NC alapismeretek Dr. Zsiga Zoltán főiskolai docens Miskolci Egyetem, Szerszámgépek Tanszéke 1
Tartalom NC/CNC technika alapjai CNC gépek jellegzetes építőelemei Tipikus CNC gépek CNC gépek kézi programozásának alapjai Kézi programozási mintapélda 2
A diszkrét gyártási folyamatok jellemzői:» A munkadarabok és gyártási részfolyamataik időben és térben elhatárolhatóak» A folyamatok ciklikusak, s ehhez jellemzően alkalmasak a programvezérelt gyártóeszközök» Irányításuk összetett, sok funkcióra irányuló tevékenység, melyben a számítógép alkalmazásának különös jelentősége van A technikai fejlődés ma már lehetővé teszi és megköveteli a számítógép alkalmazását a termelő rendszerek, a termelési és gyártási folyamatok irányítása tervezése terén egyaránt. A számítógépet integrált rendszerben használó rendszerek a CIM rendszerek (Computer Integrated Manufacturing) 3
A CIM modellje Vállalat irányitás Igazgatás, ügyvitel MIS Konstrukciós terv. CAD Központi adatbázis Technológiai terv. CAPP Termelés tervezés PPS Anyaggazdálk., raktározás CAST Gyártásirányitás CAM Minõségbiztositás CAQA Anyag, Energia Technológiai folyamatok CNC, ROC, PLC, FMS, FMC, AGV Termék 4
A diszkrét gyártási folyamatok jellegzetes automatizált gyártóeszközei Merev programú, kötött ütemű gépek Gépsorok Célgépek Tömegszerűség Átállitható gépek Mechanikus automata Ütközős programvez. Rugalmasan programozható rendszerek FMS FMC MC CNC Rugalmasság, termék sokféleség 5
Mi az NC? Az NC vezérlés bonyolult (technológiai) berendezés irányítására szolgáló módszer és eszköz, amely: Számítógép alapú (CNC) Digitális Rugalmasan programozható A program utasítások számjegyes formában megadott adatok vagy kódok A programot számjegyes formában tárolja A vezérlés valósidejű, a mozgáspályákat valós időben generálja A technológiai folyamatok elemeikre bonthatóak, melyek számadatokkal vagy kódokkal megadhatóak, az elemek a gépi funkciók 6
Az NC vezérlés alapelve Az NC alapelve Z F S z 3 z 1 Gépi funkciók és az NC utasítások kapcsolata z 2 Y x k y k N5G00(x k )Y(y k )Z(z 3 )S500F0.2M4 N10Z(z 1 )M8 N15G1Z(z 2 )F0.2 N20G00Z(z 1 ) N25Z(z 3 )M5M9... 7
NC/CNC vezérlések jellemzői Az NC (KNC) vezérlés fő jellemzői Rögzített logika Lyukszalagos, mágnesszalagos programbevitel Nincs programtárolás Nincs program javítási, szerkesztési lehetőség NC funkciók száma korlátozott A CNC vezérlések fő jellemzői Szabadon programozható logika (nem a felhasználó!) Számítógépes programbevitel Tárolt alkatrészprogram Programszerkesztés, javítás, helyszíni programírás On, Off szimuláció Rendszerbe kapcsolhatóság FMS, FMC, DNC Nagy számú NC funkció A mai gyakorlatban már kizárólag CNC gépeket építenek! 8
Az NC, CNC technika alkalmazási területei (a teljesség igénye nélkül) Forgácsoló szerszámgépek» Marógépek, Fúró-maró megmunkáló központok» Esztergák, Eszterga megmunkáló központok» Fogazógépek» Köszörűgépek Forgács nélküli alakítógépek» Lemezalakító gépek, élhajlítók, ollók, kivágók, megmunkáló központok»csőhajlítók Különleges technológiák gépei» Lézeres kivágók» Vízsugaras kivágók» Fröccsöntő gépek» Szikraforgácsolók Faipari megmunkálógépek Mérőgépek Robotok 9
CNC alkalmazási példa Homlokoldali megmunkálás eszterga megmunkálóközponton 1. Radiális horony 2. Kiemelés 3. Íves felület 4. Egyenes oldal marás bekezdés 5. Egyenes oldal marás 6. Egyenes oldal marás Pozícionálható főorsó (C) Forgószerszám (maró) 10
CNC alkalmazási példa Lézeres lemezmegmunkáló gép 11
CNC alkalmazási példa Vizsugaras megmunkálógép 12
CNC alkalmazási példa Huzalos szikraforgácsoló gép 5D CNC vezérlés 13
CNC alkalmazási példa Kétgépes rugalmas gyártócella (FMC) 14
A CNC technika alkalmazásának hatásai Közvetlen előnyök Bonyolult felületek gyárthatóak viszonylag egyszerűen és gazdaságosan (kúp, gömb, menet, szabad felület, stb.) Egyenletes az egyes gyártmányok minősége, egyszerűbb szerelési feladatok Nagyobb termelékenység, rövidebb mellékidők (szerszámcserélők, mérőrendszerek, pozicionáló rendszerek) Univerzális befogó és felfogó készülékek alkalmazhatóak Egy felfogásban komplexebb készremunkálás A technológia racionalizálási lehetősége (megmunkáló ciklusok, forgácsolási stratégiák) Egyszerű, szabványos szerszámok alkalmazási lehetősége (pályagenerálás) 15
