CC BY
131
doi: 10.24411/2409-5419-2018-10258
РАЗРАБОТКА ПОСТПРОЦЕССОРА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ РАБОТЫ НА СТАНКАХ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
ВЕРЖАКОВСКАЯ Марина Александровна1
АРОНОВ
Виталий Юрьевич2 СЛЕПНЕВ
Алексей Андреевич3
Сведения об авторах:
1к.ф.-м.н., доцент, доцент кафедры программного обеспечения и управления в технических системах Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики, г. Самара, Россия, [email protected]
2к.т.н., доцент кафедры программного обеспечения и управления в технических системах Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики, г. Самара, Россия, [email protected]
3программист-технолог цеха металлообработки Самарского завода специальных сплавов, г. Самара, Россия, [email protected]
АННОТАЦИЯ
Данная работа заключается в разработке программного модуля для станков с силовым программным управлением, который отвечает всем требованиям по механической, фрезерной обработке тяжелых сплавов. Актуальность темы данной разработки заключается в необходимости улучшения и ускорения механической обработки деталей, путем внедрения разработанного программного модуля. Цель данной работы - разработка программного модуля для автоматизации работы на станках с числовым программным управлением для предприятия ООО «Самарский завод специальных сплавов». Объектом исследования является цех механической обработки деталей, оснащенный станками с числовым программным управлением. Предметом исследования является процесс анализа систем с числовым программным управлением и оптимальный способ реализации программного модуля (постпроцессора). В работе рассматривается процесс создания постпроцессора и управляющей программы для станков с числовым программным управлением. Постпроцессор - это модуль, преобразующий файл траектории движения инструмента и технологических команд, рассчитанный процессором CAM или CAD/CAM-системы, в файл управляющей программы в строгом соответствии с требованиями методики ручного программирования конкретного комплекса «станок - система с ЧПУ». Для разработки программного модуля для оптимизации на работы на станках с ЧПУ использовались следующие программные средства: CAD/CAM система NX Unigraphics 10 (система необходима для создания 3D модели будущей детали и создания управляющих программ для станка с числовым программным управлением), PostBuilder (генератор постпроцессоров, система необходима для создания 3D модели будущей детали и создания управляющих программ для станка с числовым программным управлением), Cimko Edit (необходима для виртуального моделирования, демонстрации готовой управляющей программы). Главной особенностью разработанного постпроцессора является то, что кадры кода управляющей программы записаны циклами. При циклической работе увеличивается скорость движения инструмента, повышается гладкость, уменьшается шероховатость обрабатываемой детали. Циклы заставляют двигаться инструмент плавно по заданному радиусу. В случае с отдельными координатами инструмент движется прерывисто, следовательно на детали остаются следы от инструмента. В заключении приводится сравнительный анализ стандартного и разработанного в данной работе модулей. Разработанный постпроцессор позволяет составлять корректные, более удобные управляющие программы. С экономической точки зрения, постпроцессор позволяет сократить затраты на инструмент и материалы благодаря гибкому алгоритму управляющей программы.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: числовое программное управление; CAD/CAM-система; программный модуль; постпроцессор; управляющая программа; NX Unigraphics; 3D-модель; механическая обработка.
Для цитирования: Вержаковская М.А., Аронов В.Ю., Слепнев A.A. Разработка постпроцессора для оптимизации работы на станках с числовым программным управлением // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2019. Т. 11. № 2. С. 40-50. doi: 10.24411/2409-5419-2018-10258
Внедрение на предприятии станков с числовым программным управлением (ЧПУ) можно отнести к самому крупному и перспективному достижению в области металлообработки. В результате внедрения станков с ЧПУ происходит повышение производительности труда, появляются возможности для многостаночного обслуживания. На станках с ЧПУ целесообразно изготовлять детали сложной формы, где требуется одновременное перемещение по нескольким координатам.
В зависимости от разработанного программного обеспечения, можно полностью автоматизировать и ускорить процесс производства, что позволит улучшить условия труда рабочих-станочников и значительно уменьшить долю тяжелого, ручного труда.
Основным преимуществом производства с помощью станков с ЧПУ по сравнению с универсальными станками с ручным управлением, следующие:
- сокращение времени обработки детали;
- повышение точности обработки;
- снижение затрат на специальные приспособления;
- возможность использования менее квалифицированной рабочей силы;
- сокращение времени на производство деталей;
- сокращение затрат на контроль и транспортирование деталей.
