CNC PRAKTIKUM ALAPISMERETEK ÉS CNC PROGRAMOZÁS

GÉPGYÁRTÁSTECHNOLÓGIA TANSZÉK

CNC PRAKTIKUM A Gépészmérnöki szak szabadon választható modultantárgya

ALAPISMERETEK ÉS CNC PROGRAMOZÁS

Készítette:

Gyukli Zoltán Mérnöktanár

Konzulens:

Kocsis Imre Fomérnök

- 1 -

Tartalomjegyzék Tartalomjegyzék ........................................................ 1 1. ..................................................................... Eloszó

3

2 . ...........................................................................A j á n l o t t i r o d a l o m j e g y z é k :

4

3 . ........................................................A C N C - t e c h n i k a é s a s z e r s z á m g é p

5

3.1.

Bevezetés ............................................... 5

3.2.

CNC gépek fo részei ................................ 10

4 . ........................................................................................ A s z á m v e z é r l é s e l v e 4.1.

Általános ismerteto .................................. 17

4.2.

A C N C - megmunkálás megismerésének

17

feltételei ............................................... 20 4.3.

Koordináta rendszerek.............................. 22

4.4.

Vonatkoztatási pontok .............................. 28

4.5.

A számvezérlésu gépek vezérlési rendszerei ... 30

5 . .............................................. A s z á m v e z é r l é s u g é p e k e l v i m u k ö d é s e 5.1.

Megmunkáló központok ............................. 36

5.2.

Szerszámkezelés...................................... 38

5.3.

CNC és DNC vezérlésu gépek .................... 40

6 . .....................................................................A C N C g é p e k s z e r s z á m o z á s a 6.1.

Szerszámanyagok..................................... 46

6.2.

A szerszámok kialakítása .......................... 48

6.3.

S z e r s z á m v á l a s z t á s s z e m p o n t j a i. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 9

7 . ............................................................ A p r o g r a m o z á s á l t a l á n o s a l a p j a i 7.1.

Elokészítés ............................................ 50

7.2.

Programnyelv szerkezete ........................... 51

7.3.

Szabványos muvelet- elokészíto funkciók ....... 54

34

46

50

- 2 7.4.

Technológiai információk........................... 69

7.5.

Szabványos M (segéd) funkciók .................. 71

7.6.

Ciklusok, menetvágás, fúrás ....................... 74

7.7.

Tervezorendszerek ................................... 78

7.8.

Program javítása, mentés, dokumentálás........ 81

8 . ......................................................................... C N C g é p e k k a r b a n t a r t á s a 8.1.

Üzembe helyezés ..................................... 85

8.2.

Karbantartás, javítás................................ 86

9 . ....................................................................................M u n k a v é d e l m i e l o í r á s 10.Irodalomjegyzék ................................................... 92

85

89

- 3 -

1. Eloszó A CNC PRAKTIKUM c. tantárgy programja A tantárgy legfontosabb adatai A

tárgy

a

modultantárgya

Gépészmérnöki

a

szak

szabadon

választható

nappali tagozaton, amely magyar nyelven kerül

eloadásra. A

CNC

megismertesse

praktikum a

c.

hallgatókat

méroberendezések

tárgy a

oktatásának

számjegyvezérlésu

fontosabb

célja,

hogy

megmunkáló

tulajdonságaival,

és

muködésével,

programozásával, használatával, pontossági ellenorzésével. Segítséget nyújt a hibadiagnosztikában és megoldásban. Lehetové teszi

az

alapveto

de

egyben

speciális

munkavédelmi

ismeretek

elsajátítását. A tárgy egy féléves, heti óraszáma: 4 óra laborgyakorlat. A hallgatók otthoni munkája egy alkatrész két dimenziós CAD modelljének

elkészítésébol

és

egy- egy

alkatrész

megmunkáló

programjának megírásából áll. Az otthoni munka heti 4 órát igényel. A tárgy számonkérése folyamatos,

gyakorlati jeggyel zárul. A

gyakorlati jegy megszerzésének feltétele: a gyakorlatokon való aktív r é s z v é t e l , a z ó r á k a n y a g á b ó l m e g í r t k é t Z H s ik e r e s m e g í r á s a , a C A D modell, valamint a megmunkáló program megfelelo szintu elkészítése A tárgy 2,5 kredit pontos. A tárgy oktatásának feltételrendszere Személyi

feltételek. A tárgy eloadói és gyakorlatvezetoi: Dr.