A CNC technika alkalmazásának hatásai Közvetett előnyök Nagyobb technológiai fegyelmet kíván, növeli a technikai, technológiai kultúra színvonalát A gyártmánytervezés nagyobb szabadsága Magasabban kvalifikált kezelő személyzet Csökkennek a szubjektív hibák Rendszerbe szervezhetőek Biztosabb gyártástervezés, pontosabb gyártásütemezés Raktározási költségek csökkennek 16
A CNC technika alkalmazásának hatásai Hátrányok Viszonylag nagy beszerzési költség, magas gépköltség Szigorúbb, költségesebb előgyártmány Fegyelmezettebb környezet, pontos szerszám, program és munkadarab ellátás (ez természetesen egyben előny is!) Az előnyök biztosításához természetesen az NC gépek építése is fokozott igényeket támaszt a gyártókkal szemben: korszerű eszközök, technikák, elvek alkalmazását. 17
Tipikus CNC gépek Az EPA-320-01 Sinumerik 810T CNC eszterga 1. Felépitési vázlat 18
Tipikus CNC gépek 2. Főhajtás és fordulatszám ábra 19
Tipikus CNC gépek 3. Teljesitmény-nyomaték karakterisztika 20
Tipikus CNC gépek 4. A jellegzetes lábazati hajtómű 21
Tipikus CNC gépek 5. Az -Z szánrendszer kinematikai vázlata 22
Tipikus CNC gépek TC-3 5D-s fúró-maró megmunkáló központ Szerszámtár Szerszámcserélõ Körasztal Y-szán -szán Fõhajtómû Z-szán Y Z 23
Tipikus CNC gépek TC3 szánrendszerek kinematikai vázlatai 24
Tipikus CNC gépek A TC-3 szerszámcserélő rendszere 1. Szerszám előkészítés 2. Szerszámcsere 25
Tipikus CNC gépek TC-3 főhajtás, Körasztal kinematika 26
A CNC-vel történő gyártás információ feldolgozási folyamata Feladat leírás Alapjel képzés Információ leképzés Munkadarab Rajz / Grafikus modell Külsõ adatfeldolgozás Program hordozó Belsõ adatfeldolgozás CNC P L C D A MST Pozicionálás Programozás Kézi programozás Számítógéppel segített programozás Lyukszalag Mágnesszalag Mágneslemez Memória kártya Fõbb feladatok Kommunikácíó Program ellenõrzés Program tárolás Vezérlési feladatok Pozicionálás irányítás Felügyelet 27
CNC-k kézi programozásának folyamata Rajz NC műveletterv Felfogási terv Szerszámterv Mozgásciklus terv CNC utasitásrendszer Programozói tudás ISO NCL ASCII kód Programkézirat Programhordozó Szövegszerkesztő Próbaforgácsolás Dokumentálás 28
Számítógéppel segített CNC programozás folyamata (CAM, CAPP, WOP) APT program Tecnológiai és Szerszám adatok Posztprocesszálás Posztprocesszorok Rajz NCművelet terv CAD File Interaktiv bevitel CAD Posztprocesszor: az adott géphez a CLDATA-t illesztő program Geometriai feldolgozás Technológiai feldolgozás Szerszámpálya generálás CLDATA File CLDATA File : technológiától függő, általános programformátum Próbaforgácsolás NCL File Szimuláció Editálás ISO NCL Dokumentálás 29
CNC vezérlés funkciói és hardver struktúrája Kezelőpult Display Kijelzők Program I/O DNC Kommunikáció LAN CPU Memória RAM ROM BUS ill. Hálózati modul BELSŐ BUS PLC Vezérlési funkciók Tengelyek Pozicionálás, Útmérés Alpjelképző Interpolátor Felügyelet Vezérelt mechanizmusok, jeladók Pozicionáló rendszerek GÉP Szenzorok 30
Tipikus CNC üzemmódok (1) (Az általánosan használatosakat említjük, természetesen vezérlésenként adódnak eltérések, sajátos elnevezések) JOG v. BEÁLLÍTÓ üzemmód Bekapcsolás után szánmozgatások Kézikerékkel folyamatosan, ill. diszkrét lépésekkel Különféle funkciók működtetése nyomógombokkal REF referencia pont felvétel A gép geometriai rendszerének bekapcsolás utáni aktualizálása növekményes útmérés esetén DATA IN-OUT Program és egyéb adatok (PLC, szerszám, gépi stb.) betöltése ill. kimentése MDI kézi adatbevitel a gép működtetése komplett mondatokkal SIMU szimuláció Program megjelenítése, "üres" futtatása 31
Tipikus CNC üzemmódok (2) TOOL szerszám kezelés szerszám adatok beírása szerszámkorrekció bemérése ZERO offset nullponteltolások beírása nullponteltolások bemérése EDIT programírás, javítás a megmunkáló programok szerkesztése AUT programfuttatás Szakaszos, mondatonként Folyamatos, egy illetve több darab SERVICE Beállítások, gépjavítások Egyéb, az adott vezérlésre jellemző 32
A Sinumerik 810T vezérlés kezelőpultja 1. Képernyő 2. Soft-Key vagy lágybillentyűzet 3. Program I/O, RS232 interface 4. Üzemmód választó többállású kapcsoló 5. Vezérlés bekapcsoló nyomógomb 6. Reset nyomógomb 7. NC Start/Stop nyomógombok 8. Főorsó Start/Stop nyomógombok 9. Előtolás Start/Stop nyomógombok 10. Előtolás OVERRIDE kapcsoló, mellette a főorsó OVERRIDE 11. Szánmozgató JOG nyomógomb mező 12. Program szerkesztő nyomógomb mező 13. Adatbeviteli szűkített tasztatúra: számok, betűk, egyéb karakterek 14. Kijelző mező 33
Az információ leképzés jellegzetes eszközei Nyugtázó jel HA HV Mozgatott elem P L C CNC Vezérlés I I O O O -Munkadarab és szerszám cserélők -Burkolatok -Tolótömbök -stb. Vezérelt mechanizmus 34
Az információ leképzés jellegzetes eszközei Hajtás erősitő CNC Vezérlés D A Sebesség szabályzó Alapjel képző -1 Sebesség visszacsatolás Főhajtómű n i INPUT: közvetlen S2520 1/min közvetett v=120 m/min Szabályozható Főmotor Szabályozott főorsó fordulat Sebességszabályzó rendszer, főorsó hajtás 35
Az információ leképzés jellegzetes eszközei CNC vezérlés Alapjel képző INTERPOLÁTOR Y D A... -1 Helyzetszabályzó -1 Helyzet visszacsatolás Sebesség szabályzó Sebesség visszacsatolás TG Hajtás erősitő Szabályozható előtolómotor DC, AC, Hidr. Szán,, Útmérő U Z D A Helyzetszabályzó Sebesség szabályzó... -1-1 Szán, Z TG U Helyzetszabályzó pozícionáló rendszerek 36
CNC pozícionáló rendszerek 37
Az információ leképzés jellegzetes eszközei CNC vezérlés Alapjel képző EKL S Y Z D A... D A -1-1 Sebesség szabályzó Sebesség visszacsatolás "O" imp. Helyzetszabályzó TG Hajtás erősitő -1 Főmotor Sebesség szabályzó Főhajtómű n i Master tengely Szán, Z Főorsó U Elfordulás mérés Útmérő Slave tengely TG U Szabályozható előtolómotor Egy EKL felépítése, menetesztergáló kinematikai lánc 38
Jellegzetes CNC pozícionálási módok Pontvezérlés Gyorsmeneti mozgás egyidejűleg akár több koordináta mentén Nincs szigorú mozgáskapcsolat Közelítő és eltávolító mozgások, kezdőpontra állás Jellegzetes mondat: N5 G00 és/vagy Y és/vagy Z v x v x =v y =v g 2 P2 t 1 45 0 P1 Z 1 Z 2 Z v z t 39
Jellegzetes CNC pozícionálási módok Szakaszvezérlés Egyszerre csak egy tengely mentén van mozgás programozott előtolással Jellegzetes mondat: N5 G72 vagy Y vagy Z F S M3 Van a mozgás során forgácsolás, a feltételeit biztosítani kell Ma ez a pozicionálási mód önállóan már nem használatos 40
Jellegzetes CNC pozícionálási módok Pályavezérlés Egyidejűleg több tengelyű mozgás lehet a programozott pályamenti előtolással Szigorú mozgáskapcsolat van a mozgások között, melyet az INTERPOLÁTOR biztosit Jellegzetes típusai Lineáris interpoláció 2D, 3D Körinterpoláció 2D Spline interpoláció 3D Parabola interpoláció 2D A mai CNC gépeken gyakorlatilag minden forgácsoló mozgást interpolációként programoznak 41
Jellegzetes CNC pozícionálási módok Lineáris interpoláció Jellegzetes mondat: N5 G01 ( 2 ) Z(Z 2 ) F. 2 v + v = 2 ex 2 ez v 2 e P2 v x v ex t Körinterpoláció Jellegzetes mondat: N5 G03 ( 2 ) Z(Z 2 ) I K ahol I és K a kör középpontjának adatai v 2 2 ( t) = v ( t) v ( t) 2 e ex + ez 1 P1 Z 1 Z 2 Z v z v ez t 2 1 P2 K I P1 Z Z 2 Z 1 42
CNC gépek útmérő berendezései Az útmérő rendszerek fő építő elemei a következők: Elmozdulásérzékelő egy olyan mérőátalakító, amely a lineáris elmozdulásról vagy szögelfordulásról annak nagyságával esetleg sebességével arányos villamos jelet ad. Jelátalakító, amely az érzékelő villamos jelét formálja, feldolgozza vagy dekódolja. Számláló, tároló egység, amely az elmozdulással arányos digitális jelet számlálja, nyilvántartja. Az útmérő rendszereknek biztosítaniuk kell a mért elmozdulásról a teljes mérési tartományban, a megfelelő felbontóképességgel és előírt pontossággal a kívánt adatokat. 43
CNC gépek útmérő berendezései Az útmérők, vagyis az elmozdulás-érzékelők csoportosítása: 1. a kimenő jel jellege szerint lehetnek ANALÓG (a jel a mérési tartományon belül folyamatosan és folytonosan arányos a mért jellemzővel) és DIGITÁLIS (a mért jellemző a kimenő jelben diszkrét egységekben számjegyes kód formájában képződik le) érzékelők. 2. az adott jel vonatkoztatása szerint lehetnek ABSZULUT (van saját nullája) NÖVEKMÉNYES (relatív helyzet) érzékelők. 3. Az érzékelőket a mérendő részegységekhez különböző beépítési móddal csatlakoztatják, így az érzékelő és az elmozdulás közötti kinematikai kapcsolat alapján vannak KÖZVETLEN (nincs mozgásátalakító) KÖZVETETT (van mozgásátalakító) útmérők illetve útmérési eljárások. 44
CNC gépek útmérő berendezései U 1 Útmérők beépítési lehetőségei Golyósorsó Szán Rácsosztás Mérő csatorna Motor U 2 leolvasó rácsléc U 3 Illesztő hajtómű 0-pont jel Jelátalakító Körasztal + 0 - Reverzibilis számláló U 1 U 2 Motor U 3 Növekményes, digitális útmérők elve 45
2 π ϕ = x k h Miskolci Egyetem Szerszámgépek Tanszéke CNC gépek útmérő berendezései Fényforrás Forgó impulzusadó felépítési vázlata Kondenzor lencse Leolvasó rácsok Fényérzékelő diódák A,B A 0 0 Nullpont csatorna Φ B Leolvasó rácsok Mérés forgó impulzusadóval Golyósorsó Motor Szán h δ Z 2 Illesztő hajtómű Z 1 ν Forgó impulzusadó Rácstárcsa Alaprács Mérő csatorna Osztásszám: ν A φ szögelfordulás és a szán x lineáris elmozdulása közötti kapcsolatot leíró egyenlet: 2 ϕ = x π k h A sebességillesztés: f vmax = v δ max ; és f vmax f max 46
