Programowanie CNC.pdf

Programowanie

CNC

Wstęp

Ponieważ nie znalazłem w sieci żadnej polskojęzycznej strony poświęconej programowaniu

obrabiarek sterowanych numerycznie postanowiłem umieścić tu trochę podstawowych informacji na ten

temat. Dopiero niedawno wyszło w Polsce kilka ciekawych książek o CNC. Np. Bronisław Stach "Podstawy

programowania obrabiarek sterowanych numerycznie" wydane przez WSiP, czy wyd. REA seria "Podstawy

obróbki CNC" która jest tłumaczeniem instrukcji do systemu MTS. Odsyłam tu do działu Literatura.

Chociaż zdawać by się mogło, iż w dobie tak potężnych i rozpowszechnionych systemów CAD/CAM

ręczne programowanie obrabiarek odchodzi w zapomnienie, to jednak jest to bardzo potrzebna

i poszukiwana umiejętność. I to zarówno u technologów i inżynierów, jak i u operatorów obrabiarek. Bo co

zrobić, kiedy okazuje się, a okazuje się tak prawie zawsze, że w ostatniej chwili trzeba dokonać drobnych

korekt w programie NC? Albo że jeden z otworów trzeba przesunąć o milimetr? Już nie mówiąc o sytuacji

kiedy złamiemy ostatni frez o średnicy 16mm, a na magazynie są same 14 mm?

Z doświadczenia wiem, że operatorzy potrafiący samodzielnie dokonywać poprawek w programie są

bardzo cenieni przez pracodawców.

Przy pisaniu stron dotyczących programowania CNC posiłkowałem się oryginalnymi instrukcjami

programowania firm EMCO, FANUC, MTS, a także swoimi własnymi materiałami szkoleniowymi.

Całość tekstu chroniona jest prawem autorskim i nie można jej publikować ani w żaden

sposób wykorzystywać zarobkowo bez wiedzy i zgody autora. Proszę jej w żaden sposób nie

traktować jako darmowe dobro wspólne tylko dlatego, że jest zamieszczona w Internecie.

Grafiki zamieszczone w tekstach są częściowo dziełem moim, a częściowo są zapożyczone

z instrukcji wymienionych powyżej.

Nie miałem na celu napisania wielkiej encyklopedii systemów programowania obrabiarek.

Zamieściłem tylko podstawowe informacje, aby dać pojęcie o co w tym wszystkim chodzi. Umiejętność

programowania obrabiarek to wiedza przede wszystkim technologiczna i większości z niej nie da się

nauczyć z książek, tak jak nie da się z książki nauczyć prowadzenia samochodu. To co przedstawiłem to

tylko pewne ogólne zasady. Wiem jednak, że wielu studentów, uczniów, czy nawet operatorów obrabiarek

chciało by się zapoznać z pewnymi podstawami programowania i to właśnie chciałem im umożliwić. Jeśli

serwis spotka się z zainteresowaniem ze strony internautów, będzie w miarę możliwości rozwijany.

Zapraszam też autorów do współpracy . Te trzy systemy programowania to zaledwie

wierzchołek góry lodowej. Bardzo dobrze było by coś napisać o toczeniu i frezowaniu w systemie

Heidenhain do którego instrukcji na razie nie dorwałem, oraz o paru innych. Póki co mamy nieograniczoną

ilość miejsca na serwerze CKP we Wrocławiu.

Z poważaniem

Piotr Lecyk

Pisma i linki dotyczące tematyki CAD/CAM

CNC TIMES: e-magazyn całkowicie poświęcony

tematyce CNC oraz CAD/CAM:

http://www.cnctimes.cncindia.com

Wydawnictwo Helion - strony poświęcone między

innymi AutoCADowi, MDT, MegaCAD, 3D Studio

itd.

http://www.cad.pl

CAD/CAM Forum

http://zoi.il.pw.edu.pl/Pl-iso/~ccf/index.html lub:

http://www.polbox.pl/lupus/cadforum/index.htm

CADMANIA - pismo firmy Aplikom 2001

http://hope.aplikom.com.pl/aplikom/cadmania/Nr2

0/index.htm

Mechanik

http://www.onet.pl/mechanik

Przegląd Mechaniczny

Http://www.simr.pw.edu.pl/~pmech/

Magazyn 3D, Grafika i Projektowanie

tel. 0-32 230 98 63, 0-32 231 78 73

Http://www.3d.pl, http://www.cad.p

Prasa w internecie

Http://polska.pl/kultura/prasa.html

American Machinist

(dziękuję za podpowiedź Panu Krzysztofowi

Kurachowi z Soldream)

Www.americanmachinist.com

Podstawowe zasady

Większość obrabiarek przemysłowych jest sterowanych w systemie CNC (skrót powstał od Computer

Numerical Control - czyli po prostu sterowanie komputerowe). Praktycznie każdy producent ma swój

dialekt programowania maszyn, jednak wszystkie one opierają się na pewnej ogólnej normie.