Zatykó Erika adjunktus és Kocsis Imre tanszéki fomérnök. Tárgyi

feltételek.

A

tárgy

berendezések

rendelkezésre

elvégzéséhez

a

hallgatók

oktatásához

állnak. a

A

tanszék

számítógépes rendszereket is használhatják.

szükséges

tantermek,

számítógépes laboratóriumában

munka lévo

- 4 -

2. 1.

Ajánlott irodalomjegyzék:

W. H. P. Leslie: NC alkalmazási kézikönyv

Muszaki könyvkiadó, Budapest 1973

2.

Csányi Egon: NC technika a gyakorlatban

Muszaki könyvkiadó, Budapest 1974

3.

H. Wellers - N. Kerp - F. Liberwirth: Bevezetés a CNC

szerszámgépek programozásába Muszaki könyvkiadó, Budapest 1987

4.

Hans B. Kief: NC/CNC Handbuch

Stodkheim, 1988

5.

A . F r i s c h h e r z- H . P i e g l e r : F é m t e c h n o l ó g i a ,

Szakismeretek 2. B+V Lap- és Könyvkiadó, Budapest 1994

6.

dr. Horváth M. dr. Markos S.: Gépgyártástechnológia

Muegyetemi Kiadó, Budapest 1995

7.

dr. Baka O.- Seprényi Z.: Szakelméleti alapössze függések

és alkalmazási mintapéldák gyujteménye I. II. kötet OMINYOM Nyomda és Kiadó BT. Budapest 1997

- 5 -

3. A CNC-technika és a szerszámgép 3.1. Bevezetés A

különbözo

gépi

megmunkálási

technológiák

szüntelen

továbbfejlodésén belül a gépek számvezérlésének megjelenése nagyon jele nt o s l é p é s . A

bonyolult

általában

NC

gép

magasak,

beszerzési

azonban

az

ára

miatt

elokészületi

a

gép

költség

költségek kicsi.

A

hagyományos, mechanikus ve zérlésu automatáknál ez éppen fordítva van. Egy bizo nyos darabszámnál kisebb gyártási volumen esetében a számvezérlésu felépítésénél

gép fogva

lesz

gazdaságosabb.

ugyanakkor

még,

A

például

számvezérlésu adaptív

gép

vezérléssel,

j o b b a n b i z t o s í t j a a ma x i m á l i s , i l l e t v e o p t i m á l i s t e l j e s í t m é n y t , a m e l y g a z d a s á g o s s á g á t n ö ve li. Az

NC - technika,

kezdobetuibol

amely

származik

és

a

a

N umerical

magyar

C ontrol

fordítása

angol

szavak

"számvezérlés"

-

létrejöttét, fejlodését az alábbi évszámokhoz és kutatókhoz köthetjük: - 1808. J. M. Jaoquard, francia selyemszövo és mechanikus a róla elnevezett

szövoszéken

lyukkártyákat

alkalmazott.

Ez

jelentette

a

cserélheto adathordozó feltalálását. - 1938.

C.

disszertációjában

E. arra

Shannon, az

amerikai

eredményr e

matematikus

jutott,

hogy

doktori

gyors

számítás

adatátvitel csak bináris formában, a Boole algebra felhasználásával történhet

és

lehetnének.

a

me gvalósítás

Shannon

eszközei

dolgozta

ki

a

az

elektronikus

mai

kapcsolók

számítógépek,

illetve

számjegyvezé rlések alapelveit. - 1 9 4 6 . J . W . M a u c h l y é s J . P . E c k e r t a z U S A- b a n e l k é s z í t e t t e a z elso

digitális

számítógépet.

adatfeldolgozás alapjait.