CNC gépek geometriai információs rendszerei Minden CNC gép esetében alapvető, hogy értelmezni tudjuk: a gép szánjainak helyzetét, mozgását a programban megadandó geometriai adatokat, a munkadarab méreteit a megmunkáló szerszámok méreteit, fő geometriai jellemzőit Ezt biztosítja a CNC gép geometriai információs rendszere, melynek részei: a koordináta rendszerek a vezérlésben az adatokat tároló elemek, az ún. tároló regiszterek 47
CNC gépek geometriai információs rendszerei Megnevezés Jel GÉPI KOORDINÁTA RENDSZER GKR PROGRAMOZÓI KOORDINÁTA RENDSZER PKR SZERSZÁM KOORDINÁTA RENDSZER SKR Nevezetes pontok M a GKR origója F a szánrendszer vezérelt pontja W a PKR origója P a programozott pont N=F az SKR origója P a szerszám programozott pontja Regiszterek és tartalmuk Gépi helyzet regiszter <H>=MF Szerszámpálya regiszter <A>=WP Szerszámadat regiszter <T>=FP 48
CNC gépek geometriai információs rendszerei M Z Z r MF r WP Y r WK P K r FP F=N r KP Y g(x,y,z) r 0 nullponteltolás vektor r WK a programozott kontúr vektor, r KP a szerszámsugár vagy geometriai korrekciós vektor r WP a szerszámpálya vektor r FP a szerszám hosszkorrekció vektor r MF a vezérelt pont vektor A koordinátarendszerek közötti kapcsolatot az alábbi egyenlet írja le: r MW = r 0 +r WP -r FP, ahol r 0 W r WP =r WK +r KP tehát CNC geometriai rendszer r MW =r 0 + r WK +r KP -r FP 49
CNC gépek geometriai információs rendszerei A koordinátarendszerekkel kapcsolatos általános előírások Az alaprendszerek Descartes-i, jobbsodrású koordinátarendszerek A tengelyek jelei: Y Z elsődleges tengelyek U V W másodlagos tengelyek A B C szögelfordulások A Z tengely a főorsóval párhuzamos Esztergáknál az -Z a munkasík Pozitív a tengelyirány, ha a szerszám és a munkadarab távolodásakor a koordinátaérték növekvő. Amennyiben a szerszám végzi a mozgást, akkor a mozgásirányok és a tengely irányítások egyezőek, ellenkező esetben szembemutatóak. Esztergáknál a pozitív Z tengely a szegnyereg felé, a főorsóból kifelé, maró és fúrógépek esetében a főorsóba befelé mutat. A koordinátarendszerek tengelyei természetesen a szánvezetékekkel párhuzamosak A gépi GKR és a programozói PKR koordinátarendszerek egymáshoz képest eltoltak lehetnek (nullponteltolás!), elforgatás nem lehetséges. 50
CNC gépek geometriai információs rendszerei CNC eszterga koordinátarendszere, és azok kapcsolatai MF 0 k M M W W Z' F=N P ' 2 szán Z szán Z M Z W Z 0 Z Z k MF = 0 ++ k Z MF =Z 0 +Z+Z k Z MF 51
CNC gépek geometriai információs rendszerei 3D-s megmunkáló központ geometriai rendszere r MF r = MW r + WP r FP Y M Y W Szerszám r MF P r FP F=N W r r WP Főorsó W M Főhajtómű Y Főmotor r r MW Z W Z M Z M 52
CNC gépek geometriai információs rendszerei 3D-s megmunkálóközpont koordinátarendszere Y M MW Y W Y WP W P,F=N W Y M Z MW Y W P Z W Z FP F=N Z W M Y MW M M Z M M Z MF a koordinátarendszerek kapcsolatait leíró egyenletek: MF = MW + WK + g Y MF =Y MW +Y MK +Y g Z MF =Z MW +Z WK +Z FP Z MP M Z M MW MF W Z FP Z W WP P Z MW F=N W A geometriai korrekció g, Yg Y g Y WK WK g K P 53
CNC gépek geometriai információs rendszerei M F=R szán Referenciapont felvétel CNC esztergán M MR Z M Z szán φ ν U b U a U 0 f 0 A;A B;B Jelátalakító Iránydiszkriminátor f E Helyzettel arányos digitális kimenet f H Reverzibilis számláló '0' impulzus Z MR MR =<H > Z MR =<H Z > érvényesítõ helyzetkapcsoló & 1 & a számláló nullázása 54
CNC gépek kézi programozásának alapjai CNC programozási nyelvek típusai 55
CNC gépek kézi programozásának alapjai Az NC vezérlések jellegzetes programállományai: Főprogram MPFxxx (Main Program File) Alprogram SPFxxx (Subroutine Program File)» Könyvtári szubrutinok Esztergálás Mélyfúrás Menetesztergálás Beszúrás esztergálás» Felhasználói szubrutinok Kontúrleírások Komplett megmunkálások Szerszám adatok TOAxxx (Tool Offset Active) Nullponteltolások POAxxx (Part Offset Active) Egyéb File-ok (PLC, Gépi adatok, stb.) 56
