«Дальневосточный федеральный университет»

«Дальневосточный федеральный университет»

(ДВФУ)

Департамент компьютерно-интегрированных производственных систем

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по дисциплине «Программное управление оборудованием»

г. Владивосток

2021 г.

Оглавление

Введение. 3

Описание процесса работы.. 6

Разработка трёхмерных моделей деталей. 8

Разработка управляющей программы для токарной обработки. 10

Разработка управляющей программы для фрезерной обработки. 14

Генерация постпроцессора под необходимое оборудование при помощи программных средства Siemens NX.. 18

Заключение. 22

Введение

В рамках подготовки специалистов по программе магистратуры «Автоматизация технологических процессов и производств» необходимо изучить дисциплину «Программное управление оборудованием».

Современный процесс автоматизации технологических процессов невозможно представить без станков с числовым программным управлением, в перспективе их оснащение и сфера применения будет только расширяться. Навык управления современным ЧПУ оборудованием необходим для дальнейшей профессиональной деятельности.

Задачи расчётно-графической работы:

· Освоить САПР Siemens NX;

· Выполнить 3D моделирование деталей, согласно полученным эскизам;

· Произвести подбор технологических операций, инструмента, алгоритма обработки, согласно возможностям учебных стендов Siemens Sinumerik 828D/840D;

· Создать управляющие программы для соответствующего оборудования при помощи встроенных функций САПР NX CAM;

· Запустить управляющие программы на учебных стендах Siemens Sinumerik 828D/840D, с последующей отладкой возможных недоработок управляющей программы;

· Выполнить отчёт о проделанной работе.

Целью данной работы является получение практических навыков разработки управляющих программ для обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, в частности при помощи программного комплекса Siemens NX и учебных стендом Siemens Sinumerik 828D/840D.

Учебные стенды (рис. 1, 2):

· ЧПУ двухосевой (X, Z) токарный центр Siemens Sinumerik 828D;

· ЧПУ трёхосевой (X, Y, Z) фрезерный центр Siemens Sinumerik 840D.

Рисунок 1 – учебный стенд, панель оператора

Рисунок 2 – учебный стенд, общий вид

Рабочие эскизы деталей:

· Деталь для фрезерной обработки (рис. 3);

· Деталь для токарной обработки (рис. 4).

Рисунок 3 – Эскиз детали для фрезерной обработки

Рисунок 4 – Эскиз детали для токарной обработки

Описание процесса работы

Процесс выполнение работы начинается с запуска программы NX, создания файла с деталью. Для этого нужно выбрать файл/создать/модель. Окно с выбором шаблона для построения модели представлено на рисунке 5.

Рисунок 5 – Окно выбора шаблона построения модели

    Основные элементы панелей управления трехмерного моделирования и создания эскизов представлены на рисунке 6 и рисунке 7. Так же важным функциональным элементом является «Навигатор модели» при помощи которого можно отследить процесс проектирования, внести изменения в модель, управлять рабочими видами камер для удобства проектирования (рис. 8). Siemens NX использует параметрическое построение моделей и эскизов, что позволяет контролировать точность разработки на всех этапах проектирования.

Рисунок 6 – Основная панель инструментов для эскизов в Siemens NX

Рисунок 7 – Основная панель инструментов трёхмерного моделирования Siemens NX

Рисунок 8 – Навигатор модели с иерархическим деревом модели

Разработка трёхмерных моделей деталей

       Согласно полученным эскизам, были разработаны трёхмерные модели для токарной и фрезерной обработки. Рендеры готовых деталей изображены на рисунках 9, 10.

    Модель для фрезерования была смоделирована по следующему алгоритму:

· Создание трёхмерного куба с геометрическими размерами равными габаритным размерам на эскизе;

· Получение геометрических элементов детали при помощи отсечения лишнего материала функциями «вытягивание» с параметром «вычитание» и «отверстие».

Модель для токарной обработки была смоделирована по следующему алгоритму:

· Создание плоского эскиза половины тела вращения (в нашем случае вал)

· Вращение эскиза вокруг оси построения (ось Z) при помощи функции «вращение»

· Отверстия и пазы получены при помощи создания дополнительных координатных плоскостей и функции «вытягивание» с параметром «вычитание» и «отверстие».

· Однородные элементы заданы с помощью функции «массив элементов»

Рисунок 9 – Рендер смоделированной детали под фрезерную обработку

Рисунок 10 – Рендер смоделированной детали под токарную обработку

Разработка управляющей программы для токарной обработки

Процесс разработки управляющей программы начинается с создания файла обработки с ссылкой на рабочую модель. Для этого нужно выбрать файл/создать/модель/Токарная обработка (Основы) (рис. 11). Ввиду особенностей учебного оборудования (отсутствует привод рабочего инструмента, отсутствует ось Y) учебное задание для токарной обработки будет выполнено в ограниченном объеме. Будет произведена наружная обработка цилиндрических поверхностей, сверление центрального отверстия и отрезание заготовки.

Рисунок 11 – Окно выбора для создания файла обработки

Следующий шаг проектирования – назначить геометрию заготовки и конечной детали, привязать систему координат станка к точке на заготовке(для вала чаще всего центр торца заготовки-цилиндра)(рис. 13). Задать заготовку можно несколькими способами:

1. Вставить заготовку, как отдельную трехмерную модель, выполнить её ориентацию, относительной рабочей детали;

2. В меню назначении геометрии выбрать одну из опций (рис. 12).

