Системы автоматизации программирования для ЧПУ

Как отмечалось выше, наиболее эффективно применение компьютерных САП при разработке УП.

Рис. 13.3 показывает распределение затрат времени программиста при ручном программировании и использовании САП.

Итак, САП является программно-математическим обеспечением, выполняющим функции обработки информации в процессе технологической подготовки производства для оборудования с ЧПУ. Они осуществляют преобразование данных чертежа детали и технологии ее обработки в коды, задающие движения исполнительных органов станка в процессе обработки.

Информация, обрабатывая САП, делится на две группы: геометрическая информация, описывающая конфигурацию детали и заготовки; технологическая информация, описывающая процесс обработки, оборудование, оснастку и материал детали. На Рис. 13.4 показаны информационные потоки в процессе использования САП.

Основным источником геометрической информации является чертеж детали. Если чертеж представлен в бумажном виде, то его считывание для ввода геометрии детали в САП практически невозможно. Электронные же чертежи, напротив, прекрасно подходят для САП, но они есть в наличии далеко не всегда. Поэтому альтернативный способ задания геометрической информации - использование специальных языков описания геометрии детали.

Перед началом составления программы необходимо знать не только геометрию, но и условия поставки заготовки, включающие в себя информацию по базированию и сведения об обработанных и необработанных поверхностях.

Рис. 14.3 - Структура трудоемкости подготовки УП вручную (а)
и при помощи САП (б).

САП берет на себя автоматизацию получения технологических справочных данных. Достаточно указать модель оборудования,  материал детали и требования по качеству обработки, и САП автоматически построит нужную последовательность технологических переходов. Для этого в САП предусмотрены базы данных по оборудованию, имеющейся оснастке, свойствам  материалов. На выходе САП выдает не только собственно УП, но и другие документы: карту наладки, операционную карту, схему траекторий инструмента и т.д.

Для эксплуатации САП в структуре предприятия обычно предусматривается отдел программного управления (ОПУ), стандартная организация которого показана на Рис. 13.5.

Рис. 14.4 - Информационные потоки в САП.

Рис. 14.5 - Организация отдела программного управления.

Бюро программирования выполняют следующие проектные процедуры: разработка технологические операции для оборудования с ЧПУ и исходные данные для САП; отладка и внедрение УП; анализ эффективности применения оборудования с ЧПУ; отработка технологичности изделий. Математическое бюро осуществляет непосредственно эксплуатацию и модернизацию САП. Бюро эксплуатации обслуживает компьютерную технику.

14. Фазовые пространства ТП.
Классификация и оптимизация ТП

Для разработки САП необходимо наличие ряда математических моделей, описывающих техпроцесс, геометрию детали, заготовки, инструмента, технологические возможности оборудования. Рассмотрим математическое описание технологического процесса при помощи фазовых пространств.

Технологический процесс (ТП) есть воздействие некоторого рабочего органа (инструмента) на обрабатываемый объект с целью изменения его формы, размеров, физических или химических свойств, состояния или положения в пространстве. По своей природе ТП делятся на три группы: машинные, аппаратные и смешанные.

В машинных ТП инструмент совершает движение относительно объекта обработки (мехобработка, электроэррозионная обработка и др.)

При химических, термических, электролитических воздействиях, когда рабочие органы неподвижны, процесс называется аппаратным.  

К смешанным процессам относятся, к примеру, машины для горячей посадки (одновременно используются и нагрев, и механическое воздействие).

Для построения УП необходимо иметь математические модели ТП, оборудования, оснастки и обрабатываемого объекта. Модель строится в некотором фазовом пространстве, представляющем собой совокупность всех состояний, возникающих в процессе обработки. Размерность фазового пространства ТП определяется числом параметром, необходимых для описания этого процесса. К ним в первую очередь относятся координаты инструмента относительно заготовки и скорости движения по этим координатам.