Система чертеж-деталь это последовательное программирование отдельных этапов обработки детали в рамках процесса подготовки управляющих программ, при числовом программном управлении станками. В общем случае означает подготовку и нанесение на программоноситель необходимых команд, которые могут быть автоматически прочитаны и выполнены системой ЧПУ и самим станком.
Система «чертеж–деталь» — это совокупность технических средств и процессов по преобразованию информации чертежа в материальную деталь, соответствующую техническим требованиям (точности размеров, формы, шероховатости и качеству поверхностного слоя) и другим технико-экономическим показателям (минимальным приведенным затратам, минимальной себестоимости и т.п.).
Структура системы чертеж–деталь зависит от сложности изготавливаемых деталей, объемов их производства, уровня автоматизации технических средств и является многоуровневой. Верхний уровень представлен чертежом, нижний уровень — элементами технологической системы: станком с ЧПУ, приспособлением, режущим инструментом, заготовкой (деталью). С точки зрения преобразования информации при подготовке управляющих программ для станков с ЧПУ система «чертеж–деталь» содержит подсистемы: технологической подготовки (ТП); математических расчетов (МР); изготовления и контроля управляющих программ (ИКП); внедрения процесса обработки по УП (ВП) (рис. 1). Задачи, решаемые на всех этапах подготовки управляющей программы в представленных подсистемах, даны на рис. 2.
Подсистема технологической подготовки (ТП) включает следующие этапы работ.
I этап. Подготовка исходных данных для проектирования технологического процесса изготовления детали на станке с ЧПУ.
Рис. 1. Преобразование информации в системе чертеж–готовая деталь
II этап. Разработка маршрутной технологии изготовления детали.
III этап. Проектирование операционной технологии изготовления детали.
IV этап. Расчет траекторий перемещения режущих инструментов при проведении обработки на станке с ЧПУ.
V этап. Кодирование управляющей программы.
Рис. 2. Этапы и задачи, решаемые при подготовке управляющей программы в системе «чертеж–готовая деталь»
Подготовка данных в системе чертеж-деталь
На этапе подготовки исходных данных (I этап) для проектирования технологического процесса в системе чертеж - деталь должен быть проведен технико-экономический анализ целесообразности изготовления детали на станке с ЧПУ, осуществлен выбор конкретного станка с ЧПУ исходя из условий: соответствия системы ЧПУ и количества управляемых координат станка, потребных для обработки; соответствия размеров рабочей зоны станка габаритным размерам детали; соответствия мощности, жесткости и технических характеристик станка режимам обработки; точности и требуемой шероховатости поверхности, обеспечиваемых данным станком. В результате выполнения работ на данном этапе проводится анализ чертежа детали на технологичность ее изготовления на станке с ЧПУ, разрабатывается укрупненный план обработки и уточняются условия поставки заготовки.
Маршрутная технология в системе чертеж-деталь
В результате выполнения II этапа — разработки маршрутной технологии изготовления детали на станке с ЧПУ — определяется операционная последовательность обработки и выбирается комплекс необходимого инструмента и оснастки для выполнения операций в системе чертеж деталь. Предусматривается проведение расчетов параметров режущих инструментов, отражающих специфику обработки на выбранном станке с ЧПУ и определяющих содержание операций. Выбираются схемы базирования приспособления на столе станка и заготовки в приспособлении, проводится размерная увязка систем координат изготавливаемой детали с системой координат станка.
Проектирование технологии в системе чертеж-готовая деталь
На этапе проектирования операционной технологии изготовления детали (III этап), в рамках системы чертеж - деталь должен быть разработан подробный план каждой операции с построением траекторий рабочих и вспомогательных перемещений, расчетом режимов резания, составлена расчетно-технологическая карта (РТК) изготовления детали на станке с ЧПУ.
Подсистема проведения математических расчетов (МР) включает следующие этапы работ.
Расчет траекторий движений в системе чертеж - деталь
Этап расчетов траекторий движения с системе чертеж - деталь (IV этап) включает расчет координат опорных точек эквидистант в процессе реализации линейной и круговой интерполяции с задаваемым шагом аппроксимации поверхностей в выбранной системе координат детали. Расчеты выполняются с точностью, определяемой дискретностью выбранной системы ЧПУ. Также проводятся расчеты величин перемещений на участках траекторий, расчет времени перемещений.
Кодирование УП в системе чертеж - деталь
Этап кодирования управляющей программы в системе чертеж - деталь (V этап) включает: перевод расчетных параметров в координатную систему станка; использование в управляющей программе его конкретных технических характеристик (пределов подач рабочих органов, скоростей вращения шпинделя, длин ходов исполнительных органов, допустимых значений ускорений и торможений, приемлемых перебегов при резком изменении направления движения органов станка и т.п.); использование в управляющей программе подготовительных и вспомогательных функций СЧПУ, функций коррекции на диаметр и вылет инструмента и т.д.
Результатом выполнения работ в подсистеме математических расчетов является получение управляющих программ на проблемно-ориентированном языке и в коде станка с ЧПУ, например в международном коде ISO — 7 бит.
Подсистема изготовления и контроля управляющих программ (ИКП) включает:
VI этап. Контроль управляющей программы вне станка с ЧПУ и запись УП на программоноситель.
Перед внедрением управляющих программ с целью правильного изготовления по ним детали на станке с ЧПУ в системе чертеж - деталь, обязательно проводится графическая проверка рассчитанных траекторий. Проверка управляющей программы осуществляется визуально при использовании дисплеев, графопостроителей, координатографов с последующим цифровым определением координат опорных точек траекторий. Далее осуществляется изготовление программоносителя (перфолента, магнитная дискета и т.п.).
Подсистема внедрения управляющей программы (ВП) включает:
VII этап. Отработка УП на станке без установки инструмента, оснастки, заготовки.
VIII этап. Обработка контрольной детали.
Указанные работы проводятся в целях проверки правильности расчетов управляющей программы, проверки правильности применения технологических приемов, проверки правильности отработки управляющей программой рабочими органами станка.