Основной успех в высокой производительности зависит от правильно подобранной системы с ЧПУ, CAD/ CAM — системы и соответствующего всем требованиям программного модуля. Мало оснастить предприятие современным оборудованием. Очень важно, чтобы это предприятие еще и эффективно работало. Добиться этого можно максимально оптимизировав технологический процесс, а если учесть, что на современном предприятии наиболее сложные и ответственные операции производятся на оборудовании с ЧПУ, то оптимизация технологического процесса сводится к оптимизации программного кода для этих станков [1].
Для обслуживания станков с ЧПУ требуются технологи-программисты, способные с использованием компьютерных технологий разрабатывать управляющие программы для обработки самых различных по форме и размерам деталей [2-3].
При этом не всегда работу по анализу, переработке и представлению информации способен выполнять компьютер в автоматическом режиме, из-за отсутствия заранее известного алгоритма достижения поставленной задачи. В связи с этим возникает достаточно серьезная проблема, связанная с созданием оптимального технологического процесса механической обработки изделий на оборудовании с ЧПУ в автоматическом режиме [4].
Актуальность темы данной разработки заключается в необходимости улучшения и ускорения механической
é/t /■''/ /ТУ/ il'I Hi'
Vol 11 No 2-2019, H&ES RESEARC INFORMATICS, COMPUTER ENGINEERING AND CONT
V\\\ v \\\\ ■
обработки деталей, путем внедрения разработанного программного модуля. Цель данной работы—разработка программного модуля для автоматизации работы на станках с ЧПУ для предприятия ООО «Самарский завод специальных сплавов». Для выполнения механической обработки, на предприятии имеется 3-х координатный фрезерный станок с ЧПУ. Программный модуль необходим предприятию для качественной обработки сложных деталей, таких как: штампы, пресс-формы, сердечники.
ООО «Самарский завод специальных сплавов» является одним из немногих заводов в России, где производится механическая обработка жаропрочных сплавов с помощью станков с ЧПУ Руководство завода стремится улучшать качество готовых деталей, не увеличивая время на механическую обработку.
Сложность механической обработки штампов заключается в высокой прочности обрабатываемого материала. Функция оптимизированной подачи автоматически выявляет сложные для обработки участки и производит движение инструмента на заниженной подаче, что позволяет обеспечить лучшую стойкость инструмента.
Объектом исследования является цех механической обработки деталей, оснащенный станками с ЧПУ.
Предметом исследования является процесс анализа систем ЧПУ и оптимальный способ реализации программного модуля (постпроцессора).
Постпроцессор — это модуль, преобразующий файл траектории движения инструмента и технологических команд, рассчитанный процессором CAM или CAD/ CAM-системы, в файл управляющей программы в строгом соответствии с требованиями методики ручного программирования конкретного комплекса «станок — система с ЧПУ» [5].
Процесс создания постпроцессора условно разделяется на два основных этапа: написание постпроцессора и отладка постпроцессора на станке. Первый этап может происходить дистанционно, без выезда разработчика на предприятие, в случае предоставления всей необходимой документации на оборудование. Второй этап предусматривает обязательное присутствие разработчика непосредственно возле станка, исключение могут составлять только простые станки (до 3х одновременно управляемых координат), в этом случае отладка может так же вестись дистанционно.
Постпроцессор состоит из четырех частей (рис. 1):
1. Паспорт станка («вопросник») — это набор вопросов и возможные варианты ответов о станке и правилах программирования для него, например тип оборудования, возможность программного управления охлаждением; наличие кругового интерполятора, точность аппроксимации и др. [6].
2. Макет кадра — это структура кадра управляющей программы. При этом определяется последовательность
Рис. 1. Структура постпроцессора
вывода адресов команд в кадр УП; размерность числовой информации, следующей за каждым адресом; специальные свойства команд, определяющие условия отмены одних команд другими и необходимость обязательного вывода в кадр УП.
3. Алгоритмический заполнитель — это набор алгоритмов преобразования каждой использованной команды CLDATA в последовательность команд в формате ASCII для данного устройства ЧПУ
4. Макрокоманды — набор укрупненных команд CLDATA, заменяющих действие нескольких отдельных команд CLDATA.
Для разработки программного модуля на персональный компьютер установлены следующие программы:
- CAD/CAM система NX Unigraphics 10. Данная система необходима для создания 3D модели будущей детали и создания управляющих программ для станка с ЧПУ;
- PostBuilder (генератор постпроцессоров). Устанавливается как дополнение к NX Unigraphics, в ней происходит процесс создания постпроцессора;
- Cimko Edit. Необходима для виртуального моделирования, демонстрации готовой управляющей программы.
Генератор постпроцессоров создает программу ЧПУ используя пять явных последовательностей: «Последовател ьность в начале программы», «Последовательность в начале
операции», «Траектория», «Последова-тельюстъ в конце операции», «Последовательность в конце программы» (рис. 2).
