Разработка методов оптимизации управляющих программ для 5-ти координатных фрезерных обрабатывающих центров - Диссертация

Огромная роль в этом принадлежит развитию металлорежущего оборудования с числовым программным управлением. Конкурентоспособность любого современного предприятия обусловлена его производственной мощностью, и без парка станков различных групп от токарных до многоосевых, практически невозможно занять свою нишу на рынке. Все больше на производстве универсальное оборудование вытесняется обрабатывающими центрами, поэтому на главенствующее место в процессе изготовления детали выходит технолог-программист. Если при работе на универсальном оборудовании все зависит от квалификации рабочего стоящего за станком, то сейчас грамотно написанная управляющая программа (УП) позволяет одному наладчику обслуживать до 4 станков одновременно. Мировые тенденции станкостроения направлены на выпуск металлообрабатывающего оборудования с все более высоким уровнем автоматизации, с возможностью его быстрой переналадки на изготовление новых изделий, способного эффективно работать в составе современных гибких автоматизированных производств.В рамках данного диссертационного исследования механическая обработка будет рассматриваться как обработка резанием. Под механической обработкой резанием понимается процесс удаления режущим инструментом с поверхности заготовки слоя материала в виде стружки, для получения необходимой геометрии, соблюдением точности размеров, взаимного расположения поверхностей и шероховатости поверхностей детали. Механическую обработку резанием, по способу формообразования поверхности, можно классифицировать по видам механической обработки. Сверление - вид механической обработки материалов резанием, при котором с помощью специального вращающегося режущего инструмента (сверла) получают отверстия различного диаметра и глубины, или многогранные отверстия различного сечения и глубины. В большинстве своем, фреза - это многозубый инструмент, в редких случаях применяют фрезы с одним зубом.Рост требований к увеличению производительности, качества и точности обработки деталей со сложным профилем приводит к необходимости автоматизации процессов их изготовления. Влияние на точность механической обработки деталей на станках с числовым программным управлением оказывает комплекс погрешностей на всем жизненном цикле детали в системе «эскиз - готовая деталь». Детали, имеющие сложную форму, могут быть обработаны на оборудовании, имеющем многокоординатную кинематику и элементы, расширяющие их формообразующие способности, за счет изменения углов расположения инструмента и заготовки. Для автоматизации процесса программирования обработки деталей, имеющих сложную форму, на оборудовании с числовым программным управлением существует необходимость развития и совершенствования методов описания геометрической информации на основе аналитических сплайн-функций [12]. Таким образом, для более точного описания процесса формообразования определяющего точность обработки сплайн поверхности, на фрезерном оборудовании с числовым программным управлением, необходимо с дополнение рассмотреть контурную обработку, как динамический процесс и определить зависимость точности обработки от текущей кривизны поверхности.Процесс разработки технологии обработки, создания и внедрения управляющей программы для станка с ЧПУ можно представить в виде следующих этапов: Анализ конструкции детали Для каждой стратегии определяются фиксированные параметры обработки, такие как: скорость подачи стола или инструмента, глубина обработки, величина шага обработки, минимальный радиус в углах, частота вращения шпинделя, точность описания криволинейной траектории прямыми перемещениями и различные другие параметры, которые в точности определяют режим работы станка. Постпроцессор - это приложение к САМ-программе (программный модуль), предназначенный для преобразования траектории обработки, в G-код (управляющую программу) для определенной системы управления (стойки) конкретного станка с ЧПУ. Разрабатывая постпроцессор, мы имеем дело с двумя фундаментальными объектами САМ систем: Траектория - кривая движения кромки центра инструмента, которую инженер-программист рассчитывает в САМ системе. Управляющая программа - набор данных в заданном формате (на языке конкретного УЧПУ) для управления перемещением рабочих органов станка, а также другими установленными на нем устройствами.К таким дефектам относятся зарезы (рисунок 4.1 и рисунок 4.2) в тело детали и дробление материала (рисунок 4.3). В данном случае возникает, так называемое "затягивание" фрезы в материал, возникающее изза упругих деформаций технологической системы под действием сил резания. Силы резания при контурном фрезеровании на станке с ЧПУ в местах резкого изменения траектории относительного движения изменяются вследствие разного изменения глубины резания. Значения этих сил зависят от параметров режима обработки и в значительной мере от текущей глубины резания, определяющей угол контакта фрезы с заготовкой ?. Из геометрических соотношений между силами резания, возникающими в процессе встречного фрезерования, можно записать: (4