Устройство, основные узлы и программирование технологических (постоянных) циклов на токарном станке 16А20Ф3РМС139

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

УСТРОЙСТВО, ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ

И ПРОГРАММИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

(ПОСТОЯННЫХ) ЦИКЛОВ НА ТОКАРНОМ СТАНКЕ

16А20Ф3РМС139

Цель работы – изучить конструкцию токарного модуля с числовым программным управлением; овладеть основами его программирования. Научиться составлять таблицы опорных точек обрабатываемого контура; рассчитывать режимы резания; программировать процесс токарной операции; производить обработку детали по управляющей программе; составлять отчёты с выводами о соответствии расчётных значений с реализованными.

Оборудование и инструмент:

Общие теоретические сведения

Токарные станки с ЧПУ предназначены для наружной и внутренней обработки сложных заготовок деталей типа тел вращения. Они составляют самую значительную группу по номенклатуре в парке станков с ЧПУ. На токарных станках с ЧПУ выполняют традиционный комплекс технологических операций: точение, отрезку, сверление, нарезание резьбы и др.

Под управлением станком принято понимать совокупность воздействий на его механизмы, обеспечивающие выполнение технологического цикла обработки, а под системой управления – устройство или совокупность устройств, реализующих эти воздействия.

Числовое программное управление (ЧПУ) – это управление, при котором программу задают в виде записанного на каком-либо носителе массива информации. Управляющая информация для систем ЧПУ является дискретной и ее обработка в процессе управления осуществляется цифровыми методами. Управление технологическими циклами практически повсеместно осуществляется с помощью программируемых логических контроллеров, реализуемых на основе принципов цифровых электронных вычислительных устройств.

Технологические возможности модуля

Технологические возможности модуля включают 19 позиций.

М0 – останов выполнения УП в автоматическом режиме и выключение привода главного движения. В ручном режиме отрабатывается аналогично команде М5. Величина скорости вращения шпинделя запоминается в УЧПУ. При включении привода главного движения после команды М0 скорость шпинделя восстанавливается.

М2 – останов выполнения УП в автоматическом режиме и выключение привода главного движения. В ручном режиме отрабатывается аналогично команде М5. Величина скорости вращения шпинделя не запоминается. При включении привода главного движения после команды М2 необходимо задавать величину скорости вращения шпинделя.

М3 – включение привода главного движения по часовой стрелке.

М4 – включение привода главного движения против часовой стрелки.

М5 – включение привода главного движения.

М8 – включение привода смазочно-охлаждающей жидкости.

М9 – включение привода СОЖ.

М10 – реверс вращения шпинделя.

М19 – ориентированный останов шпинделя по нулевой метке датчика резьбонарезания.

М30 – включение приводов СОЖ и главного движения, останов выполнения УП с обнулением счетчика номера кадра и регистра кода скорости вращения шпинделя.

М31 – выход в фиксированную точку по оси Х (движение до кулачка осуществляется в направлении +Х).

М32 – выход в фиксированную точку по оси Z (движение до кулачка осуществляется в направлении +Z).

М35 – пуск робота по первой программе (запрос 1).

М38 – команда контроля положения редуктора шпиндельной бабки и задание 1-го диапазона частот вращения шпинделя от 20 до 280 об/мин.

М39 – команда контроля положения редуктора шпиндельной бабки и задание 2-го диапазона частот вращения шпинделя от 60 до 830 об/мин.

М40 – команда контроля положения редуктора шпиндельной бабки и задание 3-го диапазона частот вращения шпинделя от 185 до 2 500 об/мин.

М45 – пуск робота по второй программе (запрос 2).

М51 – установка индикатора контакта (ИК) в рабочее положение.

М52 – разрешение прохождения сигналов с ИК на УЧПУ.

М53 – установка ИК в нерабочее положение и блокировка прохождения сигналов с ИК на УЧПУ.

М71 – привязка инструмента по ИК по оси Х (движение инструмента в направлении +Х).

М72 – привязка инструмента по ИК по оси Z (движение инструмента в направлении Z).

М73 – привязка инструмента по ИК по оси Х (движение инструмента в направлении –Х).

Т1–Т8 – установка позиции автоматической поворотной резцедержавки.

Пример 1

№ 86 М5 – останов шпинделя;

№ 87 М35 – пуск робота;

№ 88 Р92 – переход на кадр 92, если есть сигнал «Пуск станка»;

№ 89 G4* – выдержка времени;

№ 90 Р1 – переход в 1-й кадр УП станком;

№ 91 Р88 – переход на кадр 88;

№ 92 М3 – правое вращение шпинделя;

№ 93 продолжение программы.

Пример 2

№ 121 М5 – останов шпинделя;

№ 122 М45 – пуск робота по 2-й программе;

№ 123 Р2 – переход на кадр 2, если есть сигнал «Пуск станка»;

№ 124 G4*; – выдержка времени;

№ 125 Р1; – переход в 1-й кадр УП станком;

№ 126 Р123 – переход на кадр 123 повторение процесса.

Отметим, что G4* – кадры с выдержкой времени, введены для того, чтобы можно было остановить выполнение УП в случае отсутствия сигнала «Пуск станка».

15.1. В параметры № ОХ и № ОZ записывают нули.

15.2. По команде М51 устанавливают ИК в рабочее положение

15.3. По команде Т1 (или любой из команд Т1–Т8) вызывают резец в рабочее положение.

15.4. С помощью клавиш ручного управления для привязки резца по оси Х рабочую кромку резца подводят к ИК на расстояние не более 4 мм.

15.5. По команде М52 дают разрешение для прохождения сигналов с ИК на УЧПУ.

15.6. По команде М73 инструмент привязывают к индикатору контакта. После выполнения этой команды индикатор положения УЧПУ по оси Х должен показывать ноль.