CNC gépek kézi programozásának alapjai Az NC programban megadandó gyártási információk:» NC specifikus adatok (pozicionálási, méretmegadási mód stb.)» Geometriai adatok» Technológiai adatok» Programtecnikai adatok» Végrehajtási sorrend Az UTASÍTÁSOK TIPUSAI a fentiek alapján:»előkészítő vagy G-utasítások» Geometriai és interpolációs utasítások (, I stb.)» Technológiai és segédutasítások (M, S, T, F )» Programtechnikai utasítások és vezérlő karakterek A végrehajtási sorrendet a leírás sorrendje adja! Fenti tagozódás az utasításrendszer struktúráját is meghatározza 57
CNC gépek kézi programozásának alapjai Az ISO/DIN NCL címbetűi és egyéb karakterei 58
A Sinumerik 810T vezérlés utasításrendszerének legfontosabb általános szabályai: A program legkisebb egysége a SZÓ ill. a KARAKTER A szavak lehetnek: - öröklődőek, újig érvényesek (többség) -öntörlőek, egy mondatra érvényesek A szavakban az értéktelen nullák elhagyhatóak A mondatszám elhagyható, címke jellegű A mondatokban a szósorrend kötetlen, de vannak célszerű és kötelező megállapodások A szavak címbetűi mindig nagybetűk Szóköz megadása nem szükséges A tizedesjel a tizedespont A mondatokat LF vagy EOB karakterrel kell lezárni A program mindig % karakterrel kezdődik, M02 vagy M30 utasítással zárul 59
CNC gépek kézi programozásának alapjai A CNC programok felépítési struktúrája A főrogramok felépítése %MPFazonosító szám Bevezető mondat A szegmens felépítése Szerszámváltás/csere Főmondat 1. Szegmens 2. Szegmens... Az alprogramok felépítése n-ik Szegmens Záró mondat M02 A mondatok felépítése Egyéb mondatok.... %SPFazonosító szám Alprogram mondatok... Záró mondat M17 Cím A B C D F G Y Z I J K stb Adat vagy kód Real: 12.325 F0.21 stb. Integer: T12 S2560 stb. / N999 G00 G90 G40 12.5 Z3.2 K1.25 F0.2 S1250 M04 EOB Vez. ut. Mondatszám Előkészítő utasítások Geometriai és interpolációs utasítások Technológiai és kapcsolási utasítások Mondat vége 60
CNC gépek kézi programozásának alapjai Az ISO/DIN NCL utasításai (Sinumerik 810T vezérlés alapján) Az előkészítő G utasítások fajtái» Pozicionálás módja» Méretmegadás módja» Pályakorrekciózás módja» Koordináta transzformációk módja» Célpontra állás módja» Gépi ciklusok» Mértékegység- és funkcióváltás» Egyéb előkészítő utasítások Geometriai utasítások» Célpont koordináták: 4.3, Z4.3» Szögértékek: A4.3» Lekerekítés és élletörés értéke: B+-4.3» Interpolációs adatok: I4.3, K4.3 Technológiai utasítások fajtái» Főorsó forgás S4» Előtolás F2.3, F4» Szerszám azonosító T2» Szerszám adattár címe D2 Kapcsolási utasítások» Főorsó forgás jobb, bal, állj M03, M04, M05» Szerszámváltás M06» Hűtőfolyadék be, ki M08, M09 Programtechnikai utasítások és vezérlő karakterek» Program vége M02, M30» Szubrutin vége M17» Program stop M00» Feltételes program stop M01» Ciklusismétlés száma P01-P99» Mondatszám Nxxx» Program kezdet % 61
CNC gépek kézi programozásának alapjai Pontvezérléssel történő mozgás gyorsmenettel: Programozandó adatok: Mozgáspálya végpontjai egyidejűleg minden irányban Kezdőpontra állás esetén a megfelelő pályakorrekció G41, G42 Eltávolításkor a pályakorrekció törlése G40 Jellegzetes mondat: N5 G00 G40 (2)Z(Z2) 2 1 P1 v x =v y =v g P2 45 0 Z Z 1 Z 2 62
CNC gépek kézi programozásának alapjai Lineáris mozgás programozása előírt sebességgel: 2D, 3D, lineáris és forgómozgások kombinációi Programozandó adatok: Mozgáspálya végpontjai 2 P2 Technológiai feltételek: Előtolás, főorsó forgás Térgörbék közelítése lineáris pályaszakaszokkal történik 1 P1 Z Jellegzetes mondat: N5 G01 (2) Z(Z2) F S Z 1 Z 2 63
CNC gépek kézi programozásának alapjai Körpályán mozgás a fősíkokkal párhuzamos síkban: Programozandó adatok: Körpálya végpontjai Kezdőponttól a kör középpontjának relativ helyzete: I, K Körbejárás iránya: G02: órajárás irányába CW, G03: órajárással ellentett CCW Technológiai feltételek: 2 1 P2 K Pk I P1 Z Előtolás, főorsó forgás Jellegzetes mondat: Z 2 Z 1 N5 G03 (2) Z(Z2) I K F S A programozott előtolás a pályamenti előtolás 64
CNC gépek kézi programozásának alapjai Menetesztergálás, hengeres, kúpos, síkmenet G33 Programozandó adatok: Célpont koordináták, Menetemelkedés: I, J, K Főorsó forgás: M03/M04 Jellegzetes mondat: N5 G33 Z K S M03/M04 Ma már ritkán használják, helyette a menetesztergáló szubrutint alkalmazzák. Várakozás programozása G04 Elsősorban fúrási, beszúrási műveleteknél használják a forgácstörés miatt. Jellegzetes mondat: N5 G04 (t), ahol t a várakozási idő sec-ban. A G04 utasítás öntörlő. 65
