CC BY
8МАШИНОСТРОЕНИЕ
УДК 67.02
ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОДГОТОВКИ ОПЕРАЦИЙ НА СТАНКАХ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
Ковалев Сергей Валерьевич,
НПО Энергомаш им. Академика В.П. Глушко, инженер-технолог второй категории
gorelui@fck.ru
Перминов Александр Павлович,
НПО Энергомаш им. Академика В.П. Глушко,
ведущий инженер-технолог
perminov.96@mail.ru
Аннотация
В статье рассмотрены практические аспекты подготовки операций на станках с числовым программным управлением токарной группы на примере станка Реабин. Даны определения терминам «числовое программное управление станком» и «управляющая программа». Описаны основные характеристики, функции и особенности станков с ЧПУ. Детально изучены четыре основных технологических процесса подготовки операций на станках с ЧПУ - установка инструментов, эксплуатация виртуального пульта системы ЧПУ, привязка системы координат детали к системе станка и коррекция длины инструментов.
Ключевые слова: числовое программное программирование, станки с ЧПУ, управляющая программа, установка инструментов, виртуальный пульт станка с ЧПУ, привязка системы координат детали к системе станка, коррекция длины инструментов.
PRACTICAL ASPECTS OF PREPARATION OF OPERATIONS ON MACHINES WITH NUMERICAL PROGRAM CONTROL OF THE TURNING
GROUP
Kovalev Sergey Valerievich,
Scientific Production Association Energomash named after Academician V.P. Glushko,
technologist of the second category
goreliii@fck.ru
Perminov Alexander Pavlovich,
Scientific Production Association Energomash named after Academician V.P. Glushko,
leading process engineer perminov.96@mail.ru
Abstract
The article discusses the practical aspects of preparing operations on machine tools with numerical control of the turning group on the example of the Reabin machine. The definitions of the terms «numerical program control of the machine» and «control program» are given. The main characteristics, functions and features of CNC machines are described. The four main technological processes of preparing operations on CNC machines are studied in detail - setting tools, operating the virtual control panel of the CNC system, linking the workpiece coordinate system to the machine tool system, and correcting the length of tools.
Keywords: numerical programming, CNC machines, part program, tool setting, CNC machine tool virtual console, linking the workpiece coordinate system to the machine system, tool length correctio.
Современный этап эволюции отрасли машиностроения характеризуется активным внедрением в технологические процессы многофункциональных станков с числовым программным управлением (далее - ЧПУ), основной функцией которых является автоматическое и максимально точное управление движением рабочих органов станка. Применение в промышленности данного типа станков позволяет в значительной мере интенсифицировать эффективность обработки изготавливаемых деталей, а также заметно улучшить их качество [5, с. 91]. В отечественной научной среде существует достаточно объемная теоретическая база по рассматриваемой в данной статье проблеме. Особо можно выделить работы таких ученых, как Яицкова Н.М., Михайлова Д.М., Платонова В.В., Попова М.Е., Шатурова Д.Г., Просви-ринина Д.А., Селиванова А.Н. и других. Однако количество современных исследований по проблеме подготовки опера-
ций на станках с числовым программным управлением токарной группы не является исчерпывающим и нуждается в увеличении. Следовательно, научные изыскания по выбранной теме являются актуальными и практически важными. Под числовым программным управлением станком подразумевается особый вид управления обработкой заготовки на станке по управляющей программе, в которой данные заданы в цифровой форме. Ключевой отличительной особенностью данного типа станков является тот факт, что движение инструмента относительно обрабатываемой им заготовки заранее проходит процесс программирования и записи в числовой форме [1, с. 102].
Также необходимо понимать значение термина «управляющая программа», который трактуется как комплекс определенных команд, записанных на языке программирования и соответствующих заданному алгоритму функционирования оборудования по обра-
ботке конкретной заготовки [8, с. 55]. На практике действие станка с числовым программным программированием выглядит следующим образом: система принимает от управляющей программы команду и посылает необходимое для ее выполнения количество импульсов шаговому двигателю. В свою очередь, вращение шагового двигателя передается оси, с которой непосредственно связан рабочий стол, который после получения импульсов начинает перемещаться линейным способом. Система ЧПУ с помощью отдельного устройства обратной связи, которое находится в противоположном конце оси, производит подсчет, на сколько градусов повернулась ось, иными словами - какое количество посланных системой импульсов де-факто отработал шаговый двигатель [4, с. 113]. Для более качественного рассмотрения практических аспектов подготовки операций на станках с ЧПУ токарной группы авторами был выбран конкретный станок токарной группы, пользующийся популярностью в отечественной промышленности, - станок «Реабин» с программным обеспечением Ма^3. Также для всестороннего рассмотрения проблемы были определены четыре основных аспекта подготовки операций, а именно - установка инструментов, эксплуатация виртуального пульта системы ЧПУ, привязка системы координат детали к системе станка и коррекция длины инструментов. Рабочая зона станка и установка инструментов. В станке «Реабин» патрон располагается слева от оператора (наиболее часто
встречающееся на практике расположение) [2, с.152]. Револьверная головка установлена на суппорте со стороны оператора и отвечает за перемещения в горизонтальной плоскости. Головка имеет восемь мест для установки инструментов (рис. 1).