Ok

teremtették

meg

az

elektronikus

- 6 - 1949- 52. J. Parsons és az M. I. T. (Massachusetts Technológiai Intézet)

fejlesztett

ki

egy

rendszert,

a me l y b e n

a

munkadarab

megmunkálását közvetlenül egy számítógép vezérelte [6]. A z e l k é p z e l é s n é g y lé n y e g e s t é t e l e , a k ö v e t k e z o v o l t : 1.

Egy pálya elérendo pontjainak tárolása lyukkártyákon.

2.

A l y u k k á r t y á k a d a t a i n a k a u t o m a t i k u s b e o lv a s á s a a g é p b e .

3.

A

b e o lv a s o t t

helyzetek

folyamatos

kiadása

és

közbenso

értékek számítása annak érdekében, hogy 4.

a s z e r v o m o t o r o k a t e n g e l y e k m o z g á s á t v e zé r e l n i t u d j á k [ 6 ] .

Az elso muködo magyar NC- gép az ERS 200 szakaszvezérlésu eszterga

volt,

amit

Csepelen

gyártottak

és

az

1960- as

B N V- n

mutattak be [2]. A szerszámgépet számok és betuk programozásával vezéreljük. A muködteto

program

tetszolegesen

változtatható,

ismételheto

és

megfelelo formában tárolható. Az NC- technika lényegét a legjobban úgy lehet megérteni, ha összehasonlítjuk a hagyományos és az NCeszterga muködését. F o r d u l a t s z á m. fordulatszámát

A

a

hagyományos

munkadarab

szerszámgép

elkészülése

során

foorsójának többször

kell

változtatni, ezt a gépkezelo a forgácsolási folyamatot megszakítva a megfelelo

kapcsoló

karokkal

végzi,

majd

utána

folytathatja

az

megmunkálást. Az NC- gép számára betuk és számok kombinációjából álló kód segítségével programozzuk a kívánt fordulatszámot, amelyet a gép automatikusan kapcsol. Elmozdulás . akkor

a

szánt

Ha

meghatározott

mozgató

hosszúságot

hajtókeréken

lévo

kell

elmozdulni,

beosztásos

tárcsa

(noniusztárcsa) jeleit figyelve a dolgozó állítja le a szánmozgást a kívánt hosszúság elérésekor. Így készítheto hengeres vagy sík felület.

- 7 Az

alakos

alkatrészeket

csak

különleges

készülékkel,

a

gép

állításával vagy alakos szerszámmal lehet elkészíteni. A

szán

mozgási

sebessége

(elotolása)

az

elotoló - hajtómu

áttételeinek kézi kiválasztásával állítható be [10]. Az N C -g é p szánjait nagy pontosságú golyós orsók mozgatják, amelyeket

villamos

motorok

forgatnak.

Az

elfordulás

mértékét

és

sebességét az orsókhoz kapcsolt elektronikus mérorendszer érzékeli. Í g y a s z ü k s é g e s e l m o z d u l á s h o s s z ú s á g a é s s e b e s s é g e i s b e t u- s z á m k o m b in á c i ó k b ó l á l l ó k ó d d a l p r o g r a m o z h a t ó . Van tehát egy olyan berendezés, amelyekbe ezeket a kódokat "be lehet adni", rendszerint lyukszalag beolvasásával lehet beprogramozni. Ezt nevezzük számvezérlésu (NC) berendezésnek . A hagyományos és az NC- gépek közötti alapveto különbség, hogy az NC- gép a kezelo beavatkozása nélkül végzi el a muveleteket. Ezért nem kell használni az elmozduló géprészekhez kézi kezelo elemet, a gép

kezelojének

forgácsolás

közben

nem

is

kell

néznie

a

munkadarabot. Az N C-s z e r s z á m g é p külso formájában is eltér a hagyományostól, kialakításának

legfontosabb

célja,

hogy

az

NC- technika

minden

lehetoségét a legjobban lehessen kihasználni. Az 1.a, b, ábra a hagyományos és a CNC- esztergát hasonlítja össze. Az utóbbi vezérloberendezése a gép szerves része, és nagyon kis helyen elfér. Ez a kis helyszükséglet az elektronika fejlodésének eredmé nye, amely lehetové tette azt is, hogy egyre több vezérlési feladatot lehessen programozni, és a forgácsolás teljes folyamatát aut o matizálni. A

CNC

(C omputer

berendezés, tartalmaz.

amely

szabadon

Muködését

programozása

N umerical

határozza

C ontrol)

programozható

alapvetoen meg.