Этап «Последовательность в начале программы» формирует начало управляющей программы, т.е. добавляются необходимые кадры и команды, которые будут выводиться в начале каждой управляющей программы. Система нуждается только в некоторых функциях, таких как код остановки, перемотки и конца программы, в начале и конце программы ЧПУ [7]. Также можно управлять выводом других событий в траектории от оставшихся событий траектории инструмента таких как линейная интерполяция, круговая интерполяция и т.д., используя последовательность кадров в траектории инструмента.
Этап «Последовательность в начале операции» задает параметры, которые будут выводиться в начале каждой операции, такие как рабочие оси, по которым будет происходить движение инструмента, устанавливаются режимы резания, а также определяются команды для позиционирования (рис. 3). Система первоначально генерирует и продолжает генерировать это событие, когда мы обрабатываем постпроцессором операции. Данное событие происходит, вне зависимости от наличия смены инструмента в операции.
Этап «Траектория» разделяется на 3 части:
1. Меню «Управление станком» управляет устройствами станка такими как включение СОЖ, шпинделя, подачи. Можно также использовать события управления станком для смены режима, таких как: программирование в абсолютных координатах или в приращениях, задание подачи в обратном времени, в миллиметрах в минуту, в оборотах в минуту или постоянная скорость резания.
2. Меню «Перемещение» описывает, как постпроцессор обрабатывает записи в траектории инструмента. Система генерирует несколько типов перемещений, ускоренное перемещение, линейное перемещение, круговое перемещение.
3. Меню «Встроенные циклы» позволяет сконфигурировать вывод кадров встроенных циклов сверления. Генератор постпроцессоров позволяет задать все параме-
Последовательность в начале
^ Последовательность в начйп © ©¡ЩрШЩШ
Траектория
Последовательность конце )'эоаэращшм
Последовательность в конце
Рис. 2. Этапы разработки постпроцессора
S/zK
Hi iff,
!i4 Hi'
Vol 11 No 2-2019, H&ES RESEARC INFORMATICS, COMPUTER ENGINEERING AND CONT
V\\\ v \\\\ ■
Рис. 3. Создание кинематики станка
тры, необходимые для форматирования встроенных циклов для станка.
Этап «Последовательность в конце операции» позволяет задать, какие кадры будут выводиться в программу в конце каждой операции. Обычно это кадры типа возврата в исходное положение и выключения шпинделя или подачи СОЖ. Если нам известно, что кадры в конце операции будут всегда неизменны, то мы можем ввести их в эту последовательность вместо того, чтобы каждый раз задавать события задаваемые пользователем.
Этап «Последовательность в конце программы» позволяет задать вывод в конце каждой программы ЧПУ. Стоит заметить, что события начало программы и конец программы должны выводится только однажды главным постпроцессором. Если перезаписывать любое из этих событий вручную, сопряженный постпроцессор восстанавливает первоначально заданные события начала программы и конца программы.
Разработанный программный модуль для CAD/CAM системы NX Unigraphics состоит из трех файлов с разным расширением: «Postprocessor.pui»; «Postprocessor. def» и «Postprocessor.tcl».
При установке NX Unigraphics уже предлагается несколько готовых, стандартных постпроцессоров. Они отличаются своей сложностью и значительно затрудняют работу оператора и самого станка с ЧПУ. Разработанный программный модуль помещается в папку с типовыми постпроцессорами. После запуска CAD/CAM системы NX Unigraphics пользователь приступает к созданию управляющей программы.
Сейчас на рынке представлено большое количество CAD/CAM систем различного уровня [8-9]. При этом важно понимать, не только то, какие задачи можно решать с помощью имеющегося средства разработки УП, а какие — нет, но и то, насколько эффективно они решаются [10-11].
В результате анализа процесса разработки УП в современных CAM-системах были выделены следующие этапы работы: настройка параметров проекта, импорт геометрических данных, задание параметров инструмента, задание параметров операций, расчет траекторий, визуализация обработки; формирование выходной документации [10, 12].
Автоматизация создания УП имеющихся станков приведет:
- к увеличению загрузки станка;
- снижению квалификации станочника-программиста, необходимой для написания управляющих программ;
- уменьшению времени на ввод управляющей программы в оперативную память станка многократно;
- расширению применения мелкосерийного штучного изготовления деталей;
- увеличению скорости переналадки станка на изготовление другого вида продукции;
- созданию архивов готовых управляющих программ;
- увеличению производительности труда станочника-программиста, за счет снижения времени на переналадку одного станка, станочник-программист сможет обслуживать большее количество станков [13].
