Цель расчетно-графической работы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖИНИРИНГА

Кафедра «Технология машиностроения»

РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ ДЛЯ СТАНКА С ЧПУ

пояснительная записка

к расчетно-графической работе

по дисциплине «Управление системами и процессами»

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

Разработал: студент группы МТОбзу-14

______________С.В.Вайтман

Проверил: Доцент К.Т.Н.

«Технология машиностроения»

____________О.Ю. Теплоухов

Тюмень, 2016

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………… 1. Основная часть.………………………………………………………..………………
	1.1 Цель расчетно-графической работы …………………………………………..
	1.2 Задачи..................................……………………………………………………..
	1.3 Выполнение работы…………………………………………………………….
ВЫВОДЫ.........……………………………………………………………………….....
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………………..
ПРИЛОЖЕНИЕ А

ВВЕДЕНИЕ

Организация эффективного машиностроительного производства без современного оборудования, в частности без станков с ЧПУ, становится невозможной. Усиление конкуренции и потребность рынка в сложных изделиях стимулируют компании к техническому перевооружению и к оптимизации.

NX от компании Siemens PLM Software – комплексное CAM -решение для конструкторско-технологической подготовки производства. CAM-модуль NX, разработанный для подготовки управляющих программ оборудования с ЧПУ, постпроцессирования и моделирования станка. NX CAM существенно повышает эффективность работы станков, тем самым увеличивая прибыль компании независимо от масштабов производства. Например, благодаря передовой технологии на основе распознавания элементов (FBM) время программирования оборудования с ЧПУ может быть сокращено в 10 раз. NX позволяет автоматически создавать управляющие программы, распознавая типовые элементы в геометрии детали.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

Разраб.

Вайтман

Провер.

Теплоухов

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

СОЗДАНИЕ АССОЦИАТИВНОГО ЧЕРТЕЖА ПО ТРЕХМЕРНОЙ ДЕТАЛИ В ПРОГРАММЕ КОМПАС 3D

Лит.

Листов

ТИУ, МТОбзу-14

1 Основная часть

Цель расчетно-графической работы

Научиться применять теоретические знания в области технологии программирования оборудования с ЧПУ для решения конкретных практических задач.

1.2 Задачи:

В программе NX Siemens PLM Software разработка управляющей программу для станка с ЧПУ

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

1.3 Выполнение работы:

3D модель детали разрабатывается стандартными средствами моделирования NX (рисунок. 1.1).

Рисунок. 1.1 Средства моделирования NX:

а) панель инструментов «Прямой эскиз»: 1 – создать/закончить эскиз; 2 – элементы эскизного черчения; 3 – редактирование линий; 4 – контекстный размер; 5 – наложение ограничений; 6 – открытие в среде эскиза.

б) панель инструментов «Элемент»: 7 – координатная плоскость; 8 – вытягивание; 9 – вращение; 10 – отверстие; 11 – тиснение; 12 – смещение тиснения; 13 – элементы массива; 14 – элементы ребер.

При этом в навигаторе модели (рисунок. 1.2), отображаются все действия пользователя, которые в любой момент времени по мере необходимости можно отредактировать, внести изменения, включить или выключить из расчета, скрыть или отобразить, изменить иерархическую последовательность и т.д.

Рисунок. 1.2 Навигатор модели NX:

При переходе в приложение «Обработка» система NX запрашивает пользователя определить тип механической обработки (рисунок. 1.3).

Рисунок. 1.3 Выбор типа механической обработки

Построим сначала вид слева, на месте главного изображения построим простой разрез. Нанесем размеры согласно требованиям ЕСКД.

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

Необходимо группировать размеры геометрического элемента на том изображении, на котором он наиболее наглядно представлен.

Так как мы не знаем, как используется данная деталь в какой-либо сборке, то можем проставлять размеры, только исходя из технологии изготовления данной детали.

Заполняем основную надпись указываем общую неуказаную шероховатость детали и записываем технические требования.

Для начала работы в CAM модуле NX, необходимо определить не только геометрию детали, но и геометрию заготовки. Существует несколько видов геометрии заготовки (рисунок. 1.4) для каждого типа механической обработки.

Рисунок. 1.4 Создание геометрии в системе NX

Общей геометрией, для каждого типа механической обработки, является MCS (система координат станка). А для разных типов механической обработки в качестве вспомогательной системы координат могут использоваться WORKPIECE (система координат заготовки), MILL_AREA (система координат поверхности подвергаемой обработке), MCS_SPINDLE (система координат шпинделя токарного станка), TURNING_WORKPIECE (система координат заготовкидля токарной обработки) и т.д.

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

В любом случае, необходимо использовать несколько видов геометрии (рисунок. 1.5), которые в совокупности определяют положение заготовки, ее форму (рисунок. 1.6 и рисунок. 1.7), материал и тип механической обработки. Так для токарной обработки необходимо последовательно задать: MCS_SPINDEL (отсчет начала координат шпинделя токарного станка); WORKPIECE (3D модель детали и заготовки); TURNING_ WORKPIECE (2-х мерное описание модели детали и заготовки).

Рисунок. 1.5 Дерево геометрии в навигаторе NX

Геометрия заготовки 3D (WORKPIECE) позволяет воспользоваться одним из нескольких предустановленных шаблонов определения заготовки: геометрия – позволяет выбрать существующую геометрию модели; смещение от детали; ограничивающий блок; ограничивающий цилиндр; контур детали; выпуклая оболочка детали; ЗвПО – заготовка в процессе обработки.

Рисунок. 1.6 Геометрия заготовки 3D

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

TURNING_WORKPIECE задается контуром детали и заготовки (цилиндр, труба, от кривой, из рабочего пространства) спроецированными на плоскость, определяется позиция установки заготовки (в патроне или в задней бабке), а так же основные размерные параметры.

Рисунок. 1.7 Геометрия заготовки 2D для токарной обработки

Затем определяем маршрута обработки и схем базирования. При определении маршрута обработки, необходимо учитывать схему базирования заготовки. Например, при базировании заготовки в центрах на токарном станке обработка торцевых поверхностей невозможна, а при закреплении в 3-х кулачковом патроне – обработке могут подвергаться поверхности лишь со стороны задней бабки.

Создание операции осуществляется при выборе соответствующей команды в меню панели инструментов «Вставить» (рисунок. 1.8). Для каждого типа механической обработки, существует свой набор подтипов операций (рисун. 1.9).

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

Рисунок. 1.8 Панель инструментов «Вставить»: а – создание программы; б – создание инструмента; в – создание геометрии; г – создание метода; д – создание операции

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

Маршрут обработки можно отредактировать, поменять местами этапы маршрута в дереве навигатора операций. Так же, в навигаторе операций отображается информация о режущем инструменте используемом на операции, его номере, основном времени, используемой геометрии и методе обработки.

Рисунок. 1.9 Определение подтипа операции механической обработки

Выбираем метод обработки припуски на механическую обработку, регулируем допуски на получаемый размер, накладываем ограничения на рабочую подачу при обработке. В системе NXпредусмотрены следующие виды методов обработки (рисунок. 1.10): черновая обработка (rough); получистовая обработка (auxiliary); чистовая обработка (finish); обработка вдоль оси (centerline); обработка пазов(groove); нарезание резьбы (thread); метод обработки задаваемый пользователем (method).

Рисунок 1.10 методы обработки в системе NX

Создания операции – подрезка торца. Во-первых, необходимо убедиться в том, что задана геометрия детали для токарной обработки (рисунок. 1.11 а)), если она не задана, то необходимо выбрать из существующих видов геометрии или создать новую.

Рисунок. 1.11 Подпункт «Геометрия» в меню создание операции торцевание

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

Во-вторых, определить стратегию резания (рисунок. 1.12), выбрать или назначить режущий инструмент (рисунок. 1.13), его номер и расположение в инструментальном магазине, а так же настройки смены инструмента и его ориентации (рисунок. 1.14).

Рисунок 1.12 Подпункт «Стратегия резания»

Рисунок 1.13 Подпункт «Инструмент»

Рисунок 1.14 Подпункт «Ориентация инструмента»

Настройка инструмента осуществляется по 4 основным параметрам (рисунок. 1.15) – инструмент/хвостовик/трассировка/дополнительно.

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

Рисунок 1.15Подпункт «Создание/редактирование инструмента»

Настройка пути осуществляется через соответствующее меню (рисунок. 1.16 а)). При этом необходимо выбрать метод обработки рисунок. 1.16 б). Подробнее о методах обработки было описано в п. 4.7 данных методических указаний. В случае необходимости можно изменить угол уровня резания задав вектор (по умолчанию угол обработки строго перпендикулярно оси вращения заготовки). Так же, можно изменять направление движения инструмента (вперед-реверс) (рисунок. 1.16 в)).

а) б) в) г)

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

Рисунок 1.16 Подпункт «Настройка пути»

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

Глубина резания может быть определена постоянным или множественным числом, числом слоев, переменным средним числом (max-min) (рисунок. 1.16 г)).

Выполнив все вышеперечисленные пункты, можно предварительно сгенерировать траекторию перемещения инструмента относительно заготовки (рисунок. 1.17 а).

а) б) в) г)

Рисунок 1.17 Подпункт «Действия»: а) генерировать; б) воспроизвести;

в) проверка г) список

В результате в окне графического отображения появится траектория перемещения инструмента. Линией голубого цвета отображается рабочий ход инструмента, пунктирной линией синего цвета – холостой ход инструмента, оранжевой линией – врезание, белой – перебег.

Так же графически отображается заготовка в процессе обработки – желтым цветом. (рисунок. 1.18)

Рисунок 1.18 Траектория движения инструмента при торцовке.

Выполнив подобное действие для всех нужных нам операций, Таких как обработка поверху, центровка и сверловка(рисунок. 1.19).

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

Рисунок 1.18 Траектория движения инструмента при центровке.

Мы можем приступить к проверке созданных программ и постпроцессированию. Для этого существуют различные инструменты. Рассмотрим Верификацию– самый простой вид симуляции.

Данный тип проверки УП позволяет выявить возможные проблемы, такие как зарезы, столкновения, контакт с материалом на ускоренной подаче, чрезмерный припуск на обработку и т.д. Команда верификации находится на панели действий, которая позволяет осуществить определенные действия над операцией или группой операций. Она показана на рис. 1.19, основными действиями которой являются:

1. Генерировать.

2. Отобразить.

3. Проверка (Верификация).

4. Постпроцессировать.

5. Вывод цеховой документации.

Рисунок.1.19 Панель свойств операции

Визуализация может быть реализована в трех видах: воспроизведение, 3D (для всех), 2D(возможен при обработке осевым инструментом(например, при фрезерной обработке).

Рисунок 1.20 Визуализация траектории инструмента

Разрешение ЗвПО (заготовка в процессе обработки) – задает качество визуализации, цвет, прозрачность. Слишком высокое качество визуализации отражается на производительности проверки.

Проверка столкновений ЗвПО- отвечает за столкновение инструмента с элементами приспособлений детали. Если стоит галочка, то при столкновении инструмента с элементами детали будет показано предупреждение.

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

Контроль столкновений с держателем - задает обработку только тех участков модели, которые доступны для инструмента с текущим держателем и заданным

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

вылетом. NX позволяет определить вылет инструмента для обработки всей заданной области, в этом случаегалочка должна быть убрана.

Сброс- востонавливает до состояния заготовки.

Скорость визуализации процесса можно задать в интервале от 1 до 10. В графической области отображаетсяпроцесс съема материала инструментом. В любой момент можно выполнить команду Стоп ( ), а затем продолжить визуализацию (рисунок.1.21).

Рисунок 1.21 Управление ввизуализацией траектории инструмента

2D-динамика – исторически более ранний вид верификации. Она выполняется быстрее, чем 3D-динамика, показывает разным цветом материал, снятый на разныхпереходах. Так же NX позволяет производить ручное редактирование траектории (рисунок. 1.22).

Рисунок 1.22 Ручное редактирование траектории

Фильтр выбора - это отсечение излишней информации при выборе необходимых данных (с помощью фильтра выбора можно выбрать объект или набор объектов для создания связи, опции массовых свойств, начальную скорость вращения или начальную скорость перемещения).

Выбор графики – этот позволяет задать границы, либо диапазон или же один участок.

Чтобы получить управляющую программу (УП), траектория инструмента должна быть обработана постпроцессором. Именно постпроцессор учитывает особенности кинематики и формат кадра конкретного станка или системы ЧПУ.

Команда Постпроцессировать (обозначена цифрой 4 на рисунок. 1.23). При выборе этой команды появляется диалоговое окно выбора постпроцессора (рисунок. 1.24).Результат будет записан в текстовый файл с расширением, принятым для конкретной системы ЧПУ.

Рисунок.1.23 Диалоговое окно выбора постпроцессора

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

Кроме того, если включен режим Вывод листинга, текст УП выводится в информационное окно (рисунок. 1.26).

Рисунок.1.24 Текст управляющей программы в режиме листинга

Операция, выведенная на постпроцессор, получит статус «закончена», который отображается в навигаторе операций (рисунок. 1.27).

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

Текст УП получен.

зм.

Лист т

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РГР.УСП.МТОбзу.14.06.000 ПЗ

ВЫВОДЫ:

В ходе выполнение работы были получены навыки проэктирования в программе NX Siemens PLM Software. Была построена 3д модель детали. На ее основе были разработаны процессы создания операций и проэктирования заготовки. Была получена программа для обработки данной детали. и скмпилированая при помощи постпроцессов на конкретный станок.