Изготовление определенной детали (также называемой заготовкой) обычно начинается не на станке с ЧПУ, а гораздо раньше, за столом инженера-конструктора. Инженерное проектирование означает разработку предназначенной детали, которая будет экономична в изготовлении и высокого качества, а также детали, которая делает то, что должна делать – проще говоря, проектирование детали, которая работает. Этот процесс происходит в различных офисах и лабораториях, исследовательских центрах и других местах, в том числе и в воображении инженера.
Производственный процесс, включая процесс с ЧПУ, всегда является совместным усилием. Современное проектирование деталей требует профессионалов из разных дисциплин, которым помогает мощный компьютер с подходящим программным обеспечением для проектирования, например, SolidWorks®, Autodesk Inventor® и многими другими, а также почтенный AutoCad® – один из старейших и до сих пор очень популярных программ. группа разработчиков прикладного программного обеспечения. Проще говоря, инженерное проектирование начинается с идеи и заканчивается разработкой чертежа или серии чертежей, которые можно использовать в производстве на различных этапах.
Для программиста ЧПУ, а также для оператора ЧПУ этот инженерный чертеж является первым, а часто и единственным источником информации о том, какой должна быть конечная деталь. Обычно программист ЧПУ следует определенному процессу (или рабочему процессу), который можно свести к нескольким критическим точкам или шагам:
Имейте в виду, что это не всегда пошаговый метод, как может показаться. Зачастую решение, принятое на одном этапе, влияет на решение, принятое на другом этапе, что часто приводит к пересмотру более ранних этапов процесса и внесению необходимых изменений.
Этот начальный этап очень важен, поскольку он повлияет на все действия, необходимые для разделения деталей. Оценить рисунок – значит найти решение одного-единственного вопроса:
Этот единственный вопрос станет основой для решения всех остальных вопросов рабочего процесса. Одна из самых больших проблем, с которыми сталкивается современная механическая обработка, — это не нехватка людей, которые могут освоить систему CAD/CAM, а нехватка людей, которые знают, как обрабатывать детали.
Инженерный чертеж не предлагает решений, он лишь определяет цели и задачи. Изучение особенностей детали, размеров, допусков, различных связей между признаками, требований к качеству и т. д. во многом определит способ механической обработки. Должны быть соблюдены все требования чертежа.
Одного рисунка часто недостаточно, чтобы дать все ответы. В некоторых случаях также может потребоваться чертеж соответствующей детали или сборочный чертеж.
Чертеж – или даже набор чертежей – является основным источником информации как для программистов ЧПУ, так и для операторов ЧПУ.
Деталь изготавливается из заготовки, указанной либо на самом чертеже, либо в другом источнике. Для целей программирования и обработки материал должен быть идентифицирован по его типу, размеру, форме и состоянию.
Тип материала важен при выборе инструментов, настройки и условий резания. Мягкие материалы, такие как латунь и алюминий, потребуют другого метода обработки, чем сталь и материалы космической эры. Размер запаса дает информацию о том, сколько материала необходимо удалить при кашле. Форма заготовки важна, прежде всего, для выбора удерживающего устройства (приспособления).
Состояние материала может потребовать специальных разрезов, если это необходимо. Обработка кованой стали требует другого подхода, чем обработка того же типа стали, что и круглый пруток.
Форма материала бывает разной. В идеале весь материал, поставляемый для конкретной партии деталей, должен быть одинаковым. Это не всегда так; например, прутки, разрезанные на отдельные части, должны иметь, но не могут иметь одинаковую черновую длину.
Частичное удержание – или удержание работы – это тема, которая может иметь свою собственную книгу. С точки зрения ЧПУ, решение, которое должен принять программист ЧПУ, состоит в том, чтобы выбрать такой метод удержания работы, который обеспечивает фиксированное, безопасное и стабильное место для монтажного материала.
Выбор инструментов также является частью процесса программирования, и опытные программисты часто обсуждают возможности инструментов с операторами ЧПУ. Выбор инструмента для обработки на станках с ЧПУ подразумевает выбор:
В вертикальных обрабатывающих центрах держатель режущего инструмента представляет собой соединение между режущим инструментом и шпинделем станка. На токарных станках с ЧПУ держатель инструмента монтируется в револьверной головке.
