Програма керування процесом металообробки на верстатах з ЧПК може бути записана вручну двома способами:

— з клавіатури пристрою ЧПК;

— на персональному комп’ютері з подальшим передаванням до пристрою ЧПК.

Програмування з пристрою ЧПК ефективне тільки для простих малокадрових програм, тому що:

— ручне введення фізично заважає оператору в роботі з іншими деталями, крім випадків вмонтованих САМ-систем (див. параграф 2.21);

— робота з клавіатури пульта незручна і має менше можливостей.

Сучасний розвиток систем ЧПК та вдосконалення їх інтерфейсу дають змогу оператору під час розробки програми за пультом верстата візуалізувати траєкторію руху інструмента, певною мірою виконати початкову перевірку програми. Є системи ЧПК, які пропонують свою діалогову мову програмування в режимі: «запитання — відповідь», яка полегшує процес спілкування оператора з ПЧПК. У сучасних пристроях ЧПК оператор може зберігати шаблони програм обробки однотипних деталей і поверхонь. Це активізувало процес розробки керуючої програми безпосередньо за верстатом.

Більш ефективним, особливо для великих за обсягом програм, є написання тексту програми на комп’ютері в одному з текстових редакторів. Існують текстові редактори, створені спеціально для роботи з кодом програми. В них передбачено автоматичне виконання ряду операцій, які полегшують набір та читання тексту, — наприклад, автоматична нумерація кадрів кроком через 2, 5 або 10, для позначення кінця кадру в них не потрібно ставити розділовий знак «;». Такі редактори мають інструменти для графічної перевірки програми та її трансляції на верстат, інші можливості.

Наприклад, найвідоміший текстовий редактор керуючих програм «Сітпсо Edit» використовується як для набору керуючих програм вручну, так і для перевірки готових.

Текст програми можна вводити в розділі «Editor» (редактор), безпосередньо набираючи його на клавіатурі або користуючись наведеним на екрані переліком G-кодів — клікну-ти двічі на потрібній команді. На правій половині екрана розроблюваний текст може візуалізуватися. Прискорити складання програми в «Сітсо Edit» дозволяє набір макросів для типових фрагментів тексту і типових операцій обробки: початок і закінчення програми; фрезерування згідно з усталеною стратегією: контуру, площини, кармана, символів, літер або циклів; токарна обробка чистова і чорнова, підрізання торців, осьове свердління, нарізання різьби, канавок тощо.

У редакторі «Сітсо Edit» для розробки програми можна спочатку створити в розділі «Drowing window» траєкторії руху інструментів, а потім їх конвертувати в текст програми для передачі у пристрій ЧПК. Для цього в «Drowing window» є достатня кількість графічних інструментів. Рух різального інструмента призначається згідно з алгоритмом:

1) вибір точки початку обробки;

2) вибір траєкторії і напряму руху;

3) позначення напряму руху стрілкою;

4) у точках перетину ліній уточнення напряму подальшого руху;

5) завершення формування контуру поверненням у вихідну точку.

Натиснувши кнопку «Export Edit», у розділі «Editor» отримуємо текст програми.

Програміст або оператор проглядає текст, вносить режими обробки, інші необхідні доповнення й виправлення. Для полегшення читання при наведенні курсору на позначення команд виводяться підказки — призначення функції.

У редакторі «Сітсо Edit» можна виконувати всі типові дії, характерні для редагування: копіювати, вставити або видалити будь-який фрагмент програми, автоматично змінювати одні дані на інші, переходити на потрібний номер кадру, змінювати нумерацію кадрів, швидко знайти відмінні у двох ідентичних програмах кадри тощо. Текст програми можна відтворити у різних кольорах: наприклад, кадри прискореного руху (G00) — червоні, лінійної інтерполяції — зелені, кругової інтерполяції — голубі, кадри підготовчих та допоміжних функцій — чорні.

Функція «прийом — передача» забезпечує передавання керуючої програми через постпроцесор RS-232 або USB на різні пристрої ЧПК верстатів, використовується для роботи в режимі прямого числового вводу програми з комп’ютера в пристрій ЧПК під час обробки (у разі великих за обсягом програм).

Функція «Статистика траєкторії» в «Сітсо Edit» автоматично визначає максимальні й мінімальні координати програми, стрічковий час, машинний час роботи кожного інструмента, іншу важливу інформацію.

Функція «Backplot» візуалізує ЗО-фрезерні і 2Б-токарні програми: забезпечує об’ємне зображення траєкторій руху інструментів, контурів деталі з перевіркою на зіткнення і

зарізи. Вимірюванням на зображенні контролюється відповідність розмірів оброблюваних поверхонь запрограмованим значенням.

Останні версії редактора «Сітсо Edit» мають навчальну вкладку, що на прикладах простих програм показує, як користуватись редактором (докладніше в Додатку 3).

Перевірка тексту керуючої програми на правильність є важливим етапом її розробки. Помилки під час написання тексту можуть спричинити: поломку інструмента, брак деталі, пошкодження верстата і, що найгірше, травмування оператора. Тому в ході розробки на комп’ютері програма зазвичай перевіряється візуалізацією траєкторій руху інструментів або цілковитою імітацією процесу обробки на верстаті, включаючи видалення стружки, — так званою симуляцією обробки, під час якої віртуальний інструмент оброблює віртуальну деталь. У редакторі «Сітсо Edit» це передбачено.

Передусім помилку можна побачити, спостерігаючи за траєкторією руху інструмента. Така перевірка називається бекплотом (від англ. Backplot). Наприклад, у кадрі N80 (див. нижче) випадково не проставлено крапку, її в тексті можна й не побачити, особливо якщо програма об’ємна, а бекплот це відразу покаже на переміщенні інструмента, відмінному від очікуваного:

Потужним інструментом перевірки керуючої програми на комп’ютері є твердотільна верифікація (від англ. Verifikation — перевірка). Ця перевірка демонструє процес видалення стружки, показує модель заготовки і результат обробки — модель готової деталі. «Віртуально» отриману на екрані деталь в об’ємному зображенні можна обертати, змінювати масштаб, щоб якомога детальніше роздивитися з усіх боків і переконатися, що всі елементи майбутньої деталі будуть виконані правильно, а на поверхні не виявиться дефектів від врізів або зіткнень інструмента з деталлю. Динамічна симуляція обробки дає змогу стежити за процесом покрокового видалення металу шар за шаром, поверхня за поверхнею. Застосовують

твердотільну верифікацію на завершальному етапі підготовки й перевірки програми. На окремих етапах відпрацювання використовують бекплот. Можливість порівняння розмірів отриманої після віртуальної обробки деталі з її конструкторською версією гарантує точність на стадії розробки програми.

Після розробки та комп’ютерної перевірки програма передається з комп’ютера в пристрій ЧПК верстата. Для цього існує спеціальне комунікаційне програмне забезпечення, наприклад RS-232 або USB. Комп’ютер і пристрій ЧПК з’єднуються через спеціальний провід. Синхронізують пристрій ЧПК із комунікаційною програмою відповідною настройкою їх параметрів.

У верстатах, обладнаних власними дисководами, програму можна передавати через дискету або флешку.

Розглянута перевірка програми у разі створення віртуальної ситуації обробки на екрані комп’ютера (симуляція обробки) є важливою, але не дає остаточної відповіді щодо її придатності для застосування, враховуючи поведінку системи верстат — пристосування — інструмент — деталь під час силових і теплових процесів різання, можливих відхилень у роботі пристрою ЧПК при зчитуванні тексту програми. На екрані комп’ютера також не можна побачити відсутність у програмі таких команд, як обертання тттпінде-ля і його напрям, подачу ЗОР, помилки оператора під час внесення корекції на довжину й радіус інструмента, розташування у гніздах магазину. Все це може мати місце і призвести до небажаних наслідків — браку деталі.

Тому остаточну перевірку програми виконують на верстаті призначення. Для цього перед обробкою деталі здійснюють тестовий «прогін» програми холостим ходом. Якщо заблокувати рух по Z, то можна перевірити координати X і Y.

Режим покадрового відпрацювання дає змогу перевірити координати кожного кадру — система ЧПК зупиняє роботу в кінці кожного кадру до натискування клавіші «Пуск». Оператор перевіряє, чи прийшов інструмент у запрограмовану точку правильно. Покадрове відпрацювання може виконуватися в режимі холостого ходу або з «піднятою» нульовою площиною деталі.

Контроль правильності переміщень можна здійснювати через екранний режим, візуально, відстежуючи пройдені

інструментом відстані й відрізки, що залишились до кінця кадру. Оператор спостерігає і зрівнює відстані до кінця кадру на екрані й реальні на верстаті. Наприклад, візуально фрезі до оброблюваної поверхні лишилося пройти близько 50 мм, а на екрані висвітлюється 100 мм. Якщо фреза їх пройде, то вріжеться в деталь. Це є сигналом для негайної зупинки, виявлення і виправлення помилки, щоб запобігти аварії.

Програму можна перевірити, піднявши по Z нульову площину на висоту, більшу за найглибше переміщення інструмента під час обробки. В цьому разі хід виконання програми відповідатиме задуму програміста, з тією різницею, що інструмент різатиме повітря.

Найреалістичнішим способом перевірки програми є обробка деталі, де, крім зазначеного, враховуються всі можливі деформації системи верстат — пристосування — інструмент — деталь, а також дрібні за масштабом помилки програміста і відхилення в роботі пристрою ЧПК. Для цього бажано використати браковану заготовку. Якщо заготовок багато і вони переважно невеликі й прості, беруть саму деталь. Для складних, обмежених за кількістю деталей використовують заготовку з пластика, дерева або спеціального воску, хоча виявлені у цьому разі похибки можуть бути необ’єктивними через деформації від дії сили різання. Досвідчений програміст так досконало перевіряє не всю програму, а лише окремі її фрагменти, для аналізу яких можна використати заготовки, відмінні від цілої деталі.

У табл. 2.12 наведено перелік помилок, що трапляються найчастіше під час розробки програми, та їх можливі наслідки.

Після перевірки програми і виконання всіх налагоджувальних робіт оброблюють першу деталь. Якщо заготовка складна і коштує дорого, деталь, по можливості, не обробляють відразу остаточно, контролюючи результати пробних проходів. Першу виготовлену деталь здають контролеру, за потреби вносять поправки в карту наладки й керуючу програму і переходять до обробки партії. Якщо верстат не оснащений системою активного контролю, оператор, керуючись власним досвідом і зважаючи на умови обробки, встановлює періодичність контролю деталей, для чого використовує у програмі кадр із позначкою «/».

Таблиця 2.12

Розглянуте програмування і контроль називають ручним, тому що програму складає технолог-програміст, описуючи кадр за кадром рух задіяних інструментів для перетворення заготовки в заплановану деталь. Якщо програма за розмірами велика, то процес її створення кропіткий і тривалий, проте з технікою ручного програмування має бути обізнаний кожен програміст-технолог, незалежно від того, якими сучасними методами програмування він користується. Це як буквар школяру для подальшої освіти.

Це матеріал з підручника "Основи обробки та програмування на верстатах з числовим програмним керуванням" Онофрейчук 2019