Najprościej rzecz biorąc, program maszynowy wygląda jak instrukcje dla pracownika - idioty:

1. weź narzędzie nr 1

2. dźwignię "kierunek obrotów" przestaw w położenie "w lewo"

3. dźwignię "posuw" ustaw na pozycji 0,15 mm/obrót

4. przestaw narzędzie na 2 mm nad przedmiot

5. skrawaj pionowo w dół, aż do osi przedmiotu itd itd.

Oczywiście obrabiarki programuje się specjalnym kodem i powyższy program może wyglądać np. tak:

N0000 G56 G53 T0000

N0010 G54 G57

N0020 T0101 G95 F150 G96 S150 M04

N0030 G92 S2500

N0040 G00 X32. Z0.

N0050 G01 X-0.5

itd. itd. ....

Przykład programu w systemie EMCOtronic

Całe programowanie obrabiarek sprowadza się do wodzenia wierzchołkiem narzędzia

w układzie współrzędnych. Jeśli ktoś zrozumie tą ideę, nie będzie miał problemu z pisaniem

i czytaniem programów. Prześledźmy to na podstawie programowania toczenia.

Jeśli wydamy maszynie polecenie G00 X2. Z3. to narzędzie z punktu, w którym akurat stoi pojedzie po

prostej do punktu o współrzędnych X=2 i Z=3.

Proszę zwrócić uwagę na dziwne na pierwszy rzut oka ustawienie osi współrzędnych. Wynika to z zasady,

że w mechanice, robotyce itp. wszędzie tam, gdzie następuje obrót zwykło się umieszczać układ

współrzędnych tak, by obrót następował wokół osi Z. W tokarce obraca się przedmiot, stąd takie a nie

inne umieszczenie osi. Dodatkowo, oś X oznacza średnice a nie promienie, co jest ułatwieniem, ponieważ

rysunki tokarskie zwymiarowane są średnicami. Jeśli należy stoczyć wałek na średnicę 30 mm pisze się po

prostu X30.

Programy NC można tworzyć na dwa sposoby - pisać ręcznie - co w przypadku wielu detali

wykonywanych w przemyśle jest nadal najprostszą i najczęściej stosowaną metodą, zwłaszcza w małych

firmach, których nie stać na bardzo drogie oprogramowanie typu CAD/CAM, albo generować

automatycznie na podstawie rysunku (to jest właśnie CAM). W tej drugiej metodzie technolog pokazuje

komputerowi które krawędzie na przedmiocie ma obrobić jakim narzędziem, a sam program NC jest

generowany automatycznie przez komputer. Jednak nawet ta druga metoda wymaga perfekcyjnej

umiejętności czytanie programu NC, bo nie spotkałem jeszcze systemu CAD/CAM, który nie wymagał by

dokonania pewnych drobnych korekt ręcznie, ja nie spotkałem jeszcze tak odważnego technologa, który

zupełnie zaufał by maszynie i puścił taki wygenerowany automatycznie program na żywioł od razu na

obrabiarce. Musiał by to być bardzo bogaty człowiek, bowiem nawet najdoskonalszy symulator obróbki nie

jest w stanie przewidzieć wszystkich możliwych sytuacji kolizyjnych.

Tak czy tak, trzeba umieć biegle czytać i pisać program NC. Na pocieszenie dodajmy, że jest to

jeden z najprostszych języków programowania w przyrodzie, trochę podobny do starego dobrego BASICA.

Dzięki Bogu, nie tworzyli go szaleni informatycy, tylko inżynierowie.

Struktura programu

Zasadniczo każdy program NC składa się z trzech części:

Nagłówka – w którym znajduje się numer programu. Numery programów są zwykle czterocyfrowe

i rozpoczynają się od litery "o" np.: o0001, o3513 , o2225. Ta sama litera o służy do wywoływania

numeru programu z pamięci maszyny. Jednak w treści programu często zamiast litery o znajduje się znak

% lub inne znaki sterujące np. !*

Treści programu – wszystko to co jest pomiędzy nagłówkiem a zakończeniem.

Zakończenia – Zwykle jest to funkcja M30 .