    Согласно намеченному плану обработки необходимо создать инструмент, Siemens NX позволяет создать любой инструмент и скорректировать его параметры под конкретную технологическую оснастку (рис. 12).

Рисунок 12 – меню выбора геометрии заготовки и меню создания инструмента

Рисунок 13 – деталь с назначенной заготовкой и СКС

Технология обработки (рис. 14):

· Подрезка торца – резец проходной отогнутый;

· Обработка наружной цилиндрической поверхности – резец проходной отогнутый;

· Обработка наружной цилиндрической поверхности и обратной стороны – резец проходной отогнутый правый;

· Сверление центрального отверстия – сверло Ø 10 мм;

· Отрезание детали – резец отрезной.

Рисунок 14 – Навигатор операций с технологией обработки

Видео токарной обработки Siemens NX

Разработка управляющей программы для фрезерной обработки

Процесс разработки управляющей программы начинается с создания файла обработки с ссылкой на рабочую модель. Для этого нужно выбрать файл/создать/модель/Фрезерование призматических деталей и обработка отверстий (рис. 10). Учебное оборудование позволяет выполнить обработку в полном объёме.

Рисунок 15 – Окно выбора для создания файла обработки

Следующий шаг проектирования такой же, как и в токарной обработке – назначить геометрию заготовки и конечной детали, привязать систему координат станка к точке на заготовке (при фрезеровании центральная верхняя точка заготовки) (рис. 13). Задать заготовку можно несколькими способами:

1. Вставить заготовку, как отдельную трехмерную модель, выполнить её ориентацию, относительной рабочей детали;

2. В меню назначении геометрии выбрать одну из опций.

Рисунок 16 – деталь с назначенной заготовкой и СКС

Технология обработки представлена в навигаторе операций на рисунке 17. В отличие от токарной обработки, в данном дереве операций множество координатных подсистем, выполнено это для корректной обработки сложных поверхностей на трехосевом фрезерном чпу станке для автоматического позиционирования станка при перезакреплении деталей т. к. обработать все поверхности за один установ не представляется возможным. Обрабатывающая программа разбита на 4 установа. В конце каждого этапа обработки выполняется технологический останов обработки по команде M0.

Рисунок 17 – Навигатор операций с технологией обработки

Видео фрезерной обработки Siemens NX

Видео фрезерной обработки Siemens SinuTrain

Генерация постпроцессора под необходимое оборудование при помощи программных средства Siemens NX

Запуск программы «Генератор постпроцессоров» (PostBuilder). Расположение программы – директория установленной системы Siemens NX, для удобства воспользуйтесь поиском через меню «Пуск»

В открывшемся окне программы выбрать «Файл» - «Новый»

При создании нового шаблона нового постпроцессора для последующего конфигурирования, необходимо задать «Имя постпроцессора», установить «Единицы вывода постпроцессора» на значение «Миллиметры», выбрать тип станка из предлагаемых вариантов. Особое внимание следует уделить выбору системы ЧПУ, которая будет использована в качестве базы для конфигурирования постпроцессора. При работе с разновидностями станков, оснащенных системами ЧПУ Siemens Sinumerik, следует выбирать систему ЧПУ из библиотеки.

Следующее окно позволяет конфигурировать параметры для выбранного станка, во вкладке «Станок» необходимо проверить следующие параметры: пределы перемещения линейных осей, исходное положение. Эти параметры должны соответствовать фактическому оборудованию. В случае использования учебного стенда, пределы перемещения линейных осей не могут быть меньше, чем габаритные размеры обрабатываемых деталей, в соответствующих координатах и единицах измерения. Кнопка «Показать станок» является демонстрационной функцией, показывающей систему координат станка.

Раздел «Программа и траектория инструмента» предназначен для углубленного ознакомления и программирования структуры работы постпроцессора. Внутренние вкладки раздела позволяют переназначить G/M коды, ознакомиться с элементами программного кода постпроцессора. Создавать и редактировать встроенные циклы.

Для выполнения учебных заданий достаточно вышеуказанных конфигураций. Для сохранения сгенерированного постпроцессора нажмите крестик в верхнем правом углу, всплывающее окно предложит сохранить текущую сессию генерации постпроцессора, затем нажмите «ОК» в окне выбора лицензии. В окне выбора директории сохранения желательно создать отдельную папку для постпроцессора (т. к. генератор постпроцессоров при сохранении выгружает 4 файла). После сохранения проверьте наличие файлов постпроцессора в выбранной директории.

Заключение

При выполнении расчётно-графической работы были получены навыки взаимодействия с ЧПУ оборудованием, в частности Siemens Sinumerik 828D/840D.

Освоен полный цикл разработки управляющих программ, от трёхмерного моделирования необходимой детали до запуска обработки непосредственно на оборудовании, при помощи программного комплекса и оборудования Siemens NX CAM.

Получены навыки отладки ЧПУ оборудования при возникновении ошибок различного типа.

Листинги обрабатывающих программ приложены отдельными файлами к данному отчёту.