Ezt

a a

olyan

számvezérlésu

mikroszámítógépet

beépített programot

is

mikroszámítógép -

kitörlodés

ellen

biztons ágosan védve - a vevo készen kapja, ami a CNC- berendezés

- 8 üzemprogramja

(szoftvere).

A

szerszámgép

állandóan

optimálisan

muk ö d t e t he t o , m i v e l a C N C t ö b b r é s z e g y s é g e t v e z é r e l , f e l ü g y e l a kenésidore, a holtjáték kivételére, a biztonsági reteszelésekre, az á l t a l á n o s h i b a á l l a p o t k i j e lz é s é r e .

1.a ábra Hagyományos esztergagép

1.b ábra CNC esztergagép A CNC gép külso jegyeiben is eltér a kézi muködtetésu gépektol. A

képernyo

beadására, jellemzoje megszokott

a

program

illetve a

gé pet helyen

kijelzésére

módosítására. beborító találhatók

és

billentyuzet

Robosztus,

burkolat. a

a

kézi

merev

Nincsenek,

a

felépítésu,

vagy

v e zé r l o e l e m e k .

program

nem

a

Speciális

- 9 konstrukciós megoldásokkal is találkozni, hol a szerkezeti elemek h a s o n l ó a k , d e a g é p f e l é p ít é s e e l t é r o ( p l . N C v . C N C l é z e r s u g a r a s kivágó, lángvágó, lemezdaraboló).

- 10 -

3.2. CNC gépek fo részei Gépágy. Az ágy, vagy az állványszerkezet a szerszámgép alapja. Ez hordozza a gép összes aktív vagy passzív elemét, az orsókat, s z á n o k a t , a s z t a l o k a t , s o k s z o r a v e z é r l é s t i s e r r e e r o s í t i k f e l (3 . á b r a ).

Az

állványszerkezet

hegesztett

acélból,

öntöttvasból

vagy

úgynevezett kompozit betonból készül. Legfontosabb szempontok a merevség, rezgéscsillapító- képesség, hostabilitás.

3. ábra Ferde ágy Esztergák

esetében

forgácseltávolítás

a

ferde

szempontjából

vagy a

függoleges

legkedvezobb

ágyrendszer

[2.].

Ferde

a

ágy

esetén viszont a foorsó középvonalának távolsága a kezelooldaltól messze van, ami a gépkiszolgálást nehezíti. A szánrendszer foként a felso vezetékre támaszkodva saját súlyával is biztosan fekszik az ágyon. A foforgásirányt figyelembe véve a foforgácsolóero hatása is kedvezo. Függoleges

ágy

esetében

a

súlyero

kérdése

megoldható,

és

bizonyítottan nincs jelentosége a szán súlyponti helyzetének (lebegés) a m e r e v s é g r e , h a a f e l f ü g g e s z t é s t m e g f e l e l o e n o l d j á k m e g (4 . á b r a ) . Ezzel szemben dönto jelentoségu a munkatér kedvezo kezelhetosége. Az

alapszá n

szélessége

is

növelheto,

a

gyártási

kérdések

kedvezobbek. Az ágy és a lábazat zárt négyszögrendszert alkot.

is

- 11 -

4. ábra Függoleges ágy Vezetékek. Napjainkban gördülo vezetékeket alkalmaznak a f o r g á c s o l ó s z e r s z á m g é p e k d ö n t o t ö b b s é g é n é l . E z e k l e h e t ne k g o l y ó s illetve görgos kiviteluek a terhelés függvényében (5.a, b, c, ábra.) a,

Golyós vezeték

b, Golyós vezeték

c, Görgos vezeték

5. ábra Vezetékek. Lágy, nagy sebességu megvezetés, optimális futási tulajdonság, hosszú élettartam és karbantartás- mentesség a jellemzojük. Az 5.b és 5.c

ábrán

jól

megfigyelheto

az

elrendezés.

Az

elemek

egymáshoz

érnek és folyamatos sort alkotva visszavezetik oket a már elhagyott p o z í c ió b a . S z e r k e z e t ü k a 6 . a , b , á b r á n l á t h a t ó . A T H K c é g S S R kompakt golyósora jelentos változá st hozott.

- 12 -

a, Golyós elrendezés

b, Görgos elrendezés 6. ábra Vezetékek

A

golyók,

lehetové

ill.

teszik

az

görgok

kenoanyagkamrákban

egyenletes

futást

csekély

vannak,

amelyek

hofejlodés

mellett,

jelentosen csökkentve a mozgatási ellenállást. A 7. ábrá n látható, hogy a golyók nem érintkeznek egymással, nagy sebesség mellett is enyhe a melegedés, a pontos pozícionálás következtében a mozgatási e l l e n á ll á s v á l t o z á s a a z e l o z o t í p u s o k é h o z k é p e s t a t i z e d é r e c s ö k k e n t . K í s é r l e t e k s o r á n a z e l s o k e n o a n y a g- m e n n y i s é g g e l 2 8 e z e r k i l o m é t e r f u t o t t p r o b lé m a m e n t e s e n [ M u s z a k i M a g a z i n ] .

7. ábra Golyós vezeték (THK) A vezetékekrol még késobb lesz szó A számvezérlésu gépek elvi felépítése címu fejezetben. Mozgató

orsók.

A

lineáris

szánok

mozgását

leggyakrabban

golyósorsó - anya párral oldják meg. Az orsó és az anya közötti k a p c s o l a t o t a g o l y ó k b i z t o s í t j á k (8 . á b r a ) . A s ú r l ó d á s h a t á s f o k a j ó (≅0.95 ), a hézagmentesség, a nagy merevség pontos mozgást tesz

- 13 lehetové.

Holtjáték

kiküszöbölésére

elofeszítést

alkalmaznak,

két

a n y á t k e l l e g y m á s s a l s z e mb e n f e l h e l y e z n i .

8. ábra Golyósorsó visszavezeto taggal A golyók visszavezetését VV taggal v. áthidaló elemmel oldják meg. Ilyen áthidaló elemes megoldást látni a 9. ábrá n.

9. ábra Golyós orsó áthidaló taggal A 10. ábra a, képén kétbekezdésu golyósanya látható, a b, ábrán pedig egybekezdésu, négy menetu anya.

- 14 -

a, Áthidaló taggal

b, VV taggal

10. ábra Golyósanyák Motorok. Szabályozott egyenáramú (DC) vagy váltóáramú (AC) hajtómotorral

közvetlenül

hajtva,

az

orsó

elfordulását

mérve

(közvetett útmérés) pontos szánmozgást lehet elérni. Fohajtómuveknél az asszinkron váltóáramú (AC) motorokat alkalmazzák. Az elotoló hajtások

motorjainak

tulajdonsága

a

nagy,

(pozícionáló ugyanakkor

motorok)

egyenletes

legfontosabb

gyorsító

-

lassító

képesség [2]. Útmérok.

Mérési

eljárás

szerint

lehetnek

abszolút

növekményes mérorendszerek (11. ábra ). A mérési eljárás szerint Abszolút

Növekményes

A mért értékek érzékelése szerint Analóg

Digitális

A mérés helye alapján

Közvetlen

Közvetett

11. ábra Útmérorendszerek fajtái

vagy

- 15 Abszolút mérés az a mérési eljárás, amikor a szánelmozdulásra vonatkoztatott minden méret egy kiindulási ponthoz, a mérorendszer nullpontjához mérve abszolút értelemb en jelenik meg. Növekményes mérés az, amikor a szánelmozdulás mértékét egyegy

útméretegység

diszkrét

egységek

útszakaszra

folyamatos egész

megszámlálásával

számú

k ü l ö n- k ü l ö n ,

nem

többszörösével a

nullponthoz,

érzékeljük, adjuk hanem

ill.

e

meg

minden

a

korábbi

szánhelyzethez képest az útegységek összeszámlálásával [2.]. A legtöbb szerszámgépnél az útmérés fotoelektromosan történik. A mértékmegtestesíto egy igen finom vonalkás rács, amelyet különféle hordozókra

(pl.

üvegléc,

mértékmegtestesíton

vagy

lévo

üvegtárcsa,

osztásrácsra

eso

stb.)

visznek

fény

az

fel.

A

osztásrácson

elhajlik, nagy osztásperiódus esetén (ami lényegesen nagyobb mint a f é n y h u ll á m h o s s z a ) a z e l e m e k ú g y e s n e k e g y b e , h o g y a p á r h u z a m o s a n megvilá g í t o t t

fényátereszto

rács

mögött

az

osztás

struktúrájának

megfelelo "osztáskép" alakul ki. Ha a rács osztásperió dusa azonos n a g y s á g r e n d u a f é n y h u l l á m h o s s z á v a l (1 2 . a , á b r a ) , a k k o r a z e l h a j l o t t s u g á r e l e m e k k o m p l e x á t f e d é s e - e g y i n t e r f e r e n c i a - minta - a la k u l k i . A

durvább

osztások

letapogatása

lényegében

a

12.b,

ábrá n

b e m u t a t o t t á r n y é k v e t é s e l v e s z e r i n t t ö r t é n i k . A mé r t é k m e g t e s t e s í t o é s egy letapogató rács egymáshoz képesti elmozdulása világos - sötét modulációt

okoz,

amit

a

fotóelemek

érzékelnek

[Heidenhain

termékisme rteto].

12.a, ábra Interferencia

12.b, ábra Árnyékvetés

- 16 Egy

periodikus

inkrementális,

azaz

szükséges

egy

referencia

jel

osztássáv

számláló

abszolút van,

fotóelektromos

mérést

eredményez.

viszonyítási

melynek

pont,

letapogatása

le t a p o g a t á s a Mivel

ezért

szintén

általában

legalább

egy

fotoelektromosan

történik. Így lehetséges az abszolút referencia pozíc iót pontosan egy mérési

lépéshez

hozzárendelni.

Az

abszolút

viszonyításhoz

tehát

s z ü k s é g v a n a r e fe r e n c i a j e l é n v a l ó á t h a l a d á s r a . K e d v e z o t l e n e s e t b e n e h h e z a k á r a t e l j e s m é r é s i h o s s z n a g y r é s z é n á t k e l l ha l a d n i . Szerszámtartók.

Külön

érdemes

itt

megemlíteni

a

CNC

forgácsológépek szerszámtartóit, melyek önálló szerkezeti egységként az egyik legfontosabb szerepet töltik be a gép felhasználhatósága során.

A

13.

ábra

2

revolverfejes,

a

14.

ábra

lánctáras

szerszámtartót ábrázol.

13. ábra Eszterga késtartó

14. ábra Marógép szerszámtartó

A 13. ábra 4 tengelyes esztergagépe 12- 12 szerszámot a 14. á b r a m e gm u n k á l ó - k ö z p o n t j a 9 0 s z e r s z á m o t t á r o l h a t . A m u n k a d a r a b fajtájától szükséges

függoen a

összes

megmunkálási

gyártáshoz.

rendelkeznie tartalma znia

több

kell kell

egy az

sze rszá mot.

takaríthatunk

meg.

Ehhez bemért

adott Ezzel

Minél

a

lépés

és

többféle

szerszámgépnek

szerszámtárral.

alkatrész

A

mindenképpen szerszámtárnak

megmunkálásához

költségnövelo összetettebbek

szerszám

szükséges

átszerszámozási a

megmunkálási

idoket lépések,

annál több sze rszámot kell a szerszámtárba helyezni. A szerszámváltás automatik usan történik, pontos és gyors. A gép árát jelentosen növeli (kb. 15-20%).