Treść programu składa się z bloków czyli linijek programu. Chociaż używa się nazwy blok dlatego że np.

w systemie EMCO jeden blok może mieć do czterech linijek na ekranie komputera. Bloki składają się ze

słów . Pojedyncze słowo to kombinacja litery i od jednej do czterech cyfr. np. G01, T0232, M04, F100.

Każdy blok programu zaczyna się od numeru bloku oznaczanego literą N po której następują cztery cyfry.

Po numerze bloku występuje funkcja G, po niej w zależności od potrzeb: współrzędne X, Y, Z, parametry

i na końcu funkcje pomocnicze. Wyjątkami są bloki wywołania narzędzia rozpoczynane funkcją T oraz

koniec programu - M30.

Blok może wyglądać tak:

N0010 G53

jak i tak:

N0030 G75 G83 X20.000 Y-20.000 Z-9.600 P3=-0.300 D3=3000 D5=80 D6=500 F80

lub tak

N0050 T0101 G95 F100 G96 S150 M04

W niektórych systemach (np. Sinumerik i Fanuc) numerowanie bloków jest nieobowiązkowe. Zawsze

jednak istnieje ograniczenie co do długości pojedynczego bloku.

Obrabiarka sterowana w systemie CNC

Ta część składa się z następujących rozdziałów:

Konstrukcje

Wprowadzanie programów NC

Układ współrzędnych

Symulacja obróbki

Tryby pracy maszyny

Uruchomienie obróbki

Pamięci maszyny

Korekty po dokonaniu pomiarów

Praktycznie rzecz biorąc do każdej maszyny przemysłowej można założyć, i zakłada się sterowanie

komputerowe. I nie mam tu na myśli wyłącznie obrabiarek skrawających. Jeśli zaczniemy zwiedzać Targi

Poznańskie, zobaczymy że jest tam ogromna ilość pras CNC, wtryskarek, elektrodrążarek itd. Komputer

wsadza się wszędzie tam, gdzie operator jest w stanie coś spieprzyć, czyli właściwie wszędzie.

My zajmiemy się obrabiarkami skrawającymi, bo tylko z takimi miałem do czynienia. Może ktoś zachęcony

tym serwisem napisze coś o innych typach.

Konstrukcje.

Zasadniczo interesują mnie frezarki i tokarki, chociaż dzisiaj czasem naprawdę trudno zdecydować z jakim

typem maszyny mamy do czynienia. Tokarki mają montowane tzw. napędzane narzędzie

i pozycjonowanie wrzeciona, co pozwala im na wykonywanie pełnej gamy prac frezarskich, a frezarki mają

stoły pozycjonowane w trzech osiach, a także napędzane (widziałem taką obrabiarkę w firmie Danfoss we

Wrocławiu), mogą więc z powodzeniem wykonywać prace tokarskie. W takich przypadkach należy więc

raczej mówić o centrach obróbczych niż o konkretnych typach maszyn.

Dokumentacja obrabiarki

Dla mniej zorientowanych w tematyce:

tokarka - to maszyna do obróbki przedmiotów obrotowych typu wałek. W tokarce obraca się przedmiot,

a narzędzie - najczęściej tzw. nóż tokarski wykonując ruchy wzdłużne i poprzeczne skrawa materiał z jego

obrzeża.

Obróbka tokarska - obraca się przedmiot, porusza narzędzie. Przestrzeń robocza tokarki EMCOTurn 120

frezarka - to obrabiarka do obróbki

przedmiotów typu płytka. W obróbce

frezarskiej obraca się narzędzie, a materiał

przesuwa się w poziomie i w pionie.

Obróbka frezarska - obraca się narzędzie, porusza

przedmiot.

Układ współrzędnych.

Umieszczenie układu współrzędnych zależy od typu i konstrukcji maszyny i jest zawsze opisane

w instrukcji obsługi konkretnej obrabiarki. Najbardziej typowe ustawienia zera układu współrzędnych dla

tokarki i frezarki są następujące:

Tokarka.

Punkt zerowy maszynowy - M -początek układu współrzędnych - na czole wrzecionie

w jego osi.

Punkt zerowy narzędziowy - N - na czole głowicy narzędziowej w osi otworu

do mocowania wierteł.

Punkt zerowy przedmiotu - W - najwygodniej jest go umieścić na czole przedmiotu

w jego osi.

Punkt referencyjny - R - punkt na który musi najechać głowica narzędziowa w celu

synchronizacji układów pomiarowych - dla każdej maszyny indywidualnie - zwykle głowica

narzędziowa porusza się maksymalnie w prawo i w górę.

Frezarka.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: