рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

ЛЕКЦИЯ 11

ЛЕКЦИЯ 11 - раздел Науковедение, Конспект лекций по дисциплине САПР Числовое Программное Управление Для Проектирования И Производства Бе...

Числовое программное управление

Для проектирования и производства без вмешательства человека необходима компьютеризация технологической подготовки. Компьютер должен осуществлять выбор станков для производства деталей, выбор оптимальной последовательности операций на этих станках, оценку времени на настройку и изготовление, планирование производства и определение требований к оборудованию и исходным материалам. Однако одной автоматизированной технологической подготовки недостаточно для автоматизации производства, если компьютер не сможет управлять самими станками без участия человека. Это реализуется добавлением числового программного управления к обычным станочным системам.

Числовым программным управлением называют использование закодированной в числовом виде информации при автоматическом управлении позиционированием оборудования. Пошаговая программа изготовления детали сохраняется в памяти компьютера. Эта программа считывается системой управления станка, в результате чего деталь изготавливается автоматически без участия человека. Числовое управление может использоваться для задания положения резца или движения детали относительно вращающегося диска, а также для замены резцов.

Числовые данные, необходимые для изготовления детали, предоставляются станку в форме программы, называемой программой обработки деталей. Эта программа представляет собой набор операторов, которые могут интерпретироваться управляющей системой станка и преобразовываться в сигналы, перемещающие шпиндели и приводы. Программа содержит геометрическую информацию о детали и данные о перемещении резца по отношению к заготовке. В программе также указываются скорость резания, скорость подачи и дополнительные параметры, такие как состояние системы охлаждения и направление шпинделя. Готовая программа должна давать результат, отвечающий допускам и требованиям к шероховатости поверхностей.

При работе с типичными станками с ЧПУ, программа обработки деталей подготавливается программистами и вводится в контроллер станка.

 

Аппаратная конфигурация станка с ЧПУ

Типичная станочная система с числовым программным управлением состоит из блока управленияи собственно станка. БУ, выполняющий функции «мозга» станочной системы, считывает программу обработки деталей и управляет работой станка. Эти операции выполняются двумя отдельными модулями БУ: модулем обработки данных (МОД)и замкнутой системой автоматического регулирования (САР).Модуль МОД считывает программу обработки де­тали с ленты или иного носителя, декодирует операторы, обрабатывает декодированную информацию и передает в модуль МОД сведения о положении по каждой из Осей станка, направлении движения, подаче и дополнительных управляющих сигналах. Ось,или степень свободыстанка, определяется как направление относительного движения режущего инструмента и заготовки. Осей у станка может быть несколько. Модуль САР принимает данные от МОД и преобразует их в управляющие сигналы. Он управляет приводными механизмами станка, принимает сигналы обратной связи, несущие информацию о реальном положении и скорости по каждой из осей, а также требует от МОД считать следующие инструкции из программы обработки детали, когда выполнение очеред­ной операции завершается.

 

Типы систем ЧПУ

Контроллеры ЧПУ делятся на две основные категории: системы позиционного регулированияи устройства контурного управления.

Контроллер СПР используется в том случае, когда траектория движения инструмента относительно детали не имеет значения, например, если инструмент не касается детали при перемещении от одной точки к другой. Чаще всего такая ситуация имеет место при сверлении, пробивании, нарезке резьбы и установке компонентов на печатной плате. Позиционное регулирование реализуется достаточно просто, а потому станок с таким контроллером стоит недорого. Он может выполнять и простые фрезеровальные операции, если снабдить его механизмом контроля скорости подачи при перемещении от одной точки к другой. Такой станок можно использовать для фрезерования пазов.

Устройство контурного управления используется в тех случаях, когда важна траектория движения инструмента относительно детали: на фрезеровальных и токарных станках, газовых резаках, сварочных установках и шлифовальных станках. В таких устройствах требуется одновременное управление по двум и более осям, причем скорость по каждой оси может задаваться независимо. Таким образом, контроллер ЧПУ может обеспечивать, например, движение по окружности при задании центра, радиуса и конечных точек дуги.

 

Системы координат

Относительное перемещение инструмента и заготовки осуществляется посредством направляющих станка. Три основные оси перемещения называются осями х, уи z и образуют правую систему координат. Положительные направления осей обычно определяются производителем станка. По общему соглашению положительное направление оси z соответствует удалению инструмента от заготовки.