То, что часто называют «скоростью и подачей», является лишь частью общих условий резания. На условия резания влияют многие фиксированные факторы, такие как обрабатываемый материал, его форма и состояние, возможности станка и т. д. На них также влияют условия, которые зависят от возможностей программиста ЧПУ, например, выбор инструмента, метод настройки, глубина. резания, ширина резания, а также скорость шпинделя и скорость подачи резания.
Программа обработки детали может быть разработана несколькими способами:
Ручное программирование подразумевает ручные вычисления и ручное написание программы. Компьютер часто используется, но только в качестве текстового редактора или симулятора траектории движения инструмента. При ручном программировании компьютер не генерирует программный код.
В расширенных методах ручного программирования используются так называемые макросы, такие как пользовательский макрос Fanuc B. Проще говоря, макрос — это тип подпрограммы, но он может обрабатывать функции, недоступные ни одной подпрограмме. Эти функции включают переменные данные, условное тестирование (IF), итерацию (WHILE), арифметические, алгебраические и тригонометрические вычисления и многие другие функции.
При настоящей разработке компьютерных программ для создания полной программы используется специальное программное обеспечение. Типичное программное обеспечение, используемое для этой цели, включает Mastercam®, Edgecam® и многие другие.
Программирование непосредственно на панели управления станком называется программированием в диалоговом режиме. В целом, программирование токарных станков с ЧПУ может принести больше пользы от диалогового программирования, чем от программ для фрезерования.
Независимо от того, как разрабатывается программа, она должна быть написана в таком формате, чтобы ее «понимала» система управления станка с ЧПУ. Программы обработки деталей, созданные вручную или с помощью программного обеспечения, должны иметь одинаковый формат (следует ожидать некоторых незначительных несоответствий).
Программа, содержащая хотя бы одну ошибку, нежелательна. Одной из обязанностей программиста является проверка готовой программы перед ее использованием. Существует несколько способов проверки программы. Один из проверенных методов — использование программного обеспечения для моделирования траектории движения инструмента, такого как NCPlot®, другой — использование довольно широкого спектра ручных проверок.
Программное обеспечение для моделирования сильно различается по функциям и стоимости. Цена программного обеспечения сама по себе не обязательно отражает его качество и возможности. В большинстве программ моделирования отсутствует поддержка некоторых высококлассных функций управления, таких как вращение координат, полярные координаты и макросы. Прежде чем покупать программное обеспечение, моделирующее траекторию инструмента, обязательно проведите небольшое исследование.
Для обнаружения ошибок программы также можно использовать многочисленные ручные проверки. Даже беглое сканирование программы может выявить некоторые очевидные ошибки. Если вы знаете, что ищете, проверка программы происходит намного быстрее. Многие ошибки в программе происходят в начале программы. Ошибки в середине программы бывают другого рода. Опытный оператор обнаружит ошибку до того, как она нанесет какой-либо ущерб.
Окончательная программа обработки детали является результатом множества небольших, последовательных шагов, некоторые из которых довольно просты, другие более сложны. Программа может быть создана с помощью программного обеспечения CAM или написана полностью вручную. В любом случае программист должен был пройти определенные шаги, требующие, например, расчетов, а также другие шаги. Документирование этих вычислений или процессов может оказаться очень полезным, если программа была изменена по многим причинам. Модификация программы может варьироваться от простого исправления ошибок до технических изменений.
Неприятная реальность состоит в том, что во многих программах ЧПУ, независимо от того, как они были разработаны, отсутствует какая-либо справочная информация, которая могла бы помочь оператору станка. В лучшем случае программа обработки детали может включать некоторые основные данные, касающиеся настройки, и даже некоторые специальные инструкции. Чего часто не хватает, так это деталей отдельных шагов. Оператору необходимо знать, какое приспособление использовалось, как ориентирована деталь, какие инструменты были выбраны и где находится деталь X0 Y0 Z0.
Перенос программы включает в себя несколько методов предоставления программы для обработки. Обычно этот процесс называется загрузкой программы. Существуют разные способы загрузки программы – наиболее распространенным является сохранение ее в памяти устройства ЧПУ. Другие методы включают DNC (обработку программы с внешнего компьютера) или программу, хранящуюся на флэш-накопителе.
