Dílenské programování dialogové, ISO frézka I

Transkript

1 Název projektu: Sbližování teorie s praxí Datum zahájení projektu: Datum ukončení projektu: Obor: Strojní mechanik Ročník: třetí Zpracoval: Josef Dominik Modul: Dílenské programování dialogové, ISO frézka I

2 Obsah ÚVOD ÚVOD DO PROBLEMATIKY CNC OBRÁBĚNÍ Úvod vznik NC, CNC strojů Nejpoužívanější zkratky počítačem podporovaných činností strojírenského podniku Automatizace, mechanizace Vývojové stupně NC strojů Řízení NC a CNC strojů Rozdělení CNC strojů Výhody a přednosti CNC strojů Porovnání výrobního postupu práce na konvenčním a CNC stroji NÁSTROJE PRO CNC OBRÁBĚNÍ - FRÉZOVÁNÍ Charakteristika nástrojů pro obrábění kovů Vliv volby řezného nástroje Charakteristika nástrojů pro CNC stroje Nástroje pro CNC frézky Rozdělení frézovacích nástrojů (fréz) Podle ploch na nichž jsou břity Podle průběhu směru zubů vzhledem ose rotace nástroje Podle provedení zubů Podle počtu zubů Podle konstrukčního provedení Podle způsobu upínání Podle smyslu otáčení Podle materiál břitu Proces výběru frézovacího nástroje Upínače nástrojů Požadavky na upínače Způsob upnutí nástrojového držáku do vřetena frézky Možnosti upnutí nástrojů (Nástrojové držáky a frézy) Další možnosti upnutí nástroje UPÍNÁNÍ OBROBKŮ NA CNC STROJÍCH - FRÉZKÁCH Charakteristika upínacích prostředků

3 3.2 Požadavky na správné upnutí polotovaru Volba druhu upínacího zařízení Způsoby upnutí obrobků na CNC frézkách ŘEZNÉ PODMÍNKY ŘEZNÉ PODMÍNKY Stanovení řezných podmínek (co ovlivní volbu řezných podmínek) Možnosti určení řezných podmínek SOUŘADNÝ SYSTÉM CNC STROJE - FRÉZKA Systém souřadnic Typy souřadných systémů Kartézský souřadný systém Polární souřadný systém Pravidla umístnění souřadného sytému na stroji Souřadný systém u CNC frézky Pracovní roviny CNC frézek VZTAŽNÉ BODY V PRACOVNÍM PROSTORU CNC STROJE - FRÉZKA URČENÍ NULOVÉHO BODU OBROBKU, PŘESUN SOUŘADNÉ SOUSTAVY Způsoby určení nulového bodu obrobku: Přesun souřadné soustavy TECNOLOGICKÁ PŘÍPRAVA VÝROBY Typy postupů: Etapy technologické přípravy výroby Zařazení výrobku do součástkové základny Vypracování technologického postupu Vypracovaní řídícího programu Podklady pro zpracování programové dokumentace STAVBA PROGRAMU, PROGRAMOVÁNÍ Základní rozdělení programování Podle způsobu programování: Podle způsobu vyjádření souřadnic Definice NC programu Programové informace Struktura programu

4 9.5 Struktura věty (bloku) Formát věty (bloku): Druhy slov Stavba programu Podprogramy Pevné cykly KOREKCE NÁSTROJŮ - FRÉZKA Korekce délková Korekce průměrová Způsoby zjišťování nástrojových korekcí Na stroji Mimo stroj FRÉZKA FCM 22 CNC Popis stroje Základní technické údaje frézky FCM 22 CNC Umístnění a popis řídicího systému Pracovní režimy CNC strojů Ovládací prvky OBP při obsluze FCM 22 CNC ŘÍDICÍ SYSTÉM MIKROPROG F Souřadný systém frézky FCM 22CNC Režimy práce řídicího systému Archiv Editor Tabulka nástrojů Simulace Přípravné funkce Pomocné funkce Zadávané adresy a jejich rozsah Ukázka tvorby programu pomocí Ř.S. Mikroprog ŘÍDÍCÍ SYSTÉMdicí itnc 530 HEIDENHAIN Popis prvků Ř.S. Heidenhain Ukázka tvorby programu

5 Seznam použitých zdrojů a literatury

6 ÚVOD V součastné době dochází k opětovnému oživení strojírenské výroby a tím se zvětšuje poptávka po kvalifikovaných pracovnících strojírenského odvětví. Dnes převážná část strojírenských firem používá pro svoji výrobu CNC obráběcí stroje. Aby se zvýšila kvalita vzdělání a došlo k rozvoji jak teoretických tak praktických znalostí a dovedností u našich studentů tříletých oborů (strojní zámečník) zařadili jsme do výuky obsluhu a programování CNC obráběcích strojů. Tímto krokem se zatraktivnila výuka pro naše studenty a zvýšila se jejich kvalifikace při hledání zaměstnání. Jelikož manuály a návody pro obsluhu řídicích systémů jsou značně obšírné a náročné vypracovali jsme zjednodušenou verzi se základními požadavky na obsluhu CNC obráběcích strojů. 5

7 1. ÚVOD DO PROBLEMATIKY CNC OBRÁBĚNÍ 1.1 Úvod vznik NC, CNC strojů Myšlenka číslicového řízení obráběcích strojů vznikla v USA koncem 2. Světové války ve spojení s výrobou tvarově velmi náročných součástí (lopatky kompresorů, turbíny atd.) které musely splňovat velmi přísná kriteria kvality. Tyto součásti byly do té doby vyráběny kopírováním pracně zhotovených modelů. Konvenční způsob výroby byl časově velmi zdlouhavý a tím velmi náročný. Automatizace výrobních operací pomocí číslicového řízení byla, tak jako většina činností ovlivněna znalostním vývojem, schopnostmi techniky a technologií. Vzhledem k tomu, že v průběhu 2. Světové války byly sestaveny první elektronické počítače, které mohly být použity jako základ řídicího systému stroje, bylo možné zkonstruovat první stroje řízené číslicovým řídicím systémem. CNC obráběcí stroje 6

8 1.2 Nejpoužívanější zkratky počítačem podporovaných činností strojírenského podniku zkratka Anglický ekvivalent Český ekvivalent činnosti CAA Computer aided Montáž podporovaná počítačem assembly CAD Computer Aided Počítačová podpora konstrukce, 2D, 3D Design návrhy, tvorba výkresové dokumentace CAE Computer Aided Engineering Počítačová podpora inženýrských a projekčních činností, pevnostní výpočty, tepelné namáhání, technologické výpočty CAM Computer Aided Počítačová podpora návrhu drah nástrojů při Manufacturing obrábění CAO Computer Aided Počítačová podpora obchodních činností Organisation CAP Computer Aided Počítačová podpora technologické výroby Production tvorba technologických podkladů Computer Aided Tvorba a údržba informací technologické CAPE Production přípravy výroby, tvorba technologických Engeneering postupů, plánování výroby, spotřeby nářadí, projekce výrobních prostředků CAPP Computer Aided Process Planing Počítačová podpora plánovacích funkcí operativního řízení výroby, plánování procesů, projektová analýza CAQ Computer Aided Počítačová podpora plánování a řízení Quality Control kvality CAT Computer Aided Testing Počítačová podpora a kontrola výroby, test materiálů, polotovarů a výrobků, rozměrová kontrola, zpětné inženýrství CIM Computer Integramted Manufacturing Integrovaný systém řízení 7

9 1.3 Automatizace, mechanizace Automatizace a mechanizace ve výrobním procesu jsou taková opatření, která záleží na zavedení vysoce výkonných a s minimálním zásahem člověka pracujících výrobních prostředků. Automatizace je náhrada lidské činnosti automaty. Automatizaci výrobního procesu lze provést pomocí mechanizace a řídící techniky. Mechanizace nahrazuje lidskou svalovou práci. Řídící technika nahrazuje myšlenkové a paměťové pochody číslicovými řídicími systémy. Automat je zařízení nebo stroj, který podle předem zadaného programu úplně nebo částečně vykonává předem určenou činnost. Pokud se mechanická a automatická činnost spojí, s řídicím systémem vznikne číslicově řízený stroj, který může vykonávat mnoho činností: Řízení všech pracovních i vedlejších pohybů Pohyby všech částí stroje zadanou rychlostí v uvedených mezích Vzájemné blokování funkčních skupin strojů a linek Regulací technologického procesu za účelem odstranění zmetků Ovládání stroje při seřizování Signalizace chodu stroje Rozdělení těchto funkcí způsobuje i různorodost řízení. Základní rozdělení je na nepružnou (tvrdou) a pružnou (měkkou) automatizaci Tvrdá automatizace je v součastné době již zastaralý způsob řízení. Tvrdá automatizace: spočívá ve využití vaček a narážek. Vačky jsou vhodné jen pro krátké zdvihy a menší řezné síly. Nejčastěji se vačkové řídicí systémy používaly, jen pro velmi jednoduché součásti pro každou součást se museli vačky vyměnit, tím je určeno její využití jen pro sériovou výrobu. Druhou variantou je tvz. narážkový řídicí systém, jde v podstatě o podobný princip jako řídicí systémy vačkové. Vačky se používaly převážně pro řazení otáček a ovládání posuvů oba tyto systémy byly překonány a nahrazeny CN nebo CNC stroji které patří do pružné automatizace. 8

10 Pružná automatizace: je prováděna pomocí NC nebo CNC strojů, které využívají počítače a řízené mikroprocesory. Jsou to stroje, u kterých lze výrobu velmi jednoduše a rychle seřídit, popřípadě změnit výrobní program. Proto je pružná automatizace vhodná pro všechny typy výroby (kusová, malosériová i sériová výroba). 1.4 Vývojové stupně NC strojů Vývoj je podřízen vývoji znalostí v oblasti fyziky, mechaniky, matematiky, výpočetní techniky atd. Vývoj NC strojů lze v podstatě členit na čtyři vývojové stupně 1. vývojový stupeň koncepce vychází z konstrukce konvenčních strojů, ke kterým jsou připojeny číslicové řídicí systémy stroje většinou umožňují řízení v pravoúhlých cyklech stroje nevyhovují požadavkům z hlediska přesnosti, spolehlivosti a technologických možností 2. vývojový stupeň koncepce strojů je přizpůsobena číslicovému řízení vybavení strojů pomocí servosystémů umožňuje řízení v obecných cyklech v jednom pracovním cyklu lze použít více nástrojů stroje jsou opatřeny revolverovými hlavami a zásobníky nástrojů 3. vývojový stupeň konstrukce je zaměřena především na použití ve výrobních slinkách, pro které jsou přizpůsobeny s ohledem na řízení technologického a výrobního procesu 4. vývojový stupeň vyznačují se vlastní realizací vědeckých poznatků. Jde převážně o zavádění progresivnějších metod v konstrukci strojů (např. laserové paprsky atd.) 1.5 Řízení NC a CNC strojů Číslicově řízené stroje (NC i CNC) jsou charakteristické tím, že ovládání všech funkcí stroje je prováděno výhradně řídicím systémem stroje pomocí NC programu. Všechny údaje potřebné k obrobení součásti na požadovaný tvar s požadovanou přesností jsou připraveny ve formě řady čísel. Tato čísla uspořádaná v určitém kódu 9

11 jsou srozumitelná pro daný řídicí systém, který aktivuje a řídí silové a ovládací prvky stroje a následně probíhá výroba součásti. NC (Numerical Control) číslicově řízené stroje (v praxi je to označení pro stroje, které ke svému řízení používaly děrnou pásku nebo děrný štítek). Do paměti systému se načítá pouze jedna věta, která se vykonává Po provedení věty se načte věta nová Při načtení nové věty se stávající obsah paměti přemaže Informace jsou zadány ve formě programu na děrné pásce nebo ručně z klávesnice Program na děrné pásce, se opakovaně načítá při výrobě nového kusu Pro zhotovení nového kusu se děrná páska musí přetočit na začátek Jakákoli úprava programu je možná pouze úpravou děrné pásky V programu se nedá využít parametrů Program nelze větvit CNC (Computerized Numerical CONTROL) počítačem řízené stroje (stroj je řízen a ovládán programem který je uložen v počítači stroje). Systém načítá do paměti celý program z přenosných medií. Ke generování dráhy je možné použít přímého matematického popisu tvaru dráhy. Je tedy možné generovat paraboly i křivky (spline). U CNC systémů je možné Snadno editovat (upravit) program Větvit program Pracovat s parametry Pracovat s podprogramy Využívat grafickou simulaci obrábění Užívat diagnostických programů Kompenzovat nepřesnosti systémů a strojních částí 1.6 Rozdělení CNC strojů tvářecí stroje svařovací stroje měřící a manipulační technika stroje na kontrolu vad materiálu 10

12 obráběcí stroje jednoprofesní (pro jeden druh operace) soustružení, frézování, vrtání. atd. - víceprofesní (pro více druhů operací) obráběcí centra (OC) a) OC pro výrobu rotačních výrobků (hřídelové a přírubové) b) OC pro výrobu skříňových obrobků c) OC umožňujících výrobu rotačních i nerotačních součástí s určitým omezením operací 11

13 1.7 Výhody a přednosti CNC strojů: Výhody CNC strojů výroba je produktivnější a hospodárnější umožňují výrobu tvarově složitých součástí výrobní čas je určen programem zvýšení přizpůsobivosti výroby zvýší se kvalita výrobků vyšší využití strojů odpadá skladování přípravků snadná archivace výrobní dokumentace zmenší se požadavky na kvalifikaci obsluhy Nevýhody CNC strojů zvýšení pořizovací ceny zvýšené nároky na technologickou přípravu zvýšené nároky na údržbu a kvalifikaci údržby zvýšené nároky na organizaci 1.8 Porovnání výrobního postupu práce na konvenčním a CNC stroji. Řízení číslicově řízeného stroje Řízení konvenčního obráběcího stroje 12

14 2. NÁSTROJE PRO CNC OBRÁBĚNÍ - FRÉZOVÁNÍ 2.1 Charakteristika nástrojů pro obrábění kovů Obráběcí nástroj je aktivním prvkem v soustavě obrábění stroj nástroj - obrobek. Stále probíhající vývoj nástrojů a nástrojových materiálů tak nutí i výrobce strojů k jejich zdokonalování. Správná volba řezného nástroje je při obrábění klíčovým faktorem (konstrukční provedení a VBD). Nástroj musí spolehlivě zajistit vysokou produktivitu v procesu obrábění, kvalitu obráběného povrchu a optimální trvanlivost při zajištění ekonomického poměru výkon - cena nástroje 2.2 Vliv volby řezného nástroje Použité řezné nástroje mají významný vliv na: geometrický tvar součásti přesnost součásti kvalitu součásti ekonomické využití obráběcího stroje 2.3 Charakteristika nástrojů pro CNC stroje Hlavní rozdíly mezi nástroji pro konvenční stroje a nástroji pro CNC stroje spočívají : seřizování nástrojů pro CNC stroje probíhá nejčastěji na specializovaném pracovišti mimo vlastní stroj. u CNC obráběcích strojů se jako řezné materiály používají vyměnitelné břitové destičky ze slinutých karbidů, velmi často povlakované popř. jiné řezné materiály jako jsou keramické materiály, polykrystalický kubický nitrid boritý nebo i polykrystalický syntetický diamant, což vede ke změně řezných podmínek (zvýšení řezné rychlosti) trvanlivost řezné časti nástrojů pro CNC obráběcí stroje je menší u fréz cca 45minut nutností jsou vhodné utvářeče a děliče třísek upínání nástrojů pomocí normalizovaného upínacího systému u CNC obráběcích strojů se používá tvz. upínací systém (tj. systematicky uspořádaná a udržovaná sada nástrojů. Nástroje jsou minimálně zdvojeny 13

15 z hlediska náhodného otupení, nebo vylomení ostří, tak aby byly při obrábění okamžitě k dispozici. u CNC strojů se takřka nepoužívají tvarové nástroje Tyto skutečnosti využité na CNC strojích umožňují úspěšně nahradit dokončovací operace a to i s požadovanou přesností a jakostí povrchu (Ra 0.8 s odpovídajícím stupněm přesnosti IT). 2.4 Nástroje pro CNC frézky Nástroje pro CNC frézky (obráběcí centra) mají speciální stavebnicovou konstrukci, která většinou obsahuje základní držák, upínací členy, redukční - prodlužovací členy a řeznou část nástroje (břitovou destičku) nebo samotný nástroj. Frézy jsou většinu vícebřité (někdy jednobřité) nástroje. Tyto nástrojové sestavy se většinou skládají a seřizují mimo obráběcí stroj na speciálním měřícím zařízení. 2.5 Rozdělení frézovacích nástrojů (fréz) Frézy na základě technologického uplatnění můžeme třídit do těchto skupin: Podle ploch na nichž jsou břity Frézy válcové mají zuby na válcovém plášti nástroje Frézy válcové čelní mají zuby na válcovém plášti, ale i na jedné čelní ploše Frézy kotoučové mají větší průměr než šířku. Zuby jsou buď na válcové části nebo i na čelních plochách. Tvarové frézy hřbety zubů jsou podsoustruženy nebo podbroušen Podle průběhu směru zubů vzhledem ose rotace nástroje S břity přímými S břity šroubovitými S břity střídavými S břity šípovými 14

16 2.5.3 Podle provedení zubů Se zuby frézovanými hřbet i čelní plocha je rovinná, na hřbetě se nachází fazetka Se zuby podsoustruženými hřbetní plocha má tvar Archimédovy spirály a čelní plocha je rovinná Podle počtu zubů Frézy hrubozubé Frézy polohrubozubé Frézy jemnozubé Podle konstrukčního provedení Celistvé fréza je vyrobena s jednoho kusu materiálu (nejčastěji nástrojová ocel) S vloženými noži S vyměnitelnými břitovými destičkami Podle způsobu upínání Frézy stopkové mohou mít stopku válcovou nebo kuželovou Frézy nástrčné mají díru a upínají se pomocí frézovacího trnu Podle smyslu otáčení Pravořezné frézy Levořezné frézy Podle materiál břitu Jako materiál břitu nástroje jsou používány: Nástrojová ocel Slinutý karbid Cermet Keramika Kubický nitrid bóru Polykrystalický diamant 15

17 typy frézovaných ploch a používané nástroje Typ plochy Popis Druh frézy Rovinná plocha Válcová čelní fréza Frézovací hlava Osazení Válcová čelní fréza Frézovací hlava Osazení Stopková fréza Válcová čelní fréza Drážky Válcová fréza Kotoučová fréza Stopková fréza Válcová čelní fréza Válcová fréza Kotoučová fréza 16

18 Výstupky Stopková fréza Válcová čelní fréza Válcová fréza Kotoučová fréza Uzavřené drážky Stopková válcová čelní fréza Válcová čelní fréza s VBD kruhového tvaru Stopková fréza na drážky per Tvarové plochy Stopková fréza s čelními půlkruhovými břity Válcová čelní fréza s VBD kruhového tvaru Stopková válcová čelní fréza s VBD kruhového tvaru Drážkování a dělení Pilový kotouč Drážkovací fréza Kotoučová fréza Kotoučová fréza složená 17

19 Obrábění hran Stopková fréza pro srážení hran Válcová čelní fréza Stopková válcová čelní fréza Válcová fréza ukázka způsobu použití nástroje na polotovaru (nástroje ISCAR) 18

20 2.6 Proces výběru frézovacího nástroje 1. Definujte operaci Určete typ operace Rovinné frézování Frézování do rohu Tvrové frézování Frézování drážek 2. Definujte materiál Definujte materiál obrobku podle ISO Označení dle ISO P M K N S H Obráběný materiál ocel korozivzdorná ocel litina hliník tepelně odolné a titanové slitiny kalený material 19

21 3.Vyberte koncepci frézy Posuďte, která koncepce bude pro danou aplikaci nejvhodnější 4.Vyberte frézu Vyberte rozteč a způsob upnutí frézy Použijte frézu s jemnou roztečí jako první volbu Pro velké vyložení a nestabilní podmíky použijte frézu s hrubou roztečí zubů Použijte frézu s velmi jemnou roztečí pro materiály s krátkou třískou a superslitiny Zvolte druh upínání 20

22 5.Vyberte VBD Vyberte geometrii VBD odpovídající prováděné operaci Geometrie L = lehká Pro lehký řez Geometrie M = střední První volba pro smíšenou výrobu Geometrie H = těžká Pro hrubování, výkovky, kůru po odlévání a vibraci 2.7 Upínače nástrojů Pro nové způsoby obrábění nestačí pouze zdokonalovat nástroje a stroje. Pro využití všech kvalitativních vlastností strojů a nástrojů je nutné aplikovat také kvalitní, vzájemně propojující prvek upnutí nástroje. Důležitost takových vlastností soustavy stroj nástroj obrobek jako je např. tuhost, dynamičnost apod. je čím dál větší, takže se nezbytnost upnutí nástroje s co největší přesností stává samozřejmostí Požadavky na upínače Vysoká pevnost v ohybu dokonalé dynamické vyvážení zajištění vysokých upínacích sil, které musí být schopné přenést vysoký krouticí moment zaručení přesného upnutí nástroje s minimálním obvodovým házením schopnost tlumit vibrace přivádění řezné kapaliny přímo do místa řezu minimální doba potřebná pro upnutí či uvolnění nástroje dosažení vysoké životnosti při nízkých provozních nákladech snadná a bezpečná obsluha. 21

23 Upínání nástrojů do vřetena strojů závisí na upínací ploše nástrojových držáků. Ta může být válcová nebo kuželová. Dnes se převážně používá upínání za kuželovou plochu. Kuželová stopka má v místě vetknutí do vřetena větší tuhost. Vyžaduje však větší čistotu stykových ploch Způsob upnutí nástrojového držáku do vřetena frézky 22

24 2.7.3 Možnosti upnutí nástrojů (Nástrojové držáky a frézy) 23

25 2.7.4 Další možnosti upnutí nástroje Vyvažovatelné kleštinové upínače Rychlovýměnné držáky a systémy 24

26 Tepelně smrštitelné upínače 25

27 3. UPÍNÁNÍ OBROBKŮ NA CNC STROJÍCH - FRÉZKÁCH 3.1 Charakteristika upínacích prostředků Dobré a odborné upnutí obrobku je základní předpoklad úspěšného obrábění. Upnutí obrobků musí na CNC strojích zajistit pro každou obráběnou součást v dávce stejnou polohu. V automatickém provozu je usazení a upínání obrobků na stroji programově zajištěno pomocí funkcí M a slouží k tomu elektromagnetická, pneumatická a hydraulická zařízení (ruční upínání polotovarů se používá jen výjimečně vzhledem k požadované produktivitě práce). 3.2 Požadavky na správné upnutí polotovaru Upnutí obrobku má být: pevné, tuhé (bezpečný přenos řezné síly) rychlé bezpečné obrobek se nesmí zdeformovat obrobené plochy se nesmí poškodit nesmí bránit v přístupu nástroje k obráběným plochám 3.3 Volba druhu upínacího zařízení K upínání obrobků na CNC strojích používáme různé druhy upínacích prostředků, jejichž volba a způsobu upnutí je závislé na: na velikosti a tvaru obrobku na druhu a způsobu obrábění na požadované přesnosti a jakosti obrobku na celkovém počtu obráběných kusů 3.4 Způsoby upnutí obrobků na CNC frézkách Nejčastěji se na CNC frézkách obrobky upínají: pomocí mechanických upínacích prostředků - strojní svěráky, - otočný nebo sklopný svěrák - prizmatický svěrák 26

28 upínání přímo na stůl rozměrné obrobky technické palety mají na stroji přesně vymezenou polohu stavebnicové upínací prostředky pneumatické a hydraulické upínací prostředky 4. ŘEZNÉ PODMÍNKY 27

29 4. ŘEZNÉ PODMÍNKY Znalost řezných podmínek při třískovém obrábění je hlavním faktorem pro zajištění produktivity strojírenských firem. Dobrá znalost a optimální nastavení řezných podmínek je základem pro správné programování a maximální využití CNC strojů. 4.1 Stanovení řezných podmínek (co ovlivní volbu řezných podmínek) Řeznými podmínkami se při obrábění rozumí řezná rychlost, otáčky, posuv a hloubka záběru. Volbou řezných podmínek je možné ovlivňovat výkon obrábění, tj. množství odebraného materiálu za časovou jednotku, velikost řezných sil, trvanlivost ostří, příkon stroje, jakost obrobené plochy a další parametry. Při vypracování výrobního postupu je snahou určit takzvané optimální řezné podmínky pro daný druh obrábění a požadované výsledky. Optimálními řeznými podmínkami se rozumí takové, při kterých jsou dosaženy nejnižší výrobní náklady při nejkratším možném čase obrábění. Volbu řezných podmínek ovlivní především: Obráběný materiál Povrch obráběného materiálu Druh obrábění Typ obrábění Způsob obrábění Přesnost a jakost povrchu Nástroj Výkon stroje, rozměry, dosahovaná přesnost při obrábění Tuhost soustavy: stroj nástroj obrobek Řezné podmínky lze velmi těžko určit což vyplývá s výše uvedených bodů. Vhodné nastavení řezných podmínek vyžaduje dlouholeté zkušenosti programátora i obsluhy, zejména znalosti o stroji a nástrojích, které výrobci neustále inovují. 4.2 Možnosti určení řezných podmínek Při stanovení řezných podmínek je nutné respektovat hledisko požadované přesnosti obrábění, přiblížení se k optimálním řezným podmínkám a hledisko nákladů 28

30 vynaložených na tuto činnost. Je zřejmé, že uvedená hlediska působí proti sobě větší přesnost znamená vyšší náklady a naopak. Míra přesnosti přiblížení se podmínkám optimálním závisí především na povaze výroby (kusová, malosériová a sériová výroba). Čím vyšší je počet vyráběných součástí za stejných podmínek, tím více se vyplatí náklady spojené s náročnějším způsobem zjištění optimálních řezných podmínek. Řezné podmínky lze určit: Určování řezných podmínek zkusmo Tento způsob by měl být pouze východiskem z nouze v případech, kdy nejsou vlastnosti obráběného materiálu z nějakých důvodů známy. Rozhodování je subjektivní a vyžaduje zkušenosti pracovníka. Ten postupně zkouší různá nastavení řezných podmínek od nejmenšího zatížení k vyšším hodnotám a sleduje vnější projevy spojené s obráběním. Určování řezných podmínek podle tabulek Tabulky a monogramy obsahují jednoduché souvislosti mezi obráběným materiálem, materiálem nástroje a řeznými podmínkami. Hodnoty řezných podmínek jsou zde uvedeny při dolní hranici možnosti, aby nedošlo k poškození stroje nebo nástroje. Výhodou je rychlost určení řezných podmínek, nevýhodou malá přesnost určení spojená s nízkým využitím výrobní kapacity stroje. 29

31 Určování řezných podmínek pomocí katalogů Pro stanovení řezných podmínek výrobci nástrojů poskytují katalogy, které doporučují pro danou technologii výroby výběr a použití svých produktů a k nim stanovují i patřičné řezné podmínky, které bohužel nemohou respektovat konkrétní podmínky stroje (zejména jeho opotřebení a výkon). Řezné podmínky jsou stanoveny všeobecně Určování řezných podmínek výpočtem Výpočtem se řezné podmínky stanovují v nejnáročnějších případech. Výpočty a definice řezných podmínek při frézování Určování řezných podmínek pomocí PC Při určování řezných podmínek pomocí výpočetní techniky musí být k dispozici softnorma do které doplňujeme patřičné informace. Takto stanovené řezné podmínky jsou počáteční řezné podmínky, které můžeme podle potřeb dále upravovat. 30

32 5. SOUŘADNÝ SYSTÉM CNC STROJE - FRÉZKA 5.1 Systém souřadnic Při programování CNC obráběcích strojů musíme udávat cílové body drah nástrojů, na které má příslušný nástroj najíždět. Tyto jednotlivé body musíme přesně zadávat. Základem je jejich určení v pracovní rovině souřadného systému. Systém souřadnic určuje norma ČSN ISO 841 (Terminologie os a pohybů). 5.2 Typy souřadných systémů Kartézský souřadný systém - Kartézský souřadný systém: Je základem pro definování os číslicově řízených strojů a jedná se o pravoúhlou, pravotočivou souřadnou soustavu se základními osami X, Y, Z s rotačními osami A, B, C U CNC obráběcích strojů víceúčelové konstrukce je velmi časté použití více os pro translační pohyb (tj. posuv) a přídavné osy rotační (tj. natočení). Pro tyto účely se také používá tento základní systém doplněný o osy U, V, W - osy sekundární, kde osa U je rovnoběžná s osou X, osa V je rovnoběžná s osou Y, osa W je rovnoběžná s osou Z. Další potřebné osy se označují P, Q, R osy terciální. Základní systém os X, Y, Z má však vždy přednost. 31

33 Kartézský souřadný systém Polární souřadný systém - Polární souřadný systém: používá se např. u obrobků s více uhlovými rozměry (např. otvory umístěné na kružnici, obrábění vačky apod.) Takto popsaný souřadnicový systém se vztahuje na obrobek, pohyby popsané v CNC programu se vztahují na obrobek v klidu a uvažovaný pohyb vykonává nástroj. 5.3 Pravidla umístnění souřadného sytému na stroji Souřadný systém se orientuje v pracovním prostoru stroje tak, aby souřadné osy byly rovnoběžné s vodícími plochami stroje. Souřadný systém se na stroji umísťuje podle následujících pravidel: 1) osy jsou vztaženy k nehybnému obrobku 2) vždy je definována osa X a Z 3) osa X leží v upínací rovině obrobku nebo je s ní rovnoběžná 32

34 4) osa Z je totožná nebo rovnoběžná s osou pracovního vřetena, které udílí hlavní řezný pohyb 5) kladný smysl os je od obrobku k nástroji, ve směru zvětšujícího se obrobku 6) Pokud jsou na stroji další doplňkové pohyby v osách X, Y, Z, označují se U, V, W 7) Pokud se obrobek pohybuje proti nástroji, označují se takové osy X, Y, a Z. Souřadný systém Základní posuvové osy X Y Z Geometrie pohybu nástroje Rotační osy A B C Pokud konstrukce stroje umožňuje provádět přídavné rotační pohyby v osách, jsou tyto osy označeny jako A, B, C (např. U soustruhu, který používá přídavné rotační nástroje je využita osa C pro nastavení polohy obrobku vůči nástroji). Doplňkové osy I J K Parametry interpolace (vesměs vyjadřují určení středu poloměru oblouku na obrobku) Sekundární doplňkové osy U V W Přídavné pohyby v osách Terciální doplňkové osy P Q R Většinou pro programování manipulátorů u strojů 33

35 5.4 Souřadný systém u CNC frézky Pracovní vřeteno je nosičem pracovního nástroje. Osy X a Y leží v rovině stolu frézky, osa X je rovnoběžná s podélným pohybem stolu, osa Y je kolmá k ose X a je rovnoběžná s příčným pohybem stolu. Osa Z je totožná s osou hlavního pracovního vřetena - pohyb v kladném smyslu směřuje od materiálu. 34

36 5.5 Pracovní roviny CNC frézek Na CNC frézkách je možné programovat ve třech rovinách, které jsou aktivovány pomocí G kódů. Funkce Rovina obrábění Délková korekce G 17 Rovina X - Y Osa Z G 18 Rovina Z -X Osa Y G 19 Rovina Y - Z Osa X Obrázek názorně ukazuje možné roviny obrábění Závěrem je možno ještě dodat, že tzv. pravidlo pravé ruky určuje kladný směr os, odpovídá normě DIN a zní: Jestliže člověk stojí před strojem tak, aby prostředníček jeho pravé ruky ukazoval proti směru přísuvu hlavního vřetena, potom je přiřazení následující: - palec ukazuje kladný směr osy X - ukazováček ukazuje kladný směr osy Y - prostředníček ukazuje kladný směr osy Z 35

37 6. VZTAŽNÉ BODY V PRACOVNÍM PROSTORU CNC STROJE - FRÉZKA Řídicí systém CNC stroje po zapnutí hlavního vypínače stroje aktivuje souřadný systém ve vlastním stroji. Vztažné body stroje jsou body, které vymezují pracovní prostor obráběcího stroje, nebo v tomto prostoru určují polohu daného bodu vzhledem k souřadnému systému. Vztažné body se dají rozdělit na vztažné body souřadného systému, které jsou pevně dány výrobcem a nemůžeme je měnit a na programovatelné body, jež volí sám programátor. Vztažné body definují vzájemnou polohu stroj nástroj obrobek. Nejpoužívanější vztažné body NULOVÝ BOD STROJE Symbol Označení Význam Je počátkem souřadného systému pracovního prostoru M stroje. Je pevně určen konstrukcí a není možné ho měnit. Je to absolutní počátek souřadnic. REFERENČNÍ BOD Symbol Označení Význam Je stanoven výrobcem stroje a aktivován koncovými spínači. Vzdálenost nulového bodu stroje M a referenčního R bodu stroje R jsou výrobcem přesně odměřeny v souřadné soustavě stroje a vloženy do paměti Ř.S. jako strojní konstanty. Aktivací dochází k sjednocení odměřovacího systému stroje. NULOVÝ BOD NOSIČE NÁSTROJE Symbol Označení Význam Je bod na upínací (dosedací) ploše nosiče nástroje F (například konec vřetena v ose vřetena). Tento bod vlastně řídí podle programu řídicí systém. V bodě F má nástroj nulové rozměry, proto je nutné skutečnou dráhu nástroje korigovat. K tomuto bodu se vztahují korekce nástroje. 36

38 NULOVÝ BOD OBROBKU Symbol Označení Význam Je počátkem souřadného systému obrobku. Polohu volí W libovolně programátor a je možné ji v průběhu programu měnit. U tvarově souměrných součástí se obvykle volí v ose souměrnosti a na horní ploše obrobku (polotovaru) DORAZOVÝ BOD Symbol Označení Význam Je takový bod na upínači, na který dosedá obrobek a který A zajistí stejnou polohu všech obráběných polotovarů. VÝCHOZÍ BOD PROGRAMU Symbol Označení Význam Je počátečním bodem programu (výchozí pozicí nástroje). C Stanovuje se tak, aby mohla být prováděna bez omezení výměna součásti nebo nástroje, případně mohla být provedena kontrola součásti. 37

39 Vztažné body v pracovním prostoru CNC frézky 38

40 7. URČENÍ NULOVÉHO BODU OBROBKU, PŘESUN SOUŘADNÉ SOUSTAVY Nulový bod obrobku W je pro technologa-programátora jedním ze základních bodů. Z tohoto bodu se vychází při programování a jeho umístnění musí být voleno s ohledem na kótování nebo výhodnost při tvorbě programu. Počátek souřadného systému stroje M je přesně stanoven výrobcem stroje. Na začátku obrábění (tvorby programu) je nutné posunout souřadný systém z nulového bodu stroje M (absolutní nula) do nulového bodu obrobku W. U frézování se nulový bod obrobku nastavuje nejčastěji na jeden z rohů, nebo do středu polotovaru. Posouvají se všechny souřadnice X, Y, Z měří se tři rozměry. 7.1Způsoby určení nulového bodu obrobku: dotykem (naškrábnutím) nástroje na obrobek dotykem nástroje v osách X, Y, Z, na plochách polotovaru a výpočtem vzhledem k poloměru nástroje a přídavkům na opracování se určí poloha nástroje vůči nulovému bodu obrobku W. Určování nulového bodu obrobku W dotykem není nejpřesnější. Přesnost určení je značně ovlivněna zkušeností obsluhy. dotykem pomocí excentrického měřícího dotyku (frézka) základem jsou dva válcové čepy, které jsou k sobě ve vnitřní části přitlačovány pružinou. Horní čep (upínací část) je upnut v pracovním vřetenu a při měření 39

41 se otáčí malou rychlostí. Spodní čep (dotyková část kalibrovaný průměr) se také otáčí excentricky a na tento čep se při měření najíždí obrobkem excentricita se snižuje na nulu (v tomto okamžiku jsou osy obou čepů totožné) v tom okamžiku se odečítá poloha po mírném přejetí se dotyková část znovu rozkmitá. dotykovými sondami (mechanické, elektrokontaktní) tyto sondy při najetí měřícího dotyku na polotovar signalizují kontakt s polotovarem nebo se zastaví. pomocí optického zařízení (mikroskopu) odečtením hodnot v osách X, Y, Z ze seřizovacího listu CNC programu přímo na obrazovce počítače (stroje). 40

42 7.2 Přesun souřadné soustavy Je realizován v závislosti na výrobci ŘS CNC stroje. Nejpoužívanější možnosti: po najetí do nulového bodu obrobku W nástrojem se tento bod potvrdí. Nástrojem v režimu ručního ovládání se odjede a souřadnicový systém zůstává neměnný pro daný program po zjištění souřadnic dotykem nástroje, se nástrojem v ručním režimu odjede do výchozí polohy nástroje dané v CNC programu. Chybné najetí do výchozího bodu, který je definován programem může mít za následek výrobu vadné součásti. zapsáním funkce G51 (případně G54,G55, G57 atd.) v adrese X, Y, Z se definuje nulový bod obrobku W. Tato funkce určuje o kolik je posunutý souřadný systém z nulového bodu stroje do nulového bodu obrobku. Přesun souřadné soustavy je vhodné využít i k zjednodušení programování. Obrázky ukazují postup stanovování počátku v jednotlivých osách. V ose Z obsahuje zobrazená hodnota délku nástroje a výšku součásti Naměřená hodnota: X123,4mm Poloměr čidla: 5,0mm Posunutí nulového bodu 128,4mm Přesuny nulového bodu lze provádět i v průběhu CNC programu. Chybné změření nebo vyvolání jiného posunutí nulového bodu může vést ke kolizi nástroje s obrobkem, nebo upínači, může dojít k havárii (nabourání) stroje. 41

43 8. TECNOLOGICKÁ PŘÍPRAVA VÝROBY Technologický postup výroby součástí, určených pro obrábění na číslicově řízených strojích musí být již od úvodních přípravných operací důsledně promyšlen. Z technologického postupu vycházející pracovní program CNC stroje, musí využívat všech možností stroje a řídicího systému. Správně zvolená technologie je základním předpokladem hospodárného využití stroje. 8.1Typy postupů: Výrobní postup je soupis technologických (např. obrábění) a netechnologických operací (např. kontrola, doprava) je nutný pro řízení výroby. Technologický postup je soupis technologických operací (soustružení, frézování, ) vyhotovuje ho technolog postupář. Ten také určí, která operace bude udělána na CNC stroji. Pracovní postup jedná se o popis práce v dané technologické operaci (operační úseky a úkony), které u CNC strojů programátor popisuje bloky programu. 8.2 Etapy technologické přípravy výroby Zařazení výrobku do součástkové základny O výběru součásti vhodné pro obrábění na CNC strojích rozhodne technolog postupář, po posouzení tvaru, přesnosti a požadavků na doplňkové konvenční obrábění. Zvolí také obráběcí stroj na kterém bude součást vyrobena. Hlavním ukazatelem na převedení obrobku do součástkové základny je ekonomická výhodnost výroby Vypracování technologického postupu Technolog postupář vypracuje návrh technologického postupu, který obsahuje základní přípravné operace, hlavní operace prováděné na CNC stroji a dokončovací práce. Ve spoluprácí se programátorem musí stanovit základní technologické plochy pro upnutí obrobku a navrhnout speciální řezné nástroje (pokud je to nutné). Po vypracování technologického postupu pro potřeby programátora a seřizovače jej doplní schematickou sestavou (náčrt součásti) upnutí obrobku. Konstrukci speciálních upínačů a nástrojů navrhuje technická příprava výroby. 42

44 8.2.3 Vypracovaní řídícího programu Práce programátora při ručním sestavování programu pro CNC stroj se skládá obecně z následujících činností: a) určení způsobu upnutí tj. zajistí požadavek pevného a bezpečného držení obrobku při maximální síle vyskytující se v průběhu obrábění a minimální deformaci obrobku. Upnutí nesmí bránit přístupu nástrojů k obráběným plochám. Rovněž nemá bránit přístupu pomocným úkolům, jako je měření, chlazení nástrojů, odstraňování třísek atd. b) vypracování pracovního postupu pro obrábění na CNC stroji c) Provedení náčrtu součásti - pro účely programování. Výchozím podkladem je výrobní výkres součásti. Náčrt součásti je situován takovým způsobem, jakým je provedeno upnutí součásti na stroji. Dále vyznačí dorazové plochy, souřadnice výchozího bodu, konečného bodu i všech ostatních bodů. d) Sestavení nástrojového listu. Jsou v něm uvedeny tyto údaje druh nástroje osazení nástrojů v zásobnících systémů automatické výměny nástrojů nebo ruční výměny specifické nástroje a druh držáku korekce nástroje určení řezných podmínek schematický náčrt speciálních nástrojů e) sestavení souřadnicového listu slouží k snazší orientaci a kontrole při sestavování bloků programu. f) Zápis do programového listu tj. převedení všech údajů do číselné formy definování každého úseku obrábění samostatným blokem. Je nutné určit velikosti drah nástrojů, souřadnice konečných bodů, místo výměny nástrojů a veškeré technologické informace. g) Ověření řídícího programu Zhotovený program se ověřuje na stroji za přítomnosti programátora a obsluhy stroje. Spolu s programem se ověřuje vhodnost nástrojů, řezné podmínky a upnutí obrobku. Po ověření a opravách programátor zhotoví konečné provedení originálu řídícího programu, dokumentace a zajistí archivaci. 43

45 8.3 Podklady pro zpracování programové dokumentace Výkres součásti Detailní výkres součásti musí obsahovat potřebné údaje o součásti. Geometrický tvar obrobku je definován rozměrovými hodnotami a rozměrovými tolerancemi. Údaje o stroji Velikost pracovního prostoru omezuje velikost obrobku, který může být obroben. Výkon hlavního pohonu určuje výkon obrábění, to znamená, že velikostí tohoto výkonu jsou omezeny maximální posuvy a hloubky řezu při zvolené řezné rychlosti během obrábění. Přesnost obrábění závisí na konstrukci stroje, počtu provozních hodin a způsobu prováděných prací (hlazení, hrubování), má vliv na kvalitu dosažitelnou na obrobku, jakož i na rozměrové tolerance a úchylky tvaru a polohy Údaje o polotovaru Materiál, tvar, velikost a kvalita povrchu polotovaru mají vliv na upínání obrobku a volbu řezných podmínek. Upínací prostředky Při zpracování výrobního postupu musí být známy upínací prostředky, které jsou k dispozici, aby se zaručilo co nejbezpečnější a nejpřesnější upnutí obrobku. Údaje o nástrojích Na základě tvaru obrobku, materiálu obrobku a požadované kvalitě povrchu je třeba volit nástroje patřičných tvarů a geometrii a zvolit vhodný způsob upnutí nástrojů. Řezné podmínky Optimální řezné podmínky jsou uvedeny v tabulkách výrobců nástrojů. Je třeba vzít v úvahu charakteristické parametry CNC stroje.(např. přesnost vedení, výkon ) 9. STAVBA PROGRAMU, PROGRAMOVÁNÍ Jednotný způsob uspořádání řídících programů pro CNC stroje se nazývá struktura programu a určuje jí mezinárodní norma ISO 1058 Výhody dodržování programové struktury: umožňuje ŘS najít formální chybu snadnější orientaci v programu lepší nalezení případných chyb usnadňuje lepší provedení změn 44

46 9.1 Základní rozdělení programování Podle způsobu programování: ruční programování všechny pokyny týkající se NC programu jsou vypisovány ručně na PC klávesnici. Program může být vytvářen na externím pracovišti nebo přímo na stroji. strojní programování při strojním programování je základem 3D výkres, který obsahuje všechny potřebné informace týkající se tvaru a rozměru obrobku. Jednotlivým částem obrobku stanovíme způsob obrábění, přiřadíme patřičný nástroj a řezné podmínky. Dráhy pohybu nástroje jsou vygenerovány automaticky Podle způsobu vyjádření souřadnic absolutní programování všechny programované dráhy pohybu nástroje se vztahují k jednomu počátečnímu bodu NBO. V programu udáváme souřadnice, na které se má nástroj přepolohovat (přesunout). přírůstkové programování - programuje se směr a hodnota pohybu nástroje. Pozice (bod) ve které nástroj skončí svou dráhu pohybu se stává bodem počátečním. 45

47 9.2 Definice NC programu Řídící program (Řp) je soubor číselně vyjádřených informací, které podrobně popisují činnost stroje a jsou srozumitelné pro daný Ř.S. Prostředky pro programování zachovávají jednoduchou skladbu slov a používají omezeného souboru znaků. Program se zhotovuje v tzv. strojovém kódu. 9.3 Programové informace Řídící program obsahuje: geometrické informace (přípravné funkce) - jsou tvořeny přípravnými G funkcemi a zabývají se tvarem obrobku a pohyby nástrojů v pracovním prostoru stroje. technologické informace zabývají se technologickými podmínkami při obrábění pomocné technologické informace (pomocné funkce) jsou zadávány pomocnými funkcemi M (zapnutí a vypnutí otáček, zapnutí vypnutí chlazení, konec programu atd.) 9.4 Struktura programu Program se skládá z vět (bloků), věty jsou sestaveny ze slov. Slovo popisuje jeden příkaz. Obsahuje číselný kód, kterému předchází adresový znak. Ten určuje příslušnost ke skupině příkazů. 9.5 Struktura věty (bloku) Slovo Věta (blok): N0010 G00 G OO X Z S1200 M03 adresová část slova významová část slova 46

48 9.6 Formát věty (bloku): formát s konstantní délkou bloku každé slovo má přesně stanovenou polohu. formát s proměnnou délkou bloku dovoluje vynechat slova, která se v dalším bloku nevyskytují, nebo mají stejnou polohu. 9.7 Druhy slov rozměrová slova mají různou délku podle toho, jakou hodnotu jejich významová část vyjadřuje (X, Y, Z,I, J, K, A, B, C,..) bezrozměrová slova - vyjadřují programové funkce (G, M, T, F, FF,. ) 9.8 Stavba programu začátek programu je odvozen od výrobce řídicího systému hlavní věta je věta, která obsahuje potřebné informace pro běh programu vedlejší věta obsahuje informace, které se změnili oproti předchozí větě podprogramy, pevné cykly konec programu (M30) 9.9 Podprogramy Podprogramy jsou důležitou součástí programu. Podprogram je: je uzavřená část programu, která se z hlavního programu může několikrát vyvolat (opakovat) vypracuje ho programátor u některých řídicích systémů musí být umístněn za hlavním programem (za M30) vyvolání podprogramu je závislý na výrobcích Ř.S. při vyvolání podprogramu zadáváme počet opakování podprogram je ukončen funkcí M17 47

49 9.10 Pevné cykly Pevné cykly jsou vlastně podprogramy, jejichž využití je závislé na výrobcích daných Ř.S. Pevné cykly slouží k zjednodušení a zkrácení NC programu. Různé druhy Ř.S. obsahují různé druhy pevných cyklů (při frézování např. drážkování, vrtání, řezání závitů atd.). 10. KOREKCE NÁSTROJŮ - FRÉZKA Všechny nástroje používané při obrábění nemají stejné rozměry (tudíž břity se nachází v různých polohách) což znamená, že při programování dráhy nástroje by bylo nutné počítat se skutečnými rozměry nástrojů. Při výměně nástroje by bylo nutné přepracovat celý program, protože různé nástroje by při stejné větě programu konaly různé dráhy pohybu vůči obrobku. Funkce korekce nástroje umožňuje vytvořit všeobecný program, který je použitelný pro různé druhy nástrojů, neboť hodnoty potřebné k bezchybnému průběhu programu (a obrábění) si Ř.S. CNC obráběcího stroje dopočítává sám na základě zadaných hodnot nástrojů (z tabulky nástrojů). Hodnoty korekcí jsou uloženy v paměti korekcí a vyvolávají se adresou D nebo T. Rozeznáváme dva druhy korekcí Korekce délková Korekce průměrové (poloměrové) 10.1 Korekce délková Délková korekce je vzdálenost špičky nástroje od nulovému bodu nosiče nástroje F. Řídící systém koriguje dráhu pohybu nástroje o korekční hodnotu pro délku nástroje v ose vřetena. Délková korekce je účinná, jakmile je nástroj vyvolán a pojíždí se v ose vřetena. Délková korekce se ruší, jakmile se vyvolá nástroj s jinou délkovou korekcí. 48

50 10.2 Korekce průměrová Pro aktivizaci poloměrové (průměrové) korekce se používají přípravné funkce G41 nebo G42. Platnost funkcí se ukončí pomocí přípravné funkce G40. Použitím funkcí G41 a G42 daný ŘS koriguje pohyb dráhy nástroje po tkzv. ekvidistantě (ekvidistantou nazýváme takovou dráhu pohybu nástroje, jejichž body mají od daného objektu konstantní vzdálenost - poloměr nástroje) na rozměry programovaného obrysu obrobku. Poloměry (průměry) nástroje jsou uvedeny v tabulce nástrojů. 49

51 Určení poloměrové korekce je-li nástroj vlevo nebo vpravo se provádí z pohledu ve směru posuvu nástroje G41 KOREKCE POLOMĚRU NÁSTROJE VLEVO OD OBRYSU OBROBKU G42 KOREKCE POLOMĚRU NÁSTROJE VPRAVO OD OBRYSU OBROBKU 10.3 Způsoby zjišťování nástrojových korekcí Hodnoty korekce se zjišťují: Na stroji Pomocí elektrokontaktní sondy sonda je propojena s řídicím systémem stroje. Po spuštění běhu programu se nástroj dotýká ploch sondy a naměřené hodnoty se ukládají automaticky do tabulky nástrojů. 50

52 Pomocí mechanické dotykové sondy v režimu ručního řízení stroje najíždíme nástrojem na měřící části sondy a naměřené hodnoty ručně vkládáme do tabulky nástrojů Pomocí zkušebního kusu - ručním změřením a zadáním hodnot do tabulky nástrojů. Po provedení zkušební třísky se korekce upraví. Tento způsob je časově náročný a způsobuje značné prostoje Mimo stroj Pomocí seřizovacího přístroje. Nástroje se upnou do stejného držáku, který je k dispozici také na obráběcím stroji. Pomocí optiky se přesně seřídí špička nástroje a odměřovací zařízení indikuje korekční hodnoty. Tyto hodnoty obsluha stroje zapíše do paměti korekcí. Seřizovací přístroj 51

53 11. FRÉZKA FCM 22 CNC 11.1 Popis stroje Frézka řady FCM 22 CNC je určena k výrobě tvarově složitých součástí menších rozměrů. Typické použití frézek je při výrobě modelů a vstřikovacích forem. Frézky vybavené rychloběžným vřeteníkem jsou rovněž používány pro opracování dřeva či plastových hmot. Stroje jsou vhodné i pro výuku na školách Základní technické údaje frézky FCM 22 CNC Pracovní posuvy Osa X pracovní stůl Osa Y křížový stůl Osa Z vřeteník Rychlost pracovního posuvu v osách X, Y, Z Rychloposuv v osách X, Y, Z Vzdálenost čela vřetene od upínací plochy stolu Vzdálenost osy vřetena od stojanu Typ odměřování na stroji 450 mm 250 mm 320 mm mm/min 3700 mm/min mm 275,5 mm nepřímé Pracovní stůl Upínací plocha Počet T drážek x velikost Vzdálenost mezi drážkami Vzdálenost stolu od podlahy Maximální zatížení stolu Vřeteno Kuželová dutina Otáčky vřetena Výkon hlavního pohonu Elektromotory 230 x700 mm 1 x 14H7, 2 x 14H8 70 mm 1095 mm 70 kg 30 ISO ot/min 2,2 kw Pohon vřetena - výkon 2,2 kw - jmenovité otáčky 5000 ot/min Chladící čerpadlo typ 3 COA2-14: - výkon 90W - množství 25,2 l Mazací agregát MACM 50 - výkon 120 W - otáčky 1300 ot/min Jmenovitý moment servomotorů X, Y, Z 4Nm Jmenovité otáčky servomotorů max.2000 ot/min 52

54 Elektrické zařízení Napětí sítě 3PE 50Hz 400 V Výkon 4,1 kw Doplňkové údaje Objem nádrže na chladicí kapalinu Objem nádrže centrálního mazání Půdorys stroje Maximální pracovní výška stroje Hmotnost stroje 30 l 4,75 l 1780 x 1320mm 2050 mm 980 kg Frézka FCM 22 CNC 53

55 11.3 Umístnění a popis řídicího systému Tento stroj je osazen řídicím systémem MIKROPROG F umístněným na otočné konzole. Je tvořený počítačem PC s displejem. Funkce PLC části zajišťuje samostatný procesorový modul. Na čelním panelu systému jsou soustředěny ovládací prvky. Zápis programů do řídicího systému je prováděn v ISO kódu, data jsou uložena ve formátu ASCII. Tím je zaručena vysoká kompatibilita s NC programy generovanými vyššími programovacími jazyky Pracovní režimy CNC strojů Frézka FCM 22 CNC může pracovat v těchto režimech: ruční řízení používá se pro seřízení stroje a nástrojů blok po bloku používá se při výrobě prvního kusu a odladění programu kontinuální - používá se pro sériovou výrobu úsek po úseku po startu se vykoná pouze jeden úsek. Na úseky se dělí složitější funkce tzv. programové cykly Ovládací prvky Pro ovládání stroje s řídicím systémem MIKROPROG slouží jednak počítačová klávesnice a jednak klávesnice speciální zabudovaná do ovládacího panelu nebo v jiných případech umístěná na ručním ovladači připevněná pohyblivým kabelem. Mezi oběma klávesnicemi je rozdělení funkcí provedeno z bezpečnostních důvodů tak, že z klávesnice počítače nelze spustit žádný pohyb stroje STOP 0 I REZ 54

56 Ovládací tlačítka SA 2 centrál stop SA 3 start silové části SA4 Kontrolky HL1 HL2 HL3 stop silové části silová část zapnuta start cyklu stop cyklu Směrová tlačítka Pro ruční ovládání pohybů jsou určena tlačítka označena šipkami rozmístněnými do kříže. Šipkami určujeme vždy relativní směr pohybu nástroje bez ohledu, zda se pohybuje nástroj či obrobek. Při součastném stisknutí směrové šipky a tlačítka ve středu kříže se osa pohybuje rychloposuvem. Ruční kolečko Ruční kolečko (pokud je instalováno) slouží pro velmi jemné ruční řízení pohybů. Vřeteno (spuštění otáček) Ruční spuštění vřetene (otáček) je možné tlačítky se symbolem naznačujícím směr otáčení. Pokud je tlačítko stisknuto otáčky stoupají až do otáček maximálních. Snížením otáček se dosáhne stisknutím tlačítka pro opačný směr otáčení vřetene. Stop (vypnutí otáček) Okamžité vypnutí otáček s využitím brzdy se provede stisknutím tlačítka stop. Chlazení Tlačítko se symbolem kohoutku slouží k ručnímu spuštění přívodu řezné kapaliny. Zastavení přítoku řezné kapaliny se dosáhne opětovným stisknutím stejného tlačítka. Rezerva Tlačítko REZ je běžně neobsazené a slouží jako rezerva pro ovládání přídavných zařízení montovaných na přání zákazníka 55

57 11.6 OBP při obsluze FCM 22 CNC Na stroji může pracovat pouze odborná obsluha s odpovídajícím vzděláním, která byla seznámena s bezpečnostními předpisy při práci na kovoobráběcích strojích podle ČSN a bezpečnostními předpisy při práci na frézkách dle normy EN ČSN Před začátkem práce na stroji je důležité prověřit funkčnost nouzového vypínače (centrál stop) i správnou činnost spínače ochranných dveří. POZOR: Je přísně zakázané přemosťovat anebo jinak vyřazovat s činnosti zabezpečovací zařízení jako např. koncové spínače bezpečnostních dveří. Je tu NEBEZPEČÍ OHROŽENÍ ŽIVOTA! Pokud se vyskytne závada na některém ze zabezpečovacích, ochranných anebo blokačních zařízení, je potřebné stroj okamžitě zastavit, odpojit od sítě a zavolat odborný servis! Otvírání zadních dveří elektroskříně stroje je dovolené pouze osobě patřičně proškolené a může je otevřít pouze při vypnutém hlavním vypínači, anebo pokud je stroj odpojený od elektrické sítě. POZOR: Nikdy neotvírejte elektroskříň stroje při zapnutém a běžícím stroji, HROZÍ OHROŽENÍ ŽIVOTA ELEKTRICKÝM PROUDEM! Používejte pouze schválené značkové upínací prvky a prostředky a dbejte na jejich správné dosednutí a upevnění. Bezpečnostní dvéře působí součastně jako bezpečnostní kryt proti odletujícím třískám i jako ochranný kryt vřetene. POZOR: Nesahejte nikdy rukou při běžícím stroji z boku za uzavřené ochranné dveře do pracovního prostoru stroje! Aby byl zaručen nezávadný a bezporuchový provoz stroje, je potřebné v pravidelných intervalech jeho čištění a vizuální kontrola. Za účelem vykonávání údržbářských prací je možné demontovat na bocích kabinky stroje kryt z bezpečnostního skla. POZOR: Snímání bočního krytu při běžícím stroji je přísně zakázané! Otevření je dovolené pouze při zatlačeném tlačítku nouzového zastavení (centrál stop) anebo při vypnutém stroji. 56

58 Zásadně platí, že při částečné, anebo úplné demontáži krytů bezpečnostního krytování anebo jiných bezpečnostních zařízení se nesmí stroj uvádět do provozu! Frézka FCM 22 CNC umožňuje rychlou změnu otáček vřetena. Je bezpodmínečně nutné dbát na to, aby byl nástroj spolehlivě upnutý podle předpisů a maximálně přípustné otáčky pro upínací prvky a nástroje nebyli v žádném případě překročeny 1. Upínání materiálů a obrobků. Neupínejte mastné nebo tukem znečištěné dílce Všechny dílce upínejte odborně do příslušných upínacích prostředků Dbejte zvýšené opatrnosti při upínání tvarově složitých součástí Nikdy neupínejte dílce, které jsou pro frézku příliš těžké Nikdy neupínejte dílce, které jsou pro frézku příliš velké Nepoužívejte poškozené upínací příslušenství 2. Udržujte všechny obslužné prvky nezaolejované a nezamaštěné. To zaručí jejich optimální držení. 3. Nástroje a nástrojové držáky. Používejte pouze nástroje, vhodné do vašich nástrojových držáků Dbejte na stabilní a správné dosednutí nástrojů a nástrojových držáků Používejte pouze nástroje odpovídající dané práci Nepoužívejte nevhodnou velikost nástroje. 4. Dbejte na to, aby se před spuštěním otáček vřetene v jeho těsné blízkosti nenacházely volné předměty 5. Nebrzděte nikdy vřeteno rukou 6. Bezpečnostní dveře otvírejte, až po úplném zastavení vřetene 7. Třísky odstraňujte vždy pouze při stojícím vřetenu 8. Nepoužívejte nikdy zbytečně a nadměrně vysoké posuvové rychlosti a zabraňte přetížení stroje nadměrným úběrem třísky. 9. Při používání upínacích zařízení anebo příslušenství, které nejsou dodávány od výrobce se musí softwarové a bezpečnostní koncové spínače znovu nastavit. ZAPÍNEJTE STROJ POUZE POKUD VITE JAK JEJ PŘESNĚ VYPNOUT! 57

59 Povinnosti obsluhy stroje Překontrolovat stroj, očistit nekryté funkční plochy, překontrolovat ochranné, spouštěcí a vypínací zařízení Podle pokynů vykonávat pravidelné mazání vodících ploch pomocí mazacího agregátu v programu mazání, doplnění oleje mazacího agregátu a mazacího tuku v ložiscích. Samostatné mazání kluzných ploch a kuličkových šroubů je zabezpečené v programu řídicího systému. Vykonat správnou volbu nástrojů a zkontrolovat jejich bezpečné upnutí Při výměně nástrojů, kontrole jakosti povrchu, při upínání, snímání obrobků anebo při měření se musí zastavit vřeteno a nástrojem odjet do bezpečné vzdálenosti Po skončení pracovní směny je obsluha povinná vypnout stroj hlavním vypínačem a uvést pracoviště do pořádku. 1x za 6 měsíců je potřebné překontrolovat izolační stav elektroinstalace Po dobu práce je důležité odstraňovat nečistoty z harmonikového krytu, aby nedošlo k jeho fyzickému opotřebení. 12. ŘÍDICÍ SYSTÉM MIKROPROG F 12.1 Souřadný systém frézky FCM 22CNC Souřadný systém X, Y, Z je definován v souladu s normami ISO jako pravoúhlý, pravotočivý. Osa Z je vždy rovnoběžná s osu vřetene, osa X vždy leží v rovině upínacího stolu. Počátek souřadného systému tzv. nulový bod stroje je dán polohou referenčních spínačů umístěných na všech osách. Souřadný systém má trvalou platnost i po vypnutí řídicího systému. V případě havárie například výpadkem elektrického proudu se souřadný systém obnoví pomocí funkce G98. 58

60 Souřadný systém frézky Pozor Po vypnutí napájení motorů dojde vždy ke ztrátě vazby krokových motorů, která se obnoví po opětovném zapnutí napájení. Toto obnovení může vnést do souřadného systému chybu rovnající se třem inkrementům pohybu. Proto nedoporučujeme během přesných prací vypínat v přestávkách napájení motorů. Nulový bod umístěný v krajních polohách pojezdu stroje většinou nevyhovuje pro praktické užití. Zde je třeba použít nový souřadný systém s počátkem v některém důležitém bodu obrobku nebo upínače. Často se jako počátek pracovního souřadného systému volí roh polotovaru nebo osa otvoru. Pro přechod do nového souřadného systému (a pro návrat do systému původního) jsou určeny funkce G51 a G50. Trvalé předefinování souřadného systému je možné pomocí funkce G Režimy práce řídicího systému Pro komunikaci s uživatelem má řídicí systém vytvořeno několik specifických obrazů určených vždy pro určité režimy práce. Výjimkou je režim ručního řízení, který nemá specifický obraz. Přechod do jiného režimu se uskuteční stisknutím některého z tlačítek podle výběru nabízeného ve spodním řádku nastaveného obrazu (režimu). 59

61 Hlavni panel Obraz (režim) hlavní panel se objeví vždy po zapnutí řídicího systému (po tzv. studeném startu po zapnutí hlavního vypínače stroje je nutné určitou dobu vyčkat, neboť řídicí i operační systém stroje provádí nezbytné bootovací činnosti, které mohou trvat delší dobu). Po provedení několika testovacích kroků systému (v levé části obrazovky) řídicí systém nabídne volbu uživatele. V pravé tabulce je nutno vybrat uživatele, potvrdit Enter, pak řídicí systém dokončí inicializaci a pravé okno zmizí a zaktivují se dosud šedě vypsané významy tlačítek na spodní liště dle práv zvoleného uživatele Archiv V levém okně je seznam všech programů ve zvoleném adresáři se zvolenou příponou. V pravém okně je náhled začátku programu označeného kursorem. S programy je možno pracovat podle nabídky na spodní liště. 60

62 Editor Režim a obraz editor jsou určeny pro zápis a opravy NC programů. Zápis, zvláště delšího programu, je časově náročný a je proto vhodnější tuto činnost oddělit na samostatné programátorské pracoviště vybavené potřebnou výpočetní technikou a vhodným programovým vybavením. V tomto případě se režim editor využívá pouze k opravám a změnám programů přenesených z programátorského pracoviště CNC režim CNC režim slouží k přípravě hotového programu ke spuštění stroje. V obraze jsou vypsány všechny důležité informace o stavu stroje, průběhu programu, dosažených souřadnicích, případně chybová hlášení o závadách v automatickém běhu programu. 61

63 Tabulka nástrojů Tabulka nástrojů obsahuje údaje o nástrojích používaných v NC programech. Údaje z tabulky jsou systémem využívány při výměně nástroje a v některých dalších funkcích pro výpočet drah nástroje korigovaných o rozměry nástroje (nástrojové korekce) Simulace Režim simulace umožňuje odzkoušení zapsaného NC programu grafickou simulací pohybu nástroje bez spouštění stroje. Při této kontrole se zjistí jednak formální chyby, které nebylo možno zjistit již při zápisu programu, jednak další možné chyby, které sice běh programu umožňují, ale vedou ke kolizím a zmetkům. 62

64 Nastavení systému Nastavení systému je režim pro zadávání parametrů a nastavení pro jednotlivé režimy a obrazy řídicího systému stroje Nastavení uživatele Režim Nastavení uživatele slouží pro konfiguraci práv a možností jednotlivých uživatelů systému. Definuje jednak podmínky provozu a práv uživatele, dále povoluje užití jednotlivých součástí systému a nastavuje sdílení konstant a nastavení systému jednotlivými uživateli. 63

65 Servisní režim Servisní režim slouží pro servisní a kontrolní činnosti a umožňuje editovat a nastavovat jinak nepřístupné parametry systému. Umožňuje sledovat stavy jednotlivých skupin stroje jako je např. klávesnice, odměřovací systém, koncové spínače apod. Dále umožňuje sledovat stav všech vstupů a výstupů PLC části systému a nastavovat samostatně všechny výstupy PLC části Přípravné funkce Přípravné funkce G (geometric function), jsou instrukce ke zpracování geometrických informací. Řadí se do skupin, funkce z jedné skupiny lze použít ve větě pouze jednou. Funkce je využívána pro vnitřní potřebu ŘS, má význam kódové informace, sděluje za jakých podmínek se bude provádět relativní pohyb nástroje a obrobku. Seznam přípravných funkcí označení název možné adresy G0 Rychlé polohování X Y Z A G1 Lineární interpolace X Y Z A F G2 Kruhová interpolace ve směru X Y Z R I J K F hodinových ručiček G3 Kruhová interpolace proti X Y Z R I J K F směru hodinových ručiček G4 Prodleva E 64

66 G17 Volba roviny XY G18 Volba roviny XZ G19 Volba roviny YZ G23 Podmíněný skok L O G26 Skok do podprogramu L H G27 Programový skok L G28 Skok do jiného programu L@ G29 Volání programu s oscilací X Y Z A L H F G31 Najetí na sondu X Y Z A G36 Středění na válec D W G37 Středění na drážku U V W G38 Vyhledávání vnějšího rohu U V W G39 Vyhledávání vnitřního rohu U V W G40 Zrušení korekce G41 Korekce vlevo G42 Korekce vpravo G50 Zrušení lokálního souřadného systému G51 Nastavení lokálního souřadného systému G59 Natočení souřadného systému U G71 Cyklus pro síťové obrábění X Y U V W G73 Cyklus pro obdélníkové vybrání X Y Z W F G74 Cyklus pro frézování drážky X Y Z W F G75 Cyklus pro kruhové vybrání D Z W F G76 Cyklus pro obrábění na kružnici D H L B G77 Cyklus pro frézování vnitř.závitů D Z W H F G78 Cyklus pro frézování vnějších D Z W H F závitů G81 Vrtací cyklus Z F G83 Vrtací cyklus s výplachem Z W F G85 Vystružovací cyklus Z F 65

67 G90 Absolutní rozměry G91 Rozměry v přírůstcích G92 Stanovení polohy X Y Z A G98 Najetí do referenčního bodu G0 RYCHLÉ POLOHOVÁNÍ Adresy: X Y Z A Příklady zápisu: N24 G0 X51 Y5.67 Z N30 G0 X56 A5.2 N60 G0 Y0 Funkce G0 se používá pro rychlé přestavení nástroje mimo záběr. Funkce G0 vykonává současný pohyb v osách X Y Z tak, že výsledná dráha pohybu je přímková. Pohyb osy A je realizován otáčením přídavného stolu nebo děličky a programuje se ve stupních s desetinným dělením. Všechny pohyby se dějí maximální rychlostí stroje. Pohyb může být programován maximálně ve třech libovolných osách současně, jinak řídicí systém příkaz nevykoná a vypíše chybové hlášení. Způsob zápisu záleží na použitém způsobu zadávání dat: Při absolutním zadávání se zapisují souřadnice konečného bodu pohybu od zvoleného počátku souřadnic (změna počátku souřadnic je popsána ve funkcích G92 a G51). Zadává se tedy bod, do kterého má nástroj dojet. Při přírůstkovém zadávání se zapisuje vzdálenost, o kterou má nástroj v každé ose popojet. (Oba způsoby zadávání dat je možné použít u všech pohybových funkcí.) Při zkráceném zápisu funkce není nutné adresu, jejíž hodnota se oproti předešlému zápisu v některém předešlém řádku nemění, vypisovat. G1 LINEÁRNÍ INTERPOLACE Adresy: X Y Z A F Příklady zápisu: N10 G1 X6.33 Y7.40 Z F200 N56 G1 Y105 A30 Funkce G1 je základní pohybová funkce určená pro obrábění. Pohyb nástroje se vykonává opět po přímce jako u funkce G0, ale rychlost pohybu je volitelná a zadává se adresou F velikost posuvu. Pohyb se může uskutečnit současně ve třech libovolných osách. Opět platí, že adresy, ve kterých nedochází ke změně proti předchozímu zápisu, není nutno vypisovat. 66

68 G2 KRUHOVÁ INTERPOLACE VE SMĚRU HODINOVÝCH RUČIČEK G3 KRUHOVÁ INTERPOLACE PROTI SMĚRU HODINOVÝCH RUČIČEK Adresy: X Y Z R (I J K) F Příklady zápisů: N10 G3 X46.7 Y25.89 R31.5 F300 N50 G2 X15.7 Y56.9 I13.7 J2.6 F140 Funkce G2 a G3 vykonávají současný pohyb ve dvou osách tak, že výsledná dráha pohybu leží na kružnici. Nejčastěji se používá kruhová interpolace mezi osami X a Y, možná je i kombinace XZ, YZ. Obdobně jako u předchozích funkcí je možno programovat buď absolutně (v příslušných adresách se potom zapisují souřadnice koncového bodu kruhového oblouku), nebo přírůstkově (zapisuje se délka dráhy v jednotlivých osách). Pro úplný popis kruhové dráhy je možno použít dvou způsobů, které se střídavě používají u řídicích systémů: programovat lze adresu R (poloměr kruhového oblouku), nebo adresy interpolačních parametrů I J K (vždy pouze dvojice parametrů odpovídající rovině kruhového oblouku), které udávají polohu středu kruhového oblouku. Při absolutním programování jsou adresy I J K souřadnice středu vzhledem k počátku souřadnic, při přírůstkovém programování jsou vztaženy k počátečnímu bodu kruhového oblouku. Řídicí systém frézky z důvodů kompatibility umožňuje oba způsoby zápisu kruhové interpolace, není však možná jejich kombinace. Pokud je tedy v bloku zapsána adresa R je zápis adres I, J nebo K považován za syntaktickou chybu a obráceně např. po zapsání adresy I není možno již zapsat adresu R. Maximální středový úhel kruhového oblouku programovaného v jednom bloku pomocí poloměru R je 180 o, při programování pomocí adres I, J, K lze zapsat celý kruh. Rychlost posuvu zadaná adresou F odpovídá rychlosti měřené tečně ke kruhovému oblouku. Pokud je ve funkci G2 nebo G3 programován pohyb ve všech třech přímkových osách současně, jedná se o šroubovou interpolaci. V tomto případě je třeba určit rovinu, ve které bude ležet programovaná kružnice, třetí osa se bude pohybovat lineárně. K určení roviny kruhového pohybu slouží funkce G17, G18 a G19. Po zapnutí systému je automaticky nastavena funkce G17 určující rovinu X, Y a není ji tedy třeba zapisovat. 67

69 G17 VOLBA ROVINY XY G18 VOLBA ROVINY XZ G19 VOLBA ROVINY YZ Adresy: bez adres Příklad zápisu: N74 G18 Funkce G17 až G19 se používají v programu pro určení roviny pohybu nástroje. Po zapnutí má řídicí systém automaticky nastavenu funkci G17 interpolační rovinu XY. Zadání funkce G17 až G19 má trvalou platnost do změny roviny nebo do ukončení programu. Volbu roviny je nutno provést tehdy, není-li rovina určena jednoznačně jiným způsobem: 1) V případě tzv. šroubové interpolace (G02 a G03) musí být předem zadána rovina, ve které se uskutečňuje pohyb po kružnici. Pohyb ve třetí ose je potom lineárně závislý na pohybu po kruhovém oblouku. 2) V případě kruhové interpolace (G02 a G03) po kruhovém oblouku o středovém úhlu 180 o musí být předem zadána rovina, ve které se daný pohyb uskuteční. G40 ZRUŠENÍ KOREKCE Adresy: bez adres Příklad zápisu: N78 G40 Funkcí G40 se ruší dosud nastavené korekce (G41 nebo G42). Funkci je vhodné aplikovat vždy při dokončení kontury s požadovanou korekcí na průměr nástroje před odjetím do výchozího bodu. Při spuštění programu je funkce G40 vždy nastavena automaticky a je vypsána v oknu Programované funkce. G41 KOREKCE VLEVO G42 KOREKCE VPRAVO Adresy: bez adres Příklady zápisu: N25 G41 N66 G0 X10 Y12 Z106 G42 Funkce G41 a G42 umožňují programovat požadovaný tvar obrobku bez ohledu na použitý průměr nástroje. Funkce zabezpečí přesunutí skutečné dráhy nástroje na ekvidistantu k dráze programované. Velikost posunutí se rovná poloměru právě 68

70 používaného nástroje (průměr nástroje je zapsán v tabulce nástrojů k). Pokud ještě nebyl nástroj v programu zadán, vyhlásí řídicí systém chybu. Funkce G41 se používá, pokud se nástroj pohybuje vlevo od programované dráhy ve směru pohybu, funkce G42 se používá, pokud se nástroj pohybuje vpravo od programované dráhy ve směru pohybu. Obě funkce G41 a G42 korigují dráhu zapsanou funkcemi G0, G1, G2, G3, pro jiné funkce jejich použití nemá smysl a může způsobit chybu v polohování nástroje. Zápis každé korekční funkce má v programu trvalou platnost až do zrušení funkcí G40 nebo do konce programu. Programovaná dráha pohybu se skládá vždy z přímek a kruhových oblouků. Tomu odpovídá rovněž tvar ekvidistanty získaný korekční funkcí. V bodech, kde na sebe jednotlivé části programované dráhy navazují bez společné tečny, je dráha ekvidistanty doplněna automaticky kruhovým obloukem o poloměru použitého nástroje. Při programování vnitřního tvaru musí být samozřejmě nejmenší poloměr programované dráhy větší nebo roven poloměru použitého nástroje. Pokud tato podmínka nebude splněna, dojde k chybnému obrobení tvaru (vnitřní tvar bude podříznut). Pro bezchybnou činnost korekčních funkcí je třeba k obráběnému povrchu nástrojem přijet již se zařazenou korekcí z té strany obráběného obrysu, po kterém se má dále nástroj pohybovat. Nejvhodnější je nájezd kolmo k obráběné ploše Pomocné funkce Jsou specifické pro každý stroj a řídicí systém. Používají se pro vyvolání určité činnosti stroje, (výměna nástroje, spuštění otáček, konec programu atd.) Seznam pomocných funkcí označení název možné adresy M0 Programový stop M1 Podmíněný stop O M3 Start vřetena doprava S M4 Start vřetena doleva S M5 Zastavení vřetena M6 Výměna nástroje T 69

71 M8 Spuštění chlazení M9 Vypnutí chlazení M17 Konec podprogramu nebo cyklu M20 Výstupní signál Q M21 Konec výstupního signálu Q M25 Výstup souřadnic M26 Výstup parametru M27 Načtení parametru M29 Výstup M30 Konec informace M40 Zapnutí kontinuálního navazování bloků M41 Vypnutí kontinuálního navazování bloků M60 Funkce řízení periferií H navazování bloků M99 Konec informace a návrat M0 PROGRAMOVÝ STOP Adresy: bez adres Příklad zápisu: N57 M0 N 100 M0 ; ODSTRANIT TRISKY Funkce M0 přeruší běh programu na neomezenou dobu. Na obrazovce řídicího systému bude vypsáno hlášení Programový stop. Pokud za funkcí M0 v programu následuje oddělovač (dle nastavení obvykle středník), bude text za oddělovačem připsán za hlášení. Dalšího pokračování programu se dosáhne opětovným stisknutím tlačítka START. Funkce M0 se používá v těch případech, kdy má být proveden na stanoveném místě programu ruční zásah, např. vymetení třísek, kontrola, přepnutí obrobku apod. 70

72 M3 START VŘETENA DOPRAVA M4 START VŘETENA DOLEVA Adresy: S Příklad zápisu: N4 M3 S2750 Funkce M3 (M4) spouští otáčení vřetena otáčkami zapsanými v adrese S. V případě, že se již vřeteno otáčí, nastavuje funkce otáčky nově zadané. Funkce má trvalou platnost buď do zastavení vřetena funkcí M5 nebo do ukončení programu, popřípadě do ručního zásahu v režimu ruční řízení. Při použití zkráceného zápisu se funkce M3 nebo M4 zapíše pouze na začátku programu, aby byl určen smysl otáčení vřetene a při změně otáček se do libovolného bloku zapíše pouze adresa S s novou hodnotou. Roztočení vřetena a ustálení na zadaných otáčkách trvá určitou dobu závislou na velikosti otáček. Proto je před přechodem na další funkci automaticky zařazena prodleva. M5 ZASTAVENÍ VŘETENA Adresy: bez adres Příklad zápisu: N300 M5 Funkce M5 zastaví otáčení vřetena. Běh programu pokračuje po dosažení nulových otáček. Funkce se používá, pokud má být v části programu vřeteno v klidu např. pro měření sondou. Použití na konci programu je zbytečné, protože zastavení vřetena je zde automatické. Obdobný význam jako funkce M5 má zápis S0 tedy nastavení nulových otáček. M6 VÝMĚNA NÁSTROJE Adresy: T Příklad zápisu: N7 M6 T5 Funkce M6 zastaví běh programu na neomezenou dobu, zastaví otáčení vřetena, vypíše hlášení VYMĚNA NÁSTROJE a umožní tak ruční nebo automatickou výměnu nástroje. Po opětovném spuštění běhu tlačítkem START (nebo po ukončení cyklu automatické výměny) se vřeteno roztočí na původní otáčky a v ose Z se provede posunutí odpovídající rozdílu mezi délkovou korekcí dosud nastavenou a délkovou korekcí nového nástroje. Potom řídicí systém přejde na další blok programu. Délková korekce zajistí při výměně nástroje takové posunutí vřeteníku, aby se špička nového nástroje dostala do stejné polohy (v ose Z) jako byla špička nástroje předchozího. Délková korekce tedy umožňuje tvořit a zapisovat program bez znalosti skutečného 71

73 vysunutí nástroje, který bude použit. Hodnotu Z je možno zapsat do tabulky až těsně před spuštěním programu kdy je znám nástroj, který bude při obrábění použit.(pokud je ve funkci M6 zapsáno stejné číslo nástroje jako nástroj dosud používaný, nemá takový zápis logický význam a řídicí systém ho ignoruje. M8 SPUŠTĚNÍ CHLAZANÍ M9 VYPNUTÍ CHLAZENÍ Adresy: bez adres Příklad zápisu: N12 M8 Funkce M8 spíná pomocí relé napájení chladícího agregátu. Pokud není chladící zařízení instalováno, nemá funkce žádný význam. Chlazení je zapnuto do vypnutí funkcí M9 nebo do konce běhu programu. M30 KONEC INFORMACE Adresy: bez adres Příklad zápisu: N530 M30 Funkce M30 ukončuje hlavní program a vrací řídicí systém na začátek programu. Za funkcí M30 mohou být zapsány podprogramy. 72

74 12.5 Zadávané adresy a jejich rozsah Význam adres a jejich přípustný rozsah adresa význam rozsah A Potočení rotační osy ± 360⁰ D Průměr díry, čepu, kružnice 0, E Čas 0-30 F Rychlost posuvu 0, G Přípravná funkce Viz.tabulka H Počet opakování, počet děr, INT pomocný par. I Interpolační parametr v ose X ± 600 J Interpolační parametr v ose y ± 320 K Interpolační parametr v ose Z ±400 L Adresa bloku programu INT M Pomocná funkce Viz.tabulka N Číslo bloku INT O Číslo podmínky 1-18 INT P Číslo parametru 0-99 INT Q Číslo výstupní línky 0-8 INT R Poloměr kruhového oblouku 0, S Otáčky vřetene T Číslo nástroje 1-60 INT U Pomocný rozměr ve směru X ± 600 V Pomocný rozměr ve směru Y ± 320 W Pomocný rozměr ve směru Z ± 400 X Délka přestavení v ose X ± 600 Y Délka přestavení v ose Y ± 320 Z Délka přestavení v ose Z ±

75 12.6 Ukázka tvorby programu pomocí Ř.S. Mikroprog Definice pohybu: při programováních CNC strojů se v principu vychází z toho, že se nástroj relativně pohybuje vůči obrobku. Zadání: Podle přiložené výkresové dokumentace vypracuj NC program 74

76 NC program ; (SOUČÁST č.v. cv - 1) ; textová poznámka ; % CV 1 ; název programu n10 m6 T1 ; vyvolání nástroje N20 m3 S2500 ; zapnutí pravotočivých otáček N30 G0 X40 Y-30 Z5 ; přejezd nástroje rychloposuv N40 G1 Z-5 F250 ; pohyb nástroje po přímce prac. posuv N50 G42 ; navolení (zapnutí) korekce N60 G1 Y4.14 ; pohyb nástroje po přímce prac. posuv N70 G1 X50 ; pohyb nástroje po přímce prac. posuv N80 G3 X57.07 Y7.07 R10 ; pohyb nástroje po kružnici prac. pos. N90 G1 X92.03 Y42.93 ; pohyb nástroje po přímce prac. posuv N100 G3 X92.07 Y57.07 R10 ; pohyb nástroje po kružnici prac. pos. N110 G1 X57.07 Y92.07 ; pohyb nástroje po přímce prac. pos. N120 G3 X42.93 Y92.07 R10 ; pohyb nástroje po kružnici prac. pos. N130 G1 X7.07 Y57.07 ; pohyb nástroje po přímce prac. pos. N140 G3 X7.07 Y42.93 R10 ; pohyb nástroje po kružníci prac. pos. N150 G1 X42.93 Y7.07 ; pohyb nástroje po přímce prac. pos. N160 G3 X57.07 Y7.07 R10 ; pohyb nástroje po kružnici prac. pos. N170 G1 Z5 ; pohyb nástroje po přímce prac. pos. N180 G40 ; zrušení korekce N190 G0 X50 Y150 Z60 ; přejezd nástroje rychloposuvem N200 M30 ; konec programu Výrobek v grafické simulaci 75

77 13. ŘÍDÍCÍ SYSTÉM itnc 530 HEIDENHAIN Řídicí systém itnc530 HEIDENHAIN představuje jeden s nejmodernějších a nejčastěji používaných řídicích systémů v oblasti CNC obráběcích strojů. Je určen pro CNC frézky, obráběcí centra a vodorovné vyvrtávačky s počtem os 3 až 12. itnc 530 je vhodný jak pro frézování plochých dílců (jednoduché tvary) tak i pro výrobu tvarově složitých forem s vysokými nároky na přesnost a kvalitu povrchu. itnc 530 je flexibilní můžeme programovat budˇ přímo na stroji, nebo pomocí programovací stanice a vypracovaný program posléze přehrát do řídicího systému stroje. Běžné frézovací operace naprogramujete pohodlně sami. itnc 530 Vás při tom optimálně podpoří v prostředí smart.nc nebo dialogem HEIDENHAIN v otevřeném textu stejně jako s grafickou nápovědou a celou řadou pevných cyklů obrábění. Řídící systém itnc 530 Programovací stanice itnc

78 13.2 Popis prvků Ř.S. Heidenhain Monitor Plochý barevný monitor zobrazuje přehledně všechny informace, které jsou potřebné k programování, obsluze a sledování stavu řídícího systému a stroje. Další informace poskytuje grafická podpora při zadávání programu, testu programu a při obrábění. 77

79 Pomocí rozdělení obrazu si můžeme nechat zobrazit na jedné polovině monitoru NC bloky, na druhé polovině grafiku nebo stavové záznamy. Blok a grafika Blok a stavový řádek 78

80 Při běhu programu máme na monitoru k dispozici vždy stavové záznamy, které nám poskytují informace o poloze nástrojů, o aktuálním programu, aktivních cyklech, přepočtu souřadnic apod. itnc 530 dále znázorňuje i aktuální čas obrábění. Ovládací panel Jako u všech TNC systémů HEIDENHAIN je ovládací panel přizpůsoben programování. Účelné uspořádání kláves nás bude podporovat při zadávání programu. Snadno srozumitelné symboly nebo jednoduché zkratky označují funkce jasně a zřetelně. Určité funkce itnc 530 zadáváme kontextovými klávesami (softklávesami). Pro zadávání komentářů nebo programů podle DIN/ISO je itnc 530 vybaven ASCII klávesnicí. Kromě toho nabízí kompletní sadu PC kláves touchpad k ovládání funkcí ve Windows. Ovládací panel itnc možnost volby jednotlivých souřadných os 2 numerická klávesnice 79

81 3 ENTER, nezadávat nabídnutou hodnotu, END konec zadání 4 Zadávání dráhy pohybu nástroje v programu 5 Správa programů, práce s programy 6 Strojní provozní režimy, smart.tnc 7 Zadávání doplňkových funkcí 8 Modré klávesy zadávání programu DIN/ISO 80

82 81

83 13.3 Ukázka tvorby programu Zadání: Podle přiložené výkresové dokumentace vypracuj NC program 82

84 NC PROGRAM 0 BEGIN PGM CV1 MM ;název programu CV1,délkové rozměry jsou v mm. Řádek je generován automaticky při založení nového programu 1 BLK FORM 0.1 Z X +0 Y +0 Z-30 ;definice polotovaru blok 0.1 definuje osu použitého nástroje, a minimální souřadnice X, Y, Z 2 BLKFORM 0.2 X+100 Y+100 Z+0 ;definice polotovaru blok 0.2 definuje maximální souřadnice X, Y, Z 3 STOP M0 ;programový stop 4 ; fréza d = 40, l = 60 ; textová poznámka 5 TOOL CAL 20 Z S1800 F250 ;vyvolání nástroje, navolení velikosti otáček a posuvu 6 L M13 ;zapnutí otáček a chlazení 7 L X+50 Y- 50 Z+5 R0 FMAX ;pohyb nástroje po přímce rychloposuvem 8 L Z-5 RO F AUTO ;pohyb nástroje po přímce prac. posuvem 9 APPR CT X+10 Y+0 Z-10 CCA180 R+20 RLF AUTO ;způsob a pozice najetí nástroje, zapnutí korekce 10 L X+0 Y+50 ;pohyb nástroje po přímce prac. posuvem 11 RND R 10 ;pohyb nástroje po kružnici 12 L X+50 Y+100 ;pohyb nástroje po přímce prac. posuvem 13 RND R 10 ;pohyb nástroje po 14 L X+100 Y+50 ;pohyb nástroje po přímce prac. posuvem 15 RND R 10 ;pohyb nástroje po kružnici 16 L X+50 Y + 0 ;pohyb nástroje po přímce prac. posuvem 17 RND R 10 ;pohyb nástroje po kružnici 18 L X40 Y10 ;pohyb nástroje po přímce prac. posuvem 19 DEP CT CCA30 R+1 ;způsob odjetí nástroje 20 L Z+2RO FMAX ;odjetí nástroje nad materiál 2mm, zrušení korekce 21 L X+50 Y+200 Z+150RO FMAX M30 ;odjetí nástroje, konec programu 22 END PGM CV1 MM ;konec programu je generován automaticky Výrobek v grafické simulaci 83