Moduł 4
Podstawy programowania tokarek CNC z wykorzystaniem WOP oraz CAM
1. Wstęp
2. Podstawowe wiadomości o ciągach konturowych
3. Programowanie tokarek CNC z wykorzystaniem ciągów konturowych
4. Programowanie tokarek CNC przy wykorzystaniu programów CAM
1. Wstęp
Bardzo często zdarza się tak, iż dokumentacja którą otrzymujemy nie jest kompletna.
Dotyczy to szczególnie rysunków wykonawczych, ponieważ nie zawsze są one prawidłowo zwymiarowane. Obliczenia brakujących danych są bardzo pracochłonne i dodatkowo mogą wystąpić błędy obliczeniowe. W takiej sytuacji możemy skorzystać z programowania z wykorzystaniem tzw. ciągów konturowych. Metoda ta polega na opisywaniu konturu elementu danymi, którymi dysponujemy z dokumentacji np. długości, kątów, faz, promieni, przejść stycznych itp. Niestety programowanie z użyciem ciągów konturowych jest różnie realizowane w poszczególnych systemach sterowania i może przysporzyć nieco kłopotów.
2. Podstawowe wiadomości o ciągach konturowych
Ciąg konturowy to skierowany łańcuch elementów takich, jak odcinki i łuki, które opisują kontur danego detalu.
Aby opisać kształt z wykorzystaniem tej metody możemy skorzystać z:
• współrzędnych początków elementów,
• współrzędnych końców elementów,
• współrzędnych środków okręgów, na których leżą łuki,
• kątów,
• długości,
• warunków przejść stycznych,
• zaokrągleń,
• faz.
Punkty leżące pomiędzy tymi elementami mogą być obliczane bezpośrednio przez sterowanie.
Rodzaje ciągów wielopunktowych:
• ciągi 2punktowe – składają się z jednego elementu, który może być odcinkiem lub łukiem
Rys 4.1 Ciągi 2punktowe
Źródło: Podstawy obróbki CNC –toczenie; Wydawnictwo REA; strona 103
• ciągi 3punktowe – składają się z dwóch elementów, w praktyce spotykamy:
a) odcinek – odcinek,
b) odcinek – łuk, c) łuk – odcinek, d) łuk – łuk.
Rys. 4.3 Ciągi 3punktowe
Źródło: Podstawy obróbki CNC –toczenie; Wydawnictwo REA; strona 103
• ciągi 4 – punktowe składające się z trzech elementów.
W niektórych systemach sterowania stosuje się inne nazewnictwo np. w układzie sterowania Sinumerik zamiast określenia odcinek używa się nazwy: prosta.
Przykłady adresów stosowanych przy programowaniu ciągów konturowych (przykład zaczerpnięto z oprogramowania MTS):
• odcinek
X, Z – współrzędne punktu końcowego w kierunku osi X i Z
A – kąt pochylenia odcinka do dodatniego kierunku osi Z
L – długość odcinka
Źródło: Podstawy obróbki CNC –toczenie; Wydawnictwo REA; strona 104
Zapis: G71 X… Z… A…
Funkcja G71 jest odpowiednikiem funkcji G01.
• łuk
X, Z – współrzędne punktu końcowego w kierunku osi X i Z
A – kąt pochylenia odcinka do dodatniego kierunku osi Z
B – promień łuku
I, K– współrzędne punktu środkowego łuku w kierunku osi X i Z (przyrostowo)
Źródło: Podstawy obróbki CNC –toczenie; Wydawnictwo REA; strona 104
Zapis: G72 X… Z… B… lub G72 X… Z… I… K…
G73 X… Z… B… lub G73 X… Z… I… K…
Funkcja G72 jest odpowiednikiem funkcji G02.
Funkcja G73 jest odpowiednikiem funkcji G03.
Do określenia łuku potrzebne są trzy z przedstawionych powyżej adresów.
3. Programowanie tokarek CNC z wykorzystaniem ciągów konturowych
Zasada programowania tokarek CNC z wykorzystaniem ciągów konturowych zostanie omówiona na przykładzie sterowania Sinumerik.
Przykład IV.1
Rys. 4.4 Widok wałka z wymiarami dla którego będzie układany program
Źródło własne.
Uwaga! W trakcie obróbki używane będą narzędzia prawotnące.
I Etap – obróbka zgrubna (wykonana bez użycia cykli obróbkowych)
N005 G95 wybór jednostki posuwu w mm/obr N010 T1 D1 F0.5 S1200 M3 wywołanie narzędzia nr 1, zdefiniowanie parametrów posuwu i obrotów wrzeciona
włączenie obr prawych
N015 G0 X133 Z0 szybki podjazd narzędziem w okolice przedmiotu obrabianego
N020 G1 X2 stoczenie powierzchni czołowej N025 G0 X126 Z1
N030 G1 Z78 N035 X129
N040 G0 X500 Z500
N045 M5
N050 T1 D1 F0.4 S1200 M3 N055 G0 X121 Z3
N060 G1 Z52 N065 G0 X123 Z3 N070 X111
N075 G1 Z52 N080 G0 X113.5 Z3 N085 X101
N090 G1 Z52 N095 G0 X103.5 Z3 N100 X91
N105G1 Z52 N110 G0 X93.5 Z3 N115 X81 N120 G1 Z16.52 N125G0 X83. 5 Z3 N130 X71 N135G1 Z11.8 N140G0 X73.5 Z3 N145 X61
N150G1 Z7.08 N155 G0 X63. 5 Z3 N160 X51
N165 G1 Z2.36 N170 G0 X53.5 Z3 N175 X46
N180G1 X46
N185 X82 Z17
N190 Z52 N195 X128
N200G0 X500 Z500 …
Etap II obróbka wykańczająca z wykorzystaniem cykli konturowych:
Uwaga! Symbol A oznacza ruch narzędzia pod kątem na zadane współrzędne.
W układzie sterowania Sinumerik 840D symbol A zastąpiono zapisem ANG=.
I wersja:
…N205 F0.1 S1800 N210 X0 Z1
N215 G1 X0 Z0
N220 X44 A90 → prosta (AB) N225 X80 A135 → prosta (BC) N230 Z53 A180 → prosta (CD) N235 X126 A90 → prosta (DE) N240 G0 X500 Z500 M5
N245 M30
II wersja:
…
N205 F0.1 S1800 N210 X0 Z1
N215 G1 X0 Z0
N220 X80 Z18 A90 A135 → prosta prosta (ABC) N225 X126 Z53 A180 A90 → prosta prosta (CDE) N230 G0 X500 Z500 M5
N235 M30
III wersja:
…N215 F0.1 S1800
N220 X80 Z18 A90 B0 A135 B0 → prosta prosta prosta
N225 X80 Z53 (ABCD)
N230 X126 A90 → prosta (DE) N235 G0 X500 Z500
N240 M30
Przykład IV.2
Rys. 4.5 Widok wałka z wymiarami dla którego będzie układany program
Źródło własne.
I Etap – obróbka zgrubna (wykonana bez użycia cykli obróbkowych) N005 G95
N010 T1 D1 F0.5 S1200 M3 N015 G0 X153 Z0
N020 G1 X2 N025 G0 X146 Z1 N030 G1 Z85 N035 X149
N040 G0 X500 Z500
N045 M5
N050 T1 D1 F0.4 S1200 M3 N055 G0 X141 Z3
N060 G1 Z54 N065 G0 X143 Z3 N070 X131 N075 G1 Z54 N080 G0 X133.5 Z3 N085 X121 N090 G1 Z54 N095 G0 X123.5 Z3 N100 X111 N105 G1 Z54 N110 G0 X113.5 Z3 N115 X101
N120 G1 Z54 N125 G0 X103.5 Z3 N130 X91 N125 G1 Z24 N140 G0 X93.5 Z3 N145 X81 N150 G1 Z24
N155 G0 X83.5 Z3 N160 X71 N165 G1 Z24
N170 G0 X73.5 Z3 N175 X61 N180 G1 Z20.5 N185 G0 X63.5 Z3 N190 X58 N195 G1 X58
N200 Z19 N205 X68 Z24 N210 X98
N215 Z54 N220 X148
N225 G0 X500 Z500
…
Etap II obróbka wykańczająca z wykorzystaniem cykli konturowych:
I wersja:
…
N230 F0.1 S1800 N235 X0 Z1
N240 G1 X0 Z0
N245 X36 A90 → prosta (AB) N250 G3 Z10 I0 K10 B10 łuk (BC)→ N255 G1 Z20 A180 → prosta (CD) N260 G2 X66 I5 K0 B5 łuk (DE)→ N265 G1 X96 A90 → prosta (EF) N270 Z55 A180 → prosta (FG) N275 X146 A90 → prosta (GH) N280 G0 X500 Z500
N285 M30
II wersja:
…
N230 F0.1 S1800
N235 X0 Z1 N240 G1 X0 Z0
N245 G3 X56 Z10 A90 B10 → prostałuk (ABC) N250 G2 X66 Z25 A180 B5 → prostałuk (CDE) N255 G1 X96 Z55 A90 A180 → prosta prosta(EFG) N260 X146 A90→ prosta (GH)
N265 G0 X500 Z500 M5
N270 M30 III wersja:
…
N230 F0.1 S1800 N235 X0 Z1 N240 G1 X0 Z0
N245 X56 Z0 B10 → prostałuk prosta N250 X56 Z20 (ABCD) N255 G2 Z2 I5 K0 B5 łuk (DE)→
N260 G1 X96 Z55 A90 B0 A180 B0 → prostaprostaprosta N265 X146 Z55 (EFGH) N270 G0 X500 Z500 M5
N275 M30 4. Programowanie tokarek CNC przy wykorzystaniu programów CAM
Oprogramowanie do komputerowego wspomagania procesów wytwarzania pozwala na podstawie rysunku elementu (płaskiego lub bryłowego) wygenerować kod programu do określonego układu sterowania obrabiarki numerycznej.
Poniżej zostanie przedstawiony sposób obróbki elementu za pomocą programu EdgeCAM.
Przykład IV. 3
• Wczytanie pliku z rysunkiem płaskim (2D) np. z rozszerzeniem dwg; jeśli nie mamy takiego rysunku to możemy go wykonać za pomocą EdgeCAMa.
Rysunek można odpowiednio przerobić tzn. usunąć lub przyciąć linie, ustawić układ współrzędnych dla procesów toczenia.
• Ustawienie punktu zerowego przedmiotu obrabianego.
• Definiowanie półfabrykatu.
• Przejście do modułu toczenia (wybór m.in. postprocesora).
• Wybór narzędzia dla pierwszego procesu obróbczego np. planowania.
• Przygotowanie obróbki m.in. wybór parametrów.
• Przeprowadzenie symulacji obróbki.
• Wybór narzędzia dla kolejnego etapu obróbki np. obróbki zgrubnej, wykańczającej.
• Czynności powtarzamy dla kolejnego etapu tzn. przygotowanie obróbki, symulacja.
• Na koniec wykonujemy symulację całego procesu, wprowadzamy ewentualne poprawki, dokonujemy optymalizacji.
• Zamiana wykonanych czynności poprzez postprocesor w gotowy program na obrabiarkę CNC w wybranym układzie programowania.
• Na koniec można sprawdzić kod programu, który powstał automatycznie.
Rys. 4.6 Fragment wygenerowanego programu przy użyciu aplikacji EdgeCAM
Źródło: Augustyn K.; EdgeCAM. Komputerowe wspomaganie wytwarzanie; Helion; 2004; strona 55
Uwaga:Jeśli posiadamy rysunek bryłowy (3D) to również możemy go wczytać i dokonać
„wyboru” poszczególnych operacji. Efektem końcowym będzie oczywiście kod programu do obróbki danego elementu.
Bibliografia:
1. W. Habrat Obsługa i programowanie obrabiarek CNC Podręcznik operatora, Krosno 2007: Kabe;
2. Wit Grzesik, Piotr Niesłony, Marian Bartoszuk Programowanie obrabiarek NC/CNC, Warszawa 2010, WNT
3. Grzegorz Nikiel – Programowanie obrabiarek CNC na przykładzie układu sterowania Sinumerik 810D/840, Bielsko Biała 2004, ATH w Bielsku Białej, wydanie internetowe zamieszczone na
stronie http://mechanics.pl/dydaktyka/Programowanie+Maszyn+Technologicznych/Pro gramowanie+obrabiarek+CNC.pdf
dostęp: 29.07.2013,godz 20.00.
4. Dokumentacja technicznoruchowa obrabiarek sterowanych numerycznie
obsługiwanych w językach ISO (Sinumerik, Fanuc) oraz innych (Haidenhain, Mazak) 5. Krzysztof Augustyn – EdgeCAM. Komputerowe wspomaganie wytwarzania, Gliwice
2007, Wydawnictwo Helion
6. Podstawy obróbki CNC, Warszawa 2007: REA
7. Programowanie obrabiarek CNC – frezowanie, Warszawa 2007: REA 8. Programowanie obrabiarek CNC – toczenie, Warszawa 2007: REA Netografia:
1. http://www.mtscnc.com/polish/mts.htm#7.2
2. http://www.cnc.info.pl/topics86/programnasinumerik840dvt17184,10.htm 3. http://pl.scribd.com/doc/48864550/WprowadzeniedosymulatorafrezowaniaCNC 4. http://www.edgecam.pl/
5. http://cad.pl/
