Osnove programiranja NC i CNC strugova III godina

Osnove programiranja NC i CNC strugova III godina – Tehničar za kompjutersko upravljanje – Programiranje CNC mašina Vukašin Bratić dipl. maš. inž. Aleksandar Jovanović dipl. maš. inž. Vladan Bugarinović dipl. maš. inž.

Nivoi upravljanja § NC – numeričko upravljanje (upravljanje sa UJ u vidu bušača/čitača trake (sa potrebnom elektronikom) i informacijama u vidu redova izbušenih nizova otvora na pokretnoj traci – nosaču informacija), § CNC – računarsko numeričko upravljanje (upravljanje sa UJ u vidu računara i upravljačkim informacijama u vidu digitalnih (analognih) vrednosti napona (logičke nule – 0 V i jedinice – najčešće 3 V ili 5 V) i nosioca informacija u vidu magnetnog diska ili drugog oblika trajne memorije), § DNC – direktno numeričko upravljanje (upravljanje sa UJ koja kontroliše i reguliše rad više NC/CNC mašina, kod koje zadatak UJ nije samo sprovođenje upravljačkih informacija već i njihova sinhronizacija na više pojedinačnih obradnih sistema), § AC – adaptivno upravljanje (upravljanje sa korekcijom registrovanih vrednosti poremećaja – npr. prekoračenjem temperature rezanja u zoni rezanja UJ koriguje režime obrade, ili pušta drugi oblik SHP-a u zonu rezanja sve dok se temperatura ne zadrži u zadatim granicama optimalnosti i sl. ).

Struktura NC/CNC mašine

Koordinatni sistemi

Karakteristične tačke NC/CNC strugova - ilustracija x Pozitivan smer X ose ako je nosač alata iza vretena – Rear Toolpost z x Pozitivan smer X ose ako je nosač alata ispred vretena – Front Toolpost

Karakteristične tačke NC/CNC strugova - objašnjenje § Nulta tačka mašine – fiksna tačka definisana konstrukcijom mašine, § Referentna tačka – Ishodište uspostavljanja relacije tipa predmet obrade – alat – mašinska nula. Referentna tačka je najčešće definisana krajnjim položajem klizača po upravljanim osama (u tom položaju mašina nam na DRO-u daje koordinate R tačke u svom koordinatnom prostoru). Ukoliko mašina ne poseduje mikroprekidače (senzore dodira) programer mora predvideti proizvoljnu tačku u koordinatnom prostoru mašine kao osnovnu ishodišnu tačku za dalju obradu – HOME poziciju. Ona u tom slučaju predstavlja zamenu za tačku M (tačka M i R se tako poklapaju), § Nulta tačka predmeta obrade – Tačka na predmetu obrade čiji položaj definiše programertehnolog. Ova tačka je najbitnija za matematičko opisivanje kretanja alata u odnosu na predmet obrade. Njen položaj se UJ zadaje merenjem pripremka i njegovim lociranjem u odnosu na odabranu tačku steznog pribora i naknadnim premeštanjem koordinatnog sistema iz referentne tačke R u tačku na steznom priboru, pa zatim u tačku W. Jednostavniji način je da se direktnim tangiranjem predmeta obrade sa alatom uspostavi lokacija ove tačke i važna relacijska veza neophodna za tačnu obradu (položaj alata u odnosu na W se obavezno mora uneti u UJ), § Kontrolna tačka alata – Tačka u podnožju steznog pribora alata. Predstavlja osnovu za definisanje startne tačke alata (teorijskog vrha alata) unosom izmerenih dimenzija dužina (visina) i prečnika (širina) alata. U praktičnim primerima u kojima se tangiranjem PO sa prvim alatom uspostavi relacijska veza, vrh prvog alata se uzima za kontrolnu tačku (poklapa se sa startnom tačkom alata), a korekcije drugih alata su samo razlike dužina u odnosu na prvi alat (korekcije 2, 3 i ostalih alata se unose u tablicu alata UJ, a utvrđuju se neposrednim tangiranjem radnog predmeta).

“Sherline” CNC strug – didaktičko sredstvo

Struktura NC/CNC strugova sa više nosača alata i obradnih centara sa više nosača alata i više vretena – obradni centri su CNC mašine sa osnovom kinematske strukture konvencionalnih mašina i kinematskom nadgradnjom – dodatnim upravljanim osama rotacije i translacije

Konvencionalni strug prepravljen u CNC strug u radionicama Tehničke škole iz Smedereva – za upravljanje kretanjem radnih delova ovog struga se koristi upravljački program “Mach 3 Turn” i PC računar sa paralelnim port-om u ulozi UJ

Tehnološka dokumentacija § § § Plan operacija i zahvata Plan stezanja predmeta obrade Plan alata Plan rezanja Programska lista

Plan operacija i zahvata

Plan stezanja predmeta obrade

Plan alata

Plan rezanja – hodograf alata

Plan rezanja – koordinate čvornih tačaka ekvidistantne konture, ili konture u slučaju upotrebe G 42 (G 41)

Programska lista – programski list

Struktura NC koda (programa)

Znaci i važnije adrese § § § § § %-POČETAK I KRAJ PROGRAMA ()-OZNAČAVANJE KOMENTARA N-REDNI BROJ REČENICE (BLOKA) F-BRZINA POMOĆNOG KRETANJA (KORAK) S-BROJ OBRTAJA D-POZIV KOREKCIJE PREČNIKA ALATA T-POZIV ALATA G-GLAVNE FUNCIJE (USLOVI PUTA) M-POMOĆNE FUNKCIJE (TEHNOLOŠKE NAREDBE)

Adrese DIN 66025 / ISO 6983

G i M funkcije § G funkcije – glavne funkcije koje opredeljuju kinematiku i geometriju obrade (linearna i kružna kretanja, Offset-i, izbor sistema mera, apsolutni ili relativni unos koordinata. . . ) § M funkcije – pomoćne funkcije koje opredeljuju tehnološku i upravljačko-izvršnu stranu programiranja CNC obrade (uključivanje obrtanja glavnog vretena, programska pauza, stop, premotavanje programa, uključivanje SHP -a, poziv izmene alata. . . ).

Tablica G funkcija

Tabela M funkcija

Hijerarhija G i M funkcija § § § % Komentar () - npr. (Program uradio. . . Vrednosti Offset-a UJ su x 30 z 2. . . ) Brojevi blokova (redova programa – NC koda) – N 1, N 2, N 3. . . Inčni (colovni) ili metrički sistem – G 20 (inch – “), G 21 (mm) Apsolutni ili relativni unos koordinata – G 90 (apsolutni), G 91 (relativni) Isključivanje korekcija po poluprečniku i gašenje svih cikllusa - G 40, G 80 Izbor radne ravni (za glodanje startna ravan G 17 – XY ravan, za struganje G 18 – XZ ravan) Selekcija alata i definisanje korekcije – M 06 T 01 (za struganje T 0101 – 01 broj alata i 01 adresa korekcije) Uključivanje obrtanja vretena (M 3, M 4, S) i SHP-a (M 7, M 8) Offset-i (G 54. . . Ili G 92) – startna tačka i HOME pozicija Radni deo programa G 00, G 01, G 02, G 03, F. . . (Napomena: ukoliko su čvorne tačke hodografa na obratku – prethodno predvideti unos radijusa vrha alata u tablicu alata, funkcije G 41 ili G 42 i startnu tačku sa većom X koordinatom od prve tačke konture obratka) § § G 28 – Funkcija vraćanja alata (startne tačke alata) u HOME poziciju Izmena alata i definisanje korekcije - M 06 T 02 (za struganje T 0202 – 02 broj alata i 02 adresa korekcije ili T 02 03 – 02 broj alata i 03 broj korekcije) (Napomena: Ukoliko nismo odabrali opciju Stop Spindle Wait For Cycle Start moramo uneti blok sa programskom pauzom M 1 da bi smo mogli da izmenimo alat) § § Radni deo programa G 00, G 01, G 02, G 03, F. . . Gašenje korekcija po visini G 49 i po poluprečniku (radijusu) G 40 Gašenje obrtanja vretena i SHP-a (M 5 i M 9) G 28 - Vraćanje u HOME poziciju nakon završene obrade (R tačku) (Napomena: ukoliko je u prvim redovima Offset W tačke zadat sa G 92 programira se vraćanje brzim hodom u R tačku direktnim unosom dva bloka G 00 Xr i G 00 Zr – prvo po X, a zatim po Z osi. Isti postupak se može uraditi poništavanjem trenutnog offseta G 92. 1 i unosom funkcije G 28) § § Premotavanje ili kraj programa – M 30, M 2 (M 3) %

G 90 (G 91) - Izbor načina unosa koordinata čvornih tačaka hodografa alata § G 90 – unos apsolutnih vrednosti koordinata čvornih tačaka u obradnom prostoru § G 91 – unos relativnih (inkrementalnih) koordinata čvornih tačaka u obradnom prostoru

G 17, G 18, G 19 - Izbor radne ravni § G 17 – izbor XY radne ravni § G 18 – izbor XZ radne ravni (radna ravan za struganje) § G 19 – izbor YZ radne ravni

G 20, G 21 (G 70, G 71) - Izbor sistema mera (metrički ili inčni-colovni) § G 20 – izbor inčnog (colovnog) sistema mera (1” = 25, 4 mm) § G 21 – izbor metričkog (milimetarskog) sistema mera § Kod nekih upravljačkih jedinica (ne važi za UJ i upravljački program “Mach 3”) izbor sistema mera se vrši funkcijama: § G 70 – izbor inčnog (colovnog) sistema mera (1” = 25, 4 mm) § G 71 – izbor metričkog (milimetarskog) sistema mera

G 54, G 55. . . G 59 (G 53) – Offset-i zadati u NC kodu i Fixtures tablici UJ § U blok programa se upisuje samo G 54 (alternativno G 55, G 56. . . do G 59), a u tablicu Fixtures vrednost Offset-a (pomeranje – rastojanje tačke W u odnosu na startnu tačku prvog alata B). § Gašenje ove grupe Offset-a se vrši sa upotrebom funkcije G 53.

G 92 (G 92. 1, G 92. 2, G 92. 3) – Offseti zadati u NC kodu (G 50) § § U blok programa se upisuje G 92 Xr Zr (pomeranje – rastojanje startne tačke prvog alata B u odnosu na nulu predmeta obrade, tačku W). Ova funkcija se u blokovima poništava sa funkcijama G 92. 1 (UJ poništava Offset-e u potpunosti bez mogućnosti ponovnog poziva u istom programu) ili sa G 92. 2 (UJ trenutno poništava Offset-e zadate sa G 92 i može ih ponovo vratiti sa upotrebom funkcije G 92. 3 bez novog navođenja Xr i Zr). % G 40 (isključivanje korekcije po poluprečniku - radijusu zaobljenja strugarskog noža) G 90 (Apsolutni unos koordinata) G 21 (izbor metričkog sistema mera - koordinate su u mm) G 80 (gašenje svih ciklusa obrade) G 18 (uključivanje X-Z radne ravni) G 92 x 30 z 4 (zadavanje položaja startne tačke prvog alata u odnosu na tačku "W") M 06 T 01 02 (poziv alata 1 sa korekcijom u redu 2 tablice alata UJ – Tool Table). . . G 92. 2 (trenutno isključivanje Offset-a sa zadržavanjem rastojanja tačaka "B" i "W" u memoriji UJ) G 92. 3 (ponovni poziv Offset-a tačke "B" u odnosu na tačku "W" x 30 z 4 bez potrebe unosa istih koordinata). . . G 92. 1 (brisanje Offset-a bez mogućnosti njihovog ponovnog poziva u istom programu sa funkcijom G 92. 3). . . G 28 (povratak u HOME poziciju - referentnu tačku) M 30 (premotavanje programa) %

G 00 – Linearna interpolacija brzim hodom § G 0 Xkr Zkr (G 0 Xrel Zrel – u odnosu na prethodnu tačku ili G 0 Xaps Zaps – u odnosu na tačku W) bez navođenja reči F i numeričkog podatka o brzini pomoćnog kretanja, jer UJ podrazumeva da se kretanje izvodi po liniji sa maksimalnom brzinom. N 10 G 90 (unošenje apsolutnih koordinata) N 20 G 00 X 60 Z 85 (pozicioniranje u brzom hodu u tačku P 2 – koordinate X i Z su koordinate tačke pozicioniranja u koordinatnom sistemu predmeta obrade) N 10 G 91 (unošenje inkrementalnih vrednosti koordinata) N 20 G 00 X 35 Z 70 (pozicioniranje u brzom hodu u tačku P 2 - koordinate X i Z su koordinate tačke pozicioniranja u odnosu na prethodnu tačku P 1)

G 01 – Linearna interpolacija radnim hodom § G 0 Xkr Zkr (G 0 Xrel Zrel – u odnosu na prethodnu tačku ili G 0 Xaps Zaps – u odnosu na tačku W) F (numerički podatak o brzini pomoćnog kretanja u mm/min) § G 1 Xkr Zkr F (numerički podatak o brzini pomoćnog kretanja) § Ako u uvodnom delu programa iskoristimo naredbu G 94, brzina će u narednom delu programa biti definisana u mm/min. § Ukoliko u uvodnom delu programa iskoristimo naredbu G 95, brzina će u narednom delu programa biti definisana u mm/obrtaju.

G 02 – Kružna interpolacija u smeru kretanja kazaljke na satu gledana iz vrha 3. ose (za struganje iz vrha Y ose) I, K § G 2 Xkr Zkr I (numerički podatak) K (numerički podatak) § Određivanje I i K (I - relativno udaljenje centra u odnosu na početnu tačku kružnog kretanja po X osi, a K - relativno udaljenje centra u odnosu na početnu tačku kružnog kretanja po Z osi) § I (numerički podatak) = Xcentra – Xpočetne § K (numerički podatak) = Zcentra – Zpočetne

G 02 – Kružna interpolacija u smeru kretanja kazaljke na satu gledana iz vrha 3. ose (za struganje iz vrha Y ose) R ”+”, R “-” § G 2 Xkr Zkr R (“+” ako je kretanje po kružnom luku manjem od 180°), § G 2 Xkr Zkr R (“-” ako je kretanje po kružnom luku većem od 180°).

G 03 – Kružna interpolacija u smeru suprotnom od smera kretanja kazaljke na satu gledana iz vrha 3. ose (za struganje iz vrha Y ose) I, K, R ”+”, R “-”

Napomena za definisanje vrednosti parametara kružne interpolacije I i K u slučaju programiranja u prečnik-relativnom i prečnikapsolutnom unosu koordinata čvornih tačaka § I i K se uvek unose sa stvarnim vrednostima matematički definisanim u vektorskom prostoru obrade. Za struganje se unos I i K parametara uvek vrši u radijus (poluprečnik) modu definisanja rastojanja po X osi. § Parametar K ne zavisi od načina unosa koordinata, a ni od izbora načina unosa rastojanja čvornih tačaka (poluprečnik ili prečnik mod) po X osi koordinatnog sistema relevantnog za vektorsko definisanje obrade. § Offset-i koordinatnih sistema i lokacija startne tačke u slučaju korišćenja funkcije G 54 se takođe uvek zadaju u matematički definisanom obliku, odnosno u radijus modu. § U slučaju korišćenja funkcije G 92 za definisanje Offset-a, Xoffset i Zoffset se zadaju u skladu sa izabranim načinom unosa rastojanja i zadavanja koordinata čvornih tačaka konture (ili ekvidistante konture) obratka (mogu se zadati u sve 4 kombinacije modova poluprečnik/apsolutno/relativno uvažavajući prethodno pravilo)

G 04 - Programiranje zastoja u sekundama ili milisekundama § G 04 P (vrednost zastoja u sekundama ili milisekundama)

Definisanje čvornih tačaka konture kretanja alata § Definisanje čvornih tačaka konture kretanja alata u planu rezanja i NC kodu se može vršiti na 2 načina: § Određivanjem čvornih tačaka ekvidistante konture koja predstavlja geometrijski pomerenu (Offset-ovanu) konturu predmeta obrade za vrednost radijusa zaobljenja vrha strugarskog noža direktnim računanjem korekcija hodografa kretanja alata i predviđanjem isključivanja Offseta poluprečnika zaobljenja u NC kodu koji se zadaje sa funkcijom G 40, ili § Unosom čvornih tačaka konture obratka u hodograf alata u NC kodu uz definisanje radijusa vrha strugarskog noža u tablici alata (D adresa) i određivanje strane kretanja teorijskog vrha alata u odnosu na konturu obratka programiranjem funkcija G 41 (programiranje kretanja alata sa leve strane konture obratka) ili G 42 (programiranje kretanja alata sa desne strane konture obratka) sa definicijom startne tačke obrade koja ima veću X koordinatu od prve tačke konture obratka u slučaju upotrebe funkcije G 41. Ako se kretanje programira sa desne strane konture obratka sa upotrebom funkcije G 42, X koordinata startne tačke obrade mora da ima manju vrednost od X koordinate prve tačke konture obratka.

Određivanje čvornih tačaka hodografa alata određivanjem položaja ekvidistante konture obratka direktnim računanjem korekcije radijusa vrha zaobljenja strugarskog noža i gašenjem programske korekcije – G 40 ΔX = R = 1 mm ΔZ = R · tg 150°= 1 · 0, 269 = 0, 269 mm

Programiranje kretanja alata po konturi obratka korišćenjem funkcija G 41 (alat sa leve strane konture obratka) i G 42 (alat sa desne strane konture obratka) definisanjem radijusa zaobljenja vrha alata u tablici alata i adrese offset-a D (broj offset-a)

Ciklus rezanja navoja iz više prolaza – G 76 Format naredbe: N… G 76 X… Z… Q… P… H… I… R… K… L… C… B… T… J…

Primeri primene ciklusnih funkcija za izradu navoja iz više prolaza-G 76 • Za spoljašnji navoj M 20 x 1 G 76 X 18. 56 Z-16 Q 1 P 1 H 0. 4 I 0 R 20 K 2 L 45 C 2 B 0. 1 • Za unutrašnji navoj M 20 x 1 G 76 X 20 Z-19 Q 1 P 1 H 0. 4 I 0 R 18. 56 K 2 L 45 C 2 B 0. 1

Priprema mašine i alata za rad § § § PRIPREMA ALATA: Alate potrebne za obradu postaviti u brzoizmenjljive držače, i po visini dovesti u osu obratka, zatim im dodeliti brojeve po redosledu obrade. POSTAVLJANJE PRIPREMKA: Pripremak postaviti u stezni pribor tako da u toku obrade ne može doći do kolizije alata i steznog pribora. ODREĐIVANJE KOREKCIJA ALATA: Izgled popunjene tabele alata 1. U MANUAL modu upravljačke jedinice JOG-iranjem alata br. 1 (T 01) tangirati pripremak po izvodnici (pravac X ose). Vrednost za X osu u DRO nulirati pritiskom na komandni taster ZERO X. 2. Radnju ponoviti u pravcu Z ose. 3. Na nosač alata postaviti sledeći alat sa držačem. 4. Tangirati pripremak po X osi. Iz DRO (Digital Readout-a) se očitava duplirana vrednost korekcija pripadajućeg alata po X osi u prečnik modu (u tablicu alata - Tool Table unosimo polovinu vrednosti X koordinate iz DRO za X Offset). 5. Tangiranjem pripremka po Z osi u DRO se očitava vrednost korekcija pripadajućeg alata po Z osi (Z Offset). 6. Očitane vrednosti se za pripadajuće alate unose u tablicu alata - Tool Table upravljačke jedinice.

Priprema mašine i alata za rad • POSTAVLJANJE NULTE TAČKE PREDMETA OBRADE: § Vrši se prvim alatom T 01 u MDI modu (MDI - MANUAL DATA INPUT). § Posle tangiranja pripremka po izvodnici (u pravcu X ose) i po čelu (u pravcu Z ose) u MDI modu upravljačke jedinice se unese programski blok za odmicanje alata od pripremka u željeni položaj koji predstavlja proizvoljno izabranu referentnu tačku - R. U ovom primeru to ćemo izvesti unosom programskog bloka G 0 X 16 Z 10. § U polja Part Zero X i Part Zero Z se unesu koordinate tačke R (vrha alata T 01) u odnosu na tačku W (u prečnik modu). U ovom primeru to će biti X=50, Z=10. § Pritiskom redom na tastere Zero World X, X, Zero World Z, Part Zero X, X, Part Zero Z , Set Home X i Set Home X automatski se u Work Offset tabelu učitavaju vrednosti za funkciju G 54 (postavlja se nulta tačka predmeta obrade tj. koordinatni sistem se premešta iz tačke R u tačku W).