15.7. С помощью клавиш ручного управления для привязки резца по оси Z рабочую кромку резца подводят к ИК на расстояние не более 8 мм.

15.8. По команде М72 инструмент привязывают к ИК. После выполнения этой команды индикатор положения УЧПУ по оси Z должен показывать ноль.

15.9. Отводят резец от ИК и по команде М53 устанавливают ИК в нерабочее положение.

15.10. В патрон устанавливают заготовку, задают вращение патрона и величину подачи. Подводят резец и протачивают заготовку по оси Z. Показания индикатора положения по оси Х запоминают. Резец отводят от заготовки и выключают главный привод.

15.11. Замеряют диаметр проточенной заготовки микрометром

15.12. Показания микрометра складывают с показаниями индикатора положения по оси Х и полученную сумму заносят в память.

15.13. Штангенциркулем замеряют расстояние от конца проточки заготовки до условного ноля детали, который выбирают на расстоянии 3…6 мм от кулачка патрона, но удобнее, если сделать перенос координаты Z «0» в торец детали. При переносе начала координат в любую другую точку детали незамедлительно следует перерасчет размерной цепочки в чертеже детали.

15.14. Показание штангенциркуля складывают с показаниями индикатора положения по оси Z после окончания проточки заготовки с учетом знака. Полученную сумму заносят в параметры № OZ.

15.15. Производят привязку всех инструментов, участвующих в обработке детали, по ИК.

18.1. Если вставить ключ в замок блокировки ограждения на пульте управления станком и повернуть его вправо, то устанавливается наладочный режим. В этом режиме проводится отладка УП в автоматическом режиме без резания с открытым подвижным экраном.

ВНИМАНИЕ! При блокировке ограждения не отрабатывается команда от робота на закрытие подвижного экрана.

18.2. Если вынуть ключ из замка, то устанавливается режим контроля подвижного экрана. При этом если кнопка установки автоматического режима на пульте оператора УЧПУ будет нажата до закрытия подвижного экрана или подвижный экран открыт после установки автоматического режима, то выполнение УП будет остановлено и появится код 77Х1ХХ (нет готовности станка), а в электроавтоматике будут отключены приводы СОЖ и главного движения. Для продолжения работы на станке нужно выполнить следующие действия:

Если подвижной экран был открыт во время перемещения инструмента, то по командам М31 и М32 необходимо выйти в фиксированную точку для восстановления привязки, затем закрыть подвижной экран, установить автоматический режим и запустить выполнение УП с нулевого кадра.

Для обеспечения взаимодействия станка и робота выполняют следующий алгоритм: по команде от робота S80,08 блокируется контроль ограждения электроавтоматикой станка, затем открывается подвижный экран; после окончания программы обслуживания роботом станка подвижный экран закрывается, снимается блокировка контроля подвижного экрана (S81,08) и дается команда пуска станка.

УС1 – ограждение открыть;

УС2 – ограждение закрыть;

УС3 – патрон разжать;

УС4 – патрон зажать;

УС5 – пиноль отвести;

УС6 – пиноль подвести;

УС8 – блокировка ограждения;

УС9 – пуск цикла станка;

УС12 – перемещение питателя тактового стола;

УС13 – обдув патрона.

Блокировки и сигнализация

В электрооборудовании ГПМ предусмотрены следующие меры, повышающие безопасность работы:

УЧПУ «Электроника НЦ-31-02» - это система контурного управления типа CNC, предназначенная для оперативного управления станками, оснащенными следящими приводами и измерительными преобразователями.

Основные характеристики устройства ЧПУ «Электроника НЦ–31-02»:

Прямое программирование скорости шпинделя – об/мин.

Программирование постоянной скорости резания – м/мин.

Программирование в абсолютных значениях и приращениях (по осям координат) с точностью 0,01 мм.

Программирование основных элементов деталей (тел вращения)

Разработка УП. При обработке заготовок на станке с ЧПУ программируют траектории инструмента по осям x, z, а также условия обработки: подача S, мм/об (функция F), скорость резания (через частоту вращения шпинделя) n, об/мин, либо м/мин (G96), инструмент (функция Т). В общем случае управляющая программа (УП) должна включать информацию обо всех перемещениях и режимах обработки, а также о смене инструмента от Т1 до Т8. Для сокращения числа кадров в УП желательно использовать постоянные циклы, а при обработке конусов, сфер и нарезании резьбы без постоянных циклов просто не обойтись, т.е. их использование обязательно.

Карта отчета по лабораторной работе.

Получить деталь на токарном станке 16А20Ф3РМС139 согласно заданию. См. приложение.

Точки в плоскости данного станка с точность 0,01 мм.

Таблица 1.

Программа обработки заготовки до получения необходимых размеров.

Таблица 2.

Продолжение таблицы 2.

Продолжение таблицы 2.

Маршрутная карта изготовления данной детали. Технологический процесс.

Заготовка – прокат диаметром из стали Ст 40.

Таблица 3.

Продолжение таблицы 3.

Определение силы действующей на резец в процессе обработки.

Принимаем d = 28, при самой большой глубине резания. Тогда:

где ; ; ; , коэффициенты, учитывающие обрабатываемый и обрабатывающий материалы, вид обработки и т.д. выбраны по справочнику технолога машиностроителя.

Принимаем d = 37, при самой большой глубине резания. Тогда:

Вывод – изучили конструкцию токарного модуля с числовым программным управлением; овладели основами его программирования. Научились составлять таблицы опорных точек обрабатываемого контура; рассчитали режимы резания; спрограммировали процесс токарной операции; произвели обработку детали по управляющей программе; составили отчёт с выводами.

ПРИЛОЖЕНИЕ