U.V.A.B. – Facultatea de Inginerie Fabricaţia Asistată de Calculator – sem. II – Master 1 Note de curs 1. Programarea mașinilor unelte cu comandă numerică. Cicluri fixe 1.1. Noțiuni de programarea mașinilor unelte cu comandă numerică În vederea prelucrării unei piese, o mașină poate fi programată în mai multe feluri. Alături de crearea programului de prelucrare (așchiere) propriu-zis, trebuie luați în considerare mulți alți factori. Aceștia includ strategia de prelucrare, dispozitivele de prindere a piesei, sculele așchietoare și așchiabilitatea materialului. Programarea Mașinilor cu CN se poate face în următoarele moduri: • Manual, folosind limbajul intern al controller-ului mașinii Este cazul comenzilor numerice Mazak/Mazatrol, Siemens/Sinumerik, Heidenhain. Toate calculele geometrice care privesc deplasarea sculei se fac în mod manual. Programatorul introduce în programul piesă atât informație geometrică cât și informație tehnologică (scule, dispozitive și componente pentru fixare); • Asistat de calculator, folosind, de obicei, un limbaj specializat de nivel înalt denumit APT (Automatically Programmed Tool) sau derivate ale sale. În acest caz, toate calculele geometrice sunt executate de limbajul AP; • Într-un mediu de programare tip CAD/CAM unde programarea se face într-un mod vizual, utilizând modelul 3D al piesei de prelucrat. Rezultatul este un program de prelucrare care este codificat tot în APT, dar într-o formă simplificată. În final, fișierul APT rezultat, este „postprocesat” pentru a fi compatibil cu mașina-unealtă cu CN pe care se va executa piesa. Notă: NX nu folosește APT ca interfață către postprocesor. Postprocesarea se bazează pe structurile binare asociate operațiilor programului CAM. Mediul de lucru CAM trebuie să ofere posibilități extinse de programare precum ciclurile fixe. Prima generație de mașini-unelte cu CN era programată manual, iar banda perforată era suportul pentru transportul și citirea programului. Mai târziu au fost introduse banda magnetică, interfața serială (RS232), diverse dispozitive tip compact flash, respectiv rețeaua standard de calculatoare (Ethernet). Toate aceste dispozitive transportă fișiere create cu pachete software CAM sau CAD/CAM. Astfel se „ocolește” procesul de creare a desenelor și a documentației tehnice. 1.1.1. Formatul programului Programul CNC executat de mașină este structurat în fraze (blocuri liniare de date). Se utilizează un set fix de caractere alfabetice și numerice. Orice caracter care nu trebuie interpretat este comentariu și trebuie marcat ca atare la generarea programului – de exemplu, se încadrează între paranteze rotunde. Începutul programului se marchează cu caractere specifice – de obicei caracterul „%” (procent).
14
Embed
1. Programarea mașinilor unelte cu comandă numerică. …files.vladac-uvab.webnode.ro/200000361-ab31aac2a6/curs 9... · 2017-04-11 · Programul CNC executat de mașină este structurat
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
U.V.A.B. – Facultatea de Inginerie Fabricaţia Asistată de Calculator – sem. II – Master
1 Note de curs
1. Programarea mașinilor unelte cu comandă
numerică. Cicluri fixe
1.1. Noțiuni de programarea mașinilor unelte cu comandă
numerică În vederea prelucrării unei piese, o mașină poate fi programată în mai multe feluri.
Alături de crearea programului de prelucrare (așchiere) propriu-zis, trebuie luați în
considerare mulți alți factori. Aceștia includ strategia de prelucrare, dispozitivele de
prindere a piesei, sculele așchietoare și așchiabilitatea materialului.
Programarea Mașinilor cu CN se poate face în următoarele moduri:
• Manual, folosind limbajul intern al controller-ului mașinii Este cazul comenzilor
numerice Mazak/Mazatrol, Siemens/Sinumerik, Heidenhain. Toate calculele
geometrice care privesc deplasarea sculei se fac în mod manual.
Programatorul introduce în programul piesă atât informație geometrică cât și
informație tehnologică (scule, dispozitive și componente pentru fixare);
• Asistat de calculator, folosind, de obicei, un limbaj specializat de nivel înalt
denumit APT (Automatically Programmed Tool) sau derivate ale sale. În acest
caz, toate calculele geometrice sunt executate de limbajul AP;
• Într-un mediu de programare tip CAD/CAM unde programarea se face într-un
mod vizual, utilizând modelul 3D al piesei de prelucrat.
Rezultatul este un program de prelucrare care este codificat tot în APT, dar într-o
formă simplificată. În final, fișierul APT rezultat, este „postprocesat” pentru a fi
compatibil cu mașina-unealtă cu CN pe care se va executa piesa.
Notă: NX nu folosește APT ca interfață către postprocesor. Postprocesarea se bazează pe structurile
binare asociate operațiilor programului CAM. Mediul de lucru CAM trebuie să ofere posibilități extinse
de programare precum ciclurile fixe.
Prima generație de mașini-unelte cu CN era programată manual, iar banda perforată
era suportul pentru transportul și citirea programului. Mai târziu au fost introduse
banda magnetică, interfața serială (RS232), diverse dispozitive tip compact flash,
respectiv rețeaua standard de calculatoare (Ethernet).
Toate aceste dispozitive transportă fișiere create cu pachete software CAM sau
CAD/CAM. Astfel se „ocolește” procesul de creare a desenelor și a documentației
tehnice.
1.1.1. Formatul programului
Programul CNC executat de mașină este structurat în fraze (blocuri liniare de date).
Se utilizează un set fix de caractere alfabetice și numerice. Orice caracter care nu
trebuie interpretat este comentariu și trebuie marcat ca atare la generarea programului
– de exemplu, se încadrează între paranteze rotunde.
Începutul programului se marchează cu caractere specifice – de obicei caracterul „%”
(procent).
U.V.A.B. – Facultatea de Inginerie Fabricaţia Asistată de Calculator – sem. II – Master
2 Note de curs
O frază este caracterizată de: un număr secvențial și unul sau mai multe „cuvinte” care
încep cu o un caracter (adresă) și o valoare numerică specifică adresei.
Cuvintele/Adresele sunt prezentate mai jos, în ordinea în care apar de obicei în frazele
de program:
• Cuvinte pregătitoare: G
• Cuvinte „dimensionale”: X, Y, Z, U, V, W, P, Q, R, A, B, C – sunt cele care
folosesc un argument numeric (valori de coordonate liniare/circulare)
o Cuvinte care se referă la interpolare circulară (deplasare pe un arc de
cerc) sau filetare: I, J, K
o Viteza de avans: F
o Valoarea turației arborelui principal: S
o Identificarea sculei: T
o Diverse funcții ale mașinii: M
Unele cuvinte pot fi omise din frază indicând faptul că nu se modifică nimic față de
fraza anterioară. Un astfel de cuvânt se spune că este modal.
Caracterul „adresă” este cel care apare întotdeauna primul în cuvânt și este urmat de
caractere numerice – de exemplu, G01 X10 Y25 înseamnă deplasare cu viteză de
avans de lucru, până în punctul cu coordonatele [10, 25], exprimate în milimetri.
1.1.2. Funcții „G” – Funcții pregătitoare
Aceste funcții (numite și „preparatorii”) încep cu litera „G” și continuă cu una pâna la
trei cifre. Acest grup de funcții este folosit pentru a comanda rotirea arborelui principal
sau piesa, tipul de viteză de avans (pe rază sau pe diametru, exprimată în mm sau
inch etc.), temporizare (secunde sau număr de ture efectuat de arborele principal) etc.
Adresa G este atât de des folosită în cadrul programului-piesă încât acesta este numit
generic „G-code”. Tabelul prezintă principalele funcții pregătitoare (adrese G).
Cod Funcţie Descriere
G00 Deplasare rapidă
Deplasarea se face la viteza maximă; specificația privind viteza de avans de lucru este ignorată, dar nu anulată. Nu este obligatoriu ca mișcările pe axele mașinii să fie sincronizate
G01 Interpolare liniară
Mișcarea se face în linie dreaptă, sincronizând axele de mșcare. Viteza de deplasare este cea precizată în fraza curentă (adresa F) sau anterior definită
G02 Interpolare circulară (în sensul acelor de ceas)
Mișcarea se efectuează de-a lungul unui arc de cerc, în sens orar. Viteza de deplasare este controlată ca în cazul interpolării liniare.
G03 Interpolare circulară (în sens trigonometric)
Similar G02 dar mișcarea se efectuează în sens trigonometric
G04 Temporizare
Întârziere programată. Utilă la găurire. Este urmat, de obicei, de F care reprezintă numărul de secunde de temporizare. Întârzierea este măsurată în secunde (G94),
U.V.A.B. – Facultatea de Inginerie Fabricaţia Asistată de Calculator – sem. II – Master
3 Note de curs
respectiv în număr de ture ale arborelui principal (G95).
