CNC programozs alapjai 1 NC gpek helye a

CNC programozás alapjai 1

NC gépek helye a gyártási folyamatban 2

Alapfogalmak NC (Numerical Control) – számjegyes vezérlés CNC (Computer Numerical Control) – számítógépes számjegyes vezérlés DNC (Direct Numerical Control) – közvetlen számjegyes vezérlés PLC (Proglamable Logical Control – programozható logikai irányítás 3

A vezérlő elvi felépítése Geometriai adatok Technológiai adatok Adathordozó Olvasó Az információfeldolgozás másik feladata a felismert műveletelemek végrehajtása, ezt az illesztővezérlő végzi. Programvezérlés Illesztővezérlés ……. . Erősítés Működtető tagok Útmérő Szerszámgép A programvezérlő az adatokon logikai és aritmetikai műveleteket végez KNC – hagyományos NC vezérlés CNC vezérlésnél a logikai és aritmetikai műveleteket számítógép végzi 4

Illesztő feladata 5

Méretmegadási módok (G 90) Abszolút méretmegadás: 6

Méretmegadási módok (G 91) Növekményes méretmegadás: 7

Méretmegadási módok Vegyes méretmegadás: 8

Méretmegadások pontvezérlésnél 9

NC gépek koordináta-rendszerei Jobbkéz-szabály szerint elhelyezett derékszögű koordináta-rendszer, amely mindig a munkadarabra vonatkozik. 10

NC gépek koordináta-rendszerei A forgó tengelyeknek A, B, C, a szabványos elnevezése. Mikor valamelyik tengely nem mindig párhuzamos az X, Y, Z, tengellyel, akkor P, Q, R, betűvel jelölhető (DIN 66217 ) 11

Koordináta-rendszerek Az útinformációk meghatározásakor a programozó technológus koordinátarendszert rendel a munkadarabhoz, ez a munkadarab-koordináta rendszer (programozási koordináta-rendszer), melynek kezdőpontja W. A szerszámgép viszont a saját koordináta-rendszerében dolgozik, amely a gépi koordináta-rendszer, kezdőpontja M a gépi nullapont. A szerszámhoz is rendelhető koordináta-rendszer, különösen előzetes szerszámbeállítás esetén, ez a szerszám koordináta-rendszere, N beállító nullapont. . 12

Koordináta-rendszerek A hibátlan gyártáshoz biztosítani kell a munkadarab és a gépi koordinátarendszer azonosságát, ennek feltétele a koordinátairányoknak és a nullapontoknak az azonossága. A gépi koordináta-rendszer irányait a gép tervezésekor, illetve a vezérlőrendszer illesztése során valósítják meg, így tehát adott. Alapelvek: Mozgó szerszám – nyugvó munkadarab. A Z tengely iránya mindig a szerszám fő mozgási irányába mutat. 13

Eszterga koordináta-rendszere 14

Eszterga koordináta-rendszere szerszám a tengely mögött szerszám a tengely előtt 15

Fúrógép/marógép koordinátarendszere 16

Megmunkáló-központ mozgásviszonyai 17

NC gépek jellegzetes pontjai Gépi nullapont Az irányítórendszer méréstartományán belül elektronikusan beállítható pont, amely a működő rendszer mérési bázisa (a gép koordináta-rendszerének a kezdőpontja). A vezérlés lehet: • • Lebegő nullapontos vezérlés, amikor a gépi nullapont a szerszámgép mozgástartományán kívül eső elméleti pont, a gépi koordináta-rendszer origója. Fix nullapontos vezérlés (ez a gyakoribb), amikor a gépi nullapont a mozgástartományon belüli, rögzített pont, és egybeesik a referenciaponttal. 18

NC gépek jellegzetes pontjai Referenciapont: Az NC szerszámgép mozgástartományon belül villamos helyzetkapcsolókon keresztül rögzített pontja, ahova a szánokat vezérelve a vezérlés mérőrendszere felveszi a gépi nullaponthoz viszonyított koordinátaértékeket. Lebegő nullapontos vezérlés Fix nullapontos vezérlés Referenciapont helyzete 19

NC gépek jellegzetes pontjai Munkadarab nullapont: A programozás során alkalmazott pont, amely a munkadarab koordinátarendszerének kezdőpontja. A munkadarab koordináta-rendszerét a programozó határozza meg (irányai a jobbkéz-szabály szerintiek) úgy, hogy a munkadarab természetes (rajz szerinti) méretei legyenek a koordinátaértékek. Ellenkező esetben a méreteket át kell számítani és ez hibalehetőséget jelent. 20

Jellegzetes pontok esztergáláskor 21

Jellegzetes pontok maráskor 22

Nullaponteltolás A gépi és a munkadarab koordinátarendszer közötti eltérés koordinátánként állandó érték. A vezérlés géprendszere a gépi koordináta-rendszerben dolgozik, a program geometriai adatait a munkadarab koordinátarendszerben határozzák meg. A kettő között x és z értékek az ún. nullaponteltolási értékek. 23

Nullapontfelvétel Az NC gép bekapcsolásakor a regiszterek tartalma és a szánok tényleges helyzete között nincs azonnali és közvetlen kapcsolat, ezért a regiszterek tartalmát és a tényleges szánhelyzetet egyeztetni kell. Ezt a tevékenységet nevezzük nullapontfelvételnek. A szerszámgép szánjait automatikusan vagy kézi vezérléssel célszerűen választott, vagy a gép szerkezeti kialakítása által megadott helyzetbe visszük, majd ebben a helyzetben a regiszterekbe automatikusan, vagy kézi adatbevitellel alkalmasan választott értékeket írunk be. 24

Nullapontfelvétel 25

Szerszámkorrekció A vezérlésnek azt a szolgáltatását, hogy a szerszám tényleges méreteit vegye figyelembe, szerszámkorrekciónak nevezzük. A szerszámkorrekció lehet: • • Szerszámméret-korrekció, amely a szerszámnak a programozás szempontjából jellegzetes hossz-vagy sugárirányú méretével azonos nagyságrendű. Szerszámkopás-korrekció, amely a szerszám kopását veszi figyelembe és legfeljebb 1 mm nagyságú. A szerszámméret-korrekció során a szerszámok méreteit megmunkálás előtt közöljük a vezérléssel, és így az útinformációk számításához nem kell figyelembe venni e méreteket, vagyis a programban az elkészítendő munkadarab kontúrját írhatjuk be. 26

Szerszámméret korrekció szerszámsugár szerszámhossz 27

Szerszámhossz-korrekció 1. példa Abszolút programozás, szerszámhosszkorrekcióval. Programozott pont: P 1 szerszámcsúcs Helyzet Z koordináta 1 70 2 20 3 90 28

Szerszámhossz-korrekció 2. példa Abszolút programozás, szerszámhosszkorrekció nélkül. Programozott pont: P 2 az orsó homlokfelületén. Helyzet Z koordináta 1 220 2 170 3 240 29

Szerszámhossz-korrekció 3. példa Növekményes programozás Programozott pont: P 1 Több egymást követő szerszám használatakor, ha nincs korrekciós lehetőség az egymást követő szerszámok hosszeltérését kell figyelembe venni. Helyzet Z koordináta 1 -90 2 -50 3 +70 30

Különböző hosszúságú szerszámok A programozás során minden szerszámnál azonos L hosszúságot kell figyelembe venni. A tényleges és a programozott értékek különbségét a vezérléssel kell közölni irány és nagyság szerint (szerszámonként). 31

Marógépek szerszámsugár-korrekciója Ha a vezérlés szerszámméret-korrekciós, akkor a munkadarab méreteit lehet programozni, a vezérlés a beállított korrekciós értékek és a programban előírt értékek előjelének figyelembevételével határozza meg a szerszámpályát. Ha a vezérlésnek nincs korrekciós lehetősége, akkor a szerszámmozgást a szerszámközéppont elmozdulásával kell programozni. 32

Indulási és érkezési bázis A bázisokhoz képest az indulásnál is, és az érkezésnél is háromféle helyet foglalhat el a szerszám, és ettől függően változik a szerszámközéppont által megtett útszakasz nagysága: L; L+R; L-R; L+2 R L-2 R 33

A korrekció megadásának módjai a) A korrekció a megtett útszakasz és a programozott bázistávolság különbségeként számítható 34

A korrekció megadásának módjai b) A korrekció a szerszámközéppont érkezési helyzetétől függ. Bázis előtt –R, bázison 0, bázis után +R. 35

A korrekció megadásának módjai c) Korrekcióként azt kell megadni, hogy a szerszám az érkezési bázison, felette, vagy alatta, illetve annak jobb vagy bal oldalán foglal-e helyet, függetlenül a mozgásiránytól. A korrekció önkéntes jelei: 0, 1, 2. 36

Csúcssugár-korrekció A szerszám sugara A programozott pont a tengelyekkel párhuzamosan 37

Pályakorrekció A hibák miatt a pályamozgások programozása során a P pontot programozni nem szabad. Ehelyett olyan ponttal kell programozni, amely a szerszám forgácsolópontjától mindig azonos távolságra van. Ez a pont a csúcssugár középpontja (az S pont). A vezérlésnek szüksége van az R csúcssugár értékére. A csúcssugárral eltolt pályát nevezzük egyenközű vonalnak (eqvidisztans). 38

Szerszámkorrekció A szerszámkopás-korrekció a szerszámok kopásából és a beállítási pontatlanságból adódó méretváltozások kompenzálását teszi lehetővé. Elsősorban simító szerszámokhoz indokolt. A kopáskorrekció előjeles érték. A gyakorlatban a kopáskorrekciót növekményes méretmegadással veszik figyelembe. Beadáskor a szerszámméret-korrekciós tár tartalmát módosítja. 39

Szerszám jelölés, programozás „T” címre írt kód értelmezése, példán keresztül: Szerszámkorrekció száma T 1234 Szerszámtartó sorszáma A fenti parancs jelentése: 12 -es számú szerszámtartóban lévő szerszám váltása, 34 -es számú korrekciós csoport lehívása. 40

Pontvezérlés A megmunkálás csak a koordináta-rendszer adott pontjában folyik. A két pont szerinti mozgatás csak a tengelyekkel párhuzamosan történhet. Pozocionálásnál a szerszám nincs fogásban. Alkalmazás: fúrás, ponthegesztés. 41

Pontvezérlés Az útinformációkat egy méretszóval (X vagy Y) kell megadni. A viszonyokat az XY síkban vizsgáljuk. Célpont Indulási pont Közbenső pont 42

Szakaszvezérlés A tengelyekkel párhuzamos mozgás mentén is lehetséges megmunkálás. Alkalmazás: esztergálás, (palást)marás a tengelyekkel párhuzamosan. Kiterjesztett szakaszvezérlés esetén már a tengelyekkel szöget bezárva, lineárisan is végezhetünk megmunkálást. Pl. : kúpesztergálás 43

Szakaszvezérlés Az útinformációkat csak egyetlen (X vagy Y) méretszóval szabad megadni. Kibővített szakaszvezérlés esetén általában lineáris interpoláció programozható. Ilyenkor a programmondat két méretszót (x és Y) tartalmaz. A kívánt elmozdulás a vx és vy sebességű mozgások eredője. 44

Pályavezérlés A pályavezérlés megfelelő szerszámgépek esetén a tengelymozgások között másodvagy magasabb fokú összefüggések létrehozására is képes. A gépipari gyakorlatban másodfokú görbékkel általában minden munkadarabkontúr leírható, ill. előállítható. Megmunkálás tetszőleges görbe mentén. Alkalmazás: esztergálás, marás, lángvágás, stb… 45

Pályavezérlés Általában lineáris és körinterpoláció programozható. Az X, Y, Z, tengelyekhez I, J, K interpolációs adatok tartoznak. Háromnál több tengelyes megmunkálás esetén még tengelyforgási adatokat is meg kell adni, ezeket A, B, C-vel lehet jelölni. Lehetőség van az α szög programozására is, melyet radiánban kell megadni. 46

Milyen vezérlések láthatók a képen? 1. 2. pályavezérlés szakaszvezérlés 3. pontvezérlés 47

Interpoláció Az interpolátor feladata az egyidejű elmozdulások közötti függvénykapcsolat létrehozása. Alkalmazásával az egyenesből és körívekből felépített kontúr követhető a szerszámmal. Követelmények: Jól közelítse meg az előírt kontúrt. A létrejövő mozgatási sebesség széles határok között legyen változtatható. A programozáshoz szükséges adatok száma kevés legyen. A kitűzött végpontot pontosan érje el. 48

Egyentávolságú vonal Pályavezérlésű esztergán, marógépen és megmunkálóközpontok marószerszámain a szerszámközéppont pályája a munkadarab körvonalától mindenütt a szerszámsugárral megegyező távolságra van. Ezt a pályát egyentávolságú vonalnak nevezzük. Az ábrán 1, 2, 3, 4, 5, 6 a munkadarab programtechnikailag jellegzetes pontjai, a vesszővel jelzett pontokat kell programozni. Az SP pont a startpont és a befejezési pont is. T a szerszám, A B 1, B 2, B 3 -mal jelzett körív, amelyet minden olyan kontúrpontnál alkalmazni kell, ahol megelőző és következő kontúrelemek nem simulnak egymáshoz. Ezeket az áthidaló köríveket nullaköröknek nevezzük. 49

CNC - programozás A programozás feladata, hogy a műveletterv adatait a szerszámgépvezérlő számára érthető alakra hozza. A programozás folyamán be kell tartani a programfelépítés, az adatmegadás, a kódolás adott vezérlőre jellemző szabályait. A beállítási lap, a programlap és a gyártásszervezési adatok a programozás eredményei. A számvezérlés programozásának egységesítésére a DIN 66025 szabvány szolgál. Címkódos rendszer: A programozott funkcióknak betűjele van, melyhez számkód csatlakozik. 50

Felhasználható (főbb) kódok A B C D E F G H I J Elfordulás az x tengely körül Elfordulás az y tengely körül Elfordulás a z tengely körül Elfordulás különleges tengelykörül, vagy harmadlagos előtolás Elfordulás különleges tengelykörül, vagy másodlagos előtolás Előtolás Útfeltétel Szabadon felhasználható Interpolációs jellemző vagy menetemelkedés az x tengely irányában Interpolációs jellemző vagy menetemelkedés az y tengely irányában K L M N O P Q R S T Interpolációs jellemző vagy menetemelkedés az z tengely irányában Szabadon felhasználható Kiegészítő (vegyes) funkció Mondatszám Nem használható Harmadlagos mozgás az x tengellyel párhuzamosan; szerszámkorrekció Harmadlagos mozgás az y tengellyel párhuzamosan; szerszámkorrekció Harmadlagos mozgás az z tengellyel párhuzamosan; szerszámmozgás jell. Orsófordulatszám Szerszámleírás 51

Kiegészítő funkciók (példák) M 00 M 01 M 02 M 03 Programozott megállás M 05 M 06 M 07 M 09 M 30 M 60 Orsómegállás Feltételes megállás Program vége Orsófordulat az óramutatóval megegyező irányban Szerszámváltás vagy csere Hűtés bekapcsolása Hűtés kikapcsolása Program vége Munkadarabcsere 52

Kiegészítő funkciók (példák) 53

Útfeltételek (példák) G 00 Gyorsjárat G 01 Lineáris interpoláció G 02 Körinterpoláció ( egyező) G 03 G 04 G 22 G 33 G 79 G 90 Körinterpoláció ( ellentétes) Várakozási idő Alprogram hívása Menetvágás Ciklikus meghívás Abszolút méretmegadás 54

Útinformációk Geometriai utasítások: az X, Y, Z, U, V, W, P, Q, R, A, B, C betűjelű címkódok alapján tájékozódik a vezérlő arról, mely tengelyek mentén, milyen utat kell megtenni, vagy milyen forgómozgást kell végezni. 55

Gyorsmeneti és munkameneti előtolások • Gyorsmeneti előtolás G 00 paranccsal valósítható meg. Értékét a gép építője határozza meg. Nagyságát módosíthatja az előtolás „override” kapcsoló állása 0 -100% tartományban. • Gyorsmeneti pozícionálásoknál a vezérlés automatikus lineáris gyorsítást hajt végre induláskor és lassítást leálláskor, értéke beépített a terhelés függvényében. • A munkaelőtolás értékét az F címen programozzuk. A programozott előtolás lineáris (G 01) és körinterpolációs (G 02, G 03) mondatokban érvényesül. 56

Kör interpolációs paraméterek A körív menti elmozduláskor (G 02 és G 03) az I, J, K kódok adják meg az X, Y, Z tengelyirányokban a kör középpontjának helyzetét. Az ábra abszolút és növekményes rendszerben mutatja a címek értelmezését az X-Y síkban. 57

Mozgások programozása 58

Lineáris interpoláció G 01 Szerszámelmozdulás egyenes mentén programozott előtolással. marás esztergálás 59

Mozgások programozása 60

Körinterpoláció G 02 Körinterpoláció az óramutató járásával egyező irányban. Előtolás programozott. marás esztergálás 61

Körinterpoláció G 03 Körinterpoláció az óramutató járásával ellentétes irányban. Előtolás programozott. marás esztergálás 62

Körinterpoláció különböző síkokban 63

Körív megadási lehetőségei Körív Relatív mozgás, útfeltétel A körpálya végének megadása A körközéppontok helyzetmeghatározása Az óramutató járásával egyező G 02 Az óramutató járásával ellentétes G 03 Abszolút (X; Y; Z) Növekményes (X; Y; Z) Abszolút (I; J; K) Növekményes (I; J; K) Összegszerű (I; J; K) 64

Abszolút célpont és körközéppont N 160 … N 170 G 90 G 01 X 40 Z-20 N 180 G 03 X 40 Z-50 I 0 K-35 N 190 G 01 Z-71 N 200 … 65

Abszolút célpont, növekményes körközéppont N 160 … N 170 G 90 G 01 X 40 Z-20 N 180 G 03 X 40 Z-50 I-20 K 15 N 190 G 01 X 40 Z-71 N 200 … 66

Növekményes célpont és körközéppont N 160 … N 170 G 91 G 01 X 0 Z-21 N 180 G 03 X 0 Z-30 I-20 K-15 N 190 G 01 X 0 Z-21 N 200 … 67

Abszolút célpont, összegszerű körközéppont N 160 … N 170 G 90 G 01 X 40 Z-20 N 180 G 03 X 50 Z-35 I 20 K 15 N 190 G 03 X 40 Z-50 I 25 K 0 N 200 G 01 X 40 Z-71 N 210 … 68

Növekményes célpont, összegszerű körközéppont N 160 … N 170 G 91 G 01 X 0 Z-21 N 180 G 03 X 10 Z-15 I 20 K 15 N 190 G 03 X-10 Z-15 I 25 K 0 N 200 G 01 X 0 Z-21 N 210 … 69

Technológiai utasítások F előtoláskód: Az előtolás a vezérlő típusától függően többféle módon adható meg: Közvetlen megadás a leggyakoribb és a programozás szempontjából a legkényelmesebb Kódolt megadás tetszőleges kódszámmal, vagy aritmetikai és geometriai kódolással. (Nem korszerű) S fordulatszámkód: Az előtoláshoz hasonlóan közvetlenül vagy kódolt formában programozhatjuk. (G 96 -állandó forgácsolósebességre váltás; G 97 – 1/sec megadású forgácsolósebesség) T szerszámkód: 1. Szerszám azonosítóval (Szerszámtár tárolóhelycímzéssel; Szerszámtár szerszámcímzéssel), 2. Szerszámkorrekció lehívás. 70

Előtolás programozása F… Öröklődő utasítás, a következő F értékig van érvényben, kezdeti értéke 0. A pozicionáló értékek (G 00) nem törlik az értékét. OVERRIDE – A programban szereplő F a vezérlés kezelő felületéről -0%. . . 120% közötti tartományban – megváltoztatható. Mértékegysége: G 94: percenkénti előtolás F= mm/min G 95: fordulatonkénti előtolás F=mm/ford (főorsó forgással szinkronizált előtolás) G 70: mértékegység átváltás inch G 71: mértékegység átváltás metrikus 71

Előtolások vezérlése Pontos megállás: G 09 Mozgásirányok változtatásakor a vezérlés a szánok tehetetlensége miatt nem pontosan követi a kiadott útparancsokat. A szerszám lekerekítheti a sarkokat. A G 09 parancs hatására a vezérlés végén a lassítás után a szerszám megvárja amíg a tengelyek megállnak, és a következő mozgás csak ezután indul. Pontos megállás: G 61 Megegyezik az előzővel, csak öröklődő. Automatikus előtolás-csökkentés: G 62 öröklődő funkció, arra szolgál, hogy a belső sarkok megmunkálásakor a sarkok közelében a szerszám terhelését 72 csökkentse.

Előtolások vezérlése Előtolás-változtatás (override) és megállítás tiltása: G 63 A vezérlés az előtolást érintő külső beavatkozásokat nem veszi figyelembe. A következő mondat végrehajtása azonnal kezdődik. (menetmegmunkálásoknál). Folyamatos forgácsolás: G 64 A vezérlés alapállapota a megmunkálás, a mondatok végrehajtása folyamatos. Az átmeneteknél lekerekítés lesz 73

Várakozás programozása G 04 A következő mondat végrehajtását késlelteti. Lehetséges másodpercekben, illetve főorsó fordulatok számában megadni. Programozása nem egységes, pl. : • G 04 P… Ha G 94 (mm/min) van érvényben, akkor a P utáni érték a várakozási idő másodpercekben. Ha G 95 (mm/ford), akkor a P-t a főorső fordulatszáma követi. (P helyett H is szokásos) • A fordulatok számát G 99, az időt G 98 jelöli: G 98 G 04 P 2, 5 vagy G 99 G 04 P 20 • Az idő F, a fordulatok száma S-sel programozható G 04 F 2, 5 vagy G 04 S 30 74

Fordulatszám, forgácsolási sebesség Vágósebesség programozása: • V címmel A V címet követően a forgácsolási senességet m/min-ban kell megadni. G 96 kóddal együtt a vezérlés a sebességet állandónak tartja és esztergálásnál az átmérő változásából számolja az aktuális fordulatszámot. • S címmel G 96: állandó forgácsolási sebesség bekapcsolása G 97: állandó forgácsolási sebesség törlése • Fordulatszámkorlát programozása (G 50, G 92? ) 75

Szerszámváltás, szerszámcsere Kézi szerszámcsere pl. : M 05 főorsó megállítás, és M 00 feltétel nélküli „program állj”, T új szerszám kódja, M 03 főorsó indítás Revolverfejes szerszámváltás T címen a szerszám, ill. szerszámhely megadás, egyes vezérlőknél M 06 kód is szükséges Automatikus szerszámcsere a) - A csere M 06 hatására történik b) - M 06 és programozni kell az új szerszámot T… c) - Szerszámcsere M 06, szerszám-előkészítés: M 86 d) - Programozni kell a beváltandó szerszámot M 06, T… 76

A mondatfelépítés szabályai A program a mondatkezdet jelzésétől az utána következő mondatok sorozatából áll. Mondatnak nevezzük mindazon adatok összességét, amelyre a vezérlőberendezésnek szüksége van egy megmunkálási szakasz végrehajtásához. A program végét M 02 kiegészítő funkció jelöli. A programmondat önálló adatai a szavak. Minden szó tartalmaz technológiai, geometriai vagy programozástechnikai részadatokat. A mondaton belül minden olyan szó kihagyható, amelynek nincs konkrét értéke, vagy már előzőleg megadták és az így definiált szó öröklődő. 77

A program szavainak sorrendje Példamondat: N 20 G 00 X 30 Z 0 F 0, 3 S 1600 T 03 M 08 1. A mondat sorszáma 2. Az útfeltétel szava 3. A koordinátatengelyek szavai 4. Az I, J, K interpolációs adatok 5. Az előtolás szava 6. Az orsófordulatszám szava 7. A szerszám és a szerszámkorrekció 8. Kiegészítő funkció szava 78

A program felépítése Főprogram: Minden alkatrészhez rendelhető egy NC program, ez a főprogram. A főprogram azonosítójától a program vége karakterig terjed A főprogram felépítése, a programmondatokban használt kódok függenek a konkrét vezérlő által megkívánt programszerkesztési elvektől. 79

A ciklus A CNC vezérlők gyártói definiálnak különböző speciális programrészleteket, amelyekkel a felhasználók a munkájukat megkönnyíthetik. Ezek mindig azonos módon működnek. Pl. : menetvágás, fúrás, menetfúrás 80

A ciklus Ugyanazon feladat leírására más-más G kódok és címek használhatók, így a konkrét vezérlésre jellemző felhasználói leírásokból (gépkönyv) kell tájékozódni. Mozgásciklusok elemei: • Gyorsmeneti pozicionálás adott pontig; • a célhelyzet megközelítése biztonsági távolsággal; • elmozdulás előtolással; • gyorsmeneti pozicionálás vissza a kezdőpontig. 81

Ciklusok • A vezérlő típusától függ, hány ciklus van beépítve. • A gépi fix ciklusok mindig egyformán működnek, a konkrét technológiai és geometriai adatokat a programozónak kell megadnia a főprogramban. • Használatuk nagymértékben leegyszerűsíti a programozó munkáját. • A ciklusok behívása ( gépi ciklus) a főprogramból történik a megfelelő paraméterek megadásával. • A gépi fix ciklusok közül több szabványos. 82

Ciklusok - nagyolás Esztergálás nagyoló ciklus három fogással. Egy fogás ráhagyása 83

Esztergálás ciklusai Elemi fix ciklusok – az alkatrészkontúr két elemből áll, a ciklus végrehajtása egy fogással történik. Hosszesztergáló ciklus, oldalazási ciklus, menetesztergálási ciklus. Egyszerű fix ciklusok – Többször hajtja végre a vezérlés az elemi ciklust Összetett fix ciklusok – Kontúrja körökből és egyenesekből állhat, letöréseket, lekerekítéseket tartalmazhat. A vezérlés kiszámítja a fogásvételi egyenesekkel a kontúr metszéspontjait. 84

Elemi fix ciklusok Hengeres és kúpos felületek hosszesztergálása (G 77) Általános formátuma: G 77 X. . Z. . I. . F. . X, Z végpont koordináták I Kúpesztergálásnál a kúp X irányú előjeles, növekményes mérete F előtolás Oldalazási ciklus (G 79) G 79 X. . Z. . F. . K kúposság Z irányú mértéke 85

Esztergálás, külső 86

Menetesztergálás G 78 1 – Pozicionálás névleges méretre 2 – Fordulat, előtolás megadása 3 – Fogásvétel 4 – Override kapcsolók letiltása (menettorzulás) 5 – Menetvágás 6 – Szerszám kiemelése 7 – Override vissza 8 – Szerszám vissza a kiindulási pontra G 78 X. . Z. . F. . I. . A menet emelkedése megegyezik az előtolással Fogások 87

Egyszerű fix ciklusok Alkalmazása nagyolással kész méretre készíthető felületek készítésére. Hossz és keresztirányú nagyolás (G 70 és G 71) G 70 vagy G 71 X. . Z. . H. . D. . [F. . S] D fogásvétel; X utolsó elemi ciklus átmérője Z első elemi ciklus Z koordinátája F előtolás; S fordulatszám; H kúpos felületek készítésénél az utolsó elemi ciklus Z vagy X koordinátája. Fogásfelosztás – a vezérlés a ciklus kezdőpontja és a végpontja közötti szakaszt D fogásra osztja. Ha ez nem egész szám, akkor egyel csökkenti a fogások számát, és ezzel a 88 számmal osztja a felosztandó távolságot.

Hossz és keresztirányú nagyolás 89

Példa hossz- és keresztirányú nagyolásra 90

Összetett ciklusok G 70 Simítási ciklus G 71 Hosszesztergálási ciklus G 72 Oldalazási ciklus G 73 Kontúrkövető nagyoló ciklus G 76 menetesztergálási ciklus L 93 beszúrás Általános formátuma: G. . A. . P. . Q. . U. . W. . D. . [F. . S. . T. . ] A – simítást leíró alprogram azonosítója P, Q – a kontúrt leíró első és utolsó mondat címe U, W – simítási ráhagyás X és Z irányban D – fogásvétel (sugárirányú érték) 91

G 71 Hosszesztergálási ciklus 92

G 72 Nagyoló oldalazási összetett ciklus 93

G 73 Kontúrkövető nagyoló ciklus D címen a fogások számát kell programozni 94

L 93 Beszúrásiási ciklus 95

L 93 Beszúrásiási ciklus paraméterei 96

Ciklusok - fúrás G 81 1 – A biztonsági távot tartva a furat helyéhez állás 2 – Fordulatszám, előtolás megadás 3 – Fúrás előtolással 4 – Visszamenet gyorsjárattal Programozása vezérlőtől függően: N 10 G 81 X… Y … Z-30 R 3 (Z) [FAUNAC, NTC] R=visszatérési pont Z=fúrás végpontja N 10 L 81 X… Y… R 2=3 R 3=-30 [SIEMENS] R 2=visszatérési pont R 3=fúrás végpontja 97

Mélyfúró ciklus A Fúrás tengelyének megadása: G 17 fúrás tengelye Z; G 18 fúrás tengelye Y; G 19 fúrás tengelye X. 98

Főbb furatmegmunkálási ciklusok G kód megnevezés G 71. 1 G 72. 1 Körmarás G 73 Nagysebességű mélyfúrás G 74 Balmenet G 75 Fúrórudas megmunkálás G 76 Fúrórudas megmunkálás G 77 Visszasüllyesztés G 78 Fúrórudas megmunkálás G 79 Fúrórudas megmunkálás G 81 Fúrás G 82 Fúrás 99

Főbb furatmegmunkálási ciklusok G kód megnevezés G 83 Mélyfúrás G 84 Menetfúrás G 85 Dörzsölés G 86 Fúrórudas megmunkálás G 87 Visszafelé megmunkálás fúrórúddal G 88 Fúrórudas megmunkálás G 89 Fúrórudas megmunkálás Az NC mondat általános felépítése: G. . X. . Y. . Z. . Q. . R. . P. . D. . K. . I. . J. . E. . H. . F. . L. . 100

Furatmegmunkálási paraméterek G X, Y Z Q R P D K I J E H F L A ciklus kódja; A furatközéppont pozíciója; Furatmélység; Növekményes adat, ciklusonként eltérő (körsugár, fogásmélység; Megközelítési pont; Kivárási idő, vagy a fordulatok száma a furat alján; Növekményes távolság (eltérő jelentésű); Növekményes adat ciklusfüggő; Csökkentett előtolás távolsága; Kivárási idő forgásirányváltáskor; Előtolás-változtatás %-a; Visszaút sebességének változása; Előtolás; A ciklus ismétlési száma. 101

A szubrutin Egy alkatrész megmunkálása közben egy programrészt többször is fel lehet használni, mert a munkadarabon azonos geometriájú felületelemek, vagy felületelem csoportok találhatók. Szubrutinok azok a programrészletek, amelyek a főprogramban találhatók, elhelyezésüket tekintve a programvége kód után következnek és többször felhasználhatók. A CNC vezérlők lehetővé teszik, hogy az egyik mondatszámról a másikra lehessen ugrani, hogy onnan folytatódjon a megmunkálás. 102

A szubrutin 103

Az alprogram Bizonyos geometriai csoportok több alkatrészen is előfordulnak. Az önállóan is működő rövid programokat, amelyeket bármely főprogramba be lehet illeszteni, alprogramnak nevezzük. 104

Példa alprogram alkalmazására 105

Paraméteres alprogram A korszerű CNC-vezérlők nemcsak egyszerű alprogramozást tesznek lehetővé, hanem az egyes programváltozókat megengedik paraméterekként kezelni. A paraméterekkel logikai és aritmetikai műveletek is végezhetők. A műveletek lehetnek relációk, egyenlőségek, negációk, összeadások, kivonások, osztások, szorzások, esetleg magasabb fokú matematikai műveletek. 106

Központfurat készítése % 3411 Program kezdet, azonosító N 1 G 17 G 90 G 95 G 00 X. . . Y. . . Z. . . F. . . S. . . T. . . M 03 M 06 M 08 N 1 Az X-Y fősík kiválasztása, abszolút méret megadása, az előtolás mm/ford-ban, gyorsmenet a furat középpontjára a munkadarab síkja fölé, főorsófordulatszám és előtolás megadása, forgásirány az óramutatóval megegyező irányba, szerszámcsere indul, hűtés bekapcsol. N 2 G 01 Z. . N 2 Előtolás a furat megadott mélységéig. N 3 G 04 L. . . N 3 Várakozás a megadott ideig (L címen). N 4 G 00 Z. . . N 4 Visszahúzás a biztonsági távolságig. N 5 M 02 N 5 Program vége. 107

Zsákfurat telibe fúrása N 1 Az X-Y fősík kiválasztása, abszolút méret megadása, előtolás mm/ford-ban, gyorsmenet a furat középpontjára főorsó-fordulatszám és előtolás megadása, forgásirány megadása, szerszámcsere indul, hűtés bekapcsol. N 55 Fúróciklus definiálása, furat középpont (X, Y), első Z megközelítési méret, második Z fúrás mélység, technológiai adatok, várakozási idő paramétere (L) N 56 Meghívott ciklus törlése. % 3412 N 1 G 17 G 95 G 00 X… Y… Z… F… S… T… M 03 M 06 M 08 … N 55 G 82 X… Y… Z… Z… F… F… S… T… L… N 56 G 80 … 108

Mélyfúró ciklus 1. Z a furat mélysége, 2. Z egy menetben fúrható mélység (inkrementális), 3. Z visszahúzás mértéke (inkrementális a) esetben – forgácstörésnél, b) esetben fúrószerszám öblítésénél abszolút méret) % 3413 N 1 G 17 G 95 G 00 X… Y… Z… F… S… T… M 03 M 06 M 08 … N 55 G 83 X… Y… Z… Z… Z… F… S… T… L… N 56 G 80 … 109

Esztergálás, külső • A szerszámmal biztonsági távolságra a darab elé kell pozícionálni gyorsmenettel, ez 1. . . 2 mm a darab előtt a d 1 átmérőn. • A fogásvétel a munkadarab tengelye felé (X mozgás) gyorsjárattal. • Következik az esztergálás előtolással. • Az esztergált felület végén (l méret elérésekor) kiemelés előtolással d 1 -re. Az előtolást azért kell alkalmazni, mert a κ> 90° főél-elhelyezési szögű szerszámok használata esetén a szerszám élén maradó forgácskeresztmetszet gyorsmozgással leszakíthatja a szerszám hegyét. • Következik a visszaállás az induló pozícióra gyorsmenettel. • A fogásszám szerint ismételni kell a fenti mozgássort a teljes ráhagyás eltávolításáig. 110

Esztergálás, külső 111

Esztergálás, belső kúpfelület • Fogásvétel után az esztergálás a Z tengely mentén egészen a kúp alkotójának és a fogásmélység egyenesének metszéspontjáig tart. A metszésponttól az előtoló mozgás a kúp alkotóját követi. • Az eddig ismertetett esztergálási stratégia szerint a mozgássort addig kell ismételni, míg a kúp d 2 átmérőjét el nem érjük. • Simításkor értelemszerűen a d 2 méretre pozícionálunk, majd a kúp alkotóját követve elvégezzük a simítást. 112

Beszúrás, leszúrás 113

Beszúrás, leszúrás • A CNC-esztergálás esetén a beszúrókést mindig keskenyebbre választjuk, mint a beszúrás b szélessége. • A beszúrás szélességének mérete és tűrése úgy tartható be pontosan, hogy a beszúrókés jobb és bal oldali élével egy-egy beszúrást végzünk. • Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a szerszámkorrekciót a jobb és a bal oldali élére át kell helyezni a mozgás sorrendjének megfelelően. 114

Külső, belső élletörés • A szerszám a munkadarab elé pozícionál a letörés vonalának meghosszabbításában gyorsmenettel, majd előtolással elvégzi a munkafolyamatot. • Kezdéskor a fogásmélység maximális, majd fokozatosan nullára csökken. • A műveletelemet célszerű az azt követő palástfelület simításával összekapcsolni, így nem marad sorja a letörés végén. 115

Éllekerekítés • A szerszámmal a munkadarab elé a lekerekítés kezdőátmérőjére kell pozícionálni, majd a munkadarab megérintése következik előtolással. • A lekerekítés esztergálása során a fogásmélység nulláról maximumig nő, majd újra nullára csökken. • A műveletelemet célszerű összevonni a névleges átmérő simításával, így a szerszámnak az anyagból való kilépése elmarad, és nem képződik sorja a lekerekítés végén. 116

Alászúrás • A szerszámmal az alászúrás irányának meghosszabbításába kell pozícionálni. • Előtolással elvégezzük az alászúrást, majd rövid várakozás után gyorsmenettel ugyanazon az útvonalon vissza kell húzni a szerszámot. • A gyakorlatilag nulla forgácstér miatt indokolt a technológiai jellemzők csökkentése. 117

Külső menet esztergálása • A szerszámmal a menet névleges átmérőjére kell pozícionálni. A pozícionálás • hosszmérete a munkadarab előtt 2. . . 3 menetemelkedésre célszerű, hogy a vezérlőnek legyen elég ideje az álló szánt felgyorsítani a szinkronizált menetesztergáló mozgás sebességére. • A fogásvételt előtolással végezzük. Az override kapcsolók tiltása után vezérlő • szinkronizálja a főorsó fordulatszámát és az előtolást (sebesség interpoláció), így végezzük el a menetesztergálást. • A kést gyorsmenettel emeljük ki a menet névleges átmérője fölé. Ebben a • pontban az override kapcsolókat újra engedélyezni kell. A szerszám visszahúzása a kiindulási hosszra gyorsmenettel. A fogásszámnak megfelelően 118 ezt a ciklust meg kell ismételni.

Menetesztergálás 119

Síkfelület marása • A szerszámot - ha a marógép teljesítményviszonyai megengedik – mindig szélesebbre kell választani, mint a felület szélessége. • Gyorsmenetben fél szerszámátmérővel a darab elé pozícionálunk és fogást veszünk. • Előtolással végigmunkáljuk a felületet úgy, hogy a szerszám utolsó foga is elhagyja a mart felületet, tehát egy fél szerszámátmérővel túlmegyünk a hosszméreten. Így a megmunkált felületet a maró nem karcolja össze. 120

Sarokfelület marása • Ha a sarokfelületnek van szabad kifutása, akkor gyorsjáratban a felület elé kell pozícionálni fél átmérővel B mélységben a fogásvételnek megfelelően. Az l hossz marása után ki kell futtatni a marót a felületről. • Ha nincs a sarokfelületnek szabad kifutása, akkor előtolással veszünk fogást. 121

Kontúrpalást-felület marása • A szerszámmal a munkadarab fölé pozícionálunk gyorsmenettel. • A marás mélységét előtolással érjük el. • Az automatikus szerszámsugár-korrekció bekapcsolása után a kontúrt körbe járjuk a programozott előtolással. • A marás befejeztével kikapcsoljuk az automatikus szerszámsugárkorrekciót, majd gyorsmenettel kiemeljük a szerszámot a munkadarab fölé. 122

Horony marása • A horony valamelyik végére pozícionáljuk a szerszámot. • Fogásvétel előtolással. A marás befejeztével a marót is előtolással emeljük ki, így a maró éle nem sérül meg. • Ujjmarót akkor használunk, ha a szerszámnak előzetesen férőhelyet munkálunk ki, például fúrással. • Méretes szerszámot (amelynek megegyezik az átmérője a horony szélességével) csak akkor használjunk, ha a horony nincs tűrésezve. • Ellenkező esetben kontúrmarással dolgozzunk. 123

Belső horony marása • A tárcsamaróval, amelynek átmérője kisebb d 1 -nél a furatba pozícionálunk. • Előtolással fogást veszünk, majd körinterpolációval elkészítjük a hornyot. • Visszaállva a furat tengelyvonalába, a szerszám kiemelhető a furatból gyorsmenettel. 124

Fenéksüllyesztés • • • Hosszlyukmaróval vagy ujjmaróval a furat fölé pozícionálunk. A fogásmélységet elő tolással érjük el. Fel kell venni a d 2 méretet, majd körinterpolációval körbe kell járni a süllyesztést. A megmunkálás végén újra a furat közepére állunk, majd gyorsjárattal a szerszám kiemelhető. 125

Egyenes interpoláció 3 D-s maráskor A 3 D-s marógép főorsója nem billenthető, ezért gömbvégű marószerszámot kell használni, mert akkor a szerszám geometriája - a gömb - biztosítja, hogy a munkadarab felületére merőlegesen helyezkedjen el a pillanatnyi látszólagos szerszámtengely. Az egyenközű pályáról tanultakat kell kiterjeszteni három irányban. A gömb érintési pontja és a gömb középpontján átmenő egyenes mindig merőleges a felületre. %3441 N 1 G 17 G 90 G 54 G 00 X. . . Y. . . Z. . . F. . . S. . . T. . . M 03 M 06 N 55 G 00 X. . . Y. . . Z. . . N 56 G 01 Z. . . N 57 G 01 X. . . Z. . . F. . . N 58 G 00 Z. . . kezdőpont fölé pozícionálunk A programrészlet N 55 jelű sorában a kezdőpont fölé pozícionálunk, az N 56 -ban előtolással fogást veszünk, majd az N 57 -es mondatban az egyenes végpontját határozzuk meg mind a három koordináta adatával. 126

Menet marása körinterpolációval Jobbos menet Balos menet 127

CNC szerszámgép szerkezete Gépágy: Nagy merevség, pontosság jellemző, vannak függőleges, ill. ferde szánelrendezésűek 128

Vezetékek Napjainkban gördülő vezetékeket alkalmaznak a forgácsoló szerszámgépek döntő többségénél. Ezek lehetnek golyós illetve görgős kivitelűek a terhelés függvényében. A nagy pontosságot a vezetékek és a szánok mozgatásához használt menetes orsó – anya elempár megfelelő minősége biztosítja. A pontosságot növeli a golyós orsó – golyós anya elempár alkalmazása. Az anyából két darab alkot egységet így a rendszer játékmentes és előfeszíthető. 129

Motorok Szabályozott egyenáramú vagy váltóáramú hajtómotorral közvetlenül hajtva, az orsó elfordulását mérve (közvetett útmérés) pontos szánmozgást lehet elérni. Főhajtóműveknél az aszinkron váltóáramú motorokat alkalmazzák. Az előtoló hajtások motorjainak (pozícionáló motorok) legfontosabb tulajdonsága a nagy, ugyanakkor egyenletes gyorsító - lassító képesség. 130

Útmérő rendszerek Abszolút mérés az a mérési eljárás, amikor a szánelmozdulásra vonatkoztatott minden méret egy kiindulási ponthoz, a mérőrendszer nullpontjához mérve abszolút értelemben jelenik meg. Növekményes mérés az, amikor a szánelmozdulás mértékét egyegy útméret egység folyamatos megszámlálásával érzékeljük, ill. e diszkrét egységek egész számú többszörösével adjuk meg minden útszakaszra külön-külön, nem a nullponthoz, hanem a korábbi szánhelyzethez képest az útegységek összeszámlálásával. 131

Útmérés A legtöbb szerszámgépnél az útmérés fotoelektromosan történik. A mértékmegtestesítő egy igen finom vonalkás rács, amelyet különféle hordozókra (pl. üvegléc, vagy üvegtárcsa, stb. ) visznek fel. A mértékmegtestesítőn lévő osztásrácsra eső fény az osztásrácson elhajlik, nagy osztásperiódus esetén (ami lényegesen nagyobb mint a fény hullámhossza) az elemek úgy esnek egybe, hogy a párhuzamosan megvilágított fényáteresztő rács mögött az osztás struktúrájának megfelelő "osztáskép" alakul ki. Ha a rács osztásperiódusa azonos nagyságrendű a fény hullámhosszával, akkor az elhajlott sugárelemek komplex átfedése - egy interferencia-minta - alakul ki. A durvább osztások letapogatása lényegében a ábrán bemutatott árnyékvetés elve szerint történik. A mértékmegtestesítő és egy letapogató rács egymáshoz képesti elmozdulása világos - sötét modulációt okoz, amit a fotóelemek érzékelnek 132

Szerszámtartó Önálló szerkezeti egységként az egyik legfontosabb szerepet töltik be a gép felhasználhatósága során. A szerszámokat a T címkóddal lehet kiválasztani (pl. T 01). T címre általában 2 jegyű szám írható be, de ez gépfüggő. Ez a számjegy: a kiválasztott szerszámot - revolverfej esetén a pozíciót - határozza meg. Marógép szerszámtartó 133

Szerszámtárak Dob 134

Szerszámcserélő 135

Szerszámcserélő 136

Karbantartás Kenést gépkönyv szerinti minőségben és gyakorisággal kell alkalmazni. A helytelen kenőanyag megválasztás a szánok berágódását és a szervomotorok tönkremenetelét eredményezi. A vezetékek szabadon levő elemeit burkolni kell teleszkópos, vagy harmonikás vezetékvédővel. Ezek sérülése a fémforgács, illetve a hűtőfolyadék bejutását eredményezi. A hűtőfolyadék tartályát a használattól függően tisztítani kell. A szíjak feszességét a használattól függően ellenőrizni és utánállítani, és tisztán kell tartani. A gépek hibaüzeneteket adnak nem megfelelő kezelés és programozás esetén, vagy ha a működés feltételei nem biztosítottak. 137

CNC gyártástervezés A felfogási terv tartalmazza a munkadarab azonosításához szükséges adatokat, a munkadarab vázlatát a felfogáshoz szükséges főbb méretekkel, a munkadarab koordinátáit a gép koordinátáihoz viszonyítva, valamint a befogókészülék megnevezését. Az elkészítéséhez szükséges segédleten fel kell tüntetni a gép felfogóelemeinek jellemző méreteit, a programozható munkatartományt. Segédletként szerepelnek a különböző 138 készülékek, katalógusok is.

CNC gyártástervezés A megmunkálási terv a művelettervhez, műveleti utasításhoz hasonlóan tartalmazza a munkalépéseket, a technológiai adatokat, a szerszámterv azonosítási számát és a munkadarab azonosításához szükséges adatokat. A segédletek a technológiai tervezéshez szükséges szempontokat tartalmazzák. 139

CNC gyártástervezés A szerszámterv a műveleti sorrendnek megfelelő szerszámok adatait és a hozzájuk tartozó technológiai adatok kódjeleit, a szerszámok vázlatát, beállítási méretét tartalmazza. Segédletként szerszámkártyákra van szükség, amelyeken feltüntetik a szerszámok jellemző adatait, a különböző anyagminőségekhez és az adott géphez tartozó technológiai adatok kódjelét. 140

CNC gyártástervezés A koordináta terv a munkadarabnak a programozás koordináta rendszerében való ábrázolása. Elkészítésének alapja a felfogási terv, mint segédlet. A koordinátaterv tartalmazza a megmunkáláshoz szükséges összes útinformációt, a munkadarab és a szerszám relatív pályáját. 141

CNC gyártástervezés A programlap az előbbi tervek alapján állítható ki és a megmunkálási terv szimbolikus leírását tartalmazza. Segédletként a gép kódtáblázatára van szükség, amely a gépen beállítható technológiai adatok kódjelét tartalmazza. 142

143