PROGRAMOVÁNÍ CNC SYSTÉMU EMCOTRONIC TM02 - SOUSTRUŽENÍ

Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava FS PROGRAMOVÁNÍ CNC SYSTÉMU EMCOTRONIC TM02 - SOUSTRUŽENÍ Jaromír Adamec Šárka Tichá Ostrava 2008

Předmluva V rámci studijního oboru Strojírenská technologie je zařazený předmět Programování na NC strojích.jeho cílem je seznámit studenty se základními otázkami NC techniky v podmínkách automatizované strojírenské výroby. Programování součástí hraje významnou roli v efektivnosti nasazení NC techniky ve výrobním závodě. Studenti se naučí programovat NC soustruh se souvislým řídicím systémem a také se seznámí se seřizováním nástrojů a obsluhou stroje. Je známo, že zvyšování produktivity, jakosti výrobků a snižování pracnosti ve výrobě je podmíněno změnami v technologii. Použití automatizačních prostředků umožňuje realizovat taková technologická řešení, která nebyla možná při ruční obsluze zařízení. Katedra obrábění a montáže zakoupila k výuce NC soustruh EMCOturn 120 s řídicím systémem EMCOTRONIC TM 02 a dalších pět CNC výukových systémů EMCOTRONIC TM 02 pracujících s PC. Tento učební text bude sloužit jako návod (manuál) pro programování CNC řídicího systému EMCOTRONIC TM 02 a číslicově řízeného soustruhu EMCOturn 120, navazuje na stávající studijní literaturu pro programování NC/CNC obráběcích strojů, která je často pro studenty nedostupná. Software EMCO WinNC je součástí EMCO výukového konceptu na bázi PC. Cílem tohoto konceptu je výuka, obsluha a programování řídicích systémů číslicově řízených obráběcích strojů. Tyto návody k programování obsahují všechny instrukce a povely potřebné k vytvoření řídicího programu a umožní studentům programovat uvedeny řídicí systém a obráběcí stroj. Katedra obrábění a montáže má dále k dispozici CNC řídicí systém SINUMERIK 810D/840D pro řízení frézky PC MILL 155 a řídicí systémy HEIDENHAIN TNC 355 pro vytváření programů a simulaci obrábění ve spojení s PC. Autoři děkuji oponentu panu Doc. Ing. Imrichu Lukovicsovi, CSc. za posouzení obsahové i formální stránky a za konkrétní připomínky, které výrazně přispěly k vyšší kvalitě tohoto učebního textu. Autoři * * * 2

1 Úvod Jednou z nejdůležitějších části technologické přípravy výroby, na které přímo závisí zejména časový a kvalitativní faktor výroby na CNC obráběcích strojích je rychlá příprava bezchybných NC řídicích programů. Programování součástí hraje tedy významnou roli v efektivnosti nasazení NC techniky ve výrobním závodě. Přestože je využíváno rozsáhlých možnosti výpočetní techniky a příslušných programů (CAD/CAM systémy), jsou stále mnohé součásti programovány ručně. Bez ohledu na to, zda je výpočetní technika pro programování součástí používaná nebo ne, je třeba pro získání základních znalostí z oblasti NC techniky, rovněž ovládat i programování součástí, tj. sestavení řídicího programu pro vyrobení dané součásti na NC/CNC obráběcím stroji. 1.1 Podstata číslicového řízení Při číslicově řízeném obrábění je program výroby součásti zadán stroji ve formě čísel. Aby stroj porozuměl tomuto druhu zadání jsou tyto číslice (informace) ve zvoleném kódu přeneseny na nositeli informací, což může být děrná páska, děrný štítek, magnetická páska, disketa apod. Další možnost je přenos řídicího programu z počítače přímo k řídicímu systému NC stroje tzv. DNC řízení. Zavedením NC řízení se dosáhlo vyšší využití obráběcího stroje a možné časté střídání tvarově i rozměrově rozdílných obrobků. Při opakované výrobě je možnost jednou vypracovaný program a uložený na některém nositeli informací kdykoliv využít. Je ovšem nutno dávat pozor na změny ve výkresové dokumentaci a ty promítat do NC programů. 1.2 Rozdělení programováni Způsoby programování NC strojů podle stupně automatizace zpracování vstupních informací můžeme rozdělit následovně: 1. Ruční programování 2. Přímé programování CNC systémů 3. Automatické (strojní) programování 4. CAD/CAM systémy 1.3 Souvislost pracnosti a stupně automatizace programování Je třeba se zmínit o vzájemném vztahu dvou významných vlastností programovacích jazyků pro NC stroje, o stupni automatizace, který bezprostředně ovlivňuje pracnost programování a o vlivu programátora na průběh tvorby řídicího programu ve fázi obecného zpracování v počítači. Příkladem obou krajních mezí je čistě ruční programování bez jakékoliv automatizace a koncepci CAD/CAM systémů, které dosáhly relativně nejvyššího stupně automatizace práce programátora. Specifickým rysem ručního programování je naprostá univerzálnost, umožňující realizovat libovolný pracovní postup navržený programátorem, přičemž programátor nese v celém rozsahu odpovědnost za správnost takto sestaveného řídicího programu. Je zřejmé, že tato volnost je podmíněna velkou pracností přípravy řídicího programu, značným rizikem chyb a požadavkem odbornosti programátora, zejména jeho znalosti technologie, funkcí NC stroje a jeho řídicího systému. Výhodou je plné přizpůsobení technologickým zvyklostem a tradicím podniku. Je třeba si ovšem uvědomit, že toto přizpůsobení je dvousečná zbraň, 3

která ve svém negativním působení může vést k zachování konzervativního přístupu při přenášení zvyklostí z konvenční výroby na novou NC techniku, se všemi důsledky z toho plynoucími. Druhým extrém je zakotven ve vysokém stupni automatizace reprezentovaném strojním programováním a zejména aplikací CAD/CAM systémů, který vede k minimálnímu rozsahu práce programátora při sestavení zdrojového programu, tj. údajů o součásti, polotovaru a dalších pro počítač. Maxima automatizace lze dosáhnout jedině tehdy, jestliže se přenechá téměř veškeré rozhodování o průběhu obrábění, tedy o tvorbě řídicího programu počítači, tj. logice zpracovatelského výpočetního programu. Tato skutečnost mimořádně urychluje přípravu vstupních dat. Programátor rozhoduje jen o rámcových zásadách průběhu pracovního procesu na NC stroji, např. o způsobu upnutí, způsobu obrábění (hrubování, dokončování), velikosti přídavků, apod. Všechno ostatní, tj. volba nástrojů, tvorba a řazení pracovních cyklů, volba a změny řezných podmínek, sestavení obecného řídicího programu, jeho převod do formátu bloku stroje, vytištění seřizovacích údajů, výpočet cyklového času a další, to vše provede výpočetní program automaticky. Takovýto vysoce automatizovaný postup tvorby řídicího programu pro NC stroj lze uskutečnit pouze za předpokladu, že se použije při jeho realizaci v obecné části výpočetního programu(procesoru) standardních technologických podprogramů, schopných řešit zcela obecně danou úlohu. Tyto podprogramy jsou řazeny za sebou v přirozeném sledu odpovídajícím postupu, který by uplatnil kvalifikovaný technolog. Je zřejmé, že např. technologicky orientovaný soustružnický procesor musí obsahovat všechny technologické moduly, které se mohou vyskytnout v profesi soustružení. Jde např. o podprogramy pro podélné a příčné, vnější a vnitřní hrubování, dokončování, vrtání slepých i průchozích děr, vyvrtávání, zapichování vnější, vnitřní a čelní, řezání závitů, atd. Úplný komplex technologických podprogramů je seřazen tak, že vytváří sled navazujících dílčích pracovních úseků schopných automaticky volit odpovídající typy nástrojů a vytvořit program i pro nejsložitější součást, která nese všechny konstrukční technologické prvky vnější i vnitřní včetně zápichů, závitů, vybrání, atd. Každá jednodušší součást je v tomto standardním postupu implicitně obsažena a záleží jen na rozhodovacích podmínkách technologické logiky, aby vypustily na základě vstupních údajů zdrojového programu, definujících tvar a rozměry konkrétní součásti, ony podprogramy, které v daném případě nejsou zapotřebí pro tvorbu řídicího programu. Prakticky všechny používané programovací jazyky mají vlastnosti, které jsou mezi těmito dvěma krajnostmi. V naprosté většině jde o symbolické programovací jazyky, které pracují se slovními popisy objektů, geometrie a technologie ve zdrojovém programu. Jejich pravidla umožňují mnohem úspornější zápis, než je tomu u ručního programování a zbavují programátora rutinní výpočtové práce při určování geometrických vztahů, u technologicky orientovaných jazyků také usnadňují volbu řezných podmínek s ohledem na typy nástrojů, řezný i obráběný materiál. Je přirozené, že symbolické programovací jazyky umožňují programátorovi svou univerzálností a použitými prostředky lépe a úsporněji realizovat jeho technologické představy a zkušenosti než je tomu u ručního programování a tím také zachovávat ony dílenské či podnikové tradice. Tato výhoda ovšem není zadarmo. Znamená především zvládnutí složitějších pravidel užívání symbolického jazyka, podstatně se prodlužuje čas potřebný pro sestavení zdrojového programu a značně vzrůstá nebezpečí formálních chyb, které vyžadují odladění zdrojového programu, aby mohl být zpracován na počítači. Položíme-li si otázku, jaké by měl mít vlastnosti programovací systém či jazyk, lze říci, že řada technologů-programátorů by mohla specifikovat své požadavky na základě zkušenosti z provozu následujícími body: 4

1. Jednoduchý a rychlý popis polotovaru, obráběné součásti, eventuálně i pracovního postupu ve zdrojovém programu. 2. Technologická orientace systému pro programování, tj. řešení nejen problematiky geometrie drah nástrojů, nýbrž i jejich pracovních podmínek. 3. Možnost uplatnění individuálních požadavků programátora oproti plně automatizovanému standardnímu technologickému postupu, vyjádřených prioritou zpracování podle principu, že počítač doplňuje ty části, které nebyly programátorem určeny a tím ponechány k rozhodnutí počítači. 4. Vysoký stupeň automatizace zpracování řídicího programu, jeho přenesení na některý nosič informací v požadovaném kódu, sestavení a vytištění údajů potřebných pro seřízení NC stroje, vytištění řídicího programu. 5. Účelná specializace procesoru s ohledem na očekávané funkční vlastnosti NC strojů daných typů a možnosti PC. 6. Modulární struktura procesoru a postprocesor umožňující rozdělit tyto zpracovatelské výpočetní programy do relativně samostatných částí. 7. Využití předností a výhod plynoucích ze zkušeností získaných z provozu užívaných systémů a jazyků pro programování NC obráběcích strojů. 1.4 Technologická příprava výroby Technologický postup výroby součástí, určených pro obrábění na číslicově řízených obráběcích 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 stanovená technologie je základním předpokladem hospodárného využívání drahých a výkonných obráběcích strojů. 1.5 Zařazení výrobku do součástkové základny Výběr součástí vhodných pro obrábění na CNC strojích rozhodne technologpostupář po posouzení tvaru, přesnosti a požadavků na doplňkové konvenční obrábění. Zvolí také vhodný obráběcí stroj. Hlavním ukazatelem na převedení obrobku do součástkové základny pro CNC stroje musí být ekonomická výhodnost. 1.6 Požadavky na polotovary pro NC soustruhy Kvalitativní požadavky NC soustruhů na výchozí materiál (polotovar) vycházejí z následujících pravidel: 1. Vylučuje se programování hrubovacích (bezpečnostních) úběrů navíc (tzv. na jistotu), jakožto neekonomický faktor chod naprázdno. 2. Vylučuje se ruční řízení NC stroje. 3. Nedodržení kvalitativních požadavků u polotovarů bude mít následek snížení přínosu automatizace a nebezpečí havárie NC stroje. Další všeobecná kritéria na polotovary lze shrnout do následujících bodů: 1. Všechny druhy rotačních polotovarů musí vyhovovat požadavkům na tvarovou a rozměrovou přesnost. Hodnoty přípustných odchylek tvarové a rozměrové přesnosti jsou odvozeny od technologických možností strojního parku. 2. Povrch polotovarů musí být zbaven hrubých nečistot, otřepů a okují. 5

3. Záměna jakosti materiálu polotovarů, jakož i nedodržení předepsaných hodnot jeho tepelného zpracování se nepřipouští. 4. Pokud není uvedeno jinak, stanovuje se velikost přídavků na opracované plochy dle stejných zásad, jako u konvenční výroby. Další konkrétní požadavky jsou specifikovány u jednotlivých druhů polotovarů. 1.6.1 Rozdělení polotovarů z technologického hlediska Toto rozdělení vychází z odlišného způsobu upínání na stroji a z toho plynoucích rozdílných požadavků na přípravu polotovarů pro NC soustruhy. Základní rozdělení je na: a) polotovary jsou součástí rotační přírubové, s poměrem L : D < cca 1,5 b) polotovary pro součástí rotační hřídelové, s poměrem L : D > cca 1,5 1.7 Vypracování technologického postupu Technolog-postupář vypracuje návrh technologického postupu, který obsahuje přípravné operace, hlavní operace prováděné na CNC stroji a dokončovací práce. Ve spolupráci s programátorem musí stanovit základní technologické plochy pro upnutí obrobku a navrhnout speciální nástroje. Po vypracování technologického postupu pro potřeby programátora a seřizovače jej doplní schématickou sestavou upnutí obrobku. Konstrukci speciálních upínačů a nástrojů navrhuje technická příprava výroby. 1.8 Vypracování řídicího programu Práce technologa-programátora při ručním sestavování řídicího programu pro CNC stroj se skládá z následujících činností: 1. Určit pracovní postup obrábění a z něho plynoucí počet a sled nástrojů a jejich umístění v revolverové nástrojové hlavě. 2. Určit nástroje a jejich seřizovací konstanty 3. Určit optimální řezné podmínky 4. Určit způsob upnutí obrobku. 5. Sestavit hrubovací cykly pro zvolené nástroje 6. Sestavit dokončovací cykly s ohledem na požadovanou drsnost a toleranci. Nezapomenout nechat přídavky na broušení apod. 7. Určit místa pro ruční nebo automatickou výměnu nástrojů (bod výměny nástroje). 8. Provést kontrolu možných kolizí nástrojů s obrobkem, upínačem nebo jinými částmi NC stroje při najíždění k obrobku, výměně nástroje nebo otáčení revolverové hlavy. Využít graficko-simulační možnosti programovacího systému už v průběhu přípravy NC programu. 9. Ověřit řídicí program na obráběcím stroji. Zhotovený program se ověřuje na stroji za přítomnosti programátora a obsluhy stroje. Spolu s programem se ověřuje vhodnost nástrojů, řezné podmínky a upnutí obrobku. 6

Po ověření a opravách programátor zhotoví konečné provedení originálu řídicího programu a zajistí archivaci. Při opakované výrobě je možnost jednou vypracovaný program a uložený na některém nositeli informací kdykoliv využít. Je ovšem nutno dávat pozor na změny ve výkresové dokumentaci a ty promítat do NC programu. Obsluha stroje má možnost technologické podmínky - otáčky a posuv bez zásahu do programu ovlivnit. K tomuto účelu jsou na stroji ovládací prvky, pomocí kterých lze procentuelně od základního nastavení v programu měnit velikost otáček a posuvů směrem k vyšším nebo nižším hodnotám (v určitém rozsahu). Toto jsou obecné zásady programování bez ohledu na to, o jaký druh CNC stroje jde. Vzhledem k rozmanitosti druhů CNC strojů má i jejich programování svou specifičnost. Na kvalitě programů závisí mimo jiné i kvalita obrobené součásti, výrobnost NC obráběcích strojů, a tím lze zajistit jejich plné časové využití a amortizaci vynaložených vysokých investičních nákladů na jejich pořízení. Technolog-programátor řeší problematiku jedné operace a obvykle vypracovává samostatný řídicí program pro každé upnutí. Technolog-postupář řeší problematiku výroby celé součásti. 1.9 Nástrojový a seřizovací list Nástrojový list (tab. 1.1) představuje vlastně zápis nástrojů potřebných pro daný program (nástroje dle ČSN, operační nástroje, kontrola, seřízení, rozměry, hodnoty korekcí, technologické podmínky, pořadí nástrojů aj.). Formulář je zhotoven dle zvyklosti podniku. U CNC systémů je součástí software. U moderních nástrojů vybavených výměnnými břitovými destičkami se proměření korekcí provede pouze při prvním upnutí. Při výměně (pootočení) destičky není nutno další proměření korekcí (tolerance VBD jsou v rozmezí 0,001 až 0,01 mm). Seřizovací list (tab. 1.2) určuje údaje potřebné pro vlastní program. Může být proveden různou formou např. včetně výrobního výkresu součásti a výchozího polotovaru, popř. jejího náčrtu se zakreslením souřadného systému, nulového bodu obrobku, způsobu upnutí součásti a použitého upínače, výchozího bodu nástroje i dalších bodů pro obsluhu CNC stroje atd. Seřizovací list u automatického programování je generován CAM systémem. 1.10 Simulace obrábění V současnosti máme k dispozici graficko-simulační NC programovací systémy umožňující už v průběhu přípravy NC programu odhalit zdroje možných kolizí v pracovním prostoru obráběcího stroje, a tak předejít škodám způsobených havárií nástroje nebo poškozením obrobku (viz kap. 3.3). Při simulaci obrábění klademe důraz na tyto aspekty: sledování kolizí v co nejpřesnějším modelu obráběcího stroje (z hlediska rozměrů a tvarů jednotlivých prvků vyskytujících se v pracovním prostoru stroje - upínače, nástroje, suporty, apod.); kontrolu geometrie hotového výrobku měřením počítačově obrobených ploch s možností kontroly rozměrů, tvarů a teoretické drsnosti. Za kolizi považujeme stav, při kterém může dojít k poškození nástroje, obrobku nebo některé části stroje nebo k nechtěnému přerušení výroby. Příčinami vzniku kolize bývá 7

nejčastěji chyba v NC programu - vynechání příkazu v NC větě, naprogramování nesprávné hodnoty souřadnice, opomenutí překážky při přejezdech nástrojů do nových poloh nebo chybně naprogramovaný technologický parametr, jako např. pracovní posuv, rychloposuv, řezná rychlost apod. Význam těchto simulačních prostředků značně narůstá při testování NC programů pro vícesuportové, vícevřetenové a víceosé CNC obráběcí stroje, u kterých jsou nároky na prostorovou představivost a znalost interakcí pracovních prvků stroje podstatně vyšší jako při programování klasických NC strojů. 1.11 Výrobní dokumentace Výrobní dokumentace zahrnuje: 1. Výrobní výkres 2. Technologickou dokumentaci včetně programové Programová dokumentace zahrnuje: NC řídicí program Seřizovací list Nástrojový list (seznam použitých nástrojů v NC programu, normy, délkové seřizovací konstanty, seřizovací body nástrojů) 1.12 Informace potřebné k řízení obráběcího stroje Informace potřebné k řízení obráběcího stroje lze rozdělit na informace: Geometrické, které popisují dráhu nástroje vzhledem k obrobku, Technologické, které zajišťují dosažení technologických podmínek (otáčky,posuvy) Pomocné, které zajišťují: ovládání chladící kapaliny, zpevňování suportů nebo stolů, start vřetena v potřebném smyslu apod. 8

Tab. 1.1 Nástrojový list NÁSTROJOVÝ LIST Podnik: Název součásti: Číslo výrobního výkresu součásti: Program číslo: % Vypracoval: Datum: Podpis: P.č. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Číslo nástroje: T Poznámka: Název nástroje: Norma nástroje: Označení VBD r n Počet listů: List č.: Kontroloval: Datum: Podpis: Počet Korekce nástroje: zubů Řezné podmínky: frézy: soustruž. nůž fréza apod. z f LK x LK z RK LK z a p : v c : f: F: Trvanlivost nástroje [min] T n 9

Tab. 1.2 Seřizovací list Název součásti: Číslo výrobního výkresu součásti: Program číslo: % ŘS: SEŘIZOVACÍ LIST Vypracoval: Datum: Podpis: Počet listů: List č.: CNC obráběcí stroj: Podnik: Kontroloval: Datum: Podpis: Volba obráběcí roviny: Upínací přípravek: Poř. číslo: Název: Rozměr: Počet ks: 1 2 3 4 Materiál obrobku: Polotovar Obrobitelnost: Rozměr: ČSN: Poloha upnuté součásti: Poznámka: 10

2 Základní pojmy CNC soustruhu EMCOturn 120 CNC soustruh (obr. 2.1 a obr. 2.2) je určen pro výrobu součástí přírubového a hřídelového typu do φ90mm a délky 160mm. Stroj má souvislé řízení dráhy nástroje ve dvou souřadných osách se stálou polohovou zpětnou vazbou a synchronizaci posunových pohonů. Řízení dráhy nástroje se uskutečňuje prostřednictvím krokového motoru a posunového kuličkového šroubu s předepnutou maticí, což zaručuje vysokou přesnost výroby. Obr. 2.1 CNC soustruh EMCOturn 120 s řídicím systémem EMCOTRONIC TM02 1 Podstavec s vanou na třísky 2 Krytování pracovního prostoru stroje 3 Podélné saně 4 Příčné sáně 5 Vřeteno 6 Osmipolohová nástrojová hlava 7 Koník 8 Rozvod procesní kapaliny 9 Řídicí systém 10 Stojan stroje 11 Stojan řídicího systému 11

Obr. 2.2 Fotografie CNC soustruhu EMCOturn 120 Stroj je vybaven osmipolohovou revolverovou hlavou (obr. 2.3 a obr. 2.4), koníkem, chlazením nástrojů, šikmým ložem, které umožňuje snadný odvod třísek a zvyšuje tuhost celého stroje. Obr. 2.3 Osmipolohová revolverová hlava 12

Obr. 2.4 Fotografie osmipolohové nástrojové hlavy 2.1 Hlavní technické parametry soustruhu Pracovní rozsah: Vřeteno: Hlavní pohon: oběžný průměr nad ložem 180 mm oběžný průměr nad příčným suportem. 75 mm největší soustružená délka 160 mm největší průměr obrobku 90 mm vrtání vřetena. 20,7 mm rozsah otáček.... 150 4000 1.min -1 výkon stejnosměrného motoru.. 4 kw maximální krouticí moment. 23 Nm Posunové pohony: posuv v osách X a Z. 1 2000 mm.min -1 rychloposuv.. 3 m.min -1 posunová síla. 2 kn Nástrojová hlava: počet poloh nástrojů.. 8 čas výměny nástrojů.. tab. 2.1 Tab. 2.1 Časy výměny jednotlivých nástrojů Z polohy do polohy Čas otáčení Z 1 do 2 1,1 s Z 1 do 3 2,2 s Z 1 do 5 3,3 s 360 o 5,3 s 13

2.2 Vztažné body a souřadný systém soustruhu Popis os a pohybů určuje norma ČSN ISO 841 (dříve ON 20 0604). Jejím smyslem je umožnit návaznost programování NC strojů od různých výrobců. Souřadný systém určuje počátek a orientaci souřadných os v prostoru a umožňuje vhodným způsobem definovat nulový bod na obrobku a zároveň počátek souřadnic v NC programu. Vychází se z pravotočivého pravoúhlého souřadného systému, pravidla pravé ruky, přičemž konečky prstů ukazují kladný smysl os (obr. 2.5). Osa Z je proložena osou hlavního vřetene! Obr. 2.5 Určování lineárních os X, Y, Z a úhlových pohybů A, B, C kolem jednotlivých os (otáčení) Pro rotační pohyby platí: Představíme-li si osu, kolem které se děje rotační pohyb jako osu šroubu s pravým závitem, pak udává kladný smysl rotačního pohybu otáčení pomyslné matice, která se při otáčení pohybuje v kladné-m směru příslušné osy šroubu (obr. 2.6). Poznámka: CNC soustruh EMCOturn 120 nemá řízenou osu C. Obr. 2.6 Klasifikace rotačních pohybů 14

Obr. 2.7 ukazuje osový systém a vztažné body v pracovním prostoru CNC soustruhu. Obr. 2.7 Vztažné body a osový systém soustruhu R = REFERENČNÍ BOD Slouží k synchronizaci měřícího systému. Při zapnutí stroje nebo po každém přerušení elektrického stroje je nutno nejdříve najet na R. Je pevně stanovený výrobcem v pracovním prostoru stroje koncovým spínačem (obr. 2.7). M = NULOVÝ BOD STROJE Je počátkem souřadného systému a je pevně stanoven výrobcem a zapsán v dokumentaci stroje. Tento počátek můžeme programově posouvat (obr. 2.7). W = NULOVÝ BOD OBROBKU Určuje a programuje ho technolog-programátor a může jej kdykoliv během NC programu měnit. Při programování a obrábění je základním (výchozím) bodem souřadnicového osového systému (obr. 2.7). N = NULOVÝ BOD NÁSTROJE Slouží jako počátek pro určování délek nástrojů (délkových korekcí nástrojů). N leží na vhodném místě systému upínače nástrojů a je určen výrobcem stroje (obr. 2.7). Referenční bod (R) a nulový bod stroje (M) udávají velikost pracovního prostoru stroje, jsou koncovými body tělesové úhlopříčky. Pracovní prostor soustruhu ukazuje obr. 2.8. 15

Orientaci os u soustruhu s dolní revolverovou hlavou (nástroj PŘED osou soustružení) a horní revolverovou hlavou (nástroj ZA osou soustružení soustruh EMCOturn 120) ukazuje obr. 2.9. Obr. 2.8 Pracovní prostor soustruhu EMCOturn 120 Obr. 2.9 Orientaci os u soustruhu s dolní revolverovou hlavou a horní revolverovou hlavou 16

3 Popis klávesnice řídicího systému Na obr. 3.1a, je znázorněna klávesnice řídicího systému EMCOTRONIC TM 02 a fotografie na obr 3.1b ukazuje skutečný CNC řídicí systém. Obr. 3.1a Klávesnice řídicího systému EMCOTRONIC TM 02 včetně strojního panelu 17

Obr. 3.1b Fotografie výukového CNC řídicího systému EMCOTRONIC TM 02 18

3.1 Popis tlačítek pro ovládání obráběcího stroje Tato tlačítka jsou funkční jen na obráběcím stroji. SKIP - věty pod lomítkem se neprovedou. DRY RUN - zkušební běh programu, bez otáček vřetene. OPT. STOP - stop programu při M01. RESET Průběh programu věta po větě. Tlačítka pro ruční pohyb v jednotlivých osách. Stop posuvu / start posuvu. Korekce otáček vřetene - menší / 100% / větší. Stop vřetene / start vřetene. Start vřetene v pracovním režimu AUT a JOG 1..1000. Pravé otáčky: krátce stisknout tlačítko Levé otáčky: tlačítko stisknout po dobu min. 1 sec. Dveře otevřít / dveře zavřít (ne u všech soustruhu) Upínací zařízení otevřít / zavřít (ne u všech soustruhu) Pomocné (silové) pohony vypnout / zapnout Otočit revolverovou nástrojovou hlavu Tlačítko ovládání chlazení (chlazení vypnout / zapnout) Korekční přepínač posuvu / rychloposuvu (0 až 120%) Přepínač pracovních režimů (detailní popis v kap. 3.2.1) 19

3.2 Obsluha CNC systému EMCOTRONIC TM 02 Obsluha stroje CNC systému je rozdělena do 4 menu tzv. oblastí obsluhy (pracovní režimy). Oblast obsluhy stroje obsahuje veškeré funkce a ovlivňující veličiny, které vedou k k akcím na stroji popř. indikují jeho stav. 3.2.1 Pracovní režimy Řídicí systém má čtyři pracovní režimy, které se přepínají modrými tlačítky. Jsou to: Automatický režim. Automatický průběh zhotovených a odladěných programů součástí. Zde je možno programy navolit, nastartovat, korigovat, ovlivňovat (např. věta po větě) a spouštět jejich průběh. Podmínky pro spuštění programu součásti: Byl najet referenční bod. Program součásti byl nahrán do systému. Korekční hodnoty jsou zkontrolovány a zadány (posunutí nulového bodu, korekce nástroje). Je aktivováno bezpečnostní blokování (např. ochranné dveře jsou zavřeny). Editace programu. V tomto pracovním režimu vytváříme nové programy a upravujeme programy již vytvořené. Během editace programu, je možno v automatickém režimu na obrazovce graficky simulovat naprogramované pohyby nástroje. Tak můžeme otestovat, zda je program geometricky a formálně správný. Technologické chyby se ale nerozpoznají (např. špatný směr otáček, chybný posuv). V tomto pracovním režimu je možno zhotovit programy součásti větu po větě a ihned spustit jejich průběh. Požadované pohyby se zadávají ve formě jednotlivých programových vět pomocí klávesnice řídícího systému. Řízení provede zadané věty po stisknutí tlačítka start. Pro průběh programu jsou nutné stejné podmínky jako u automatického režimu. Tento pracovní režim se také označuje MDI (Manual Data Input) Ruční ovládání stroje. Osami stroje můžete pojíždět manuálně pomocí směrových tlačítek. Rychlost posuvu nastavíme pomocí korekčního přepínače posuvu (0 až 120%) 20

3.2.2 Funkční tlačítka Shift - přepnout Potvrdit Další věty (listování vpřed) Předchozí věty (listování vzad) Clear entry mazání chyby Clear block mazání věty (bloku) Clear word mazání slova Clear programm mazání programu 3.2.3 Klávesnice s adresami a čísly Klávesnice s adresami a čísly je na obr.3.2. Pomocí přepínacího tlačítka (SHIFT) je možno přepnout tlačítka na druhou funkci označenou v horní části tlačítek. Obr. 3.2 Klávesnice adres a čísel 21

3.3 Grafická simulace programu Během editace programu, je možno na obrazovce graficky simulovat naprogramované pohyby nástroje (obr. 3.5). Tak můžeme otestovat, zda je program geometricky a formálně správný. Technologické chyby se ale nerozpoznají (např. špatný směr otáček, chybný posuv). Příklad simulace je uveden pro součást z obr. 3.6. Postup při spouštění grafické simulace: 1. V EDIT režimu si navolíme program, který chceme simulovat. 2. Přepneme do režimu AUTOMATIC. 3. Otevřeme grafickou stránku tlačítky GRAPHIC ON a GRAPHIC PAGE. 4. Na obrazovce se objeví plocha pro simulaci (obr. 3.3). 5. Stlačíme na CNC systému tlačítka SHIFT a STORE NEXT nebo SHIFT a PREV. 6. Nadefinujeme maximální a minimální rozměry pro adresy X, Z, I a K (obr. 3.4). 7. Start programu provedeme tlačítkem. Na obrazovce proběhne simulace obrábění (obr. 3.5). Obr. 3.3 Plocha pro simulaci obrábění 22

Obr. 3.4 Nadefinování max. a min. rozměrů pro simulaci Obr. 3.5 Grafická simulace pohybů nástrojů pro součást s obr. 3.6 23

Obr. 3.6 Vzorek pro trhací zkoušku (NC program pro obrábění je uveden v kap. 11) 3.4 Průběh programů obrábění Před startem programu musíme splnit následující podmínky: 1. Zapnout obráběcí stroj. 2. Zapnout silové obvody. 3. Otočit nástrojovou hlavou. 4. Ručně najet před referenční bod, zmačknout tlačítko REFERENCE a CYCLE START 5. Upnout a seřídit řezné nástroje (zapsat délkové korekce). 6. Odstranit volné předměty (upínací klič, apod.) z pracovního prostoru stroje. 7. Zavřít dveře stroje před spuštěním programu. 8. Zrušit všechny ALARM hlášení. 9. V režimu EDIT navolit příslušný program. 10. Přepnout do pracovního režimu AUTOMATIC. 11. Zmačknout tlačítko CYCLE START. 24

3.5 Ovlivnění programu Běh programu můžeme ovlivňovat pomocí tlačítek SINGLE, SKIP, DRYRUN a přepínačem korekce posuvu. SINGLE - SKIP - DRYRUN - režim po jednotlivých větách se zastavením po každé větě. Program se po každé větě zastaví, a to i v případě, že ve větě není programován pohyb (věty s aritmetickými výpočty). přeskočení věty. Je-li tato funkce aktivní, přeskočí se při průběhu programu věty s lomítkem před číslem věty (/N100). posuv při běhu naprázdno (zkouška, odlaďování programu bez obrobku). Pohyb ve všech větách s naprogramovaným posuvem (G1, G2, G3, atd.) se provede místo naprogramovaného posuvu přednastaveným (zrychleným) zkušebním posuvem. Vřeteno zůstává v klidu. Chlazení je vypnuto. Přepínač korekce posuvu - posuv můžeme ovlivňovat v rozmezí 0 až 120%. 3.5.1 Přerušení programu První způsob: Druhý způsob: Třetí způsob: Čtvrtý způsob: Zmačknout tlačítko RESET Provede se: zastavení vřetene, vypnutí procesní kapaliny, zrušení posunutí, zrušení korekcí, program se nastaví na větu N0000. Zmačknout tlačítko STOP PROGRAMU Provede se zastavení pohonů. Pokračování programu stlačením tlačítka START PROGRAMU. Je-li programováno M00, program se zastaví v této větě. Je-li programováno M01, program se zastaví pouze při zmačknutém tlačítku OPT.STOP. Pokračování programu stlačením tlačítka START PROGRAMU. Stisknutím tlačítka NOUZOVÉ VYPNUTÍ Sled úkonů pro přerušení programu, zastavení otáček vřetene a posuvu: 1. posuv 2. otáčky 3. program Sled úkonů pro pokračování programu, zapnutí otáček vřetene a posuvu: 1. otáčky 2. posuv 3. program 25

3.5.2 Vyhledání věty Proces hledání věty umožňuje interní simulaci (v řídicím systému,stroj stojí) programu až k požadované větě v programu součásti. S touto funkcí můžeme startovat program v kterékoliv větě. Postup: 1. Zmačknout tlačítko RESET 2. Zvolit pracovní režim AUTOMATIC 3. Zadat číslo příslušného programu (např. O325) 4. Zadat číslo věty z které chceme začít pracovat nebo najet na větu pomocí tlačítek STORE NEXT / PREVIOUS (např. N0110) 5. Zmačknout tlačítko START Program poběží z vybrané věty, předešlé funkce G, M, S a T budou aktivní, nesmí svítit žáden ALARM. Nástroj pojede na koncový bod předchozí věty. 3.5.3 Přehled programů v paměti CNC systému Nastavit pracovní režim EDIT, stisknout tlačítko s adresou L a potvrdit ENTER. Na monitoru se objeví všechny existující programy. 3.5.4 Navolení programu Nastavit pracovní režim EDIT, stisknout tlačítko s adresou O a číslem programu a potvrdit ENTER. Jestliže program už existuje na obrazovce se objeví FOUND (obsazen). Jedna-li se o nový, neobsazený program objeví se NEW (nový). Stiskem tlačítka ENTER potvrdíme nový program a na první větu N0000 se dostaneme stiskem tlačítka STORE NEXT. Nyní můžeme začít psát nový program. Každé slovo v bloku musíme uzavřít tlačítkem ENTER. Na další větu se dostaneme tlačítkem STORE NEXT a potvrzením tlačítkem ENTER. 3.6 Ovládání CNC systému z klávesnice PC CNC řídicí systém EMCOTRONIC TM02 poskytuje obsluze obráběcích strojů velmi snadnou obsluhu i pomocí klávesnice PC. Tento řídicí systém je konstruován na bázi PC. Nejde o speciálně upravený PC pro potřeby CNC řízení, ale při návrhu konstrukce tohoto systému bylo využito všech schopnosti, které poskytují současné PC. Výhody této konstrukce poznáte při souběžné práci v obou režimech, tj. režimu reálného času i na pozadí, při práci s dalšími software (lze instalovat libovolný software, např. CAD/CAM), nebo při aplikacích využívajících Internet. Popis funkcí tlačítek pro ovládání CNC řídicího systému a obráběcího stroje pomocí klávesnice PC ukazuje obr. 3.7. 26

Funkce stroje v numerické klávesnici jsou aktivní jen v tom případě, když je aktivní NUMLOCK. Vystínována tlačítka jsou speciální funkce pro CNC řízení a obráběcí stroj. Tato tlačítka aktivujeme současným stlačením CTRL a příslušného tlačítka. Tlačítko ESC ruší ALARM hlášení. Tlačítko F1 ukáže pracovní režimy (AUTOMATIC, EDIT, ) na softwarovém řádku. Obr. 3.7 Popis funkcí pro ovládání CNC systému z klávesnice PC 27

4 Funkce a příkazy řídicího systému EMCOTRONIC TM 02 Soustružení Následující tabulky ukazují přehled G-funkcí (tab. 4.1), M-funkcí (tab. 4.2), P- parametrů cyklů (tab. 4.3) a D-parametrů cyklů (tab. 4.4). Tab. 4.1 Skupiny a jednotlivé příkazy G funkcí G - funkce Význam funkce Skupina G00 Rychloposuv G01 Přímková interpolace G02 Kruhová interpolace ve směru hodinových ručiček G03 Kruhová interpolace proti směru hodinových ručiček +G04 Časová prodleva G33 Řezání závitů (jeden pohyb) 0 +G84 Cyklus čelního a podélného soustružení +G85 Závitovací cyklus +G86 Zapichovací cyklus +G87 Vrtací cyklus s přerušováním řezu +G88 Vrtací cyklus s vyjížděním vrtáku G96 Konstantní řezná rychlost ++G97 Přímé programování otáček 1 G94 Posuv v mm/min (1/100 /min) ++G95 Posuv v µm/ot (1/10000 /ot) 2 ++G53 Zrušeno posunutí 1 a 2 G54 Vyvolání posunutí 1 3 G55 Vyvolání posunutí 2 +G92 a) Omezení počtu otáček (s adresou S) b) Uložení posunutí do registru 5 (s adresou Z) 4 ++G56 Zrušeno posunutí 3,4,5 G57 Vyvolání posunutí 3 G58 Vyvolání posunutí 4 5 G59 Vyvolání posunutí 5 +G25 Vyvolání podprogramu G26 Vyvolání polygonního programu 6 G27 Nepodmíněný skok /G70 Rozměry v palcích /G71 Rozměry v milimetrech 7 ++G40 Zrušení korekce dráhy nástroje (řezného R) G41 Korekce dráhy nástroje vlevo (jede ke koníku) 8 G42 Korekce dráhy nástroje vpravo (jede ke vřetenu) ++G50 Zrušení měřítka G51 Zvolení měřítka 15 28

Tab. 4.2 Skupiny a jednotlivé příkazy M funkcí M - funkce Význam funkce Skupina M03 Zapnutí vřetena ve směru hodinových ručiček M04 Zapnutí vřetena proti směru hodinových ručiček 0 ++M05 Vypnutí vřetena M19 Přesné zastavení vřetena +M00 Stop programu +M01 Podmíněný stop programu +M17 Konec podprogramu 2 +M30 Konec programu se skokem na začátek, vypnutí chlazení a otáček vřetena, G40 M08 Chlazení zapnuto ++M09 Chlazení vypnuto 3 M50 Nezvolení logiky pro otáčení zásobníku nástrojů /M51 Zvolení logiky pro otáčení zásobníku nástrojů 8 Poznámky: + Účinné pouze v daném bloku ++ Počáteční stav Ř.S. po zapnutí / Zvolený stav v obslužném monitoru (MON) P 0 Tab. 4.3 P-parametry cyklů Parametr Nepovinná volba G01: poloměr [mm, palce] žádný poloměr G84: úkos v X(U) [mm, palce] žádný úkos v X(U) 1. úkos pro podélné závity α<45 G85: [mm, palce] 2. závitový výběh pro čelní závity α>45 [mm, palce] P 1 G01: velikost sražení žádné sražení G84: úkos v Z(W) [mm, palce] žádný úkos P 2 G85: 1. úkos pro podélné závity α<45 2. závitový výběh pro čelní závity α>45 P 3, P 4, P 5, P 6 nepoužíván G51: měřítko P 7 29

Tab. 4.4 D-parametry cyklů Parametr Nepovinná volba D G84: přídavek v X(U) [μm, 1/10000 ] bez přídavku 0 v X(U) D 1 nepoužíván D G84: přídavek v Z(W) [μm, 1/10000 ] bez přídavku v 2 Z(W) G84: hloubka řezu [μm, 1/10000 ] žádná hloubka řezu G85: hloubka řezu [μm], popř. počet úběrů G86: přísuv do řezu [μm, 1/10000 ] žádný přísuv do D 3 řezu G87: vrtaná hloubka na 1 úběr [μm, 1/10000 ] žádný přísuv do řezu G88: vrtaná hloubka na 1 úběr [μm, 1/10000 ] žádný přísuv do řezu G04: časová prodleva [1/10 s] žádná prodleva G85: počet hladících řezů pracovní nastavení D 4 = 1 G86: časová prodleva [1/10 s] žádná prodleva G87: časová prodleva [1/10 s] žádná prodleva G88: časová prodleva [1/10 s] žádná prodleva G85: vrcholový úhel [ ] přísuv do řezu G86: šířka nástroje [μm, 1/10000 ] D G87: redukovaná hloubka řezu [%] žádná redukovaná 5 hloubka řezu G88: redukovaná hloubka řezu [%] žádná redukovaná hloubka řezu D 6 G85: hloubka závitu [μm, 1/10000 ] G87: minimální hloubka vrtání [μm, 1/10000 ] 100 μm G88: minimální hloubka vrtání [μm, 1/10000 ] 100 μm D 7 G85: parametr průřezu třísky (klesající nebo konstantní 0 přísuv) 4.1 Počáteční stav řídicího systému Tento stav nastavuje přímo výrobce zařízení. Uvedené funkce jsou při zapnutí účinné a nemusí být programovány. G funkce M funkce G40, G53, G56, G71, G95, G97 M05, M09, M39 30

5 Stavba NC programu Řídicí NC program je uspořádaný rozpis jednotlivých geometrických a technologických příkazů a dat v takové formě a posloupnosti, jak je vyžaduje software NC stroje. Každý program se skládá z bloků (vět) tj. posloupnosti řádků. Každý blok (věta) se skládá z jednotlivých slov (obr. 5.1). Slovo má významovou část, která udává číselnou velikost povelu (počet otáček, velikost posuvu, apod.) a adresnou část, která se označuje písmenem a vyjadřuje druh povelu, jako otáčky, nástroj, posuv apod. (obr. 3.2). Slova mohou být rozměrová, která slouží k určování délky souřadnic a bezrozměrová, která vyjadřují programové funkce. Význam jednotlivých adres (písmen) se řídí normou DIN 66 025. SLOVO SLOVO SLOVO SLOVO SLOVO N0010 T0101 G96 S150 M04 Obr. 5.1 Blok (věta) programu Řídicí systém rozlišuje: hlavní program, podprogram. Každý program má tuto skladbu: Obr. 5.2 Popis jednoho slova v bloku programu začátek programu, tj. programové číslo, které se skládá z velkého písmena O a čísla programu, obsah programu, tj. jednotlivé NC bloky (věty), konec programu (M30 nebo M17). Čísla programů: 0256 6999 hlavní programy 0000 0255 hlavní programy a podprogramy 31

Příklad programu: %O1027 Číslo programu N0000 G54 Posunutí nulového bodu na dosedací plochu sklíčidla levé čelo obrobku (M -> W 1 ) N0010 G92 Z100.000 Posunutí nulového bodu na pravé čelo obrobku N0020 G59 Vyvolání posunutí z věty N10 (W 1 -> W 2 ) N0030 T0101 G96 S150 M04 M08 F300 Typ nástroje a číslo korekce, Konstantní řezná rychlost, Řezná rychlost (150 m.min -1 ), Směr otáčení vřetena, Zapnutí chlazení, Posuv (300 μm.ot -1.) N0040 G00 X+92.000 Z0.000 Rychloposuv na souřadnice X+92mm, Z+0mm N0050 G01 X-1.000 Pracovní posuv na souřadnici X-1mm (zarovnání čela) 5.1 Programové věty NC věty Programové věty mají adresu N a čísla 0000 až 9999. Je účelné číslovat věty po desítkách. to umožňuje dodatečné vkládání vět bez toho, že by byl zbývající program rušen. U nově zadaného programu bude číslování vět po deseti. Číslo bloku (věty) je tedy první informace uvedená v bloku. Po přečtení bloku čtecím zařízením NC stroje se číslo bloku objeví na číselné světelné indikaci, popř. displeji řídicího panelu NC stroje. Smysl číslo bloku spočívá v tom, že vnáší do řídicího programu řád a tím usnadňuje orientaci v něm. Podle čísla bloku lze přesně určovat bloky nebo úseky, v nichž je třeba provést nějakou změnu nebo opravu po zkoušce (odladění) provedené na NC stroji apod. V průběhu obrábění dává přehled o tom, jak dalece pokročil pracovní cyklus, tj. v jaké fázi realizace řídicího programu při obrábění dané součásti. Na rozdíl od ostatních adres nemá číslo bloku ani geometrický ani technologický význam. 5.2 Syntaxová ustanovení Maximální délka věty Maximální délka věty může být mezi 3 až 4 řádky na monitoru. Při překročení této délky nastane ALARM 650. 5.2.1 Pořadí slov Pořadí slov se řídí těmito pravidly: každá věta začíná číslem věty, po čísle věty následuje G funkce, pak slova pro X (U), Z (W). Dbejte na pořadí X (U), Z (W) u cyklů G48, G85, G86. bude-li programována funkce G02 nebo G03 musí být po X(U), Z (W) programovány interpolační parametry I, K, 32

programujete-li cykly, musíte po X (U), Z (W) programovat parametry: F adresa, S adresa, T adresa, M adresa. 5.2.2 Více G a M funkcí stejné skupiny Když stojí více G a M funkcí jedné skupiny ve větě, potom je poslední zadaná funkce platná. Stejná slova v jedné větě: Platí poslední uložené slovo. 5.2.3 Programování desetinné tečky Hodnoty pro X, Z, U, W, P 0, P 2, I, K musí být zapsány s desetinnou tečkou, jinak budou přečteny jako tisíciny milimetru (G71) nebo desetitisíciny palce (G70). Nuly před a následující nemusí být programovány. 5.2.4 Způsoby programování Řídicí systém umožňuje programovat dráhu nástroje v absolutních adresy X, Z, přírůstkových adresy U, W nebo smíšených hodnotách. 5.2.5 Absolutní programování Údaje pro X, Z se vztahují stále k nulovému bodu obrobku (je volen programátorem) a znamenají jeď NA polohu (obr. 5.3a). 5.2.6 Přírůstkové programování Přírůstková míra (hodnoty U, W) je dána vzdáleností od předchozí pozice nástroje a znamená jeď O vzdálenost (obr. 5.3b). Pro určení smyslu pohybu se musí zapsat znaménko + nebo. a) b) Obr. 5.3 Absolutní (a) a přírůstkové (b) zadávání souřadnic 5.2.7 Smíšené programování Smíšené programování je kombinací absolutních a přírůstkových hodnot. 33

6 Pomocné funkce M M funkce jsou funkcemi spínacími nebo přípravnými. Mohou být v bloku buď samostatně nebo současně s jinými instrukcemi. Přehled jednotlivých pomocných funkcí je uveden v tab. 4.2 v kap. 4. M00 Programové zastavení Formát bloku: N4 M00 Suport a vřeteno se zastaví, chlazení je vypnuto. Použití: Pokud chceme během obrábění měřit předcházející operaci nebo přepnout obrobek apod. M03 pravé otáčky vřetene (obr.6.1) M04 levé otáčky vřetene (obr.6.1) M05 stop vřetene Formát bloku: N4 M03/M04/M05 Obr. 6.1 Určení pravých a levých otáček vřetene Otáčky druhého vřetene (S2) a polohování hlavního vřetene (S1 C osa) C-osa se používá např. pro mimose vrtání, frézování drážek na povrchu válcové plochy součástí, k obrábění čtyřhranů, šestihranu, apod. Aktivování a polohování se provádí pouze za klidu vřetene. Smysl otáčení druhého vřetene (S2) ukazuje obr.6.2. 34

Poznámka: Obr. 6.2 Smysl otáčení druhého vřetene (S2) CNC soustruh EMCOturn 120 nemá poháněné nástroje (řízenou C-osu). M17 Konec podprogramu Formát bloku: N4 M17 Funkce způsobí zpětný skok za blok hlavního programu, ve kterém byl podprogram vyvolán. M19 Přesné zastavení vřetena Formát bloku: N4 M19 S4 Při programování funkce M19 může hlavní vřeteno zaujmout určitou polohu. Adresou S programujeme požadovanou polohu vřetena v desetinách stupně. Použití: Například, když potřebujeme přesně nastavit polohu součásti pro další manipulaci za pomoci manipulátoru nebo robotu. M30 Konec programu Formát bloku: N4 M30 Funkce zároveň způsobí vypnutí otáček vřetene (M5), vypnutí chlazení (M09), zrušení dráhové korekce nástroje (G40) a skok na začátek programu (N0000). 35

M50 Otáčení revolverové hlavy jedním směrem Formát bloku: N4 M50 Revolverová hlava se otáčí pouze jedním směrem. M51 Otáčení revolverové hlavy nejkratší cestou Formát bloku: N4 M51 Řídicí systém volí směr otáčení RH tak, že programovaná poloha nástroje je dosažena nejkratší cestou otáčení v obou směrech. Z toho vyplývá zkrácení vedlejších časů. Poznámka: Zvolení logiky pro otáčení zásobníku nástrojů (M50 nebo M51) je nutno stanovit v obslužném monitoru stroje. 36

7 Přípravné G-funkce Přehled jednotlivých přípravných funkcí je uveden v tab.4.1. 7.1 Posouvání nulového bodu Souřadný systém můžeme posunout pomocí funkcí G54, G55, G57 a G59 z nulového bodu stroje nebo posledně stanoveného nulového bodu. Toto posouvání nulového bodu umožňuje snazší programování (tab. 7.1). Obr. 7.1 ukazuje zobrazení posunutí nulových bodů na monitoru PC. Tab. 7.1 Rozdělení do skupin G53 Zrušeno posunutí provedené funkcemi G54 a G55 Skupina 3 G54=1 Vyvolání posunutí nulového bodu pod registrem 1 G55=2 Vyvolání posunutí nulového bodu pod registrem 2 G56 Zrušeno posunutí provedené funkcemi G57, G58, a G59 Skupina 5 G57=3 Vyvolání posunutí nulového bodu pod registrem 3 G58=4 Vyvolání posunutí nulového bodu pod registrem 4 G59=5 Vyvolání posunutí nulového bodu pod registrem 5 Obr. 7.1 Zobrazení posunutí nulových bodů na monitoru vyvolané tlačítkem ovládacím panelu na 37

7.1.1 Více příkazů jedné skupiny v jednom programu Platí stále poslední programový příkaz. Předchozí příkazy budou následujícími zrušeny. 7.1.2 Dva příkazy z různých skupin Máme-li v jednom programu příkazy posunutí ze skupin 3 a 5, tak se na rozdíl od předcházejících případů neruší, ale sčítají. Upozornění: Povely pro posunutí musí být programovány ve spojení s funkcí G00 a to buď ve stejném nebo následujícím bloku. Způsoby vkládání do paměti registrů posunu nulových bodů: Ruční vkládání na pozici 1 až 5 prostřednictvím tlačítek na ovládacím panelu. Načtení údajů z diskety nebo jiného nositele dat. Programově s využitím funkce G92. Touto funkcí zavádíme nově zvolený bod pouze na pozici registru 5. 7.1.3 Posunutí pomoci funkce G92 Při absolutních vstupních rozměrech jsou staré hodnoty na pozici 5 přepsány novými. V případě přírůstkových vstupních hodnot jsou tyto hodnoty k původním hodnotám na pozici 5 přičteny. Hodnoty průměrů se v registru zapisují jako poloměry. Posunutí uvedené u funkce G92 pod adresami X, Z je aktivováno povelem G59 (obr. 7.2). Upozornění: Obr. 7.2 Zapsaní posunutí do registru posunutí pomocí funkcí G92 G59 Funkce G59 nesmí být programována ve stejném bloku jako G92, nýbrž až v blocích následných. Pokud bude G59 již aktivní při dosažení věty s příkazem G92, nastane ALARM 700. Pokud bude G59 programována společně s G54, budou obě posunutí sečtena. Při dalším posunu pomocí funkce G92 musí být předcházející povel G59 zrušen funkcí G56. 38

7.1.4 Praktické využití posouvání nulového bodu při soustružení Pro praktické použití se doporučuje provést posunutí nulového bodu na některou plochu sklíčidla pomocí posunu ze skupiny 3. Posunová hodnota pro G54 od nulového bodu stroje M k dorazovému bodu W1 na čele sklíčidla. Tato hodnota je jednou změněna a používaná pro všechny programy (obr. 7.3). Pro další přemísťování nulového bodu na obrobku lze s výhodou využít posunutí ze skupiny 5, neboť si můžeme čelo obrobku opřít o čelní plochu sklíčidla, přičemž další potřebné rozměry pro posunutí můžeme na obrobku snadno odměřit. Využíváme funkce G59, která aktivuje registr 5. Do tohoto registru zapíšeme posunutí funkcí G92 a adresami X, Z přímo z NC programu. Hodnota registru 5 se bude měnit s délkou obrobku Z (obr. 7.3). U soustružení vystačíme při stanovení nulového bodu pouze s určením polohy v ose Z. Ose X přiřazujeme nulovou hodnotu. Příklad: Obr. 7.3 Posouvání nulového bodu při soustružení N0000 G54 N0010 G92 (X+0.000) Z+80.000 N0020 G59 N0030 T0101 G96 S150 M04 M08 F200 N0040 G00 X Z a) b) Obr. 7.4 Posunutí nulového bodu na levou (dosedací) plochu obrobku (a) a na pravou stranu obrobku (b) 39

Nulový bod obrobku při soustružení je volen programátorem (obr. 7.4). 1. Nulový bod obrobku leží na dosedací ploše vlevo (obr. 7.4-a) 2. Nulový bod obrobku leží na čelní ploše vpravo (obr. 7.4-b) 7.2 Bližší vysvětlení některých G-funkcí G00 rychloposuv Formát bloku: N4 G00 X(U) ±4.3 Z(W) ±4.3-1 Rychlost tohoto pohybu je 3 m.min. Ovládač rychlosti posuvu není nad hodnotou 100% účinný. Rychloposuv může probíhat ve dvou osách, přičemž je třeba dát pozor na možnou kolizi nástroje s upínačem nebo obrobkem. G01 lineární interpolace Formát bloku: N4 G01 X(U) ±4.3 Z(W) ±4.3 F4 Je to lineární pracovní posuv. Musí být programována rychlost posuvu pod adresou F. Může být vložena v mm.min-1 (G94) nebo v μm.ot-1 (G95). Nástroj může pojíždět s programovaným posuvem současně ve dvou osách. Posuv (F) je samodržící a volí jej technolog-programátor s ohledem na optimální řezné podmínky [***]. G02 kruhová interpolace ve směru hodinových ručiček G03 kruhová interpolace proti směru hodinových ručiček Formát bloku: N4 G02 (G03) X(U) ±4.3 Z(W) ±4.3 I±4.3 K±4.3 F4 I, K interpolační parametry Interpolační parametr I: x-ová složka vektoru, který je veden z počátečního bodu kruhového oblouku do středu programované kružnice (obr. 7.6). Interpolační parametr K: z-ová složka vektoru, který je veden z počátečního bodu kruhového oblouku do středu programované kružnice (obr. 7.6). Hodnoty I, K jsou vždy inkrementální a vztahují se na poloměr, nikdy ne na průměr, jak ukazují obr. 7.5-a (absolutní programování) a 7.5-b (inkrementální programování). 40

a) absolutní programování b) inkrementální programování Obr. 7.5 Zadávaní interpolačních parametrů Obr.7.6 Interpolační parametry Určení znamének interpolačních parametrů Je-li směr pohledu od startovního (počátečního) bodu ke středu oblouku ve směru kladné osy, je hodnota interpolačního parametru taky kladná a opačně. Poznámka: Obrábíme-li prvek součásti, který tvoří kterýkoliv celý kvadrant kružnice, je vždy jeden interpolační parametr roven nule a druhý se rovná obráběnému poloměru součásti s příslušným znaménkem (obr. 7.7 a 7.8). Obr. 7.7 Určení interpolačních parametrů 41

Obr. 7.8 Příklady určování interpolačních parametrů G04 časová prodleva Formát bloku: N4 G04 D 4 5 Pod parametrem D 4 se udává čas prodlení po 0,1 s, tj. v rozsahu 0,1 až 1000 s, čemuž odpovídá číselná hodnota významné části slova 1 až 10 000. Časová prodleva je aktivována vždy až na konci bloku bez ohledu na to, zda je zapsána v bloku před nebo po ostatních slovech. G25 vyvolání podprogramu Formát bloku: N4 G25 L4 Podprogram relativně samostatný sled potřebného počtu bloků. Podprogram může být vyvolán hlavním programem nebo podprogramem. Podprogram má stejnou stavbu jako program hlavní. Podprogramem mohou být vyvolána další podprogramy. Výsledkem je hierarchická struktura podprogramů. Řízení umožňuje až desetinásobné hierarchické vyvolání podprogramů (obr.7.9). Podprogramy mohou být dvojí: knihovní podprogramy, které jsou součástí programového vybavení CNC řídicího systému a jsou trvale uloženy v jeho paměti, uživatelské podprogramy, které pro svou potřebu vytváří programátor. L je adresa podprogramu a počet opakování (obr. 7.9) Jestliže použijeme pro podprogramy jiných čísel než 80 až 255 nastane ALARM 630. V případě. že podprogram má tři platné číslice, pak počet opakování může být jen 1 až 9. 42

Podprogram č.95 opakovat 3x Obr.7.9 Hierarchická stavba podprogramů G27 nepodmíněný skok Formát bloku: N4 G27 L4 Příkaz G27 způsobuje skok v průběhu programu. Adresou L programujeme číslo bloku, na který chceme skočit. G33 řezání závitů (věta po větě) Formát bloku: N4 G33 X(U) ±4.3 Z(W) ±4.3 F4 X, Z (U, W) souřadnice koncového bodu závitu v jednotlivých krocích a řezech. Najíždějící a odjíždějící pohyby musí být naprogramovány v jednotlivých blocích (obr. 7.10). Z toho vyplývá velký počet bloků. Čím větší průměr závitu a větší stoupání, tím více přísuvů do záběru (tab. 12.1 a 12.2 v příloze). Můžeme řezat: podélné válcové závity, podélné kuželové závity (α<45 ), čelní závity, čelní kuželové závity (α>45 ). Bližší vysvětlení u závitového cyklu G85. Obr. 7.10 Zobrazení průběhu obrábění závitu pomocí funkce G33 43