измерить расстояния
в обоих направлениях оси между вершиной резца и
базовой точкой резцедержателя «N».

41. Измерение данных резца

Цель измерений данных инструмента:
• В регистре инструментов сохраняются измеренные
коррекции на инструмент, радиус резца и позицию резца.
• Номер коррекции может быть любым номером регистра,
но должен определиться вызовом инструмента в
программе.

42. Измерение данных резца

Пример:
• Коррекции на длину
инструмента в
позиции 4
револьверной головки
сохранены как
коррекция номер 4.

43. Измерение данных резца

Посмотрите на
инструмент с точки
зрения зажима его на
станке, для определения
позиции резца.
Для станков, в которых
инструмент находится
под (перед) вращающимися центрами используйте значения в скобках,
так как направление +Х
противоположно

44. Измерение данных резца

Вызов инструмента в
программе: Т0404
Первые две цифры Т-слова
определяют позицию в
револьверной головке,
последние две цифры –
определяют номер
коррекции, относящийся к
этой позиции.
Коррекции на длину могут
измеряться автоматически,
радиус резца и позиция
резца устанавливаются
вручную.

45. Измерение данных резца

Вызов инструмента в
программе: Т0404
Ввод радиуса резца и
позиция резца требуется
только при использовании
коррекции на радиус резца с
данным инструментом.
Измерение данных
инструмента выполняется
как:
X – диаметр
Z – абсолютное значение от
точки «N»
R – радиус вершины резца
T – позиция резца

46. Измерение данных резца

Вызов инструмента в
программе: Т0404
В поле «offset wear»
устанавливается коррекция
на неточность измерения
данных инструмента, или
износ инструмента после
нескольких рабочих циклов.
Введенные коррекции на
длину добавляются или
вычитаются из геометрических данных инструмента с
приращением.

47. Система координат

• Координата X
отсчитывается по ходу
поперечной направляющей, координата Z – по
ходу продольной направляющей.
• Значения координат в
отрицательном
направлении описывают
движение системы
инструмента по
направлению к детали.
Значения в
Абсолютные координаты относятся к
положительном
жесткой позиции, координаты с
приращением – к позиции инструмента.
направлении – от детали.

48. Система координат

Токарный станок
Прямая станина
Наклонная станина
• - круговой стрелкой показано положение
револьверной головки с инструментом.
• - движение органов управления к детали
(от оператора) обычно считается в минус

49. Система координат

Размеры в абсолютных значениях.
• Система координат для
программирования в
абсолютных значениях.
• Точка отсчета системы
координат находится в
нуле станка или детали, в
соответствии с запрограммированным смещением
нуля. Все целевые точки
описываются относительно
точки отсчета системы
координат, путем указания
относительных расстояний
X и Z. Расстояние X
указывается как диаметр.

50. Система координат

• Система координат для
программирования в значениях с
приращением.
• Точка отсчета находится в
базовой точке резцедержателя
«N» или в точке резания после
вызова инструмента.
• Координата U отсчитывается по
ходу поперечной направляющей,
координата W – по ходу продольной направляющей.
Положительное и отрицательное
направления аналогичны направлениям при программировании
Размеры в приращениях.
в абсолютных значениях.
При программировании в значениях с
Расстояние Х указывается как
приращением, описывается фактическая
диаметр.
траектория инструмента (от точке к точке).