1
Рис.1. Револьверная головка станка «Реабин»
Режущие кромки токарных резцов располагаются исключительно напротив оси вращения детали. В случае, если резец будет радиально смещен относительно заготовки, это в значительной мере понизит эффективность его работы, а также заметно ухудшит качество обрабатываемых деталей [3, с. 91]. Существует несколько методов установки радиально расположенных резцов без смещения режущей кромки. Например, инструмент устанавливается на рабочую позицию и подводится к обрабатываемой заготовке, после чего активизируется вращение патрона и снимается стружка с торцевой поверхности заготовки (движение «Х-»). В случае, если резец установлен с радиальным смещением, то в центральной части заготовки остается необработан-
ный участок. Для устранения данного недостатка необходимо приподнять резец на величину, равную радиусу необработанного участка [4, с. 113].
Виртуальный пульт системы ЧПУ. Управление и работа на станке осуществляются посредством специального виртуального пульта, состоящего из специальных кнопок, которые дублируются клавиатурой компьютера. На пульте ЧПУ расположено четыре окна: «Программа», «Траектория», «Установки» и «Диагностика» (рис. 2). Последнее окно не применяется в процессе обработки заготовок и задействуется только для настройки и ремонта оборудования.
Б 2 Э
5 * 7 1
Рис.2. Интерфейс виртуального пульта
ЧПУ
Помимо этого, на пульте расположено табло «Текущие значения координат», на котором отображаются все перемещения рабочего стола по осям X и Z в двух системах координат - система координат станка (СК станка) и детали (СК детали). Также на пульте ЧПУ имеется особая кнопка «Базы», которая находится слева от табло «Текущие значения координат» и предна-
значена для отведения суппорта в исходную точку отдельно по каждой из осей. Справа на экране пульта находятся специальные кнопки для ручного управления станком - «Назначение режима и величины подачи суппорта», «Назначение направления и частоты вращения патрона», «Включение и отключение вращения». Станком «Реабин» предусмотрен покадровый ввод команд для автоматической работы станка (англ. MDI), который запускается через командную строку виртуального пульта «Ручной ввод данных» и клавишей «Enter». В интерфейсе виртуального пульта станка с ЧПУ также находится кнопка аварийного отключения станка, которая дублирует физическую красную кнопку на станке рядом с патроном. Все команды, выполняемые управляющей программой, отображаются в окне с текстом в центральной части пульта, а также формируются и хранятся в памяти компьютера в виде файла «.txt» стандартной программы «Блокнот» [7, с. 80]. Привязка систем координат детали к системе станка. Данная операция производится с целью совмещения контура обработки детали к реально расположенной заготовке. Для выполнения данной процедуры следует определить константу смещения (ZMWi) нулевой точки детали относительно нуля станка. Непосредственно привязка осуществляется путем касания одним из образцовых инструментов плоскости детали (настроечной базы), перпендикулярной оси ее вращения (рис. 3).
образцовым инструментом
Для осуществления привязки необходимо воспользоваться окном «Установки» виртуального пульта, через которое открывается таблица инструментов (левая часть экрана). В данной таблице необходимо обнулить числовые показатели величин корректоров всех задействованных в процессе инструментов. Далее рассчитывается приведенная константа смещения и вносится в таблицу «Рабочие коррекции». Коррекция длины инструментов. При осуществлении комбинированной обрабатывающей операции специалист может одновременно задействовать несколько инструментов, которые установлены в револьверной головке станка и различаются по величине вылетов в направлении координатных осей. Показатели и характеристики таких инструментов заносятся в «Таблицу коррекций инструментов» [6, с. 81].
Определение корректоров длины инструментов осуществляется после назначения образцового инструмента и определения приведенной константы смещения для заданной системы координат детали.
Корректор длины инструмента по оси Х обозначается в «Таблице коррекций инструментов» как «X_offset», по оси Z - «Z_offset». Данные значения определяются раздельно. Помимо этого, в «Таблицу коррекций инструментов» также вносятся краткие технологические характеристики инструментов. Например, в колонку «Turret» вносится такой показатель, как радиус режущей кромки резка, а в столбец «Tip direction» (Tip Dir.) - значения кода расположения рабочих вершин в плане X-Z. Подводя итог проведенному исследованию, можно сделать вывод о том, что подготовка операций на станках с числовым программным управлением токарной группы - это многофакторный и достаточно сложный технологический процесс, требующий всеобъемлющей научно-теоретической базы. Последующие изыскания на данную проблематику послужат полезным теоретическим подспорьем для специалистов промышленности.
Список использованных источников:
1. Акбаров Х.У. Математическая модель погрешностей обработки на прецизионных токарных станках с чпу // Universum: технические науки. 2020. №11-1 (80). С. 101113.
2. Аль-Обайди Луаи М. Р., Попов М. Е. Повышение производительности обработки валов на токарном станке с ЧПУ // Молодой исследователь Дона. 2019. №2 (17). С. 150-158.
3. Маткаримов, Б.Б. Точности обработки на станках с чпу // ORIENSS. 2021. №11. С. 89-96.
4. Михалев О.Н., Янюшкин А.С., Ереско В.С. Проектирование интеллектуальной обра-
ботки на станках с ЧПУ // Решетневские чтения. 2018. №. С. 112-117.
5. Тимохин И.Н. Автоматизированная разработка технологических процессов // Современные инновации. 2018. №2 (24). С. 90-95.
6. Турдиалиева М.М. Анализ конструкций токарных станков // Universum: технические науки. 2022. №10-1 (103). С. 80-85.
7. Цугленок М.Н., Герман А.С., Ворожейкин В.В. Дополнительная проверка управляющей программы для станков чпу // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2019. №. С. 77-85.
8. Файзиматов Ш.Н., Темурхужа Б.У., Нурилло З.Т. Факторы, влияющие на точность обработки на токарных станках // Scientific progress. 2021. №2. С. 54-60.
© Ковалев С.В., Преминов А.П.,2022
