Программирование на базе разраба­тываемых подпрограмм. Методы про­граммирования для многоцелевых стан­ков сводятся к разделению операции на отдельные этапы, общность которых определяется используемым инструмен­том. Это позволяет составлять РТК для отдельных инструментов, выделяя для обработки последовательно не только плоскости обрабатываемой детали в целом, но и отдельные ее элементы в пределах одной плоскости. В общей УП программы обработки отдельными ин­струментами связывают между собой соответствующими командами, опреде­ляющими смену инструмента, поворот или наклон детали, линейное ее смеще­ние, изменение в режиме работы элемен­тов станка, замену столов-спутников и др.

При составлении УП возможно по­кадровое программирование всей обра­ботки от начала до конца, что обычно и делается для сравнительно простых де­талей. Однако программирование удобно вести по этапам (по элементам детали или по инструментам), определяя отдель­ные этапы как подпрограммы. Каждой такой подпрограмме можно присвоить номер и ввести ее в УЧПУ или с основной УП или с пульта УЧПУ. Тогда основная УП будет состоять из отдельных под­программ и кадров, обеспечивающих взаимосвязь в общем порядке обработки всей детали. Такой метод, когда УП составляется из отдельных, сравнительно независимых массивов информации, бо­лее прост, чем покадровое программи­рование всей обработки в целом. При программировании допускается меньше ошибок, да и исправление их более про­стое, поскольку можно исправлять или редактировать одну подпрограмму, не ка­саясь всей УП в целом. Кроме того, достаточно просто, меняя места подпро­грамм в основной УП, менять общий порядок обработки всей детали.

Все разработанные подпрограммы после их использования могут быть вы­ведены на какой-либо программоноси­тель. При повторении партии деталей, для которых были разработаны подпро­граммы, их можно снова использовать,

При необходимости откорректировав.

Программирование с использованием типовых подпрограмм и постоянных циклов. Современные УЧПУ повышенно­го класса, предназначенные для много­целевых станков, кроме определенного объема памяти для введения разраба­тываемых подпрограмм имеют достаточ­но большой набор (до 150) постоянных подпрограмм. Постоянные подпрограм­мы, составленные для различных инстру­ментов, охватывают наиболее часто по­вторяющиеся схемы и циклы обработки. Как правило, постоянные подпрограммы выражены в формальных параметрах, с помощью которых и задается действи­тельная траектория движения инстру­мента. В зависимости от модели УЧПУ постоянные подпрограммы или вводятся в память устройства извне, например с помощью программоносителя (перфо­ленты, магнитной ленты), или находятся в памяти УЧПУ постоянно. Имеющиеся для данного УЧПУ подпрограммы, оформленные в виде каталога, приложе­ны к инструкции по программированию, или могут быть вызваны из памяти ЭВМ УЧПУ в виде своеобразного меню. Каж­дая из подпрограмм имеет свой кодо­вый номер, по которому и вызывается в кадрах УП для обработки данной детали.

Использование постоянных подпро­грамм значительно упрощает програм­мирование и сокращает время работы. Кроме того, снижается частота ошибок программирования.

Типовые подпрограммы для различ­ных УЧПУ сравнительно одинаковы. Они могут отличаться принятыми схемами траекторий инструмента и видом исполь­зуемых формальных параметров. Наибо­лее часто формальные параметры зада­ются латинскими буквами R, Р или Е с двух - или трехзначными числами или спе­циальными знаками (например, знаком диез) с цифрами после них. Обычно каждая типовая подпрограмма имеет определенный формат, которым записы­вается и вызывается при необходимости в кадрах основной УП. Типовые под­программы могут быть оформлены как

7=

W

X

4=

W

IfS

72

120

Постоянные циклы со сложным форма­том кадра для их осуществления.

Пример 1. Обработка прямоугольного паза (рис. 9.13, а). Подпрограмма представ­лена как пЛтоянный цикл, параметры кото­рого задаются по определенным адресам, а сам цикл вызывается кодом G87.

Формат кадра вызова

Q87 X...У..Л...В...R...I...J...

К...F...S...Т...М...

В кадре по адресам X —R задаются размеры паза и недоход фрезы до торца дета­ли (В). По адресу I задаются проценты от диаметра примененной фрезы (не более 40),

W

100

120

Рис. 9.13. Схемы обработки прямоугольного паза: а — типовая схема; б — соосные пазы; В — сдвинутые пазы

По адресу J —условный код —1 или 1, опре­деляющий направление обхода контура, К — припуск по глубине, снимаемый за один ход, F, S — режимы обработки, Т — код инстру­мента, М (М06) — команда на его установку. Начальная точка исполнения цикла — центр паза.

На основе цикла можно построить УП для обработки достаточно сложных деталей. Например, для детали с концентрично рас­положенными пазами (рис. 9.13,6) фрагмент УП может быть следующим:

N15 Т0404 S1200 МОЗ М06 LF N20 G87 Х120. Y80. Z-10. B2.R12.

130 К10. J-l F60 LF N25 G79 XI50. Y-90. Z0. LF N30 G87 Х100. Y60. Z-10. В2. R12.

130 К10. J-L F45 LF N35 G79 Х150. Y-90. Z-10. LF N40 G87 Х80. Y40. Z-10. В2. R12.

130 К10. J-L F45 LF N45 G79 Х150. Y-90. Z-20. LF N50 G00 Z2. LF -

Во

Sj Z

Здесь кадр N15 задает инструмент, на­пример фрезу диаметром 15 мм (код 04, кор­ректор 04), частоту вращения шпинделя, на­правление вращения (по часовой стрелке) и команду на установку инструмента. Кадры N20, N30, N40 задают параметры постоянного цикла (G87) в соответствии с размерами пазов. Напомним, что параметр I задается в % от диаметра фрезы. Кадры N25, N35,

N45 осуществляют запуск этих циклов в рабо­ту (код G79) с указанием координат точки запуска (X, Y, Z) в принятой системе коорди­нат детали.

Для детали, размеры элементов которой можно представить в определенном масшта­бе (рис. 9.13, в), программу достаточно удоб­но составить с введением масштабных коэф­фициентов. и функции G70 (активизация этих коэффициентов). Фрагмент программы:

N6 Т0303 S1500 ИОЗ М06 LF N6 G87 Х100. Y80. Z-10. В2. R10.

135. К5. J-L F60 LF N7 G79 Х-120. Y-95. ZO. LF N8 U0.6 V0.8 W2.0 LF N9 G70 LF N10 G20 Р6 Q7 R1 LF N11 00.4 V0.6 W3.0 LF N12 G20 Р6 Q7 R1 LF N13 G71 LF

Кадр N5 — задание инструмента и па­раметров его работы. Кадр N6 — введение цикла G87 для первого паза. Кадр N'7 — вы­полнение цикла, указание точки запуска. Кадр N8 — введение масштабных коэффици­ентов соответственно по осям X, У, Z [U, V, W). Кадр N9 кодом G70 активизирует эти коэф­фициенты на все дальнейшие значения коор­динат с адресами X, Y, Z, кроме равных нулю. Кадр N10 указывает на повтор (код G20) кадров УП с номера N6 (номер кадра начала повтора задается с адресом Р) по N7 (номер кадра конца повтора задается с адресом Q; с адресом R задано количество повторов). Поскольку кадром N8 указаны масштабные коэффициенты, то кадр N10 будет отработан с пересчетом всех значений с адресами X, Y, Z. Таким образом, будет обработан второй паз с размерами х = 100-0,6 = 60 мм; у = 80-0,8 = = 64 мм; г= 10-2 = 20 мм; координаты точки запуска: х= — 120-0,6= —72 мм; у=— 95Х Х0,8=—76 мм. Координата г точки запуска остается прежней (равной нулю), так как на нулевые начальные значения действие мас­штабных коэффициентов не распространяется.

Кадр N11 вводит новые масштабные коэффициенты по осям X, У, Z, которые учитываются при исполнении команд кадра N12. Поскольку кадр N12 задает параметры по первому (исходному) пазу, то размеры пересчитываются исходя из данных кадров N6 и N7. Таким образом, обрабатывается третий паз с размерами х— 100-0,4 = 40 мм; у = 80-0,6 = 48 мм; г= 10-3 = 30 мм; точка запуска имеет координаты: х= — 120-0,4 = = -48 мм; у= -95-0,6= —39 мм.

В кадре N13 функцией G71 отменяется действие всех масштабных коэффициентов.

Пример 2. Обработка шпоночного паза (рис. 9.14). Подпрограмма представлена как постоянный цикл с форматом кадра вызова

Г"

L

Рис. 9.14. Схема обработки шпоночного паза

G88 X...Y...Z...B...K...F...S...

Т...М...

Характер адресов кадра аналогичен пре­дыдущему случаю.

Пример 3. Обработка по внутреннему прямоугольному контуру (рис. 9.15). Под­программа составлена в формальных пара­метрах и имеет следующий вид:

L101

N1 Ев=Е2-Е4 Е9=Е1-К3 Е10=Е2-ЕЭ

N2 G1 Y-=E5

N3 G43 Х=Е4

N4 G41 Z-=E8

N5 G3 Х0 Z-=E2 R=S4

Рис. 9.15. Схема обработки по внутреннему прямоугольному контуру

Тура по окружности 01 Х-=Е9

G3 Х-=Е1 Z-=E10 R=E3 01 Z=E10

03 Х-=Е9 Z=E2 R=E3 01 Х=Е9

03 Х=Е1 Z=E10 R=E3 01 Z-=E10 03 X=E9 Z~=K2 R-E3 G1 XO

03 X-=E4 Z-=E8 R=E4

01 ZO

G40

XO

Рис. 9.17. Схема обработки внутреннего кон' тура с профилем полуокружности

GO Y=E6 M17

Вызов подпрограммы осуществляется форматом

L101 Е1=...Е2-..,ЕЗ=..,Е4=...Е5=. . . У Е6=...

Значения формальных параметров ясны из рисунка. Для запуска подпрограммы инструмент должен быть позиционирован в точку 0.

Пример 4. Обработка внутреннего конту­ра по окружности (рис. 9.16). Подпрограмма составлена в формальных параметрах и имеет следующий вид:

L103
N1 G18	E5=E1-E2
N2 G1	Y-=E3
N3 G43	X=E2
N4 G41	Z-=E5
N5 G3	XO Z-=E1	• R:	=E2
N8	XO Z-=E1	10	КО
N7	X~=E2 Z--	=E5	R=E2
N8 G1	ZO
N9 G40
N10	XO

N11 GO Y=E4 Ml7

Вызов подпрограммы осуществляется форматом

L103 Е1=...12г..,ЕЗ=...Е4=...

Значения формальных параметров ясны из рисунка. Для запуска подпрограммы ин­струмент должен быть позиционирован в точку 0.

Пример 5. Обработка внутреннего кон­тура с профилем полуокружности (рис. 9.17). Подпрограмма, составленная в формальных параметрах, будет иметь вид:

L07

N1 R01=B01-B09 LF

N2 GOO 064 091 041 D=R48 X=-R01

Y=R09 LF N3 R01=R01+R09 LF

N4 G03 X=R09 Y=-R09 10 J=-R09

F=R15 LF N5 X=R01 Y=-R01 I=R01 JO LF

N6 X=R01 Y=R01 10 J=R01 LF

N7 X=-R09 Y=R09 I=-R09 10 LF

N8 R01=R01-R09 LF

N9 GOO 040 X=-R01 Y=-R09 LF N10 R01=R01+R09 Ml7 LF

Кадр N1—определение координаты х точки 1. Кадр N2 — смещение инструмента на ускоренном ходу (G00) в точку / из точки 0. При этом задаются диаметр фрезы по адресу D (параметр R48), коррекция слева от контура (G41), отсчет размеров в приращениях (G91), коррекция подачи (G64).

Кадр N3 — восстановление значения па­раметра R01. Кадры N4 — N7 — движение инструмента с рабочей подачей (параметр R15) по элементам окружностей между точ­ками 1—5. Кадр N8 — определение коорди­наты х точки 5. Кадр N9 — возврат инстру­мента в точку 0. Кадр N10 — восстановле­ние значения параметра R01, завершение подпрограммы (Ml7).

С учетом использования рассмотренной подпрограммы фрагмент основной УП может иметь вид:

N10 GOO Х120. Y80. Z-10. LF

N15 L07 R01=50 R09=20 R48=5 R15=20 LF

N20 G90 Z10. LF

Программирование с использованием типовых подпрограмм и определением уровней. При задании параметров под­программ необходимо четко их опреде­лить. Это касается не только данных программируемой траектории, но и неко­торых дополнительных элементов, в частности различных уровней. Уровни (рис. 9.18, а) задаются, как и данные траектории, относительно осей системы координат, определенной для данного момента (для данной подпрограммы) в основной УП.

Уровень позиционирования (РЕ) — Уровень, на котором инструмент нахо­дится перед началом подпрограммы. Обычно этот уровень не задается в подпрограмме, он определяется в основ­ной УП или координатой положения инструмента после его установки в шпин­деле, или положением шпинделя в пози­ции замены инструмента. В некоторых УЧПУ уровень позиционирования можно фиксировать определенной командой (например, G74) с указанием координат по осям X, Y и Z.

N{I> G74 Х{Ху} Y{Yy} Z{Ze}

По этой команде отменяются все ранее заданные команды, и инструмент приходит в точку, определенную коор­динатами х, у, Z в абсолютной системе координат станка. Команда G74 действи­тельна только в данном кадре; на после­дующие кадры восстанавливается дей­ствие ранее указанных команд, напри­мер на сдвиг нуля и др.

Уровень позиционирования в некото­рых УЧПУ может быть указан по оси Z числовым значением параметра РО — или в подпрограмме, или в основной УП.

Безопасный уровень (SE) —уровень недохода инструмента, устанавливаемый на некотором расстоянии от поверхности детали. До этого уровня инструмент по командам подпрограммы опускается на ускоренном ходу. Обычно он задается параметром Р1 (рис. 9.18, б) или адре­сом R и указывает координату по оси Z (по оси инструмента) в заданной для данной подпрограммы системе коорди­нат. В отдельных подпрограммах отно­сительно безопасного уровня может быть задано рабочее перемещение (рабочая глубина) — параметр Р2 или адрес Z (на рис. 9.18, а в квадратных скобках).

А)

Рис. 9.18. Схема для определения уровней при отработке подпрограммы на многоцелевых станках

Рабочий уровень (АЕ) — уровень работы инструмента по заданному циклу.

Рис. 9.19. Схема для обработки детали на многоцелевом станке с использованием по­стоянных подпрограмм

Он может определяться положением инструмента в конце рабочего хода с ра­бочей подачей (рис. 9.18, а, б). При осевой обработке это уровень заверше­ния рабочего движения сверла, зенкера, развертки, метчика, расточного резца и др. В таком случае положение рабочего уровня относительно безопасного опреде­лено рабочей глубиной — длиной обра­ботки, включая размер (глубину) обра­батываемой поверхности, недоход и пере -

Рис. 9.20. Схема к подпрограмме L50 для фрезерования плоскости

Бег инструмента. Если подпрограмма отрабатывается в плоскости (фрезерова­ние, подрезка торцов и др.), рабочий уровень определяет исходное для обра­ботки положение инструмента (рис. 9.18, в). Это положение задается с учетом глуби­ны резания на данном проходе, положе­ния фрезы при контурной обработке и т. п.

Уровень АЕ задается параметром Р2 или координатой Z (ZAE) относительно базовой плоскости.

RE — уровень возврата инструмента После завершения цикла обработки. Он может, быть определен координатой Z (ZRE) или параметром РЗ относительно базовой плоскости.

Используя постоянные подпрограм­мы, достаточно просто составить общую УП для обработки детали.

Пример 6. Составление общей УП с ис­пользованием постоянных подпрограмм. Пусть необходимо отфрезеровать плоскость детали и просверлить несколько отверстий, распо­лагаемых в ряд и по окружности (рис. 9.19). Для составления общей УП можно исполь­зовать три постоянные подпрограммы, выра­женные в формальных параметрах.

Подпрограмма L50 для фрезерования плоскости (рис. 9.20) обеспечивает выполне­ние операции в соответствии с траекторией, заданной различными параметрами. По коман­де подпрограммы фреза позиционируется в исходную точку 0, заданную координатами Р4 и Р5. При этом первая линия продольного хода инструмента может быть расположена под углом Р6. Длина продольного хода опре­деляется параметром Р7, а расстояние между линиями продольного хода — параметром Р8. Параметр Р66 задает подачу инструмента, параметр Р71 указывает номер корректора, параметр Р76 — характер перемещения по дорожкам (код 2 — перемещение по часовой стрелке, код 3 — перемещение против часовой стрелки), параметр Р50 определяет количе­ство дорожек (продольных ходов). В конце подпрограммы инструмент будет находиться в конечной точке последней дорожки (точка 5 на рис. 9.20).

Подпрограмму L94, для сверления отвер­стий, расположенных на одной прямой (рис. 9.21), можно использовать и для дру­гих видов обработки отверстий: зенкерования, развертывания, растачивания, нарезания резьбы. Для этого необходимо указать пара­метром Р20 вид постоянного цикла осевой обработки (81 — сверление; 84 — резьбонаре - зание; 85 — растачивание и т. д.). Как и в предыдущем случае, все размеры постоянной подпрограммы L94 выражены формальными параметрами. Параметр Р51 указывает коли­
чество отверстий в строке (по оси X), а па­раметр Р52 — количество строк (по оси Y). Осевая коррекция задается параметром Р71.

Подпрограмма L95 для сверления отвер­стий (рис. 9.22) обеспечивает выполнение операции при размещении отверстий по ок­ружности радиуса Р14. Первое отверстие рас­положено под углом Р15 к оси X, угловое расстояние между отверстиями — Р16.

Общая УП для обработки детали, пока­занной на рис. 9.19. может быть записана следующим образом:

* LF

N10 Q90 Т0111 LF

N20 S1200 М06 LF

N30 L50 F2,0 Р4.80 Р5.-90 Р6,90

Р7.660 Р8,160 Р50,3 Р66,140 P71.ll Р76,2 Р3.18 LF N40 G90 ТО201 LF N60 S450 F45. МО6 LF N60 [>94 Pl,2 Р2.-16 РЗ, 17 Р4,45 Р5,60 Р10.60 Р11.65 Р51.4 Р62.4 Р71,1 LF N70 L95 Pl,3 Р2.-34 Р3,20 Р4.446

Р6,225 Р14,100 Р15,45 Р16.45 Р51,8 Р71.1 LF N80 G90 ТО302 LF N90 S400 F60. МО6 LF N100 G20 Р70 Q70 К1 LF N110 МО 2 LF

P1D

Tp)—о~...

РЮ РЮ

Рис. 9.21. Схема к подпрограмме L94 для обработки отверстий, расположенных на прямой

Фрагмента УГ1 записывается по адресу Р, а конечного — по адресу Q. Поскольку в дан­ном случае вызывается один кадр (N70), то в кадре N100 по адресам Р и Q будет одно и то же число —70.

Z

По команде Q20 кадр N70 вызывается из памяти УЧПУ и отрабатывается. Посколь­ку в кадре N70 была записана подпрограмма L95, то она и будет отработана зенкером. Кадр N110 завершает УП.

■RE

------- SE

Первыми кадрами вызывается фреза диа­метром 180 мм (код Т01, корректор 11) и за­дается частота вращения шпинделя 1200 об/мин.

Кадром N30 вызывается постоянная под­программа L50 и указываются значения ее формальных параметров.

Кадрами N40 и N50 вызывается сверло диаметром 18 мм (код Т02, корректор 01), задаются режимы сверления: частота враще­ния шпинделя 450 об/мин; подача 45 мм/мин.

Кадром N60 вызывается подпрограмма L94 для сверления параллельных отверстий и указываются значения ее формальных па­раметров.

Кадром N70 по подпрограмме L95 осу­ществляется сверление отверстий на диамет­ре 200 мм сверлом диаметром 18 мм.

Кадрами N80 и N90 вызывается зенкер диаметром 20 мм (код Т03, корректор 02) и задаются режимы зенкерования.

АЕ

Рис. 9.22. Схема к подпрограмме L95 для обработки отверстий, расположенных по ок­ружности

В кадре N100 указано (команда R1), что кадр N70 повторяется один раз. Фрагмент программы, вызываемый на повтор, задается номерами кадров. Номер начального кадра