Ось z. На станках, подобных токарному, где деталь вращается во время ее обработки, ось z направляется параллельно шпинделю, а движение вдоль этой оси в положительном направлении удаляет инструмент от заготовки. Если же вращается не деталь, а инструмент, как на фрезероваль­ном, сверлильном и расточном станках, ось z выбирается параллельной оси инструмента. Как и у станков с вращающейся заготовкой, движение вдоль оси z в положительном направлении удаляет инструмент от заготовки. В прочих станках, к которым относятся прессы, строгаль­ный и стригальный станки, ось z направляется перпендикулярно набору ин­струментов.

Ось х. В станках с вращающейся деталью за ось хпринимается направление перемещения инструмента (резца), а движение вдоль этой оси в положитель­ном направлении удаляет инструмент от заготовки. На вертикаль­ных фрезеровальном и сверлильном станках положительное направление оси хсоответствует направлению правой руки оператора, стоящего лицом к стан­ку. На горизонтальном фрезеровальном станке ось хнаправляется параллельно столу.

Ось у. Направление оси увыбирается исходя из направлений осей хи z в со­ответствии с правилом правой руки. (z – средний вверх, большой палец – х, указательный – у. Вращение против часовой стрелки от х к у).

По общему соглашению станки классифицируются в соответствии с количеством координат, необходимых для задания положения и ориентации резца. Например, фрезеровальный станок может иметь 2, 3 или 5 осей в соответствии с тем, сколько координат могут одновременно задаваться контроллером. Другими словами, если контроллер может одновременно перемещать резец лишь по двум осям, станок называется двухосевым, или имеющим две степени свободы. В этом случае инструмент может независимо перемещаться вдоль третьей оси. Если у станка имеется три степени свободы, инструмент может перемещаться по произвольной кривой в трехмерном пространстве, но не может изменять ориентацию. Если же требуется изменение ориентации резца одновременно с перемещением его в пространстве, станок должен иметь большее количество степеней свободы. В продаже встречаются станки, имеющие до девяти степеней свободы.

 

Синтаксис программы обработки

Контроллер считывает инструкции в виде последовательности блоков, содержащих команды на установку параметров, скоростей по осям, а также на выполнение иных операций. Блоком называется строка слов программы обработки. Каждая команда обозначается буквой, за которой следует определенное число. Принято использовать следующие идентификаторы команд (коды).

Последовательный номер (N). Последовательный номер используется для обозначения блоков программы и позволяет быстро находить нужные команды.

Предварительная команда (G). Предварительные команды готовят блок управления станком к какой-либо операции, обычно связанной с перемещением резца.

Координаты (X, У, Z, Аи В).В этих буквах передаются сведения о положении резца и его ориентации. Если число степеней свободы превышает три, используются дополнительные буквы, например А и В. Значения координат выражаются целыми числами. Единица измерения называется базовой единицей длины. Необходимое количество шагов по какой-либо оси определяется делением реального расстояния на величину БЕД. Например, чтобы переместиться на 0,5 дюйма в положительном направлении оси ув системе, где БЕД=0,001 дюйма, нужно сделать 500 шагов. В программе это может быть записано следующим выражением: Y + 500. В современных системах достаточно просто написать Y0.5, не заботясь ни о каких базовых единицах.

 

Составление программ вручную

Составление программы вручную подразумевает, что программист без всякой помощи со стороны компьютера записывает блоки программы на рукописном бланке. Затем с помощью флексорайтера (Flexowriter) из этого бланка одновременно получают набранный текст и перфоленту. Каждая строка рукописного бланка эквивалентна блоку перфоленты и заканчивается символом конца блока.

Сложность программирования вручную заключается в том, что программа описывает траекторию движения инструмента, а не геометрию детали. В контурном регулировании это означает, что координаты задают положение центра резца, а не положение точек реального контура детали. Программист может воспользоваться функцией коррекции на режущий инструмент,что позволит ему не вычислять координаты положения центра резца. Однако ему все равно придется добавить дополнительные точки, соединяющие расчетные траектории.

 

Автоматизированное составление программ

Одной из альтернатив составлению программ обработки вручную является использование языков программирования высокого уровня вместо кодов, неудобных для запоминания. Языки высокого уровня основаны на обычных англоязычных командах и удобных математических символах. Они могут интерпретироваться персональными компьютерами. Программист, работающий с таким языком, должен решать две задачи. Во-первых, он должен определить геометрию детали в терминах базовых геометрических элементов, таких как точки, линии, окружности и т. п. Во-вторых, он должен составить программу обработки детали по этим элементам. Отступ автоматически вычисляется самой системой.