Рис. 4. Стартовое окно системы UmgrapЫcs
Ниже приведем алгоритм и пример создания управляющей программы на основании разработанного постпроцессора.
Для создания управляющей программы необходимо запустить систему МХ иг^гарЫс8 и открыть уже готовую 3D модель (рис. 4). Для проверки программного модуля создадим управляющую программу для данной 3D модели. Будем выполнять «черновую» и «чистовую» обработку крепежных элементов представленной детали [14].
Первым шагом необходимо открыть меню «Создание операции», в котором представлены все виды операций, которое могут использоваться для обработки различных деталей (фрезерная и токарная обработка, 3-х, 4-х, 5-х осевая обработка, «черновая», «чистовая», обработка стенок, обработка пола, сверление).
Меню, отвечающее за «черновую» обработку детали, представлено на рис. 5. Здесь необходимо выбрать область резания, в данном случае это крепежные элементы, инструмент, которым будет обрабатываться данный участок, глубину резания, шаблон резания (траектория движения инструмента) и задать «припуск» на чистовую обработку.
После ввода всех необходимых данных необходимо нажать кнопку «Генерировать траекторию». В результате система сгенерирует траекторию обработки на языке системы МХ Unigraphics (рис. 6).
Данный язык не понятен станку с ЧПУ, для этого надо перевести управляющую программу с помощью разработанного программного модуля. Для этого необходимо произвести постпроцессирование, выбрать нужный про-
0 Глубинное фрезерование - [CAVTTV_Mil.L] X
Геометрия Геометрия
WORKPIECE
Задать деталь Заготовка
Контрольная геометрия Область резания Границы обрезки
Настройки траектории Метод
ш
%
METHOD
Щ Вдоль детали
Постоянная
6.0000
Шаблон резания Шаг между проходами Процент плоского диаметра Общая глубина резани Максимальное расстс Уровни резания Параметры резания Вспомогательные перемещения Скорости и подачи
% плоской области v *
50.0000
V77X t
W7\
*
Действия А н
•w
ок Отмена
Рис. 5. Меню «САУГП-М1КЬ» для «черновой» обработки детали
S/zK
m iff, i/■/ lh'
Vol 11 No 2-2019, H&ES RESEARC
INFORMATICS, COMPUTER ENGINEERING AND CONT
%
граммный модуль и путь, куда будет сохранена готовая управляющая программа (рис. 7).
Готовая управляющая программа имеет понятный станку с ЧПУ язык и формат.МРЕ Данный формат можно открыть с помощью блокнота (рис. 8).
Каждая строчка в управляющей программе состоит из кадров. С помощью разработанного программного модуля видно, что каждый кадр пронумерован, в «шапке» программы указана информация по инструменту, каждый кадр отвечает за определенное движение инструмента, кадр N12; N24 выполнены одной строчкой. Данные кадры указывают станку вести инструмент с помощью круговой интерполяции, что позволяет сделать траекторию более плавной. Такая возможность позволяет уменьшить количество кадров и улучшить качество готовой детали. В конце программы указано время, которое будет необходимо для выполнения этой управляющей программы.
Перед внедрением управляющей программы в станок ее необходимо проверить, провести симуляцию обработки в специальной программе Cimco Edit. Данная программа позволяет с максимальной точностью спроектировать движение инструмента. Это покажет, как сгенерирована программа, если ли в ней лишние или не правильные перемещения инструмента, чистота проходов инструмента, позволит сверить время работы управляющей программы. На рис. 9 представлен интерфейс программы Cimko Edit с ранее полученным готовым кодом управляющей программы (рис. 8).
Для проверки сгенерированной управляющей программы необходимо перейти во вкладку «Прорисовка»,
0 Постпроцессироеать
Постпроцессор
MIL L_5_AXIS_5IN U M ERIK_AC TT_M M
MILL 5 AXIS
MILLJJWS ACTT IN
LAT H Е_2_АЖП" 00 L_TIP
UTHE.2.AXIS.TURRET.REF
MILLTURN
MILLTURN MULTI SPINDLE
ostro с essor
Поиск постпроцессора
Выходной файл Имя файла
C:\Users\Samsung\De£kto р\ Л еха\Lil B_502\L¡1 B_f
Расширение имени файла mpf
Поиск выходного файла 3
Настройки
Единицы
Вывод центра шара IV] Вывод листинга Пред-преждения при выводе Инструмент просмотра
Пост задан
Пост задан »
Пост задан *
ОК
Применить
Отмена
Рис. 7. Меню постпроцессирования траектории
Шд\ W\\
1 НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
| 3Jralonki_chem — Блокнот
Файл Правка Фермат Вид Справка
Ñ1 G54 N2 GO0 2200. N3 ХО.О Y0. О N4 ; OlILL_D40) N5 ТОО М06
N6 GOО Х-94.019 Y200.059 SO МОЗ N7 2120.179 N8 22. 5
N9 G01 2-, 5 F250. N10 Y180.059 N11 Y174.463
N12 G03 Х-90.028 Y170.472 14. 3.01 N13 G01 Х-39.972
N14 G03 Х-35.981 Y174.462 I-.01 34.
