Проверка управляющей программы на станке

После того как вы написали УП, проверили ее на компьютере и передали в память СЧПУ, необходимо провести тест программы обработки прямо на станке. Дело в том, что не все ошибки, содержащиеся в программе, могут быть распознаны инструментами верификации на компьютере. Вы можете легко увидеть, что фреза идет не в ту координату, но можете не заметить, что нет команды на включение вращения шпинделя или на подачу смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ).

Но даже если в коде УП нет ни одной ошибки, оператор станка может случайно внести в корректора СЧПУ неверные значения длины и радиуса инструментов или ошибиться в «привязке» к детали, что неизбежно приведет к браку. Для того чтобы исключить любую ошибку, перед изготовлением реальной детали прямо на станке производят пробный прогон или тестовую обработку. В табл. 3.3 приведены типичные ошибки программиста или оператора станка с ЧПУ и их возможные последствия.

Таблица 3.3. Возможные ошибки программиста и оператора

Ошибка Последствия
Не включена подача СОЖ при обработке, когда это необходимо Испорченный инструмент
Ухудшение качества поверхности
Неправильные режимы резания Испорченный инструмент/
Заготовка сдвигается в приспособлении
В инструментальном магазине станка находится неправильный инструмент Деталь с неверными размерами (брак)
Не включены обороты шпинделя при обработке Испорченный инструмент/Испорченная заготовка
Неправильный порядок выполнения операций.
Например, сначала нарезание резьбы, затем сверление (должно быть наоборот)
Сломанный инструмент/
Испорченная заготовка
В корректорах стоят неправильные значения Испорченный инструмент или заготовка/
Деталь с неверными размерами (брак)
Траектория перемещения инструмента пересекается с приспособлением Сломанный инструмент/Испорченное приспособление
При обработке нескольких карманов инструмент после обработки первого из них не был возвращен в безопасную позицию над деталью для перемещения к следующему карману Испорченная деталь/
Сломанный инструмент
Оператор станка неправильно «привязался» к обрабатываемой детали (неправильно установлена рабочая система координат) Деталь с неверными размерами (брак)/
Испорченный инструмент/
Испорченная заготовка

Тестовые режимы станка с ЧПУ

Большинство современных станков с ЧПУ имеют тестовые режимы для дополнительной проверки УП. Основной тестовой функцией является отработка УП на холостых ходах (Dry run). При запуске УП в этом режиме станок блокирует перемещения исполнительных органов по оси Z, по осям X и Y или по всем осям одновременно. Например, если ваш станок блокирует ось Z, то будут осуществляться перемещения по осям X и Y, при этом шпиндель будет вращаться как обычно. Это позволит вам спокойно посмотреть, как работает вся УП, без опасения «зарезаться» в материал заготовки. Вообще, поведение станка в этом режиме может быть различным, поэтому перед работой в режиме отработки УП на холостых ходах внимательно прочтите руководство оператора станка.

Режим покадровой отработки (Single block) предназначен для выполнения программы обработки по отдельным кадрам. СЧПУ приостанавливает работу в конце каждого кадра и ожидает, когда оператор нажмет клавишу Старт цикла для исполнения следующего кадра. Пользуясь этим режимом, легко увидеть, пришел ли инструмент в правильную позицию или в программе есть ошибка. Обычно режим покадровой отработки УП применяется совместно с режимом отработки УП на холостых ходах или при «поднятой» нулевой точке детали.

Может показаться, что перечисленные тестовые режимы станка с ЧПУ немного устарели в эпоху современных компьютеров и мощных программ верификации. С одной стороны, это так. Но, с другой стороны, эти режимы позволяют новому оператору проще и спокойнее учиться программированию обработки и реальной работе на станке.

Применяются и иные методы для цеховой проверки УП. Контролировать правильность перемещений в программе обработки оператору помогает экранный режим, который называется Distance to GO (Оставшееся расстояние). Многие СЧПУ имеют функцию отображения оставшегося расстояния перемещения по каждой из осей. Перейдя в этот режим, оператор видит, сколько миллиметров (дюймов) осталось переместиться инструменту в текущем кадре УП. К примеру, вы знаете, что фрезе нужно пройти до касания с поверхностью заготовки по оси Z 50 мм, а в строке Z экранного режима Distance to GO стоит 100 мм. Это означает, что фреза пройдет лишних 50 мм и врежется в материал заготовки. Таким образом, информация об оставшемся расстоянии перемещения позволяет оператору сравнивать фактическое и заданное расстояния перемещения визуально и дает возможность избежать серьезной ошибки.

Зачастую для проверки УП применяются методы, не использующие тестовых режимов станка с ЧПУ. Например, после установки рабочей системы координат («привязки» к детали) можно поднять нулевую точку на безопасную высоту над поверхностью заготовки. Эта высота должна быть немного больше, чем самое «глубокое» перемещение инструмента в данной УП. Таким образом, выполнение данной программы обработки ничем не будет отличаться от заданного, за исключением того, что инструмент будет «резать воздух».

Рис. 3.11. Очень часто перед настоящей обработкой детали «поднимают» нулевую точку по оси Z и УП «прогоняют по воздуху»

Рис. 3.11. Очень часто перед настоящей обработкой детали «поднимают» нулевую точку по оси Z и УП «прогоняют по воздуху»

Пожалуй, самым реалистичным способом проверки УП является настоящая обработка «ненастоящего» материала. Обработав заготовки из специального воска или пластика, вы поймете, что на самом деле делает ваша программа. При этом можно использовать очень высокие режимы резания и не бояться сломать инструмент или испортить заготовку из дорогостоящего металла.

Выбор того или иного способа проверки УП на станке зависит от многих факторов. Для начинающего программиста рекомендуется выполнять полную проверку. Профессионал же может ограничиться частичной проверкой или вообще проводить тесты УП только на персональном компьютере, используя инструменты бэкплота и твердотельной верификации. При написании программы и работе на станке с ЧПУ главное – быть внимательным и не торопиться, а в случае сомнений лучше обратиться к документации станка или за советом к специалисту.

Последовательность полной проверки УП

  1. Выполните графическую проверку кода программы на компьютере методами бэкплота и твердотельной верификации.
  2. Осуществите дополнительные проверки программы и настройки станка:
    • все ускоренные перемещения выполняются над поверхностью заготовки на безопасном расстоянии;
    • в УП номера инструментов и номера корректоров совпадают;
    • инструмент, установленный в инструментальном магазине станка, соответствует инструменту, описанному в УП;
    • инструмент надежно закреплен в патроне;
    • в стойке ЧПУ находятся правильные значения компенсации длины и радиуса инструментов;
    • назначены верные режимы резания;
    • шпиндель вращается в правильном направлении;
    • в УП присутствует команда на включение СОЖ при необходимости;
    • операции обработки выполняются в правильном порядке;
    • черновые операции производятся перед чистовыми операциями;
    • заготовка надежно закреплена в приспособлении;
    • инструмент перемещается от одного обрабатываемого элемента детали к другому на безопасном уровне по оси Z.
  3. Выполните графическую проверку программы на стойке ЧПУ, если это возможно.
  4. Отработайте УП на холостых ходах:
    • включите режим покадровой отработки УП;
    • уменьшите скорость рабочей подачи;
    • сместите нулевую точку детали на безопасное расстояние над поверхностью заготовки и прогоните программу «по воздуху».
  5. Верните нулевую точку из безопасного положения в нормальное положение, отмените режим покадровой отработки УП и выполните обработку детали с уменьшенными рабочими режимами.
  6. Проверьте размеры детали. При необходимости произведите корректировку значений длины и радиуса инструментов или самой программы.