G17- G19
Alegerea planului XY, YZ, respectiv ZX ca plan de lucru
Cu aceste comenzi se stabilește planul de lucru în cazul interpolării circulare, compensării diametrului sculei și a altor ordine de mișcare dependente de un anumit plan
G33 Filetare
Când se specifică G33, controllerul sincronizează viteza de avans cu viteza de rotație a porttarodului. În acest mod se generează filetul cu pasul dorit
G40 Anularea (dezactivarea) compensării de rază
Anulează compensarea de rază sau diametru, ce a fost activată cu G41, sau G42
G41 Activarea compensării de rază, pe stânga
Activarea compensării de rază a sculei. Materialul este pe partea stângă a traiectoriei sculei
G42 Activarea compensării de rază, pe dreapta
Activarea compensării de rază a sculei. Materialul este pe partea dreaptă a traiectoriei sculei
G53 Anularea decalării originii piesei
Anulează G54...G59
G54- G59
Activarea decalării de origine
Înainte de execuția programului, se deplasează originea piesei în raport sistemul de referință al mașinii. Faptul că pot exista mai multe origini piesă, duce la simplificarea programului de prelucrare (prin simplificarea geometriei avute). Prin decalarea originii, se pot fixa mai multe semifabricate pe masa mașinii sau chiar se pot prelucrara simultan mai multe piese.
G63 Filetare cu tarod și mandrină de compensare
Se poate executa filetarea cu cuțit zburător (similar strunjirii) sau cu tarod și mandrină de compensare
G70- G71
Programare în țoli/mm Coordonatele deplasării sunt exprimate în inch, respectiv mm.
O serie de operații anterior pregătite care controlează deplasările pe axe și care efectuează prelucrări specifice ca: găurire, alezare, filetare și combinații ale acestora.
G90- G91
Programare absolută/ incrementală
Mod de programare a mașinii în care coordonatele punctului curent se calculează în raport cu originea piesă, respectiv în care coordonatele se calculează în raport cu punctul anterior de pe traiectorie.
G95 Avans pe tură Specific strunjirii: deplasarea cuțitului de strung în lungul axei de rotație în timp ce arborele principal execută o tură.
U.V.A.B. – Facultatea de Inginerie Fabricaţia Asistată de Calculator – sem. II – Master
Ciclurile fixe reprezintă modalitatea de a grupa deplasări și temporizări astfel încât
să se obțină diferite metode tehnologice de prelucrare a găurilor (găurire, lărgire,
alezare, lamare, teșire, procese etc.
Cod Găurire (de obicei în direcție Z)
Prelucrare la fundul găurii
Retragere (de obicei după Z)
Utilizare
G80 - - - Anulare ciclu curent
G81 Mișcare de avans - Rapid Găurire, Centruire
G82 Mișcare de avans Temporizare Rapid Găurire, Lamare
G83 Mișcare de avans intermitentă
- Rapid Găurire curetragere periodică
G84 Mișcare de avans Temporizare și inversarea turației
Mișcare de avans Filetare
G85 Mișcare de avans - Mișcare de avans Găurire, Alezare, Lărgire
G86 Mișcare de avans Oprire arbore principal
Rapid Găurire, Lărgire
G87 Mișcare de avans Rotație arbore principal spre dreapta
Rapid Alezare
G88 Mișcare de avans Oprirea rotației și temporizare
Manuală Găurire, Lărgire
G89 Mișcare de avans Temporizare Mișcare de avans Găurire, Lărgire
1.1.4. Funcţii auxiliare
Rolul funcțiilor auxiliare (M) este acela de a comanda diverse componente ale
ansamblului complex ce este o mașină cu comandă numerică. De exemplu: comanda
rotirii arborelui principal (port sculă sau port-piesă) în sensul dorit, răcirea piesei etc.
Acestea sun cazurile simple.
În funcție de complexitatea mașinii, se pot comanda schimbătoare de sculă sau piesă
cu paletă, transportor de așchii, sonde pentru măsurarea lungimii/diametrului sculei
etc.
Cod Acţiune Descriere
M00 Oprire program Oprește arborele principal, lichidul de răcireungere etc
M01 Oprire opțională Această funcție este activă numai dacă butonul Opțional stop de la pupitrul mașinii este activat
M02 Sfârșit de program Oprește arborele principal, lichidul de răcireungere etc. Termină execuția programului curent.
U.V.A.B. – Facultatea de Inginerie Fabricaţia Asistată de Calculator – sem. II – Master
5 Note de curs
M03 Pornire arbore principal (dreapta)
Pornește arborele principal spre dreapta. Orice alte sisteme, ca lichidul de răcire, trebuie explicit pornite. Valoarea turației arborelui principal se stabilește cu ajutorul adresei S.
M04 Pornire arbore principal (stânga)
Pornește arborele principal spre stânga. Orice alte sisteme, ca lichidul de răcire, trebuie explicit pornite. Similar cu M03
M05 Oprire arbore principal Oprirea arborelui principal.
