Управляющая программа чпу - это последовательность команд операционной технологии, на конкретную деталь с указанием траекторий движения инструмента, закодированные на языке программирования. Управляющие программы, разрабатываемые для группы однородного оборудования, должны быть максимально типизированы, а также иметь общую структуру. Это существенно снижает риск ошибок в процессе наладки технологического оснащения для выполнения операций. Рассмотрим основы формирования траекторий и разработки управляющей программы на примере простейшего фрезерного перехода выполнения паза в поверхности детали концевой фрезой (рис. 1). Обработку осуществляет фреза T2 диаметром 16 мм. Заготовка закреплена в патроне, установленном горизонтально на рабочем столе. Нулевая точка системы координат детали X i -Y i -Z i расположена на пересечении оси детали с ее свободной боковой плоскостью.
Рис. 1. Эскиз выполнения паза в поверхности детали
В табл. 1 приведена карта кодирования информации, включающая в себя последовательную запись программы, а также соответствующие каждому кадру управляющей программы опорные точки адреса перемещений инструмента. Расчет траектории фрезы выполнен с применением коррекции ее диаметра непосредственно по технологическим размерам детали. Точки включения и отключения корректора диаметра обозначены в карте символом (*).
Таблица 1
* – точки включения и отключения корректора диаметра инструмента
Как видно из циклограммы (рис. 1), движение инструментов от исходной точки перемещения 0 к детали осуществляется через исходную точку управляющей программы чпу 1, которая располагается на плоскости безопасности. Перемещение из точки 0 в точку 1 осуществляется отрезком позиционирования (на ускоренной подаче) одновременно по трем координатным осям на ускоренной подаче. Плоскость безопасности обычно располагается на расстоянии от наивысшей точки детали (вдоль оси Z), равном: Z п = мм. Приближение к детали через плоскость безопасности осуществляется всеми без исключения инструментами, участвующими в обработке. При прохождении инструментами плоскости безопасности обычно производится запуск вращения шпинделя и его останов, а также включение и отключение подачи охлаждающей жидкости.
Перемещение инструментов от плоскости безопасности непосредственно к зоне обработки осуществляется на ускоренной подаче в направлении Z-. После окончания перехода отвод инструментов к плоскости безопасности осуществляется аналогичным образом на ускоренной подаче в направлении Z+. Все перемещения инструментов в зоне обработки, включая холостые ходы, осуществляются на рабочей подаче с заданной скоростью.
Начало управляющей программы чпу на языке FANUC обозначается %; в следующем кадре управляющей программы записывается ее имя, включающее букву о, и цифровое обозначение, например о4318 (табл. 1).
Кадры управляющей программы обычно нумеруются с заданным интервалом порядковых номеров, например: N105, N110, N115. В первых кадрах управляющей программы указывается план обработки детали: функцией G17 для плана X-Y; функцией G18 для плана X-Z (рис. 2). Отметим, что во многих современных обрабатывающих центрах план X-Y вводится по умолчанию; вводить его функцией G17 в начале каждой управляющей программы необязательно.
Рис. 2. Планы обработки обрабатывающих центров: а) основной план обработки горизонтального обрабатывающего центра (Положение 1); б) вспомогательный план обработки горизонтального обрабатывающего центра (Положение 2); в) план обработки вертикального фрезерного станка штатным инструментом
В кадре вызова очередного инструмента желательно давать его краткое описание, например: (фреза Ø16). Данная информация, записанная в скобках, предназначена только для оператора (см. табл. 1) и не считывается системой ЧПУ станка. Для вызова инструмента шпиндель приходит в исходную точку перемещения 0, часто совпадающую с нулевой точкой системы координат станка. Движение в точку 0 осуществляется командой: G91_G28_X0_Y0_Z0. Затем по функции G54 осуществляется вход в систему координат детали X-Y-Z, с которой увязаны все дальнейшие перемещения инструмента. Вызов инструмента Т2 управляющей программой чпу производится по функции М6: М6 Т2.
После вызова инструмента производится включение в действие абсолютной системы отсчета (функция G90) и движение фрезы на ускоренной подаче (функция G0) в исходную точку управляющей программы 1. Одновременно с этим командой G43 H2 (табл. 1) включается корректор длины инструмента. Исходная точка расположена: в направлении оси Z на расстоянии 50 мм над деталью; в направлении оси X напротив центра симметрии прорези; в направлении Y в стороне от детали.
Следующим кадром программы осуществляется запуск вращения шпинделя по часовой стрелке (функция М3) с заданной частотой S=600 об/мин (табл. 1), а также включение подачи охлаждающей жидкости (функция М8). Далее инструмент приближается к зоне обработки до высоты равной 2 мм над деталью (точка 2). Затем управляющая программа чпу включает рабочую подачу (функции G1), на которой со скоростью F=1000 мм/мин следует выход фрезы на заданную глубину обработки (точка 3).
Последующие рабочие перемещения фрезы связаны непосредственно с изготовлением прорези. Вначале фреза подходит к одной из стенок прорези (точка 4) с одновременным включением корректора диаметра инструмента (функция G41). Далее на рабочей подаче F=80 мм/мин происходит непосредственно съем металла (точки 5,6,7). Выйдя из тела заготовки, фреза перемещается к центру симметрии прорези (точка 8) с одновременным отключением корректора диаметра инструмента (функция G40).
Отвод инструмента от детали к плоскости безопасности (точка 9) производится на ускоренной подаче. Одновременно с этим осуществляется останов шпинделя (функция М5) и отключение подачи охлаждающей жидкости (функция М9). Затем командой: G91_G28_X0_Y0_Z0 шпиндель возвращается в исходную точку перемещений (0). Далее следует вызов очередного инструмента (M6_Тi) для продолжения обработки детали. Если переход, осуществляемый данным инструментом, является последним в процессе проведения операции, то вместо вызова следующего инструмента следует команда на окончание управляющей программы чпу и остановку станка: М2 или М30.
