Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 1

Гжиров р.и. серебреницкий п.п. программирование обработки на станках с чпу djvu

Распределение обязанностей

Учитывая тот факт, что сегодня программируемые станки – сложные электромеханические приборы, согласованное обслуживание осуществляют два человека: наладчик агрегата (ему вверены сложные операции, связанные с наладкой и переналадкой устройства), а оператору надлежит следить за ходом процесса и обслуживать станок.

Наладчик, выполняя свои обязанности, занимается:

  • подбором инструментов, проверкой их заточки; введением предусмотренных технологической картой размеров;
  • установкой инструментов; проверкой, насколько надежны крепления, лентопротяжный механизм и вся система при работе в режиме холостого хода;
  • введением перфолент, анализом правильности программ;
  • закреплением в патроне заготовок, пуском режима «По программе».

Обработав заготовку и измерив сделанную деталь, наладчик вносит поправки, и таким же образом обрабатывается еще одна заготовка. Если расхождений по размерам нет, вводится режим «Автомат» и затем свои функции исполняет оператор. Он выполняет:

  • замену масла и смазки в патронах;
  • наладку пневматических и гидравлических узлов оборудования и точных параметров;
  • очищение места, оставляющего рабочую зону;
  • тестирование на предмет работоспособности.

Он также должен убедиться, что выполняется подача смазочной жидкости в гидросистему и другие узлы.

О востребованности специальности

В современном производстве важнейшей его частью считается фрезерная обработка металлов, которая часто занимает первое место в разных промышленных областях, таких как:

  • приборостроение;
  • машиностроение;
  • строительство.

Во всех этих отраслях одной из наиболее востребованных специальностей является оператор фрезерного станка с ЧПУ, потребность в которых постоянно растет, особенно в отрасли металлообработки.

Эта рабочая специальность входит в производственную базу предприятий, занимающихся изготовлением деталей из жаропрочной и нержавеющей стали. Такие предприятия имеют свои современные устройства с ЧПУ, такие как фрезерные или токарные станки. Для работы на этих современных станках требуются специалисты, которые могут не просто так нажимать различные кнопки, а люди, имеющие четкие знания и представления о технологических процессах, применяемых в них инструментах.

Внимание. Обобщим все обязанности, которых должен придерживаться оператор, обслуживающий устройства с ЧПУ:

  • наладка и подготовка станка к работе;
  • настройка необходимых программ;
  • переналаживать устройство на выполнение требуемых операций;
  • установка и смена режущих инструментов;
  • установка деталей для последующей обработки;
  • наблюдение и контроль работы устройства.

В современных станках выполняемые ими операции все время усложняются, поэтому обслуживающий их оператор обязан владеть самыми разными знаниями:

  • по методам и способам обработки металла;
  • об особенностях работы фрезерных станков;
  • по технике безопасности и эксплуатации оборудования;
  • всех правил измерительных работ;
  • о стандартизированных допусках и оптимальному отклонению в размерах деталей.

Устройства с ЧПУ являются оборудованием со встроенным компьютером и потому так важно, чтобы оператор станка был не просто пользователем ПК, но мог разбираться в программном обеспечении. Его ответственное отношение к профессиональным обязанностям, регулярное отслеживание новых способов и методов технологической обработки деталей на устройствах с ЧПУ повысит существенно производительность таких станков

Особенности параметрического программирования

Производители систем управления используют параметрическое программирование в качестве расширения G-кода. Его можно сравнить с компьютерными языками программирования, такими, как Basic, но он может быть доступен на уровне G-функций (кодов). В отличие от ЧПУ-программирования, в параметрическом программировании расширяются возможности, сравнимые с объектно ориентированными. Используя его системах управления ЧПУ, становится возможным вариантность вычисления, применение логических операторов, работа с проходами инструмента, движениями манипуляторов. Возможность организации циклов, выбор по условию, переход, работа с подпрограммами. Добавляются элементы, осуществляющие полный контроль над ЧПУ, — доступ к системным переменным и ячейкам программы электроавтоматики, возможность создавать свои собственные G-коды и функции, которые наиболее полно реализуют управление всех компонентов станка. Возможен доступ к параметрам ЧПУ, хранящим информацию об инструменте, положении рабочих органов, манипуляторов, системы координат, значений G-кода управляющей программы и ошибок. С помощью параметрического программирования можно разрабатывать диалоговые управляющие программы. Подобно компьютерным языкам программирования, в параметрическом программировании их существует несколько версий: Custom Macro, User Task (Okuma), Q Routine (Sodick), Advanced Programming Language (APL G& L). Например, язык макропрограммирования FMS-3000 из подмножества языка Basic дает возможность организовать дополнительные информационные окна, систему слежения за параметрами, режимы контроля и протоколирования процессов обработки. Такие программы выполняются в фоновом режиме и в свободное от всех других задач время, при большой загрузке могут временно приостанавливать свою работу. Используя такие возможности, имеешь один из эффективных способов управления станком, роботом, системой ЧПУ.

Путь становления программиста

Инженеры, прошедшие обучение с профилем металлообработка, способны на основе своей квалификации и техзаданий заказчика, приготовить базу для создания УП. Но если у них есть задатки и навыки программирования, это будет универсальный специалист – технолог-программист ЧПУ. Таковые – на вес золота.

Именно поэтому многие инженеры-программисты имеют желание пройти обучение и по профессии технолога, чтобы расширить свою квалификацию. Или, наоборот, технолог осваивает азы новой профессии, в стремлении стать программистом.

И хорошо, когда в приобретении специалистом второй смежной профессии весьма заинтересована администрация предприятия и готова содействовать этому. Например, оплатить все затраты на его обучение.

Но, увы, желание получить дополнительную квалификацию не всегда находит отклик у руководства. Зачем им обучать, тратя на это средства, если можно принять на работу уже готового специалиста. Поэтому многие россияне принимают решение: научиться программированию самостоятельно.

Особенности

Программы классифицируются по методу подготовки и ввода программы управления. Данный фактор позволяет разделить системы числового программного управления на две группы:

  • оперативные системы;
  • разработанные заранее системы.

К первой группе относятся программы, создание которых осуществляется непосредственно на самом станке при обработке первой заготовки. Программа редактируется, после чего на ее основе выполняется серийное производство.

Вторая группа включает программы, создание которых выполняется отдельно от станочных приборов. Они заготовляются заранее, после чего с их помощью выполняется обработка заготовок. Для использования такого варианта применяются специальные приложения.

В основе работы токарных станков с ЧПУ лежит программируемый контроллер. Данная технология представляет собой отдельный агрегат, куда вносится программа. Конструкция контроллера снабжена процессорным блоком. Он анализирует информацию, проводит вычисления, после чего перенаправляет задачи станкам. Особенность контроллера заключается в проведении автоматической проверки на ошибки. Для того чтобы научиться пользоваться блоком, создано специальное методологическое пособие. Этот прибор способен запустить и учебный станок.

Чтобы хранить программы оборудование обеспечено собственной памятью. Допускается использование различных типов памяти в зависимости от используемой модели токарного станка. При помощи учебного пособия можно узнать, что основными типами для хранения программы являются:

  • электрический перепрограммируемый;
  • оперативный общедоступный;
  • стираемый при помощи ультрафиолетового излучения.

Токарный станок с ЧПУ наиболее популярен в мелко- и среднесерийном производстве. В отличие от стандартных приборов он обладают целым комплексом преимуществ. Наиболее важными из них являются:

  • высокая производительность;
  • отсутствие необходимости в большом персонале;
  • универсальность;
  • высокая точность обработки заготовок;
  • экономичность, связанная со снижением затрат на создание проектов и их реализацию.

Программа автоматически регулирует частоту, глубину и скорость, с которой рабочий инструмент выполняет обработку. С ее помощью можно в автономном режиме управлять переходами, командами, заменой заготовок. При необходимости доступна быстрая настройка параметров.

Системы ЧПУ для станков

По мере совершенствования электронных и вычислительных устройств, в новом поколении станков появились управляющие модули на микропроцессорной основе с микроконтроллерами, способные гибко управлять процессами обработки материалов.

Системы управления классифицируются по нескольким признакам:

  1. Способами управления (позиционные, контурные, универсальные).
  2. Подходами к позиционированию (абсолютный и относительный отсчет).
  3. Типом обратной связи (открытая и закрытая, самонастраивающаяся).
  4. Техническим уровнем, различаются системы 1-го, 2-го и 3-го поколений.
  5. Числом осей координат (от 2 до 5).
  6. Способом подготовки и ввода УП.

Эксплуатируя оборудование с ЧПУ, используют системные (служебные) и управляющие (внешние) программы. Было время, когда компании применяли специально разработанные ними команды при программировании станков. Для того, чтобы была обеспечена совместимость оборудования разных брендов, был создан G-код – унифицированный язык программ. Среди признанных в мире систем ЧПУ –  SINUMERIK, HEIDENHAIN, FANUC и FAGOR.

Программа

Управляющая программа состоит из слов. Слова вводятся латинскими буквами и цифрами. Число может быть двух- или трехзначным. В словах также допускается употребление математических символов. Каждый символ обозначает определенную величину. Подробнее о системе знаков и цифр можно узнать при помощи методических пособий.

Одно или несколько слов объединяются в кадр. Совокупность слов в кадре представляют собой одну команду. Кадр может включать в себя несколько команд. Руководствуясь учебной программой, можно выучить основные команды. В кадре имеется информация геометрического, технологического и вспомогательного типа. При помощи данной информации создается рабочее действие. Числовое программное управление считывает кадры, перевоплощая рабочее действие в обработку заготовки.

Текст, который будет использован управляющей системой, включает в себя несколько кадров. В ходе обработки выполняется пошаговое считывание кадров. Они не могут считываться одновременно – только друг за другом. Если управляющая программа состоит из произвольных слов, они попросту не будут считаны. Данная мера предусмотрена для того, чтобы снизить риск неправильного процесса обработки. Ручное программирование осуществляется по международным стандартам. Таким образом, программные компоненты можно использовать независимо от страны и модели станочного оборудования.

В учебном пособии указано, что в начале кадра следует слово, которое обозначает его номер. Эта система позволяет выстроить последовательность, в которой будут считываться кадры. Также в кадре имеется слово, обозначающее его окончание. Оно дает разрешение на переход к следующему кадру.

Ручное программирование является одним из самых старых вариантов. Он требует больших усилий и затрат по времени. Несмотря на создание новых более современных методов, этот способ все еще используется для различных задач, включая корректирование программы.

Использование САМ-систем является самым новым вариантом. С его помощью больше не нужно осуществлять математические вычисления ручным способом, или использовать сложное руководство. Воспользовавшись САМ-системами можно создать один общий язык для разных ЧПУ-приборов.

Разнообразие форм обучения

Чтобы стать программистом, можно пойти и другим путем – обучению готовы послужить создатели «LAUFER CNC» – дистанционных курсов. Для этого нужен планшетный компьютер, нетбук, смартфон или телефон (мобильный интернет от 1 мб/сек), при помощи которого будет возможность участвовать в занятиях группы, проводимых преподавателем в режиме онлайн.

За полгода обучения, прослушавшие на вебинарах программу по полному курсу, изучат 8 предметов, будут выполнять домашние задания и интерактивные упражнения, напишут ряд контрольных работ по созданию УП. Их также научат строить чертежи в САПР. Предстоит им пройти тест в спецсервисе.

Тот, кто выберет форму самостоятельного обучения (тренинг), сможет стартовать в любой момент, не ожидания формирования группы. Возможен и вариант индивидуальных занятий с преподавателем (дистанционно) во время, устраивающее обоих. Темы занятий и их длительность обсуждаются предварительно.

А как с учебой в режиме онлайн?

Сегодня и это вполне реально. Готовы обучать работе чпу станка некоторые интернет-ресурсы. В частности, стали весьма популярными удаленные курсы в Skype онлайн. И, в общем-то, это неплохо:

прослушать грамотное изложение теоретических основ;
увидеть, как эта техника работает;
обратить внимание преподавателей на определенные нюансы.

Но пока человек сам не подойдет к станку, не пощупает все своими руками и не попробует выполнить все рекомендуемые операции, – трудно считать, что он чему-то научился.

Что хорошо на подобных курсах, так это многоразовые упражнения по написанию УП (управляющих программ); приобретение навыков создания векторных изображений и пользование возможностями ArtCam, StreameLine, Мach 3 и других программ.

Неплохо было бы просмотреть видео (их в интернет-сети создано немало), где теоретически научат обслуживанию и наладке таких станков. И затем приобрести комплекс необходимых практических навыков.

«Высший пилотаж» для специалиста

Иногда перед инженером технологом-программистом стоят очень сложные задачи: выполнять работы высокой квалификации, уметь разбираться в чертежах, знать в совершенстве токарно-фрезерную, фрезерную обработку на станках с ЧПУ. Имея высшее образование (специальность – обработка материалов, а ведущий профиль – машиностроение).

Специалист такого уровня обязан досконально знать cad/cam; систему, которая предназначена для того, чтобы автоматизировать процесс проектирования (САПР); а также ей подобную версию NX (Unigraphics). Эта система, которая построена на лучших технологиях, в России широко применяется в различных промышленных сферах. Она предназначена для обработки заготовок станками любого уровня сложности.

Еще одно требование к специалисту такой квалификации – иметь опыт работы (свыше 3 лет) на пятикоординатных обрабатывающих центрах. Благодаря им можно выполнять обработку одновременно в пяти координатах. Именно поэтому станки приобретают многие предприятия машиностроительной отрасли, аэрокосмическая – не исключение.

Высокая точность и скорость резания обеспечивается за счет системы двойного привода по оси Y. Большим плюсом является наличие наклонно-поворотного стола и 60-ти инструментальных позиций.

Круг умений специалиста

Каждый работодатель желает принять в штат готового специалиста, который многое знает и умеет. Поэтому, от инженера-программиста станков с ЧПУ ожидают выполнения типичного функционала:

  • разработки и внедрения УП для станков;
  • создания 3D моделей по чертежам для их производства;
  • обеспечения работоспособности оборудования с ЧПУ;
  • плодотворного обучения на программируемых станках;
  • систематизации техдокументации и архивизации;
  • умения подбирать оборудование.

Приходится слышать такие фразы, формирующие уровень притязания: «Есть такая специальность ЧПУ (CNC – в английской аббревиатуре), где совсем ничего не надо делать – станок работает сам! Вот бы пройти обучение!» С одной стороны, ни за что никто платить не будет. А с другой, – в этом есть и доля правды. Когда инженер ЧПУ написал правильную программу, грамотно настроил станок, то его присутствие у станка – необязательно. Он действительно четко работает самостоятельно, но добиться такого положения дел сможет специалист, имеющий комплекс знаний и умений. Именно поэтому программист-наладчик с опытом востребован во всех странах.

Пример программы

В качестве примера макропрограммы можно написать подпрограмму функцию G200 для системы управления FMS-3000 и использовать эту G-функцию в качестве отскока и перехода инструмента между проходами, как в случае перехода сверла от одной координате к другой.Свойства функции:
1. Начальные условия.
2. Отскок на W (в случае простого отскока) или выход в точку смены инструмента, и следуем далее.
3. Выбор инструмента взятие корректора на длину.
4. Выбор G54 G55 G56 G57 G58 G59.
5. Определяем угол поворота детали A
6. Выбор M3 M13 M4 M14.
7. Выбор числа оборотов S.
8. Выход инструмента на позицию по X Y (с коррекцией H).

a=(_a+getparameter(65)) определяем параметр A (угол поворота) как сумму глобальной переменной (заданной постоянно, угол поворота) и локальной (возвращенной из функции, угол поворота)
g=getparameter(71) определяем параметр (выбор точки G54 G55 G56 G57 G58 G59) G как переменную (возвращенной из функции)
m=getparameter(77) определяем параметр (дополнительные функции) M как переменную (возвращенной из функции)
s=getparameter(83) определяем параметр (число оборотов) S как переменную (возвращенной из функции)
t=getparameter(84) определяем параметр (номер инструмента) T как переменную (возвращенной из функции)
x=getparameter(88) определяем параметр (координату) X как переменную (возвращенной из функции)
y=getparameter(89) определяем параметр (координату) Y как переменную (возвращенной из функции)
w=getparameter(87) определяем параметр (величина отскока) W как переменную (возвращенной из функции)
tt=getdatacadr(134) переменной tt возвращаем значение предшествующего (предыдущего номера инструмента)

В отличие от Custom Macro (система управления Fanuc), параметры функции в FMS-3000 необходимо определить в начале подпрограммы.

_t=t для организации работы последующих функций текущий инструмент T, определяем, как глобальную переменную
hh=t+100 задаем номер корректора на длину инструмента

Выражение hh=t+100 представляет собой таблицу корректоров от 1 до 200. Все корректоры мы разделили на две части от 1..100 корректора на диаметр инструмента, от 101..201 на длину инструмента. Инструменту T1 соответствует номер корректора на диаметр 1 и номер корректора на длину 101. Инструменту T2, номер 2 и номер 102 и т. д.

if paramactive(71)=0 then g=_g если в функции G54 G55 G56 G57 G58 G59 не задан, выбор точки будет определён из глобальной переменной

Если в функции G200 параметр G не задать, точка будет взята по умолчанию из глобальной переменной из функции G201.

G37X0Y0A0 отменяем заданный ранее угол поворота
if paramactive(87)=0 then goto 500 если параметр W (отскок) не задан, выходим в точку смены инструмента, переход на метку 500
N100G1F2000G17G40G80G91Zw если параметр W (отскок) не задан, выходим в точку смены инструмента, переход на метку 500
G32M1 технологический стоп
G90GgG37X0Y0Aa задаем угол поворота
goto 600 если функция задана как простой отскок (без смены инструмента), переходим на метку 600.

Отскок в точку смены инструмента.

N500M9 выкл. охлаждение
G53G1F2000G90G40G49G80Z0 выход в точку смены инструмента
M5 выкл. обороты

Функции смены инструмента на каждом станке имеют свои особенности в зависимости от количества инструмента в магазине. Например, когда инструмента много, иногда применяются алгоритмы, расставляющие инструмент в произвольном порядке, чтобы не привязывать инструмент к определённым ячейкам и сократить время замены. Большое значение имеет конструкция механики смены инструмента, различного рода манипуляторы, ползуны и т. д.

rem S100 переключаем диапазон скоростей для ручной смены инструмента
N502G32M0 технологический стоп
hh1=getsystemdata (1000+hh) читаем значение корректора на длину
G1G91G43HhhZ-hh1F2000 отрабатываем корректор
G90GgG37X0Y0Aa корректор взят, отрабатываем угол поворота
if paramactive(83)=0 then goto 600 если параметр S (обороты) не задан, пропускаем кадры и переходим на метку 600
if paramactive(77)><0 then m= по умолчанию вспомогательная функция M будет M3
N520MmSs задаем дополнительные функции M и S
Tt выбираем номер инструмента
N600if paramactive(88)=0 then goto 9999 если хоть одна из координат XY позиции не задана, в позицию не выходим, пропускаем кадры и переходим на 9999
if paramactive(89)=0 then goto 9999 если хоть одна из координат XY позиции не задана, в позицию не выходим, пропускаем кадры и переходим на 9999
G1F2000G1X(x+1)Y(y+1) выходим в предпозицию, даем натяг по XY 1mm
F100G9XxYy точный выход в позицию XY с проверкой
N9999G1F2000 задаем начальные условия для контура
Текст ячейки Текст ячейки
G32 тормозим просчет программы
M99 конец функции, возврат в программу

Дополнительные особенности

Как показывает практика, работа оператором современных станков с чпу отличается от всех остальных тем, что оборудование имеет повышенную степень автоматизации. Специалист, который ведет обслуживание техники с числовым программным управлением, указывается в трудовой книжке не просто фрезеровщиком или токарем, а полноценным оператором-наладчиком. В иерархии это более престижная профессия.

Принцип работы станка с ЧПУ заключается в создании металлических деталей согласно заранее продуманному алгоритму действий, представленному в виде отдельной программы. В большинстве случаев в обязанности работника входит выставление программы, корректирование при необходимости, а также оперативное выполнение действий при возникновении тревожных сигналов.

Особенностью вакансии является обязательное наличие разряда. Именно он влияет на то, какие работы компания может доверить специалисту. Согласно общеустановленной практике, чем выше разряд, тем более сложными будут действия. Соответственно, повышение сложности всегда провоцирует увеличение уровня оплаты труда.

Может показаться, что такого рода работа является массовой, и здесь требуется обязательное владение определенным набором навыков. С другой стороны, для успешной работы на станках с ЧПУ всегда требуется качественная инженерная подготовка. Сотруднику рано или поздно придется идентифицировать чертежи, понимать, что от него требуется. В некоторых случаях придется составлять расчеты и вычисления, дорабатывать предложенные заказчиком чертежи с учетом его потребностей.

Профессия не обходится без использования языков программирования. Чтобы проверить готовое изделие, надо уметь пользоваться измерительным оборудованием и ориентироваться в метрологии.

Предназначение

Программы для станков с ЧПУ изготовляются специальными организациями, после чего поступают в продажу, или же могут быть созданы самостоятельно под индивидуальные параметры. Второй способ более сложный, и подойдет только тем, кто имеет опыт работы с современным станочным оборудованием. Поэтому перед тем, как получить доступ к работе, сотрудник должен изучить учебные станки с ЧПУ. Для подготовки персонала используются учебные токарные станки с ЧПУ. Допуск операторов без обучения не производится.

Программа представлена в виде дискретного источника информации, обработка которой осуществляется цифровым способом. Основная управляющая функция лежит на логическом контроллере.

Учебное пособие сообщает, что системы ЧПУ бывают нескольких типов:

  • позиционного;
  • контурного;
  • универсального.

Для использования первого типа достаточно задать точки координат рабочего инструмента, после чего запустить станок с ЧПУ. Второй тип требует задачи криволинейное траектории, по которой будет двигаться рабочий инструмент. Третий тип объединяет в себе два предыдущих принципа работы. Особенность третьего варианта заключается в наличии возможности менять рабочий инструмент, и выполнять загрузку и выгрузку обработанных деталей.

Также выделяются системы многоконтурного типа. Они представляют собой современные аппараты, при помощи которых можно одновременно управлять сразу комплексом приборов и задач.

Программы для станочных приборов позволяют выполнить обработку деталей при участии всего одного оператора. Задав одну программу, можно осуществлять серийное изготовление деталей без риска отклонений. Замена рабочего инструмента требует минимум времени, а на некоторых моделях она производится автоматически. Показатель точности обработки гораздо выше, чем при ручной работе. В этом можно удостовериться на учебных аппаратах.

Специализация – технолог-программист

Суть технологической подготовки производства (ТПП) состоит в том, чтобы выполнить в совокупности все мероприятия, способствующие готовности к выпуску определенного вида продукции. В порядке призвана быть вся документация, оснащение оборудованием, инструментом, заготовками, УП, необходимыми для производства нужного объема продукции на уровне заданных показателей.

К инженеру технологу-программисту ЧПУ круг требований – не меньше. Более того, на многих предприятиях грамотный инженер с высшим образованием совмещает функции технолога и программиста, обладая необходимыми профессиональными навыками.

Хотя для начинающих и не имеющих рабочего опыта, порой планку занижают, принимая на должность и со средним специальным техническим образованием, убедившись, что претендента можно отнести к уверенным пользователям AutoCAD, знающим специфику оборудования и технологии.

Технолог программист станков с ЧПУ со стажем уже обязан владеть английским на уровне, который достаточен для чтения техдокументации. Вопрос внедрения изделий новой номенклатуры в производство также решается технологом-программистом, который разработает технологические карты, а на их основе и УП.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации