PartMaker: פיתוח אוטומטי של תוכניות בקרה לציוד CNC מודרני. עיצוב כלי עבודה

  • 22.08.2018

המהות של בקרת תוכנה של מכונות עיבוד מתכת היא פיתוח תוכנות בקרה בצורה מספרית, המאפשרות פתרון בעיות גיאומטריות, לוגיות, טכנולוגיות וסופניות ביחס לסוג ספציפי של CNC.

הפתרון של הבעיה הגיאומטרית מספק את עיצוב החלק על ידי התנועה המתאימה של הכלי או חומר העבודה.

המשימה הלוגית היא להבטיח שהאוטומציה של המכונה נשלטת בסדר לוגי מסוים.

המשימה הטכנולוגית מכוונת להבטיח את האיכות המצוינת של החלק המתקבל.

משימת הטרמינל היא לספק תקשורת עם המפעיל באמצעות התקני מסוף - מסופים.

כפי שהוחל על מערכת H-22-1M, משימות אלו נפתרות באופן המתואר להלן.

UE - קבוצה של פקודות בשפת תכנות, התואמת לאלגוריתם נתון לתפקוד המכונה לעיבוד חומר עבודה מסוים.

בעת הפניה, התנועה ההדדית של הכלי (החלק העליון של הלהב שלו) מתבצעת לאורך מסלול מסוים (קו המתאר של חומר העבודה). ניתן להתייחס לקטעים נפרדים של קו המתאר של חומר העבודה כאלמנטים גיאומטריים (מקטעי קו, קשתות מעגליות וכו'). נקודות החיתוך של אלמנטים גיאומטריים נקראות נקודות ייחוס גיאומטריות. ניתן לתאר כל נקודת ייחוס במערכת הקואורדינטות שנבחרה באמצעות מספרים (קואורדינטות). שילוב המספרים המגדירים מספר עמדות עוקבות של הכלי הוא החלק העיקרי של ה-UE. הקואורדינטות של נקודות ייחוס גיאומטריות יכולות להיות מוחלטות, כלומר. מוגדר עבור כל נקודה ביחס לנקודת האפס, או יחסי (מוגדר במרווחים), מוגדר בכיוון תנועת הכלי מנקודת ייחוס אחת לאחרת. בעת התכנות, יש צורך לציין את מהירות התנועה של הכלי בין נקודות ייחוס בודדות, מספר פקודות טכנולוגיות עזר. נקודות של המסלול המחושב בהן משתנה החוק המתאר את תנאי הזרימה תהליך טכנולוגי, נקראות נקודות התייחסות טכנולוגיות.

כל UE מתחיל בתו% - "תחילת התוכנית".

כינוי "מספר" תוכנית בקרהצריך להיות ממוקם מיד אחרי הסמל "תחילת התוכנית". כאשר מציבים מספר UEs על נושא התוכנית, מותר לכתוב תו אחד נוסף "התחלת תוכנית" לפני הסמל "תחילת התוכנית". מספור בלוקים של תוכנית מתחיל מהגוש הבא.

כל מסגרת מכילה נתונים גיאומטריים וטכנולוגיים שיש לספק בעת עיבוד הקטע של חומר העבודה בין שתי נקודות ייחוס.

היחידה המספרית הבסיסית של ה-UE היא המסגרת. הבלוק נתפס על ידי מערכת ה-CNC כמכלול ומכיל פקודה אחת לפחות. למסגרת יש פורמט ספציפי לסוג מסוים של CNC. המסגרת מורכבת ממילים. כל מילה מכילה מידע ספציפי (פקודה). מילה מורכבת מכתובת (אות גדולה לטינית) ונתונים (סימן מתמטי "+" או "-" ומספרים). המילה הראשונה במסגרת היא תמיד "מספר מסגרת" - כתובת N, נתונים - מספר תלת ספרתי . המספר משמש לשיטתיות של התוכנית ואין לו השפעה על מהלך. את שאר המילים במסגרת ניתן לסדר באופן שרירותי, אך מומלץ לסדר את רצף המילים הבא (בכתובות שלהן):

N, G, X, Z, I, K, F, S, T, M, L.

באמצעות המילים X, Z, I, K, L, נפתרת בעיה גיאומטרית.

המילים G, F, S, T, M מספקות פתרון לבעיה הלוגית.

פתרון הבעיה הטכנולוגית במערכת לא ניתן.

משימת הטרמינל נקבעת על ידי תכנון המערכת עצמה.

השלבים העיקריים של הפיתוח של תוכנית הבקרה.

קשה לדמיין ייצור מודרני לבניית מכונות ללא מכונות CNC. ניהול תוכנה. כיום הם נמצאים בשימוש נרחב הן בענקי תעשייה והן בארגונים קטנים. אין ספק שפיתוח מוצלח של תעשיית ההנדסה בלתי אפשרי ללא שימוש פעיל בציוד CNC ואוטומציה של ייצור.

הגידול בצי מכונות ה-CNC מביא לעלייה בדרישות להכנה טכנולוגית של הייצור, לרבות איכות פיתוח תוכניות בקרה (NC).

כיום, כל מפתחי ה-CAD הגדולים כחלק ממערכות התוכנה שלהם מציעים מודולים לפיתוח תוכניות NC עבור מכונות CNC. היתרונות של מודולים אלה כוללים את העובדה שבהיותם משולבים במערכות תכנון בעזרת מחשב ובהתאם, הבטחת החלפה נכונה של מודלים בין מודולים עיצוביים וטכנולוגיים, הם מאפשרים לך לפתח בהצלחה NC עבור הסוגים העיקריים של ציוד לעיבוד מתכת עם תקן יכולות טכנולוגיות - למכונות כרסום, חריטה ומכונות אלקטרואירוסיביות. החסרונות של מערכות רבות הם הצורך של טכנולוגים מוסמכים לעבודה במערכת CAM, לעתים קרובות ממשק משתמש לא אינפורמטיבי, הצורך לבצע פעולות ידניות רבות, פונקציות אבחון לא מפותחות מספיק כדי לזהות שגיאות, הזדמנויות מוגבלות ליצירת תוכניות NC עבור הכי מודרני או מינים ייחודייםצִיוּד.

כדי לפתור את כל הבעיות הללו, התחייבו מפתחי תוכנה (תוכנה) מיוחדת. לדוגמה, כדי לבדוק ולייעל את ה-UE, חברת ההנדסה והייעוץ SOLVER (SOLVER) מציעה להשתמש חבילת תוכנה Vericut מאת CGTech (ארה"ב), שמפחית את זמן העיבוד ב-30-50%.

בנוסף, שוק מוצרי התוכנה לייצור מציע תוכנה להכנה אוטומטית של NC, עליהן נדון בהרחבה.

PartMaker: פיתוח NC אוטומטי

לפיתוח אוטומטי של תוכניות NC עבור ציוד לעיבוד מתכת CNC, SOLVER מציעה (לראשונה ברוסיה) להשתמש בחבילת התוכנה PartMaker מבית IMCS (ארה"ב). לצד הכנת תוכניות NC עבור הקבוצה המסורתית של מכונות עיבוד מתכת (מחרטות, מכונות כרסום ו-EDM), תוכנה חדישה ויעילה זו מאפשרת לפתח תוכניות לציוד המודרני והייחודי ביותר, לרבות מכונות מחרטות אורכיות אוטומטיות (SwissType) ומרכזי חריטה וכרסום רב תכליתיים.

המבנה המודולרי של PartMaker מאפשר לך לרכוש רק את התוכנה הרלוונטית לארגון כרגע, ולהתאים את חבילת התוכנה במודולים חדשים לפי הצורך. התוכנה כוללת חמישה מודולים עיקריים לפיתוח UE:

למכונות סיבוב אורכי אוטומטיות - SwissCAM;

למכונות חריטה וכרסום - Turn-Mill;

למחרטות - סיבוב;

למכונות כרסום - מיל;

למכונות EDM - Wire EDM.

ממשק משתמש נוח: פיתוח תוכנה קל, פיתוח מהיר של UE

היתרון העיקרי של PartMaker הוא קלות היצירה והאימות של UE. התוכנה פועלת תחת Windows. כדי לפשט ולהאיץ את הפיתוח של UE, נעשה שימוש במערכת של הנחיות גרפיות וטקסט. בנוסף, PartMaker משתמש במסד נתונים של עיבוד שבבי כדי לאחסן ניסיון בייצור על שימוש בכלי חיתוך, תנאי חיתוך ופעולות חוזרות. כל זה מקל על פיתוח תוכנה ומאפשר לטכנולוג (ולא למתכנת) לעבור הכשרה מהירה ולהתחיל לפתח תוכנות איכותיות.

עבור תכנות ב- PartMaker, השתמש טכניקה מודרנית תכנות ויזואלי. פרטים עם עיבוד מורכב מחולקים לקבוצות של מישורים ומשטחי מהפכה, ובעזרת תמונות-טיפים נבחר סוג העיבוד הרצוי. אסטרטגיית העיבוד נקבעת על ידי המשתמש. לדוגמה, ניתן להשלים מחזור שלם של עיבוד משטח אחד, ולאחר מכן לעבור לעיבוד אחר, או לעבד את כל המשטחים בכלי אחד, להחליף אותו באחר (לפי הטכנולוגיה שפותחה) ולעבד שוב את כל המשטחים.

הדמיה של עיבוד אפשרית הן בשלבי יצירת מעברים טכנולוגיים, והן עבור התוכנית כולה. הדמיית תהליכי עיבוד מתבצעת על מסך המחשב עם הדגמה תלת מימדית דינמית של פינוי חומר. אפשר לסובב, לשנות קנה מידה ולשנות את נקודת התצפית והפנורמה. במקרה זה, אתה יכול לראות את הפעולה בו-זמנית של מספר כלים, כמו גם את תהליך העברת החלק לציר הנגד. עבור חומר העבודה, ניתן להגדיר את מצב השקיפות, כמו גם ליצור חיתוך המאפשר לך לראות את תהליך העיבוד של חללים פנימיים או אזורים סגורים. עם עיבוד ארבעה צירים, ניתן לראות סיבוב של חומר העבודה סביב הכלי. עבור מכונות ראש הזזה, התוכנה מדמה את תנועות המוט בתוך תותב המדריך, ומאפשרת לראות את תהליך העיבוד בפועל המתרחש במכונה.

ל- PartMaker יש עורך גרפי מובנה משלה ליצירת מודלים מתמטיים של חלקים מעובדים באמצעות פרימיטיבים גרפיים (נקודות, קווים, קשתות, שיניים וכו'). ממשק המשתמש מתוכנן בצורה כזו להקל ולהאיץ את תהליך יצירת הגיאומטריה של המודל ככל האפשר. זה מקל על ידי פקודות Windows סטנדרטיות: "העתק", "גזור", "הדבק" וכו '. ניתן לבצע פעולות מתקנות כגון הסטה וסיבוב התמונה. אפשר גם לייבא מודלים דו-ממדיים ל- PartMaker ב פורמט DXFודגמי תלת מימד מכל מערכת CAD/CAM, לרבות Pro/Engineer, AutoCAD, SolidWorks, Unigraphics וכו'. במידת הצורך, ניתן לשנות דגמים מיובאים על ידי טכנולוג ולאחר מכן להחזיר אותם למערכת העיצוב.

פיתוח UE לעיבוד שבבי

תִכנוּת עיבוד שבבי PartMaker מבצעת מעברים טכנולוגיים בהתאם לסוג העיבוד (חריטה או כרסום), לרבות עבור מרכזי חריטה-כרסום וחריטה אורכית אוטומטית, וכוללת את המאפיינים הבאים:

כרסום 2 צירים עם מיצוב כלי 3 צירים, עיבוד כיסים עם כל מספר שוליים, תוך התחשבות בכרסום טיפוס או למעלה, כמו גם הכנסת מצב היסט;

כרסום קווי מתאר;

1. "מכונת CNC" מורכבת

V השקפה כלליתניתן לייצג את המבנה של מתחם "מכונת CNC" כשלושה בלוקים, שכל אחד מהם מבצע את משימתו - תוכנית בקרה, מכשיר CNC וכלי מכונה.

כל גושי המתחם פועלים זה בזה במבנה אחד. תוכנית הבקרה מכילה תיאור מתואם מוגדל של כל שלבי ההיווצרות הגיאומטרית והטכנולוגית של המוצר. מנקודת מבט מידע, העיקר בתיאור זה הוא. שהוא לא מאפשר פרשנויות מעורפלות. בהתקן CNC מועבר מידע בהתאם ל-UE. ולאחר מכן נעשה שימוש במחזור החישובי, שהתוצאה שלו היא יצירת פקודות מבצעיות בזמן מכונה אמיתי.

המכונה היא הצרכן העיקרי של מידע הבקרה, החלק הביצועי. אובייקט שליטה. a במובן קונסטרוקטיבי - מבנה תומך עליו מורכבים מנגנונים שליטה אוטומטיתמותאם לקבלת פקודות מבצעיות מה-CNC. בין מנגנונים כאלה נמצאים בעיקר אלה המעורבים ישירות בעיצוב הגיאומטרי של המוצר. אלה הם המנגנונים של הזנות קואורדינטות, שהכיוונים שלהן שונים.

בתהליך הבקרה, מנגנוני הזנה דורשים את הכמות הגדולה ביותר של עיבוד של מידע חישוב, לכן, המורכבות של התקני CNC תלויה במידה רבה במספר הקואורדינטות המבוקרות, במורכבות הבעיה הגיאומטרית של העיצוב.

המשימות העיקריות שנפתרו על ידי מערכות CNC:

· קלט ואחסון של תוכנת מערכת. במכשירים מהמעמדות הנמוכים, זה טבוע בעיצוב ולא ניתן לשינוי. V מערכות מודרניות ah ניתן להזין ולהגדיר מבחוץ והוא מיועד למכונות ממעמדות שונים.

· קלט ואחסון של תוכניות בקרה במכשיר לא נדיף.

פרשנות מסגרת. 2 פריימים נקראים - הראשון מעובד, השני מנותח מקדים לפעולה רציפה. מערכות מודרניות קוראות ומנתחות עד 1000 פריימים.

· אינטרפולציה. ה-CNC מחשב נקודות ביניים בדיוק שצוין. מערכות NURBS מודרניות מקבלות דגם אלקטרוני של חומר העבודה ממערכת CAD / CAM, משטחים מעוקלים מועברים בצורה של קווים ופולינומים, מעובדים על ידי המכשיר עצמו ומומרים לאותות להזנת כוננים.

· בקרת כונן הזנה. בנוסף לבקרת תנועה לאורך המסלול, מצבים נוספים לתיאום המיקום האמיתי של גופי העבודה עם מערכת הבקרה, איפוס המכונה, בקרת בלימה.


שליטה בהנעת התנועה הראשית (הפעלה, כיבוי, בקרת זווית, ייצוב מהירות)

שליטה לוגית

פיצוי גודל הכלי

החלפת כלי

· למערכות מודרניות ניתן לתקן שגיאות של התקני מדידה ומכשירים מכניים, בקרה אדפטיבית בעיבוד, צבירת מידע סטטיסטי, בקרה מובנית אוטומטית, תקשורת עם PC ברמה גבוהה, אבחון טכני.

שלבי הכנת תוכניות בקרה.

פיתוח תהליך טכנולוגי לציוד CNC דורש פירוט רב יותר בפתרון כל הבעיות הטכנולוגיות. יש צורך לחלק את הפעולה לשלבים לפי נקודות התייחסות. צעד הוא תנועה של הכלי לאורך אלמנט גיאומטרי, שבמהלכה אין שינוי במצבים. פקודות טכנולוגיות מגדירות את התנאים לביצוע תנועות. רצף התנועות היסודיות והפקודות הטכנולוגיות קובעים את התוכן של תוכניות הבקרה.

פיתוח התהליך הטכנולוגי מורכב משלושה שלבים:

מסלול TP;

TP מבצעי;

· פיתוח UE.

בחירת החלקים לעיבוד במכונות CNC בטכנולוגיית הנדסת מכונות. הגורם העיקרי הוא התועלת הכלכלית מ:

הפחתות בזמן חישוב חתיכות

זמן מכונה

זמן עזר

שיפור איכות המוצר וכו'.

רצף הפיתוח של UE:

רצף הפיתוח של UE (תכנות ידני):

תכנות רציף של שלבי עיבוד בודדים.

1. הפרדת המבצע למעברים.

2. קביעת הבסיס של החלק.

3. קביעת רצף המעברים (אם המשטח מעובד בדיוק של יותר מ-11 דרגות, רצוי לבצע מעבר גמר בכלי נפרד). התוצאה היא כרטיס הפעלה

4. מטרת הכלי. בנוסף לסוג כלי החיתוך, עליך לציין את מספר הבלוק, לקבוע את כיוון קצה החיתוך ואת מיקומו ביחס לנקודת הנתון. זה מאפשר לך לקבל תרשים הגדרת כלים.

5. הפרדת מעברים למהלכים.

6. חישוב תנאי חיתוך

7. בניית מסלול התנועה של כל כלי עם ציון נקודות ייחוס

8. חישוב קואורדינטות של נקודות בקרה.

9. הגדרת פקודות טכנולוגיות

10. קידוד תוכנית

11. איתור באגים בתוכנית ועיבוד חלקי בדיקה, עריכה.

היסודות של תכנות CNC. (תקן ISO 6983 עבור בקרי SINUMERIK 840D, 810D, FMNC).

הדור של מערכות בקרה אלו משתמש בשיטות תכנות חדשות יחד עם הפקודות הישנות. אלה כוללים פקודות DIN66025 ומה שנקרא פקודות שפה ברמה גבוהה.