Технологическая реализация системы подготовки обработки детали станка с числовым программным управлением

Содержание

Введение

Техническое задание

1.      Анализ мехатронной системы станка с ЧПУ

1.1    Общая структура и классификация систем ЧПУ

1.2    Обоснование применения программного управления оборудованием

1.3    Назначение постпроцессоров

2.      Разработка системы подготовки обработки детали станка с ЧПУ

2.1    Функциональная модель системы подготовки обработки детали станка с ЧПУ

2.2    Алгоритм работы программного модуля

2.3    Выбор программных средств реализации системы

3.      Технологическая реализация системы подготовки обработки детали станка с ЧПУ

3.1    Описание кодов программного модуля

3.2    Правила установки и настройки программного модуля

3.3    Тестирование и отладка программного модуля

3.4    Инструкция пользователя

4.      Расчет экономической эффективности

4.1    Расчет затрат на разработку системы

4.2    Методология расчета общей стоимости владения программным продуктом

4.3    Экономический эффект

5.      Обеспечение безопасности жизнедеятельности

5.1    Общие сведения о безопасности жизнедеятельности

5.2    Требования к рабочему месту инженера–программиста

5.3    Расчет естественного освещения рабочего места

5.4    Расчет искусственного освещения

Заключение

Список литературы

Приложение А Исходный текст программного модуля

Приложение Б Параметры проекта Delphi8

Приложение B Текст настроечного файла программного модуля4

Приложение Г Текст  файлов связи с пакетом 3D моделирования0

Приложение Д Текст  управляющей программы ЧПУ3

 

Введение

Велико разнообразие машин и устройств, которые создаются и используются человеком. Современные машины – это сложные технические системы, состоящие из большого числа технических аппаратов, приводов различного типа, приспособлений, измерительных и решающих устройств. Все эти машины и устройства представляют собой оборудование, являющееся основой функционирования самых различных систем: машиностроительных заводов, транспорта, электростанций и т.д.

Таким образом, под оборудованием  можно понимать всю сумму технологий, на которую опирается человечество в своем развитии. Появление развитой вычислительной техники, персональных компьютеров, информационных сетей открывает реальные возможности для дальнейшей автоматизации оборудования – от автоматизации его проектирования до создания высокоадаптивных машин и систем различного назначения.

В машиностроительной и  металлургической промышленности более  половины всех станков работают в  условиях массового, серийного и  мелкосерийного производства, при этом удельный вес основного времени  относительно не велик.

Применение систем числового программного управления в станках является наиболее эффективным средством повышения машинного времени и автоматизации мелкосерийного производства, что обеспечивает высокую технико-экономическую эффективность и позволяет организовать централизованную подготовку программ обработки даже вне предприятия, которые легко могут быть размножены.

При использовании станков  с ЧПУ, наряду с повышением производительности, сроки подготовки производства сокращаются  почти вдвое. Вместе с тем резко  сокращаются слесарно-доводочные и другие работы, требующие больших трудозатрат и допускающие ошибки. Также можно получить значительную экономию средств на проектирование и изготовление технологической оснастки.

Появление промышленных роботов и других средств автоматизации  производства значительно снижает объем ручного труда и выставляет высокие требования к уровню квалификации персонала. В значительной степени увеличивается доля инженерного труда, появляются потребности в новых знаниях и развитии новых технологий.

Автоматизация технологических процессов требует внесения серьезных изменений в технологию механической обработки, технологию создания технологических процессов, заставляет разрабатывать и вводить новые правила и стандарты для более эффективной работы всей системы.

Разработка программного обеспечения для автоматизации производства выходит на совершенно новый уровень с появлением современных средств проектирования, разработки и ведения документации. Разработка специального программного обеспечения особенно важна в условиях инструментального производства, где изготавливаются уникальные по сложности и точности изделия, большинство из которых просто невозможно изготовить универсальным путем.

 

Техническое задание

1. Основания для разработки

Систему подготовки обработки  детали станка с числовым программным управлением (ЧПУ) Walter CIP6 разработать на основании заявки бюро разработки управляющих программ технологического отдела Инструментального производства ОАО "АВТОВАЗ".

Тема: Система подготовки обработки детали станка с ЧПУ

2. Назначение разработки

Система выполняется  в виде программного модуля и создается  для автоматического расчета  всех необходимых параметров обработки  по введенным данным и вывода текста программы, готового для ввода в  память станка.

Система подготовки обработки детали станка с ЧПУ должна быть предназначена для:

-  ввода исходных данных с чертежа и технологии;

-  создания наладки режущего инструмента;

-  расчета всех необходимых геометрических свойств;

-  проверки по ограничениям станка;

-  визуализации обработки;

-  корректировки введенных данных;

-  расчета траектории обработки;

-  диагностики ошибок;

-  формирования кода управляющей программы;

-  выдачи в файл текста управляющей программы обработки.

Внедрение системы подготовки обработки детали шлифовального станка с ЧПУ Walter CIP6, позволит создавать программы для обработки сложного по конструкции осевого инструмента, проводить глубокий анализ конструкционных и режущих свойств реального изделия на этапе разработки управляющей программы, повысить качество выпускаемой продукции и избежать выпуск брака.

3. Требования к программному  изделию

3.1 Требования к функциональным  характеристикам

Программный модуль должен обеспечивать выполнение следующих  функций:

-  Ввод исходных данных с чертежа и технологии;

-  Создание наладки режущего инструмента;

-  Расчет всех необходимых геометрических свойств;

-  Проверку по ограничениям станка;

-  Визуализацию обработки;

-  Корректировку введенных данных;

-  Расчет траектории обработки;

-  Назначение подачи с учётом ограничений, связанных с характером движения, допустимым диапазоном подач, особенностями реализации режимов разгона – торможения в ЧПУ;

-  Формирование циклов обработки;

-  Назначение припусков обработки;

-  Расчет траектории обработки;

-  Диагностика ошибок;

-  Формирование кода управляющей программы;

-  Выдачу в файл текста управляющей программы обработки.

Результатом работы будет  файл управляющей программы, готовый  к запуску на станке в ЧПУ Walter CIP6.

3.2 Требования к надежности

-  ограничение ввода некорректной информации;

-  контроль достоверности информации;

-  обеспечение наглядности создаваемых процессов;

-  защита от случайных нажатий клавиш;

-  дружественность интерфейса пользователя.

3.3 Условия эксплуатации

-  корректная работа пользователей;

-  соблюдение инструкций работы с программным модулем;

-  соответствие программного обеспечения, установленного на компьютере пользователя.

3.4 Требования к составу  и параметрам технических средств

Система предназначена  для работы на IBM – совместимых  компьютерах с минимальной конфигурацией: процессор – 2200 Mh и выше, объем оперативной памяти 512 Mb и более, размер свободного места на жестком диски не менее 50Mb, монитор с разрешением 1024х768 и выше, профессиональная видеокарта, мышь с колесом прокрутки, клавиатура.

3.5 Требования к информационной  и программной зависимости

Система должна работать под управлением операционной системы Windows 2000 или Windows XP, пакет твердотельного моделирования Designer Modeling 2005.

4. Требования к программной  документации

Разрабатываемые программные модули должны быть документированы, т.е. тексты программ должны содержать все необходимые комментарии.

Информационная система  должна включать справочную систему  о работе и подсказки пользователю.

В состав сопровождающей документации должны входить:

-  описание программных модулей;

-  описание функций программных модулей.

Инструкция пользователю по работе с программными модулями.

5. Технико-экономические  показатели

Разработать систему  подготовки обработки детали станка с ЧПУ предназначенную для создания управляющей программы операций шлифования осевого инструмента, автоматизации расчетов технологических переходов, а также визуализации обработки при помощи пакета твердотельного моделирования Designer Modeling 2005.

Использование данного  программного модуля должно обеспечить корректное преобразование траектории движения инструмента и технологические команды в коды управления соответствующей комбинацией "станок - система ЧПУ", без использования другого специализированного программного обеспечения. А также позволит создавать программы для обработки сложного по конструкции осевого инструмента, проводить глубокий анализ конструкционных и режущих свойств реального изделия на этапе разработки управляющей программы, повысить качество выпускаемой продукции.

Разработать систему  подготовки обработки детали станка с ЧПУ, которая будет иметь  простой интерфейс, понятный конечному  пользователю, высокую скорость работы, возможность анализа ряда технологических  и конструкционных параметров.

6. Стадии и этапы  разработки

Разработка основного  алгоритма работы модуля дней

Отладка и тестирование на реальных изделиях дней

Разработка пользовательского  интерфейса дней

Тестирование специалистами  бюро разработки управляющих программ для анализа работы и выдачи замечаний     дней

Доработка замечаний  дней

Окончательное тестирование работы программного модуля

постпроцессора дней

7. Запуск и отладка  программного модуля

Запуск и отладка  программного модуля включает следующие  этапы:

-  Разработка, согласование и утверждение программы и методики испытаний;

-  Проведение предварительных государственных, межведомственных, приёмо-сдаточных и других видов испытаний;

-  Корректировка программы и программной документации по результатам испытаний;

-  Подготовка и передача программы и программной документации для сопровождения и изготовления;

-  Оформление и утверждение акта о передаче программы на сопровождение и изготовление.

8. Порядок контроля  и приемки программного модуля

Первоначальные испытания  работоспособности разработанного программного модуля мехатронной системы станка с ЧПУ Walter CIP6 проводит разработчик на стадии его разработки. Контроль работоспособности готового программного модуля постпроцессора проводит заказчик. Для этого он может привлекать экспертов своей организации или экспертов со стороны.

 
1. Анализ мехатронной системы  станка с ЧПУ

1.1 Общая структура  и классификация систем ЧПУ

На основе достижений кибернетики, электроники, вычислительной техники и приборостроения были разработаны принципиально новые  системы программного управления – системы ЧПУ, широко используемые в промышленности. Эти системы называют числовыми потому, что величина каждого хода исполнительного органа станка задается с помощью числа. Каждой единице информации соответствует дискретное перемещение исполнительного органа на определенную величину, называемой разрешающей способностью системы ЧПУ или ценой импульса.

В определенных пределах исполнительный орган можно переместить  на любую величину, кратную разрешающей  способности. Число импульсов, которое можно подать на вход привода, чтобы осуществить требуемое перемещение, определяется отношением длины перемещения к цене импульса системы ЧПУ. Число импульсов, записанное в определенной системе кодирования на носителе информации (перфоленте, магнитной ленте и других), является программой, определяющей величину размерной информации.