N15 G01 Y180.059
N16 Y216.059
N17 219. 5
N18 G00 2120.179
N19 Х-114.019 Y200.059
N20 22.5
N21 G01 2-. 5
N22 Y180.059
N23 Y154.463
N24 G03 Х-110.028 Y150.472 14. 3.009 N25 G01 Х-19.972
I
N16547 2-31,5 N16548 G00 2120.179 N16549 МЗО
(TOTAL TIME 1349.68 MIN);
Рис. 8. Готовый код управляющей программы
нажать опцию «Прорисовка окна». В результате появится траектория управляющей программы. Для создания ее визуализации, необходимо нажать опцию 3D модель, в результате появится окно, в котором автоматически указываются крайние точки траектории инструмента, инструмент, которым будет производиться симуляция. В данном случае
управляющая программа сделана под фрезу D40R0, следовательно указываются такие же параметры фрезы. После введения всех необходимых данных на основном экране появляется смоделированная 3D визуализация траектории (рис. 10). По результатам визуализации видно, что управляющая программа выполнена правильно.
Для оценки разработанного программного модуля сравним его со стандартным постпроцессором, который, по умолчанию, предлагает система МХ Unigraphics. Для этого были сгенерированы 2 одинаковые программы с помощью разных программных модулей. Для сравнения была выполнена чистовая обработка изготавливаемых деталей (крепежных элементов). На рис. 11 изображены первые кадры управляющей программы: слева программа сгенерирована стандартным программным модулем, справа разработанным в данной работе постпроцессором.
В программе, разработанной стандартным постпроцессором видно, что кадры программы нумеруются десятками. Данная особенность усложняет поиск кадра в длинной программе т.к. предельная нумерация равна 99.999 кадрам.
В новом постпроцессоре кадры нумеруются единицами, что позволяет в 10 раз увеличить числовой диапазон программы.
В исходных данных программы слева указаны исходные точки станка, но т. к. данный постпроцессор стандартный, он не учитывает особенностей конкретного станка, что может привести к ошибке в программе. В программе справа данная опция изменена на нулевые точки детали, что исключает ошибки и врезание инструмента в деталь.
Рис. 9. Интерфейс программы Cimko Edit
Рис. 10. Смоделированная 3D визуализация траектории
Главной особенностью разработанного постпроцессора является то, что кадры записаны циклами, например кадр № 10. В стандартном постпроцессоре данный кадр разбит на отдельные координаты (№ 500-590). При циклической работе увеличивается скорость движения инструмента, повышается гладкость, уменьшается шероховатость обрабатываемой детали. Циклы заставляют двигаться инструмент плавно по заданному радиусу. В случае с отдельными координатами инструмент движется прерывисто, следовательно на детали остаются следы от инструмента.
Сравнив два программных модуля можно сделать вывод, что разработанный в данной работе программный модуль более мобилен, гибок и удобней для рабочего оператора станка с ЧПУ. Также улучшается качество обрабатываемой детали, из-за циклической траектории по-
пи /ТУ/ !!Ч Hi'
Vol 11 No 2-2019, H&ES RESEARC INFORMATICS, COMPUTER ENGINEERING AND CONT
V\\\ v \\\\ ■
вышается стойкость инструмента и уменьшается время на обработку детали.
Разработанный программный модуль отличается от стандартных постпроцессоров следующим:
- постпроцессор нумерует каждый кадр управляющей программы, что облегчает оператору возможность запуска программы с определенной позиции;
- оптимизированная траектория позволяет сократить длительность программы без ущерба для обрабатываемой детали;
- встроенные циклы (при необходимости) позволяют упростить работу оператора и ускорить выполнение управляющей программы;
- исходные данные управляющей программы позволяют программисту писать определенные комментарии для оператора, такие как название управляющей программы, место обработки, информацию по инструменту;
- в конце каждой управляющей программы постпроцессор указывает время работы операции, что позволяет более точно оператору рассчитать время выполнения детали [15].
В данной работе разработан аналог стандартного программного модуля, который используется на предприятии ООО «Самарский завод специальных сплавов». В созданном постпроцессоре исправлены все недостатки своего предшественника и добавлены новые функциональные возможности при генерации управляющей программы [13]. Разработанный постпроцессор позволяет составлять корректные, удобные управляющие программы. С экономической точки зрения, постпроцессор позволяет
N330 Т—"MILL" N340 Мб
N350 MSG ("METHOD") N3 60 TRAFOOF
N370 SUPA GO Z=_Z_HOME DO
N380 SUPA GO X=_X_HOME Y=_Y_HQME DO
N3 90 ;
N400 ¿Initial Move N410 CYCLE832(camtolerance,0,1) N420 TRAFOOF N430 G54
N440 GO X-124.089 Y-110.526 SO DO M3
N450 Z123.161
N460 /Approach Move
N470 Z20.09
N480 ;Engage Move
N490 G1 Z17.09 M8 F250.
N500 X-125.585 Y-109.765
N510 X-127.217 Y-109.361
N520 X-128.898 Y-109.306
N530 Х-1Э0.55Э Y-109.601
N540 X-132.11 Y-110.235
N550 X-133.501 Y-111.179
N560 X-134.641 Y-112.411
N570 ,-Cutting
N580 X-134-831 Y-112.652
N590 X-136.0B1 Y-113.635
N60(1 Х-137.50Я T-114.34? . -
Рис. 11. Сравнение
N1 G54
N2 GOO Z200. N3 XO.O YO.O N4 ; (MILL) N5 TOO MO 6
N6 GOO X—124.089 Y-110.526 SO M03 N7 Z123.161 N8 Z20.09
N9 G01 Z17.09 F250.
N10 G03 X-134.641 Y-112.411 1-4.232 J-6.789 N11 G02 X-134.831 Y-112.652 1-24,563 J19.05 N12 X-140.629 Y-114.873 1-5.717 J6.245
N13 GOl X-150.264
N14 G02 X-154.857 Y-H2.17 10.0 J5.254 N15 G03 X-160.296 Y-110.615 1-3.497 J-1.942
N16 GOl X-158.187 Y-120.244
N17 Z20.09
N18 GOO Z123.161
N19 X-121.708 Y-109.413
N20 Z19.305
N21 GOl Z16.305
N22 G03 X-131.817 Y-112.355 1-3.371 J-7.255 N23 GO2 X-132.825 Y-113.748 1-12.67 J8.111 N24 X-140.629 Y-116.614 1-7.582 J8.59
N25 GOl X-149.634
N26 GO2 X-154.382 Y-114.983 1.334 J8.698 N27 X-156.539 Y-111.954 13.489 J4.767 N28 G03 X-161.538 Y-109.307 1-3.823 J-1.177
правляющих программ
сократить затраты на инструмент и материалы благодаря гибкому алгоритму управляющей программы.
Литература
1. Солкин А.Ю., Кузнецов П. К. Проблема оптимизации NC программ для механообрабатывающих станков с ЧПУ // Вестник Волжского университета им В. Н. Татищева. 2011. № 17. С. 90-94.
2. Морозов В. В. Программирование обработки деталей на современных фрезерных станках с ЧПУ Владимир: Изд-во Владимирского гос. университета, 2010. 246 с.
3. Морозов В. В. Программирование обработки деталей на современных многофункциональных токарных станках с ЧПУ. Владимир: Изд-во Владимирского гос. университета, 2009. 234 с.
4. Солкин А. Ю. Способы автоматизации создания управляющих программ для металлорежущего оборудования с ЧПУ // Вестник Волжского университета им
B. Н. Татищева. 2012. № 2(19). С. 165-168.
5. Ловыгин А. А. Теверовский Л. В. Современный станок с ЧПУ и CAD/CAM система. М.: ДМК Пресс, 2015. 280 с.
6. Тугенгольд А. К. Система интеллектуального управления станками // Станки и инструменты (СТИН). 2008. № 12.
C. 10-15. URL: https://lib-bkm.ru/13605 (дата обращения 10.10.2018).
7. Кошкин В. Аппаратные системы числового программного управления. М.: Машиностроение, 1989. 260 с.
8. Суханов Ю. С. Проект «Короли» и «капуста» на ниве САМ. Действительные и мнимые лидеры мирового рынка САМ в 2014 году. Часть II. Рейтинги CAM-вендоров // CAD/ CAM/CAE Observer. 2016. №. 1. С. 24-34.
9. Невлюдов И. Ш., Великодный С. С., Омаров М.А. Использование CAD/CAM/CAE/CAPP при формировании управляющих программ для станков с ЧПУ // ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. 2010. № 2 (44). С. 37-44.
10. КазанцевМ. С., Васильев Н. С. Оценка трудоемкости разработки управляющих программ современных CAM- системах // Перспективы науки. 2014. № 12 (63). С. 91-94.
11. Казанцев М. С. Метод оценки трудоемкости разработки управляющих программ для изготовления группы деталей на станах с ЧПУ // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2015. № 4. С. 322-324.
12. Казанцев М. С. Основные факторы, влияющие на трудоемкость разработки управляющих программ на современных CAM-системах // Национальная ассоциация ученых. 2015. № 3-3(8). С. 63-66.
13. Янюшкин А. С., Лобанов Д.В., Ильин М. М. Автоматизация процесса создания управляющих программ для станков с ЧПУ // Механики XXI веку. 2010. № 9. С. 96-98.
14. Вержаковская М. А., Аронов В. Ю., Слепнев А. А., Осанов В. А. Разработка программного модуля для оптимизации работы на станках с ЧПУ // Материалы XXV Российской научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ (Самара, 22-26 января 2018 г.). Самара, 2018. С. 207.
15. Локтева С. Е. Станки с программным управлением и промышленные роботы. М.: Машиностроение, 1986. URL: https://lib-bkm.ru/load/70-1-0-3088 (дата обращения 10.10.2018).
iff, ¡•¡I ////
Vol 11 No 2-2019, H&ES RESEARC INFORMATICS, COMPUTER ENGINEERING AND CONT
V\\\ v \\\\ ■
POST PROCESSOR DEVELOPMENT FOR OPTIMIZE WORK OF MACHINES WITH NUMERICAL PROGRAM CONTROL
MARINA A. VERZHAKOVSKAYA,
Samara, Russia, [email protected]
VITALY Y. ARONOV,
Samara, Russia, [email protected]
KEYWORDS: numerical program control; CAD/CAM system; program module; postprocessor; control program; NX Unigraphics; 3D model; mechanical processing.
ALEXEY A. SLEPNEV,
Samara, Russia, [email protected]
ABSTRACT
Developing a software module for machine tools with power program control, which meets all the requirements for the mechanical, milling processing of heavy alloys is described in this work. The relevance of the topic for this development is the need to improve and accelerate the machining of parts, through the introduction of the developed software module. The purpose of this work is the development of a software module for the automation of work on machine tools with numerical program control for the enterprise LLC Samara Special Alloys Plant. The object of the study is the workshop for machining parts, equipped with machine tools with numerical control. The subject of research is the process of analyzing systems with numerical program control and the optimal way to implement a software module (postprocessor). The work discusses the process of creating a postprocessor and control program for machine tools with numerical control. A postprocessor is a module that converts a file of toolpaths and technological commands, calculated by a CAM or CAD / CAM system processor, into a control program file in strict accordance with the manual programming technique requirements of a specific machine-CNC system. The following software was used to develop a software module for optimization on work on CNC machines: CAD / CAM system NX Unigraphics 10 (the system is needed to create a 3D model of the future part and create control programs for the CNC machine), PostBuilder (a postprocessor generator, the system is needed to create a 3D model of the future part and create control programs for a CNC machine), Cimko Edit (necessary for virtual modeling, finished control program demonstration). The developed postprocessor main feature is that the control program code is recorded in cycles. During cyclic operation, the movement speed of the tool increases, smoothness increases, and the roughness of the workpiece decreases. Cycles force the tool to move smooth-
ly over a given radius. In the individual coordinates case, the tool moves intermittently, therefore the tool remain on the part traces. In conclusion, a comparative analysis of the standard and developed in this work modules. The developed postprocessor allows to make correct, more convenient control programs. From an economic point of view, the postprocessor allows you to reduce the cost of tools and materials thanks to a flexible control program algorithm.
REFERENCES
1. Solkin A. Yu., Kuznetsov P. K. Problem of optimization of NC programs for the NC machine tooling units]. Vestnik of Volzhsky University named after V. N. Tatishchev. 2011. No. 17. Pp. 90-94. (In Russian)
2. Morozov V. V. Programmirovaniye obrabotki detaley na sovremenny-kh frezernykh stankakh s CHPU: ucheb. posobiye [Programming parts processing on modern milling machines with CNC: studies. Allowance]. Vladimir: Vladimir State University Publ., 2010. 246 p. (In Russian)
3. Morozov V. V. Programmirovaniye obrabotki detaley na sovremen-nykh mnogofunktsional'nykh tokarnykh stankakh s CHPU [Programming the processing of parts on modern multifunctional lathes with CNC: studies. Allowance]. Vladimir: Vladimir State University Publ., 2009. 234 p. (In Russian)
4. Solkin A. Yu. Methods of automating the creation of control programs for cutting equipment with PNC. Vestnik of Volzhsky University named after V. N. Tatishchev. 2012. No. 2 (19). Pp. 165-168. (In Russian)
5. Lyovygin A. A. Teverovsky L. V. Sovremennyy stanok s CHPU i CAD/ CAM sistema. [Modern CNC machine and CAD/CAM system]. Moscow: DMK Press, 2015. 280 p.
