Большинство элементов управляющих программ для станков с чпу обработки деталей на станках с ЧПУ токарной группы соответствует элементам программ, разработанных для станков типа обрабатывающий центр. Рассматриваемый язык SINUMERIK-840D имеет сходные с языком FANUC, структуру кадров и принципы программирования. В частности, они имеют идентичные функции, кодирующие перемещения инструментов G0...G3 и вспомогательные функции М0...М5, М8,М9, М30.
Командные кадры, осуществляющие запуск управляющей программы, кодирование системы отсчета (абсолютной или относительной), вызов подпрограмм, вызов и отвод инструментов, а также ряд других команд организованы в языке SINUMERIK-840D несколько иначе (см. ниже). Так, запуск управляющей программы для станков с чпу обеспечивается функцией L100 и дальнейшей командой (START_:). Функции G90 и G91 в языке SINUMERIK-840D не применяются, а абсолютная система отсчета вводится по умолчанию. Относительная система отсчета при необходимости вводится на отдельных участках траектории с помощью приращений координат U и W.
Подпрограмма вызывается из текста управляющей программы кадром с обозначением ее имени. Число вызовов подпрограмм обозначается P. Подпрограммы завершаются кадром с функцией М17. Так, четырехкратный вызов подпрограммы 6588 осуществляется командным кадром 6588_Р4.
Вызов инструмента Тi совместно с его корректорами длины и другими геометрическими характеристиками осуществляется по командному кадру вида Тi_D10i (например, Т2_D102). Комментарии к программе и инструментам, предназначенные для информации оператора, отсекаются от текста управляющей программы символом (;), например
T2_D102_;_черновая обработка.
В станках INDEX применяются инструментальные магазины револьверного типа, которые перемещаются вместе с обрабатывающими инструментами. Смена инструмента может осуществляться в любой точке перемещения поворотом револьверной головки; останов шпинделя для этого в большинстве случаев не требуется. Для осуществления процедуры смены инструмента магазин отводится в точку смены инструмента, положение которой в системе координат станка Xc-Zc устанавливается в процессе выполнении наладки технологического оснащения. Перемещение револьверной головки по управляющей программе для станков с чпу в точку смены инструмента обычно производится одновременно по двум координатным осям и задается командой GXZ73.
Список команд и назначений ЧПУ:
GXZ73 - Перемещение револьверной головки к точке смены инструментов по координатным осям X, Z
GXYZ73 - Перемещение револьверной головки к точке смены инструментов по координатным осям X, Y, Z
G59 Z=ZMW_i - Вызов i-ой системы координат детали, где i=1...6
G40 - Отмена коррекции диаметра инструмента
G41 - Ввод коррекции радиуса режущей кромки - контур справа от инструмента
G42 - Ввод коррекции радиуса режущей кромки - контур слева от инструмента
G63 - Нарезание резьбы в центральном отверстии метчиком
G92 - Предельная частота вращения шпинделя (об/мин)
G94 - Подача резца задается в мм/мин
G95 - Подача резца задается в мм/об
G96 - Обработка деталей при постоянной скорости резания (подача резца задается в мм/об по умолчанию)
G97 - Обработка деталей при постоянной частоте вращения шпинделя, задается в об/мин
L100
START_: - Старт управляющей программы для станков с чпу
L140 - Задание углового положения патрона при фрезерной обработке
L235 - Токарная обработка
L237 - Фрезерная обработка
CYCLE95 - Типовой цикл обработки детали по замкнутому контуру
CYCLE97 - Типовой цикл нарезания резьбы токарным резцом
SETMS(1) - Переадресовка команд М3 и М5 (запуск и останов шпинделя) на приводы инструментов
SETMS(4) - Переадресовка команд М3 и М5 на привод шпинделя
М12 - Угловая фиксация шпинделя
М13 - Снятие угловой фиксации шпинделя
CR= - Величина радиуса дуги циркуляции
ANG= - Угловое положение отрезка перемещения к направлению Z+
RND= - Величина радиуса притупления острой кромки
CHR= - Величина симметричной фаски притупления острой кромки
D - Ячейка корректоров вылетов режущей кромки Wx и Wz в таблице параметров инструментов (Di для Ti)
С - Угловое смещение патрона при фрезерной обработке
P - Число вызовов подпрограмм
;... - Информация для оператора
Программирование режимов резания
Одной из важнейших особенностей программирования токарных операций на станках с ЧПУ токарной группы являются специфические методы кодирования скорости резания и подачи обрабатывающего инструмента в управляющей программе для станков с чпу. Основными параметрами расчета являются подача инструмента вглубь заготовки F, а также скорость перемещения обрабатываемой поверхности относительно рабочей вершины инструмента скорость резания V. Для фрезерной обработки скорость резания это окружная скорость цилиндрической поверхности инструмента; для токарной обработки это окружная скорость в текущей точке соприкосновения детали с рабочей вершиной резца.
Скорость резания, рассчитывается по формуле:
V=πDn/1000 (м/мин),
где D - диаметр резания, мм; n - частота вращения, об/мин.
В большинстве случаев фрезерной обработки скорость резания является постоянной при вращении инструмента с заданной частотой. При токарной обработке рабочая вершина резца может смещаться с одного вращающегося диаметра обрабатываемого контура на другой. В этом случае, если частота вращения n постоянна, то скорость резания - переменная величина. С целью обеспечения оптимальных режимов резания по всему контуру токарной обработки в станках с ЧПУ предусмотрен механизм обеспечения заданной постоянной скорости резания V. Подача инструмента F может быть определена в расчете мм/об или мм/мин.
Параметры обработки обычно вносятся в управляющую программу для станков с чпу непосредственно после вызова очередного инструмента. Приведем описание этих методов и соответствующих им подготовительных функций:
- G94 задает подачу инструмента F в мм/мин; постоянная частота вращения шпинделя задается символом S, об/мин. Метод характерен для фрезерной обработки (в обрабатывающих центрах он обычно применяется по умолчанию). При программировании токарных операций метод применяется, в частности, при сверлении в детали центральных отверстий;
- G95 задает подачу резца F в мм/об; постоянная частота вращения шпинделя задается символом S (об/мин). В этом случае скорость резания является переменной на различных диаметрах обрабатываемой поверхности и на отдельных участках может отличаться от расчетной. Метод, хотя и не является оптимальным, может применяться в некоторых случаях токарной обработки на станках с ЧПУ, в частности, при выполнении деталей, не обладающих достаточной жесткостью и динамической устойчивостью;
- G96 задает постоянную скорость резания; подача резца F, мм/об задается по умолчанию. Отметим, что, хотя в расчетных формулах скорость резания обозначается символом V, в управляющей программе, совместно с функцией, она обозначается S. Например, командный кадр G96_S120 задает скорость резания 120 м/мин. Такой метод задания режимов резания наиболее эффективен и применяется в большинстве случаев токарной обработки на станках с ЧПУ;
- очевидно, что при токарной обработке с постоянной скоростью резания (по функции G96) частота вращения шпинделя увеличивается при движении резца от периферии к центру. Это требует ввода в систему ЧПУ станка дополнительного параметра предельной частоты вращения шпинделя Smax, об/мин. Она устанавливается функцией G92, например: G92_S2000;
- G97 задает обработку деталей при постоянной частоте вращения шпинделя S, об/мин. Метод применяется, в частности, при выполнении резьб. Отметим, что любая из функций G94, G95 или G97 отменяет обработку с постоянной скоростью резания по функции G96.