M06 Schimbare sculă
Activarea schimbării sculei. De obicei, scula este preselectată folosind funcția T. Această funcție este utilizabilă la centre de prelucrare, la care se face se face automat schimbarea sculei, fără oprirea mașinii. Schimbarea manuală a sculei se face oprind mașina (M00) și înlocuind scula.
M08- M09
Pornire/oprire lichid de răcire
Programatorul și operatorul mașinii pot activa răcirea sistemului sculă–piesă folosind M08, respectiv dezactiva răcirea folosind M09.
1.1.5. Viteza de avans
Programatorul poate controla viteza de avans (folosind adresa F - feed) conform
cerințelor operației în curs. Sunt trei tipuri de mișcare pe care le poate executa freza
cu ajutorul adresei F:
• G94 - viteza de deplasare este independentă de turația arborelui principal;
deplasare cu viteza în mm/min sau inch/min (conform valorii funcției G70 – cote
în inch, G71 – cote în mm);
• G95 – avans pe tură (la strunjire);
• G00 – deplasare rapidă.
1.1.6. Viteza de aşchiere
Viteza de așchiere este condiționată de proprietățile materialelor piesei și sculei. La
găurire și frezare, viteza de așchiere este egală cu viteza periferică a burghiului,
respectiv, a frezei. Cazul strunjirii, este unul special, deoarece viteza de așchiere se
poate defini în două moduri:
• Viteza periferică a piesei, când prelucrarea se face în principal în regiunea
periferică și variațiile de viteză de așchiere sunt destul de mici;
• Viteza frontală a piesei, caz în care – mai ales la piese tip disc – variațiile de
viteză de așchiere sunt foarte mari. Pentru acest al doilea caz, nu se
programează turația (adresa F) ci se indică explicit, viteza de așchiere (folosind
adresele G96 și S cu valoare în mm/min).
În plus, controller-ul strungului (coordonează turația arborelui principal conform
diagramelor.
1.1.7. Schimbarea sculei
Centrele de prelucrare dispun de magazine de scule al căror rol este acela de a stoca
un număr cât mai mare de scule iar durata ciclului de schimbare sculă trebuie să fie
U.V.A.B. – Facultatea de Inginerie Fabricaţia Asistată de Calculator – sem. II – Master
6 Note de curs
cât mai mică. Aceste caracteristici sunt cu atât mai importane cu cât complexitatea
piesei – în termeni de număr de scule folosite – este mai mare.
De obicei, schimbarea sculei se comandă cu ajutorul adresei T, care provoacă
deplasarea lanțului sau tamburului cu scule în poziția dorită.
De exemplu, T05 reprezintă scula numărul 5 (care se află în locașul nr.5 al
magazinului de scule, sau este marcată ca atare. Odată magazinul de scule ajuns în
poziția de schimbare a sculei, funcția M06 comandă schimbarea propriu-zisă a sculei.
În anumite situații – pentru reducerea duratei ciclului de schimbare – adresa T este
folosită nunai pentru a indica viitoarea sculă de folosit (este un proces de preselecție).
M06 apare într-o frază ulterioară când mașina va executa efectiv schimbarea sculei.
1.1.8. Programare absolută, respectiv programare incrementală
Când programarea se face folosind coordonate calculate numai în raport cu originea
sistemului de referință piesă, acest mod de programare se numește programare
absolută. Celălalt caz este acela în care coordonatele se calculează în raport cu
poziția anterioară a pe axe și se numește programare incrementală.
G90 activează interpretarea coordonatelor ca absolute iar G91 activează interpretarea
coordonatelor ca incrementale (măsurate relativ la ultimul punct atins).
1.1.9. Compensări geometrice
Compensarea, în contextul prelucrării în comandă numerică se referă la luarea de
măsuri de decalare a prelucrării, decalare a prinderii pe masa mașinii cu scopul de a
obține o suprafață corespunzătoare celor specificate în proiect.
Procesul de prelucrare pe orice mașină unealtă este supus erorilor – atât din punct de
vedere geometric, cât și al calității suprafeței.
Atunci când creează programul pentru prelucrare, programatorul trebuie să
stabilească traiectoria sculei de-a lungul conturului pesei. Este rolul echipamentului
de comandă numerică să transforme această traiectorie în traseul centrului sculei. De
aceea, traiectoria centrului sculei duce la decalări stânga-dreapta față de sculă și în
raport cu sensul de deplasare.
Următoarele posibilități de compensare sunt aplicabile:
• Compensarea diametrului frezei – controlată cu ajutorul funcțiilor G41, G42
(G40 anulare);
• Compensarea lungimii sculei – controlată cu ajutorul funcțiilor G43, G44 (G49
anulare).
Funcțiile preparatorii prezentate sunt specifice comenzii numerice.