1 Программист определяет геометрию детали, общую траекторию движения резца, скорости подачи и вращения, а также параметры режущего инструмента.

2. Программист кодирует геометрию детали, траекторию движения резца и общие инструкции станку на языке программирования. Получающийся в результате код называется исходным.Одним из наиболее популярных языков высокого уровня является язык APT (Automatically Programmed Tools).

3. Исходный код компилируется в машинно-независимый список элементарных перемещений режущего инструмента и вспомогательных сведений об управлении станком. Этот список называется файлом координат резца (cutter location — CL data file). CL-файл имеет двоичный формат, но чаще всего сопровождается эквивалентной текстовой версией. В этом файле содержатся сведения о перемещениях режущего инструмента, вперемешку с которыми располагаются команды управления шпинделем, охлаждением, подачей и т. п. Формат CL-файла определен Международной организацией по стандартизации (International Organization for Standardization — ISO).

4.CL-файл обрабатывается постпроцессором, в результате чего получаются команды, предназначенные для управления конкретным станком. Они имеют тот же формат, что и блоки ЧПУ, которые записывались на перфоленту, когда программы составлялись вручную.

Хотя автоматизированный подход к составлению программ обработки деталей все еще используется на производстве, кодирование геометрии детали и траектории движения образца на языке высокого уровня в настоящее время постепенно заменяется генерацией CL-файла непосредственно по модели CAD.


– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Конспект лекций по дисциплине САПР

Национальный горный университет.. каф Горной механики..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ЛЕКЦИЯ 11

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Цели создания САПР
Цель автоматизации — повысить качество проектирования, снизить матери­альные затраты на него, сократить сроки проектирования и ликвидировать рост числа инженерно-технических работников, занятых про

САПР, используемые в мире сегодня
Все существующие САПР делятся на две большие группы: специализированные и универсальные. Cпециализированные САПР Они могут использоваться как автономно, та

Состав САПР
По назначению подсистемы САПР разделяют на два вида: проектирующие и обслуживающие. К проектирующим относятся подсистемы, выполняющие проектные процеду­ры и операции,

Общесистемные принципы САПР
При создании и развитии САПР рекомендуется применять следующие общесистемные принципы: · принцип включения; · принцип системного единства; · принцип развития; ·

Виды обеспечения САПР
Математическое обеспечение (МО) автоматизированного проектирования (АП) - это совокупность математических методов, математических моделей и алгоритмов проектирования, необходимых для выполне

ЛЕКЦИЯ 2
ПрименениеCAD, САМ и CAE в разработке и производстве продукта CAD-системы (сomputer-aided design компьютерная поддержка проектиров

Шкаф с полками
Предположим, что в технических требованиях для разработчика указано, что шкаф должен иметь четыре полки. На этапе создания концепт

Представление графической информации в ЭВМ
Любой цвет может быть представлен точкой в 3-хмерном пространстве, причем координаты должны быть линейно-независимы. Цвет может быть излучаем и отраженным, соответственно модели бывают на основе сл

Растровые графические устройства
Растровые графические устройства появились в середине 70-х гг. XX в. в резуль­тате широкого распространения телевизионных технологий. С тех пор они стали основным видом графических устройств благод

Векторные графические устройства
Векторные графические устройства появились в середине 60-х гг. XX в. Основные недостатки устройств векторной графики - мерцание изображения (из-за необходимости частого пересохранения) и в

ЛЕКЦИЯ 4
Основные виды информации в САПР Основные требования к информационному обеспечению САПР: 1. Наличие необходимой информации для обеспечения как автоматизированных, так и ручных проц

Автоматизированные информационные системы САПР
В настоящее время различают два вида автоматизированных информационных систем САПР — банки данных и информационно-поисковые системы (ИПС). Эти системы различаются видом хранимой и обр

Расчет напряженно-деформированного состояния конструкции методом конечных элементов в программном комплексе.
При проектировании конструкций перед инженером стоит задача нахождения распределения напряжений или поля напряже­ний. Практически все используемые в настоящее время средства решения этой задачи опи

Терминология, обозначения, определения
В системе ИСПА используется ряд понятий, терминов и обо­значений, которые мы считаем нужным конкретизировать или определить. УЗЛЫ — это точки, используемые для описания геометрии ма

Этапы практической реализации МКЭ
1. Создание модели конструкции. 2. Создание геометрической модели специально для МКЭ.

ЛЕКЦИЯ 7
Системы автоматизированной разработки чертежей Работа с системой автоматизированной разработки чертежей аналогична использованию текстового процессора. Единственное отличие в том, что на в

Сетка и привязка
В черчении на бумаге широко используются вспомогательные линии, которые строятся заранее. Они облегчают построение линий чертежа и делают их более точными. Линии сетки в системах автоматизированной

Простановка размеров
Возможность простановки размеров считается одной из наиболее привлекательных особенностей систем автоматизированной разработки чертежей. Вручную проставить размеры с той же быстротой просто невозмо

Копирование
Функция копирования работает точно так же, как операции «Вырезать» и «Вставить» в текстовом процессоре. Набор графических элементов может быть выделен, сохранен в буфере и вставлен в любое место то

Основные технико-экономические параметры
Целью технологического проектирования является разработка объектов (ТП, операций, управляющих программ для станков с ЧПУ), оптимальных для заданных условий их применения. Отбор более предп

Технологические критерии развития
Технологические критерии развития характеризуют возможность экономии живого труда при изготовлении и подготовке к эксплуатации машин. Критерий трудоемкости изготовления машины находят как

Определение единственного решения
Определение единственного решения – заключительный этап процедуры выбора. Для решения задачи нужна дополнительная информация. Дополнительная информация может быть подготовлена группой экспертов, ко

Заметание
Функция заметания формирует объемное тело трансляцией или вращением замкнутой плоской фигуры (рис. 2). Если плоская фигура будет незамкнутой, в результате заметания получится не объемное тело, пове

Системы моделирования устройств
Системы геометрического моделирования (каркасные, поверхностные и твердотельные) всегда использовались главным образом для разработки и моделирования отдельных деталей, а не устройств, состоящих из

Базовые функции моделирования агрегатов
Системы моделирования агрегатов предоставляют логическую структуру для группировки и организации деталей в устройства и узлы. Структура позволяет конструктору идентифицировать отдельные детали, сле

Возможности совместного проектирования
Системы моделирования агрегатов практически незаменимы для групп, занимающихся разработкой продуктов, состоящих из множества частей. Эти системы обладают возможностями для эффективного управления о

Использование моделей агрегатов
Модели, создаваемые в системах моделирования агрегатов, могут использоваться для эффективной разработки продукта. Большинство систем моделирования агрегатов дают пользователям возможность измерять

Упрощение агрегатов
Большинство систем геометрического моделирования со стандартными возможностями моделирования агрегатов легко справляются с устройствами, состоящими из сотен деталей. Затруднения возникают при обраб

Быстрое прототипирование и изготовление
Еще один способ использования геометрической модели в производстве — это быстрое прототипирование. Существуют разные процессы быстрого прототипирования, но все их объединяет то, что прототип изгота

Стереолитография
Процесс изготовления детали протекает следующим образом: 1. Фоточувствительный полимер, затвердевающий на свету, поддерживается в жидком состоянии. 2. На толщину одного слоя ниже

Отверждение на твердом основании
В процессе отверждения на твердом основании каждый слои отверждается путем экспонирования ультрафиолетовой лампой, а не сканирования лазерным лучом. Таким образом, все точки слоя затвердевают од­но

Избирательное лазерное спекание
Процесс изготовления детали путем избирательного лазерного спекания протекает следующим образом. 1. Цилиндрическая заготовка помещается па высоте, необходимой для того, чтобы на нее можно

Трехмерная печать
Процесс трехмерной печати был назван так из-за своей схожести с печатью на струйном принтере. В трехмерной печати вместо чернил используется жидкое связующее вещество. Процесс трехмерной печати про

Ламинирование
В процессе ламинирования деталь изготавливается путем ламинирования и лазерной резки материалов, поступающих в листовом виде. Слипание листов происходит за счет наличия термоадгезивного покрытия. П

Прототипы для функциональной оценки
Когда проект готов, конструктор должен удостовериться, что он обеспечивает выполнение всех функций, которые изначально предполагались. Простая функциональная оценка может включать проверку практичн

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги