Obsah 1 Technologie obrábění na CNC obráběcím stroji... 2 Souřadnicový systém... 2 Vztažné body... 6 Absolutní odměřování, přírůstkové odměřování... 8 Geometrie nástroje...10 Korekce nástrojů - soustružení...13 Korekce nástrojů - frézování...15 Úvod do NC programování...16 Struktura NC bloku...16 Programové (dle ČSN-přípravné) funkce dle normy DIN 66025...20 Programování soustruhu...34 Programování frézky...35 1
1 Technologie obrábění na CNC obráběcím stroji Souřadnicový systém V NC programu jsou mimo jiné udány dráhy a cílové body, které má najíždět nástroj. Aby byly příkazy v programu správné musíme umět přesně zadat jednotlivé body pohybu nástroje. Základem je proto určit v rovině nebo prostoru systém, který umožní definovat polohu zadávaných bodů. Takovým vztažným systémem je souřadný systém. 2
Souřadný systém (u frézování) sestává ze tří na sebe kolmých os, na kterých je číselná hodnota nanesena v určitém měřítku.průsečík těchto os se nazývá počáteční nebo nulový bod souřadného systému. Vodorovná osa se označuje X,svislá Y. U soustružení je osa rovnoběžná s osou vřetene označena Z,osa na ni kolmá X. Tento pravoúhlý systém souřadnic se nazývá kartézský. Mimo kartézského souřadného systému můžeme použít také polárních souřadnic,např. pokud má obrobek více úhlových rozměrů. Bod v rovině bude pak v polárních souřadnicích definován těmito údaji: délka L úhel A 3
Pro frézování (3-osé) jsou osy označeny X,Y,Z 4
5
Vztažné body Při řízeni stroje (soustruhu) dochází k pohybu suportu, což představuje pohyb v souřadném (referenčním) systému.v tomto systému si nyní určíme následující referenční body: Nulový bod stroje Výchozím bodem tohoto referenčního systému je nulový bod stroje. Ten je pevně určený výrobcem stroje a není možné jej měnit. Referenční bod Referenční bod je pevně určený bod ležící uvnitř pracovního rozsahu vztažného bodu nástrojové hlavy. Od referenčního bodu jsou vztaženy souřadné osy suportu. Vztažný bod nástroje Údaje o poloze suportu jsou v řídícím systému vztaženy k referenčnímu bodu.ten se nachází na dorazové ploše nástrojové hlavy. Protože pro praktické použití je pohodlnější zadávat polohu špičky nástroje (která se liší u každého nástroje), zadáváme řídícímu systému pro každý nástroj hodnoty korekcí, které určují vzdálenost referenčního bodu nástroje a špičky nástroje. Podle těchto diferenčních hodnot vypočítá řídící systém dráhu k cílovému bodu. Nulový bod obrobku Nulový bod obrobku je vztažen k nulovému bodu stroje a může být libovolně přemístěn.je vhodné jej volit tak aby byl shodný s nulovým bodem na výkrese - tím nám odpadne přepočet souřadnic. Leží-li nulový bod na čele obrobku (obr. 1.6) programujeme souřadnice ve směru osy Z s opačným znaménkem. 6
Poloha nástroje Suport může být dle provedení stroje před nebo za osou rotace obrobku Povšimněte si, jak se mění poloha souřadného systému (obr. 1.7). 7
Absolutní odměřování, přírůstkové odměřování V technickém kreslení se používají dva druhy kótování (obr. 1.8) Absolutní odměřování - G90 Při tomto způsobu odměřování vztahujeme všechny měřené údaje k počátečnímu bodu souřadného systému tzv.vztažný bod odměřování. Přírůstkové odměřovaní - G91 Oproti absolutnímu odměřování zde zadáváme vždy vzdálenost mezi dvěma sousedním body.takto měřené údaje se označují jako inkrementální. Podle způsobu jakým chceme souřadnice zadávat do programu můžeme již při kreslení výkresu postupovat tak, aby kóty odpovídaly absolutnímu nebo přírůstkovému odměřování, (obr. 1.9). 8
9
Geometrie nástroje Použití soustružnických nástrojů je závislé na jejich geometrických vlastnostech.tak například rohový nůž má pro čelní soustružení nebo hrubování menší úhel břitu než nůž pro soustružení načisto. (obr. 110) K důležitým znakům geometrie nástrojů patří:(obr. 1.11) úhel hřbetu α úhel břitu β úhel špičky ε délka/šířka břitu poloměr špičky břitu ( R 0,4) U nástrojů pro vnitřní obrábění je důležité navíc: úhel čela γ délka a průměr dříku minimální průměr obráběného otvoru 10
γ εr = 0.8 aretační šroub tříska utvařeč třísky β α 11
Pro spirálové vrtáky je limitující: průměr maximální hloubka vrtání Úhel pomocného Tento úhel je velmi důležitý pro výrobu klesajících obrysů. Jeho velikost v ostří podstatě určuje zda je nástroj pro daný obrobek použitelný. Je-li úhel pomocného ostří menší než sklon obrysu dochází ke kolizím s držákem nástroje nebo poškození obrobku. (obr. 1.12) 12
Korekce nástrojů - soustružení Různé nástroje pro obrábění se svou geometrií navzájem značně liší. Poloha pracovního bodu břitu vzhledem k poloze vztažného bodu nástroje je různá. Proto pro každý nastroj je pro výpočet dráhy nutné určit vzdálenosti mezi špičkou břitu a vztažným bodem nástrojů. Tyto hodnoty jsou uloženy jako hodnoty korekcí do příslušné tabulky. Důležité údaje pro výpočet korekcí dráhy jsou: X a Z - ová vzdálenost od referenčního bodu nástrojů Poloměr zaoblení špičky Špička nástroje bývá zaoblena. Poloměr tohoto zaoblení bývá od několika desetin poloměru zaoblení milimetru až po kruhové plátky (pro dělený řez a těžké hrubování). Řídící systém přepočítá dráhu nástroje vztaženou na vrchol břitu. 13
14
Korekce nástrojů - frézování Korekce délky Korekce délky udává vzdálenost mezi vztažným bodem nástroje a koncem frézy ve směru osy Z. Poloměr frézy Pro každý nástroj je v paměti korekcí uložen doplňkový poloměr. Je-li V NC programu zadána výměna nástroje, bude hodnota korekcí načtena do paměti pracovní a použita pro výpočet korigované dráhy nástroje. Dráha středu frézy Na základě hodnoty poloměru frézy uložené v paměti korekcí je řídícím systémem vypočtena dráha středu nástroje (korekce poloměru frézy). Tato dráha se nazývá ekvidistantou k programovanému obrysu, a má od tohoto obrysu v celé délce konstantní vzdálenost. 15
Úvod do NC programování Pro tvorbu NC programů je nezbytně nutná přehledná programová struktura. Dbáme li na přehlednost, je značně ulehčeno hledáni chyby, případně provedení změn. Tuto přehlednost oceníme zejména při hledání chyby v programu pře po jiném programátorovi. Struktura NC bloku NC program musíme pro automatické obrábění rozvést do jednotlivých pracovních kroků a 16
tyto instrukce přeložit do řídícímu systému srozumitelné řeči - kódu. NC program se skládá z bloků (řádků) které jsou sestaveny z jednotlivých příkazů-slov. Každý příkaz (slovo) se skládá ze dvou částí. Adresné a Významové. Adresa určuje kam bude instrukce směřována. Příklad: Každé slovo dále dělíme na adresu a význam. Významy adres v NC programu N číslo bloku (řádku) G přípravná funkce (funkce dráhy) X x souřadnice cílového bodu Y y souřadnice cílového bodu Z z souřadnice cílového bodu F posuv S počet otáček vřetena T číslo (pozice) nástroje / číslo řádku korekcí M pomocné funkce (smysl otáčení vřetene,chlazení ) Stálé a jednorázové příkazy Stálé (modální) příkazy zůstávají po načtení z programu stále platné a musí být buďto zrušeny,nebo přepsány příkazem se stejnou adresou.oproti tomu jsou jednorázové příkazy platné pouze v bloku ve kterém jsou zapsány. Stálé příkazy jsou například :smysl a počet otáček, velikost posuvu, určení nástroje atd. Tyto příkazy stačí zadat pouze jednou a jsou vykonávány až do zrušení nebo změny hodnoty. Příklad: N115 F0,07 S1800 M03 N120 G01 Z-60 17
N125 X+70 N130 Z-85 N115 Je programován posuv 0.07 mm/ot, otáčky vřetena 1800 ot/min, smysl otáčení vřetena -po směru pohybu hodinových ručiček. Tato technologická data jsou automaticky uchována i v blocích N120 až N130. N120 Nástroj přejede pracovním posuvem ze své okamžité polohy na souřadnici Z-60 N125 Funkce G01 platí z minulého bloku nástroj tedy pojede na souřadnici X 70 N130 Nástroj přejíždí po souřadnici Z na hodnotu -85 Pomocné funkce (M) K přípravným funkcím je nutné zadávat i funkce pomocné,řadící otáčky,posuvy,chlazení,výměny nástrojů atd.,nebo manipulující s programem. M03 M04 M05 vřeteno zapnuto-otáčení ve směru pohybu hodinových ručiček CW vřeteno zapnuto-otáčení proti směru pohybu hodinových ručiček CCW vřeteno vypnuto 18
M07 M08 M09 1. chladící čerpadlo zapnuto (vnitřní chlazení) 2. chladící čerpadlo zapnuto (chlazení mlhou vnější) chladící čerpadla vypnuta M00 programový stop - po načtení této funkce je program zastaven a obsluha může provést měření, nebo odstranit třísky atd M30 ukončení NC programu.zároveň je vypnuto chladící čerpadlo a vřeteno.nc program je přelistován na začátek M02 ukončení NC programu, ale nevrací se na začátek M99 ukončení podprogramu.řídící systém se vrací do hlavního programu a pokračuje ve vykonávání příkazů od dalšího řádku,než ze kterého byl podprogram vyvolán. M19 orientace (úhlové polohování) vřetena Velikost posuvu F Je programována v milimetrech za otáčku pro soustružení Např.: F0.200 - rychlost posuvu činí 0,2 mm za otáčku Nebo je programována v milimetrech za minutu pro frézování Např.: F180 - rychlost posuvu činí 180 mm za minutu Počet otáček vřetene S Je programován v otáčkách za minutu ( n / min) Např.: S1800 - počet otáček je 1800 za minutu Výměna nástroje T Je programována adresou T, za kterou následuje tří, nebo čtyřmístné číslo. První číslo, nebo 19
dvojčíslí udává pozici (otočení) nástrojové hlavy,druhé dvojčíslí pak číslo řádku ze kterého budou načteny korekce. Např.: T0808 Po načtení tohoto příkazu řídící systém pootočí nástrojovou hlavu tak, aby v pracovní poloze byl nástroj upnutý na pozici č.8 a zároveň tomuto nástroji přiřadí korekce z řádku č. 8 rejstříku nástrojových korekcí. Programové (dle ČSN-přípravné) funkce dle normy DIN 66025 G00 přejezd rychloposuvem G01 lineární interpolace pracovním posuvem G02 kruhová interpolace ve směru hodinových ručiček G03 kruhová interpolace proti směru hodinových ručiček G04 časová prodlevag09 přesné zastavení G20 programování v palcích (inch) G21 programování v milimetrech (mm) G22 volání podprogramu G26 najetí bodu výměny nástroje G40 zrušení korekce poloměru nástroje G41 korekce poloměru vlevo G42 korekce poloměru vpravo G53 zrušení přírůstkového posunutí nulového bodu G54-G58 posunutí nulového bodu absolutně G76 cyklus pro řezání závitů (soustruh) G59 posunutí nulového bodu přírůstkově G80 ukončení pevného cyklu G90 absolutní odměřování G91 přírůstkové odměřování G92 omezení otáček (platí pro soustruhy) G96 konstantní řezná rychlost (platí pro soustruhy) G97 přímé zadání otáček vřetene (platí pro soustruhy) 20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Připomínka: Funkce G09 musí být v samostatném bloku!!! 31
32
33
Programování soustruhu 34
Programování frézky 35
Vztažné body na CNC frézce 36
37
38
39
40
41
42