6. Tugengold A. K. Sistema intellektual'nogo upravleniya stankami [System of intellectual control of machine tools]. Stanki i instrumenty [Machines and tools]. 2008. No. 12. Pp. 10-15. URL: https://lib-bkm.
ru/13605 (date of access 10.10.2018). (In Russian)
7. Koshkin V. Apparatnyye sistemy chislovogo programmnogo up-ravleniya [Hardware systems of numerical program control]. Moscow: Mashinostroyeniye, 1989. 260 p. (In Russian)
8. Sukhanov Yu. S. Proyekt «Koroli» i «kapusta» na nive SAM. Deystvi-tel'nyye i mnimyye lidery mirovogo rynka SAM v 2014 godu. Chast' II. Reytingi CAM-vendorov [The project "Kings" and "cabbage" in the field of the CAM. Actual and imaginary leaders of the global CAM market in 2014. Part II. Ratings of CAM-vendors]. CAD / CAM/ CAE Observer. 2016. No. 1. Pp. 24-34. (In Russian)
9. Nevludov I. Sh., Velikodny S. S., Omarov M. A. Usage CAD / CAM / CAE / CAPP at formation of controlling programs for machine tools with CNC (Computer Numerical Controlled). Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2010. No. 2 (44). Pp. 37-44. (In Russian)
10. Kazantsev M. S., Vasilyev N. S. The Evaluation of the Time Required to create a CNC Machine Program Using Modern CAM Systems. Prospects for science. 2014. No. 12 (63). Pp. 91-94. (In Russian)
11. Kazantsev M. S. Method for evaluation of time expenditures of numerical control program development for a workpiece set production using a CAM system. Izvestiya vysshikh uchebnykh zave-deniy. Priborostroyeniye. [Journal of Instrument Engineering]. 2015. No. 4. Pp. 322-324. (In Russian)
12. Kazantsev M. S. State issue simulation process waterjet machining. Natsional'naya assotsiatsiya uchenykh [National Association of Scientists]. 2015. No. 3-3 (8). Pp. 63-66. (In Russian)
13. Yanushkin A. S., Lobanov D. V., Ilyin M. M. Avtomatizatsiya prot-sessa sozdaniya upravlyayushchikh programm dlya stankov s CHPU
[Automation of the process of creating control programs for CNC machines]. MekhanikiXXI veku. [Mechanics of the XXI century]. 2010. No. 9. Pp. 96-98. (In Russian)
14. Verzhakovskaya MA, Aronov V. Yu., Slepnev A. A., Osanov V. A. Razrabotka programmnogo modulya dlya optimizatsii raboty na stankakh s CHPU [Development of a software module for optimization of work on CNC machines]. Materialy XXV Rossijskoj nauch-no-tekhnicheskoj konferentsii professorsko-prepodavatel'skogo sostava, nauchnykh sotrudnikov i aspirantov PGUTI [Proceedings of the XXV Russian Scientific and Technical Conference of the faculty, researchers and graduate students of PGUTI. Samara, January 22 -January 26, 2018]. Samara, 2018. P. 207. (In Russian)
15. Lokteva S. E. Stanki s programmnym upravleniyem i promysh-lennyye roboty [Machines with software control and industrial robots]. Moscow: Mashinostroyeniye, 1986. URL: https://lib-bkm.ru/ load/70-1-0-3088 (date of access 10.10.2018). (In Russian)
INFORMATION ABOUT AUTHORS:
Verzhakovskaya M.A., PhD, Docent, Associate Associate Professor at the Department of Software and Management in Technical Systems, Volga State University of Telecommunications and Informatics; Aronov V.Yu., PhD, Associate Professor at the Department of Software and Management in Technical Systems, Volga State University of Telecommunications and Informatics;
Slepnev A.A., Programmer-technologist of the metalworking workshop of the Samara Special Alloys Plant.
For citation: Verzhakovskaya M.A., Aronov V.Yu., Slepnev A.A. Post processor development for optimize work of machines with numerical program control. H&ES Research. 2019. Vol. 11. No. 2. Pp. 40-50. doi: 10.24411/2409-5419-2018-10258 (In Russian)
НАУКОЕМКИЕ ТЕХ НОЛ О ГИ И