CNC gépek kézi programozásának alapjai Méretmegadási módok programozása A geometriai méretek programozhatóak Abszolút értékként G90 Növekményként G91 Az abszolút méretmegadás alkalmazása a gyakoribb, A növekményes programozást elsősorban 3-5D-s megmunkálásoknál alkalmazzák (Kisebb programméret miatt) 2 1 P1 45 0 P2 Z 1 Z 2 Jellegzetes mondatok: Abszolút programozás N5 G90 G00 (2) Z(Z2) Növekményes programozás N5 G91 G00 ( ) Z( Z) ahol =2-1, Z=Z2-Z1 Z 66
CNC gépek kézi programozásának alapjai Szerszámpálya korrekciózás programozása A pálya- vagy szerszámsugár korrekció akkor szükséges, ha a P programozott pont és a K kontúrpont nem esik egybe. Ez a geometriai korrekció: A programozási utasítások: G40 korrekció törlés G41 sugárkorrekció bal G42 sugárkorrekció jobb G43 sugárkorrekció + G44 sugárkorrekció - Jellegzetes alkalmazás: N5 G3 G42 Y I J N5 G2 G41 Y I J Y V e G41 P K Szerszám G42 V e K Munka-darab P 67
CNC gépek kézi programozásának alapjai Koordináta transzformációk programozása Tárolt nullponteltolás G53: tárolt nullponteltolás felfüggesztése, átmeneti törlése G54, G55, G56, G57 :különböző tárolt nullponteltolások Jellegzetes alkalmazás: N5 G54.. Z.. nullponteltolás bekapcsolása, pozicionálás az általa kijelölt PKR-ben N55 G56.. Z.. nullponteltolás cseréje, pozícionálás az újabb nullpont eltolás által kijelölt PKR-ben N85 G53.. Z.. nullponteltolás felfüggesztése egy mondatra, pozícionálás a GKR-ben N86.. Z.. felfüggesztés megszűnt, pozícionálás a legutolsó érvényes nullponteltolás szerint (N55 G56) Programozott nullponteltolás Az utasítások a G58 és a G59. Egy jellegzetes alkalmazási példa N5 G54 L25 P1 az L25 alprogram végrehajtása a G54 által kijelölt PKR-ben N10G58 16 Z48 a PKR átmeneti eltolása és Z értékekkel N20 L25 P1 az L25 alprogram végrehajtás az eltolt PKR-ben N25 G58 45 Z100 a PKR eltolása az eredetihez képest és Z-vel N30 L25 P1 az L25 alprogram végrehajtása az újabb PKR-ben N35 G58 0 Z0 az eredeti állapot visszaállítása, az átmeneti koordinátarendszer eltolás törlése 68
CNC gépek kézi programozásának alapjai Célpontra állás módjának programozása Gépi ciklusok programozása G09 pontos pozícionálás sebességcsökkentéssel, egy mondatra érvényes, öntörlő G60 pontos pozícionálás sebességcsökkentéssel, öröklődő G62 pályavezérlés, szakaszváltás sebességcsökkentéssel, öröklődő G64 pályavezérlés, szakaszváltás sebességcsökkentés nélkül, öröklődő Ezen utasítások használatával a munkadarabok alak és méretpontosságát tudjuk befolyásolni. A programmondatok: a. N10 G81 40 Y.. Z-30 R3 Fanuc, NCT szintaktika b. N10 L81 40 Y.. R2=3 R3=-30 Siemens szintaktika 69
CNC gépek kézi programozásának alapjai R25 C R29=xx Forgácsleválasztás módja 1 B 1 L95 esztergáló szubrutin paraméterei: R20=a kontúrleíró alprogram azonosítója R21=a kontúr kezdőpontja R26 R22=a kontúr Z kezdőpontja R24=simítási ráhagyás W R27=40;41;42 R22 R20 R21 A R24 Z R25=simítási ráhagyás Z R26=fogásvétel értéke vagy Z irányban R27=a pályakorrekciózás módja L95 esztergáló szubrutin R29=a megmunkálási mód kódja 70
CNC gépek kézi programozásának alapjai L95 esztergáló szubrutin forgácsleválasztási módjai B Külső felület nagyolása, eredménye: lépcsős felület Fogásvétel iránya: - R29=11 R29=11 B Z B Külső felület nagyolása, eredménye: lépcsős felület Fogásvétel iránya: - / +Z R29=12 R29=12 B Z Belső felület nagyolása, eredménye: lépcsős felület Fogásvétel iránya: + Belső felület nagyolása, eredménye: lépcsős felület Fogásvétel iránya: - / +Z R29=13 R29=13 R29=14 R29=14 B B Z B B Z 71
CNC gépek kézi programozásának alapjai Nagyolt kontúr Nagyolt kontúr Simított kontúr Nagyolt kontúr R29=21;23 Z R29=31;32;33;34 Z R29=41;42;43;44 Z Nagyolás kontúr-párhuzamosan simítási ráhagyásig egy fogásban Nagyolás koordináta- majd kontúrpárhuzamosan simítási ráhagyásig több fogásban Komplett megmunkálás A forgácsleválasztás m ódja A m e g m u n k á lt fe lü le t Külsõ Belsõ Eredm ény Nagyolás koordinátapárhuzam osan több fogásban Hosszirá n y ú Keresztirányú R29=11 R29=12 R29=13 R29=14 Lépcsõs nagyolt fe lü le t Nagyolás kontúrpárhuzam osan egy fogásban sim ítási ráh.-ig R29=21 R29=23 Kontúrpárhuzam os fe lü le t sim ítá si rá h.-sa l Nagyolás koordináta- és kontúrpárh. több fogásban sim ítási ráhagyásig Hosszirá n y ú Keresztirányú R29=31 R29=33 R29=32 R29=34 Kontúrpárhuzam os fe lü le t sim ítá si ráhagyássalsal Komplett megmunkálás (Nagyolás koordináta- és kontúrpárh. több fogásban, m ajd sim ítás) Hosszirá n y ú Keresztirányú R29=41 R29=43 R29=42 R29=44 Kész nagyolt, sim ított kontúr 72
CNC gépek kézi programozásának alapjai A ciklus paraméterei W R26 R22 R25 Z R22 furat kezdőpont (Z) R24 fúrási mélység csökkentés R25 első fúrási mélység R26 furat végpont (Z) R27, R28 várakozási idők R28 R28 1 R28 1 L 3 L 2 Gyorsmenet Előtolás R28 1 L 1 a degresszió R24 = L 1 -L 2 R27 Alkalmazási példa N5G000Z100S600F0.2M4 N10R22=80R24=5R25=30R26=10R27=2 R28=1 N15G98P1 N20G00 Z stb. 73
CNC gépek kézi programozásának alapjai Az L97 szubrutin paraméterei W R27 R32 R31 R20 R22 Gyorsmenet Menetvágás R24 A szubrutin alkalmas hengeres, kúpos és síkmenetek megmunkálására R26 R21 R29 Z R20 menetemelkedés R21 menet kezdőpont R22 menet kezdőpont Z R23 üres futások száma R24 menetmélység +/- R25 simítási ráhagyás R26 bekezdési hossz R27 kilépési hossz R28 nagyoló fogások száma R29 ráállási szög R31 menet végpontja R32 menet végpontja Z 74
CNC gépek kézi programozásának alapjai Beszúró ciklus paraméterezése R21 L93 beszúró ciklus alapváltozatok R32 R23=-1 R26 R25 R23=1 R29 R30 R26 R32 Hosszanti horony, R10=0 R23=-1 R23=1 Z R23=-1 R23=1 Keresztirányú horony, R10=1 R23=1 R23=1 R23=-1 R23=-1 Z R21 R32 Z Z R29 R30 R30 R29 R26 R21 R24 R22 R27 R22 R24 R31 R27 R33 R23=-1 R28 R2 8 R25 R33 R35 R35 R23=1 R31 R34 R34 R22 R27 Z Z R33 R2 1 R23=1 R23=-1 R31 R35 R25 R24 R26 R32 R28 R34 R28 R34 R27 R31 R25 R23=1 R23=-1 R29 R30 R24 R35 R33 R22 75
CNC gépek kézi programozásának alapjai L93 paraméter lista R10 típus paraméter 0,1 R21 horony belépő méret R22 horonyfenék helye R23 kezdőpont kijelölés 1,-1 R24, R25 simítási ráhagyás R26 beszúrás lépés R27 fenék szélesség R28 várakozási idő sec R29, R35 oldalszögek R30, R33 +,- fenék lekerekítés, letörés R31 horonyfenék méret R32, R34 belépés lekerekítés, élletörés +,- Mintapélda az L93 alprogram alkalmazására N55 T08 D08 (szerszám definíció) N60 R10=..R21=..(stb. paraméterlista feltöltés) N65 L93 P1 (beszúró alprogram hívás) A szerszám kezdő sarokpontjának a szerszámadattár címe D n, a második szerszámcsúcsé D n+1 76
CNC gépek kézi programozásának alapjai Mértékegység- és funkcióváltás programozása geometriai adatoknak inch (G70) és metrikus (G71) rendszerben Az előtolás programozható sebességként mm/min dimenzióval (G94), vagy főorsó fordulatra vonatkoztatva mm/ford dimenzióval (G95). A főorsó fordulatszáma programozható állandó értékűnek, közvetlenül (G96), vagy közvetetten, az állandó vágósebesség megadásával, abból számíttatva (G97) A geometriai utasításoknak négy fő csoportja van. Ezek a következők: Célpont koordináták,,y,z, U,V,W, Szögértékek A Lekerekítés és élletörés mértéke, B+, B- Interpolációs adatok I, J,K Legkisebb útegység 0.001mm és 0.001 o Formátum 4.3 Tizedespont nélkül a jobboldali első szám egyes helyiértékű 77
CNC gépek kézi programozásának alapjai A technológiai utasítások fajtái az alábbiak: Főorsó forgási sebessége, S4 Előtolás értéke F2.3 mm/ford, és F4 mm/min Szerszám azonosító T2, T01-T12-ig, helykódos Szerszám adatokat tároló regiszter címe D2, D00-D99 A Dxx adattárak tartalma a következő: Szerszám azonosítója Szerszám típuskódja (1-9) irányú hosszkorrekció Z irányú hosszkorrekció Forgácsoló lapka csúcssugara A kapcsolási utasítások a szerszámgép pozícionáló rendszerein kívüli mechanizmusainak működtetésére szolgálnak. Ilyenek pl.: Főorsó forgás bekapcsolása, főorsó leállítása, M03, M04, M05 Szerszámváltás M06 N5 T8 D8 M06 valós szerszámváltás N15 D9 szerszámkorrekció váltás Hűtés be-és kikapcsolás, M08, M09 78
CNC gépek kézi programozásának alapjai Programtechnikai utasítások és karakterek Program vége, M02, M30 a programok lezárására szolgál, az utolsó mondatban megadása kötelező. Szubrutin vége, M17 az alprogramok záró utasítás. Program stop M00 a programfutás felfüggesztése, a start megnyomására a futás folytatódik. Feltételes program stop M01, lásd M00, de az érvényességének feltétele a kezelőpulton beállítandó. Ciklusismétlési szám P01-P99, a ciklusok hívásánál megadása kötelező. Mondatszám Nxxx a mondatok megjelölésére szolgál, megadása csak hivatkozási címkeként kötelező. Feltételes mondatkihagyás /, olyan mondatok megjelölésére, amelyek a kezelő döntésétől függően kihagyhatóak, vagy végrehajtandóak. Program kezdet %, a programok kezdetének jelölésére szolgáló karakter, megadása kötelező. Megjegyzés kezdete ( és vége ), kommentek megadására szolgál. Előjelek, egyenlőség, műveleti jelek +,-,=,+,- Mondatvége, blokk vége, return, a mondatok lezárására szolgál, kötelező programozni. 79
CNC gépek kézi programozásának alapjai Speciális kontúrleíráss, Sinumerik 810T Egyenes megadása hajlásszögével Körív megadása sugarával Metsző egyenesek programozása 2 ;Z 2 P 2 A 1 2 ;Z 2 P 2 B 3 ;Z 3 A 2 P 3 P 2 =?;? P 1 2 ;Z 2 A 1 P 1 1 ;Z 1 Z I k ;Z k K 1 ;Z 1 Z P 1 1 ;Z 1 Z N5 G01 A 2 vagy Z 2 1. ábra N5 G03 2 vagy Z 2 I K B P 1 és P 2 azonos síknegyedben legyen 2. ábra N5 G01 A 1 A 2 3 Z 3 3. ábra Érintő körök programozása P 3 3 ;Z 3 Élletörés programozása Lekerekítés programozása I 2 2 ;Z 2 =?;? 3 ;Z 3 P 3 >0?;? B- P 2 B- 3 ;Z 3 P 3 >0?;? P 2 2 ;Z 2 G02 I 1 2 ;Z 2?;? >0 B+?;? >0 K 2 1 ;Z 1 K 1 Z P 1 1 ;Z 1 Z P 1 1 ;Z 1 Z N5 G02 3 Z 3 I 1 K 1 I 2 K 2 A körök ellentett irányításúak 4. ábra N5 G01 2 Z 2 B- N6 3 Z 3 5. ábra N5 G01 2 Z 2 B+ N6 3 Z 3 6. ábra 80
CNC gépek kézi programozásának alapjai Speciális kontúrleíráss, Sinumerik 810T Egyenest érintő kör programozása P 3 P 2 =?? A B 3 ;Z 3 1 ;Z 1 P 1 Kört érintő egyenes programozása P 3 3 ;Z 3 B A P 2 =?;? 3 ;Z 3 Élletörés programozása P 3 >0?;? 2 ;Z 2 B- P 2 B-?;? A >0 Z 1 ;Z 1 Z P 1 1 ;Z 1 Z N5 G03 A B 3 Z 3 Körívszög kisebb mint 180 0 7, ábra N5 G03 B A 3 Z 3 Körívszög kisebb mint 180 0 8. ábra N5 G01 A 2 vagy Z 2 B- N6 3 Z 3 9. ábra 3 ;Z 3 Lekerekítés programozása P 3 >0?;? P 2 2 ;Z 2 P 3 3 ;Z 3 Élletörés programozása hajlásszögekkel A 2 P 2 =?;? B- >0?;? P 2 B- P 3 Lekerekítés programozása hajlásszögekkel A 2 >0 3 ;Z 3?;? P 2 P2=?;? B+?;? A >0?;? >0 A 1 B+?;? >0 A 1 P 1 1 ;Z 1 Z P 1 1 ;Z 1 Z P 1 1 ;Z 1 Z N5 G01 A 2 vagy Z 2 B+ N6 3 Z 3 10. ábra N5 G01 A 1 A 2 3 Z 3 B- 11. ábra N5 G01 A 1 A 2 3 Z 3 B+ 12. ábra 81
Mintapélda CNC eszterga kézi programozására A munkadarab rajza: egyszerű kontúr, a nyersdarab 96 mm átmérőjű, 30 mm-es átmenő furattal, megmunkálandó a homlokfelület és a külső kontúr. A felfogási terv elkésztése a gépen alkalmazható befogási mód megválasztása, a programozói koordinátarendszer kijelölése, a CNC programozáshoz illeszkedő méretláncok megtervezése 82
Mintapélda CNC eszterga kézi programozására A szerszámozási terv elkésztése a gép szerszámozási lehetőségei és a feladat alapján az alkalmazandó szerszámok és szerszámtartók kiválasztása, a szerszámok pontos definiálása, megnevezése (Txx Dxx), a programozott pontok (P) kijelölése, a szerszámtípus és a korrekciók meghatározása. A mozgásciklusok tervezése a szerszámpályák kvalitatív és kvantitatív meghatározása 83
Mintapélda CNC eszterga kézi programozására 1. Homlokfelület nagyolása: fogásmélység 1,5 mm, simítási ráhagyás 0,5 mm, előtolás 0,25 mm/ford. F0.25 vágósebesség 80 m/min, G96 S80 szerszám T02 D2 84
Mintapélda CNC eszterga kézi programozására 2. Külső kontúr nagyolása fogásmélység 3 mm, simítási ráhagyás 1 mm és Z irányban, előtolás 0,25 mm/ford. F0.25 vágósebesség 80 m/min, G96 S80 szerszám T02 D2 alkalmazott alprogram száma: L95 85
Mintapélda CNC eszterga kézi programozására 3. Homlok majd külső felület simítása fogásmélység a simítási ráhagyások szerint, előtolás 0,1 mm/ford. F0.1 vágósebesség 100 m/min, G96 S100 szerszám T08 D8 kontúrleíró alprogram száma: SPF110 L110 86
Mintapélda CNC eszterga kézi programozására A kontúrleíró alprogram %SPF110 (alprogram azonosító) N5G00G4256Z58 (kezdőpontra állás) N10 G01 72 A135 (45 -os élletörés) N15 72 Z30 B22 ( 72 felület és R22 lekerekítés) N20 100 A150 (30 -os kúpfelület) N25 M17 (alprogram vége) 87
Mintapélda CNC eszterga kézi programozására %MPF100 (Főprogram azonosító) N5 G00 G90 G40 G53 D00 200 Z300 (Szerszámváltási pozícióba mozgás) N10 T02 D02 M06 (Nagyoló szerszám beváltása) N15 G00 G54 G90 G40 G97 99 Z58.5 S1000 M04 M08 (Főmondat) N20 G01 G96 27 F0.25 S80 (Homlokfelület nagyolása) N25 G00100 Z65 (Szerszám kiemelés) N30 R20=110 R21=56 R22=58 R24=1 R25=1 R26=3 R27=42 R29=31 (Regiszter értékadás) N35 L95 P1 (Esztergáló alprogram hívás, külső felület nagyolás) 88
Mintapélda CNC eszterga kézi programozására N40 G00 G40 G97 100 Z100 S1000 (Szerszám kiemelés) N45 G53 D00 200 Z300 (Szerszámváltási pozícióba mozgás) N50 T08 D08 M06 (Símító szerszám beváltása) N55 G00 G54 G90 G40 G97 62 Z58 S1000 M04 M08 (Főmondat) N60 G01 G96 27 S100 F0.1 (Homlokfelület simítása) N65 G00 62 Z61 (Szerszám kiemelés) N70 L110 P1 (Kontúrleíró alprogram hívás, külső felület simítás) 89
Mintapélda CNC eszterga kézi programozására N75 G00 G40 110 Z58 (Szerszám kiemelés) N80 G53 D00 200 Z200 M05 M09 (Hátrafutás munkadarab cserehelyzetbe) N85 M02 (Program vége) 90
EPA 320 Sinumerik 810T CNC eszterga utasításrendszere 91