Калякулин С. Ю.,

кандидат технических наук;

Кудаев С. П.,

кандидат физико-математических наук,

доцент

 

Kalyakulin S. Yu.,

Candidate of Technical Sciences;

Kudaev S. P.,

Candidate of Physical and Mathematical Sciences, assistant professor


Использование информационных технологий для изучения программирования станков с ЧПУ

Use of information technologies for the study of programming CNC machines

DOI: 10.24411/2311-1763-2018-10157

Аннотация. Подготовка высококвалифицированных инженеров в России – одно из приоритетных направление работы высшей школы. Они играют ведущую роль в современном быстро меняющемся технологическом мире. Инженерный труд востребован на любом производстве, особую роль, которых для России играет оборонно-промышленные предприятия. Именно на этих предприятиях в конструкторских и технологических бюро рождаются новые идей, которые в будущем воплощаются в грозное оружие, стоящее на страже границ нашего государства. Поэтому очень важно создавать все условия для подготовки специалистов инженерно технических направлений в ВУЗах, особую роль уделяя устаревшему материально-техническому оснащению лабораторий. Статья повещена методики преподавания дисциплины «Программирование станков с ЧПУ» с использованием современных информационных технологий и лабораторного оборудования.

Ключевые слова: программирование, стойки с ЧПУ, бакалавриат, оборудование, лаборатория, Fanuc, Heidenhain.

 

Summary. The training of highly qualified engineers in Russia is one of the priorities for higher education. They play a leading role in today's rapidly changing technological world. Engineering work is in demand in any industry, a special role that defense-industrial enterprises play for Russia. It is at these enterprises that new ideas are born in the design and technology bureaus, which in the future will be embodied in a formidable weapon that will guard the borders of our state. Therefore, it is very important to create all the conditions for the training of specialists in engineering and technical fields in universities, paying special attention to outdated material and technical equipment of laboratories. The article published methods of teaching the discipline "Programming CNC machines" using modern information technologies and laboratory equipment.

Keywords: programming, CNC racks, undergraduate, equipment, laboratory, Fanuc, Heidenhain.

Введение

 

Направление подготовки бакалавров по направлению 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» профиль «Технология машиностроения» ориентировано на потребности машиностроительного производства в сфере создания конкурентоспособной машиностроительной продукции и совершенствования национальной технологической среды.

 

Отечественное машиностроение перешло на новый уровень, связанный с применением программируемого оборудования и технологических систем высокой степени автоматизации. Поэтому изучение этапов и особенностей проектирования технологических процессов для станков с ЧПУ, является важной составной частью обучения студентов данного направления.

Изучение методов разработки технологии изготовления деталей на оборудовании с ЧПУ ведется в рамках дисциплины  «Программирование станков с ЧПУ».

 

В процессе освоения дисциплины студенты изучают особенности проектирования технологических процессов обработки деталей на станках с ЧПУ, осваивают методы проектирования операций для обработки типовых поверхностей деталей машин на станках с ЧПУ различных групп, приобретают навыки разработки управляющих программ в наиболее распространенных системах ЧПУ [1-3].

 

На всех этапах освоения дисциплины важным является приобретение соответствующих умений и навыков в ходе выполнения лабораторного практикума.

 

На лабораторный практикум выносятся следующие вопросы

  1. Изучение стоек с ЧПУ Fanuc 21 TB (токарная обработка), Fanuc 21 MB (фрезерная обработка), HEIDENHAIN TNC 426/430.
  2. Изучение соответствующих стойкам языков программирования.
  3. Разработка управляющих программ в соответствии с индивидуальным заданием.

 

Для проведения лабораторных работ необходима дорогостоящая лабораторная база, включающие промышленное оборудование с ЧПУ или настольные учебные станки.

 

Эти вопросы на кафедре технологии машиностроения ФГБОУ ВО МГУ им. Н.П. Огарева удалось успешно решить путем создания учебного класса с оборудование компании Unimatic.

 

1. Общая организация учебного класса

 

Учебный класс оснащен стойками с ЧПУ которые позволяют освоить программирование в наиболее распространенных системах ЧПУ: Fanuc Series 21, Heidenhain TNC 426/430. По статистике, более 60 % выпускаемых в мире металлорежущих станков оснащаются именно этими системами ЧПУ. Кроме того, будущий оператор станков с ЧПУ осваивает как систему программирования в стандартном режиме ISO с использованием G-кодов, так и современную систему диалогового программирования.

 

1.1. Состав лабораторного оборудования

 

Учебный класс (Рисунок 1) включает шесть основных компонентов: учебный станок, компьютеризированные рабочие места учащихся и преподавателя, комплект лицензионного программного обеспечения для станка и рабочих мест, учебно-методический комплекс для учащихся и преподавателя, коммутационное оборудование и аппаратное обеспечение.

 

Рис. 1 - Учебный класс
Рис. 1 - Учебный класс

 

Компьютеризированные рабочие места включают: персональный компьютер (ПК) в комплекте с устройствами ввода; тренажер, имитирующий станочный пульт управления, с возможностью смены панелей; сменные панели управления; монитор для визуализации учебных процессов программирования и обработки.

 

Учебное программное обеспечение рабочих мест WinNC, Win3D-View предназначено для интерактивного программирования, моделирования процессов обработки, диалога преподавателя и учащихся.

 

Коммутационное оборудование обеспечивает сетевой интерфейс учебного класса. Для облегчения учебного процесса класс оснащается мультимедийным проектором и экраном.

 

Рабочие места преподавателя и учащихся (Рисунок 2) включают: ПК в комплекте с устройствами ввода, тренажер, имитирующий станочный пульт управления, с возможностью смены панелей, сменные панели управления, монитор для визуализации учебных процессов программирования и обработки.

Рис. 2 - Рабочее место учащихся

Тренажер Board-control имитирует станочный пульт управления и имеет сменные панели для различных систем ЧПУ: Fanuc 21, Heidenhain TNC 426/430. Тренажер соединен с системным блоком рабочего места и используется для ввода данных при программировании и управлении станком.

 

Смена панелей на тренажере занимает считаные секунды - достаточно открутить крепежные винты. Затем при помощи WinNC выбираем другую систему ЧПУ. В результате мы имеем уникальную возможность освоить программирование Heidenhain или Fanuc на одном и том же рабочем месте.

 

Помимо пульта управления для ввода данных в процессе обучения можно использовать клавиатуру ПК и мышь.

 

Рабочие места учащихся и преподавателя объединены в локальную беспроводную компьютерную сеть с возможностью выхода в Интернет.

 

1.2. Порядок выполнения лабораторной работы

 

Выполнение лабораторной работы состоит из двух этапов: 1) самостоятельная работа и 2) работа на стойке с ЧПУ.

 

На  первом этапе работы студент в соответствии с полученным заданием должен разработать управляющую программу для полученного чертежа детали и написать текст исходного кода программы в текстовом редакторе. Текст управляющей программы должен состоять из G-кодов, M-функций и циклов с достаточно полными комментариями. Наличие текста с исходным кодом управляющей программы является основанием для допуска к выполнению лабораторной работы на стойку с ЧПУ.

 

Второй этап выполняется на лабораторной стойке с ЧПУ и состоит из следующих шагов:

  • создания управляющей программы и включение в него исходного кода  программы, настройка параметров заготовки, выбор режущего инструмента, назначение режимов обработки, компиляция исходного кода и устранение синтаксических и иных ошибок, отладка программы с применением визуализации  (Win3D-View);
  • проверка правильности выполнения программы на стойке с ЧПУ в случае выявления ошибок исправление исходного кода программ и переход к запуску программы с выполнением всех последующих шагов.

Отчёт по лабораторной работе должен содержать следующие разделы:

 

1) Цель работы;

2) Задание на лабораторную работу (чертеж детали);

3) Разработанный код программы;

4) Скриншоты выполнения визуализации процесса обработки по операциям.

 

2. Обобщение опыта проведения лабораторных работ

 

Лабораторные работы по программированию станков с числовым программным управлением проводятся на описанном в статье оборудовании. В учебном плане академического бакалавриата по направлению 15.03.05 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств, разработанного в соответствии с ФГОС 3+ на изучение данной дисциплины отводится 72 часа (2 Зет). Практика показывает, что такое количество часов недостаточно для твердого усвоения материала студентами. Как правило, такой объем лабораторных занятий позволяет в достаточной степени изучить только один вид обработки стоек с ЧПУ (Fanuc21 или Heidenhain), что крайне недостаточно для выпускника планирующего связать свою дальнейшую деятельность с работой на технологическом оборудовании. 

 

В целом можно отметить, что студенты проявляют большой интерес, работают с желанием. Это связано с хорошей эргономикой и продуманной компоновкой стоек с ЧПУ.

 

Заключение

 

Трехлетний опыт проведения лабораторных работ по программированию станков с ЧПУ показал, что они хорошо подходят для проведения лабораторного практикума. Требуется некоторая доработка, связанная с увеличением академических часов на изучение дисциплины. При необходимости на имеющемся оборудовании могут проводиться курсы повышения квалификации для сторонних слушателей и представителей машиностроительных предприятий.

Список литературы и источников

  1. Сосонкин В. Л., Мартинов Г. М. Системы числового программного управления: М.: Логос, 2005. - 296 с. 
  2. Андреев Г. И., Голубев А. Е., Кряжев Д. Ю. Обработка на станках с ЧПУ: система FANUC, система MITSUBISHI / Г.И. Андреев, А.Е. Голубев, Д.Ю. Кряжев. - СПб.: Издательский дом «Инкери», 2010. - 144 с.
  3. Локтев Д. А. Автоматизация обработки резьбовых поверхностей на станках с числовым программным управлением. Учебное пособие для вузов. Московский государственный горный университет, 2007. - 116 с. 

References

  1. Sosonkin V. L., Martinov G. M., 2005, Sistemy chislovogo programmnogo upravleniya: M.: Logos, 2005. - 296 s. 
  2. Andreyev G. I., Golubev A. Ye., Kryazhev D. YU., 2010, Obrabotka na stankakh s CHPU: sistema FANUC, sistema MITSUBISHI. - SPb.: Izdatel'skiy dom «Inkeri», 2010. - 144 s.
  3. Loktev D. A., 2007, Avtomatizatsiya obrabotki rez'bovykh poverkhnostey na stankakh s chislovym programmnym upravleniyem. Uchebnoye posobiye dlya vuzov. Moskovskiy gosudarstvennyy gornyy universitet, 2007. - 116 s.

Популярное

Россия, история, 2000 - 2014
Путин В., Президент России, Мюнхен, 2007
Япония: роль и место в развязывании Второй мировой войны и политика СССР
Московский морской кадетский корпус "Навигацкая школа"
Без знания прошлого нет будущего
Патриотические сводки от Владимира Кикнадзе

Рубрики

"Внимание к российской истории не должно ослабевать"  // Путин В.В. Послание Президента Российской Федерации Федеральному Собранию. - 2012.
Миграция, демография, управление рисками
Всероссийская военно-историческая олимпиада

Наши партнеры

научная электронная библиотека, eLIBRARY, индекс цитирования
Информрегистр НТЦ
КиберЛенинка, CyberLeninka
"Военно-исторический журнал". Издание Министерства обороны Российской Федерации // www.history.milportal.ru

Яндекс.Метрика
Наука. Общество. Оборона. Nauka, obŝestvo, oborona Номер регистрации в Международном центре ISSN