- 17 -

4. A számvezérlés elve 4.1. Mint

Általános ismerteto ismeretes

az

irányítástechnikában

megkülönböztetnek

vezérlést és szabályozást. A vezérlés nyílt láncú, az adott parancs végrehajtását nem ellenorzik. Azt csak az adott információkkal elore me gh a t á r o z z á k , m a j d v é g r e h a j t j á k . A v e z é r l é s e l v é n m u k ö d o g é p e k e t programkapcsolású

gépeknek

elhelyezett

csak

program

sorrendjét

adja

muvelethez,

meg.

csak

az

Tehát

indító

nevezik. egymás

a

és

Ilyenkor

után

vezérlo

leállító

a

tárolóban

következo

muveletek

berendezés parancsot

minden

ad,

de

egyes

vezérelt

munkaciklusban a munkát végrehajtó szerkezet nem áll a vezérlo szerv b e fo l y á s a a l a t t . A

szabályozás

folyamat

zárt

láncú,

paramétereivel

a

kiadott

visszacsatolás

utasítást

útján

a

végrehajtott

összehasonlítják

és

ennek eredményeként a folyamatot korrigálják. Ha szerszámgép irányító szerkezete zárt láncú, tehát szabályozási f o l y a m a t o t l á t e l , a g é p e t p r o g r a m v e z é r l é s u s z e r s z á m g é p n e k n e ve z i k . (Az így régebben már meghonosodott elnevezés helytelen, mert nem vezérlé srol,

hanem

szabályozásról

van

szó.)

Ilyenkor

az

irányító

szerkezet nemcsak az egyes munkaelemek egymásutánját határozza meg,

hanem

az

egyes

munkaciklusok

lefolyását

is

szabályozza.

(Például megmunkálás közben érzékeli a munkadarab méretét és ha szük séges, a szerszámot utánállítja.)[6 ] A

számvezérlésen

megmunkálást

végzo

olyan

részei

vezérlést mozgásának

értenek,

ahol

sorrendjét,

a

gép

nagyságát,

sebességét a gépben, vagy a gépen kívül elhelyezett berendezéssel, például kapcsolókkal, lyukszalaggal elore beállítják, és a gép ennek alapján

a

muveleteket

m á g n e s s za l a g o n

is,

elvégzi.

vagy

az

A

vezérlo

egész

információk

szerszámgépet

a

rögzíthetok számítógép

technikában használatos memóriaegységben rögzített adatok alapján

- 18 vezérlik. A programozás lehet teljes, de részleges is, amikor például csak

egy

munkaciklust,

vagy

csak

egy

tevékenységet

(pl.

szerszámváltás) végez el önmuködoen a szerszámgép [6]. A kívánt egyszeru program megadható ütközok, végálláskapcsolók segítségével is, azonban a bonyolultabb követelménye ket a nyugvó elemes (dugaszos, nyomógombos, forgókapcsolós) és még inkább a mozgóelemes

tárolók

(lyukkártya,

lyukszalag,

má gnesszalag,

stb.)

biztosítják. Az

irányító

információra

berendezésnek

van

szüksége.

Az

a

munkafeladat információkat

teljesítéséhez jelekkel

teszik

érzékelhetové. A jelek lehetnek analóg és digitális jelek. Analóg folyamatos

a

j e l,

fizikai

ha

a

jellemezni

állapottényezo

kívánt

(pl.:

paramétert

feszültség)

valamely

meghatározott

értékével fejezik ki. D i g i t á l i s a j e l, h a a p a r a m é t e r t s z á m o k b a n m e g h a t á r o z o t t j e l e k sorozataként adják meg. A digitális jelet szakaszos függvény írja le. Kódolt

információ

az

adatok

analóg

vagy

digitális

jelekben

kifejezett alakja. Végálláskapcsolók v. lovasok szerepe tulajdonképpen egyszeru fizikai

kapcsoló.

Elso

sorban

a

gép

m u n k a t e r é ne k b e h a t á r o l á s á r a

szolgál, végállás- k a p c s o l ó k é n t , i l l . v é s z v é g á l l á s - k a p c s o l ó k é n t . Má s i k feladata a szánok jeladóinak a referenciajeleit segíti adott pozícióban f e lv e n n i .

Kvalifikálja

a

nullimpulzusok

jeleit,

és

mikor

az

NC

r e f e r e n c ia p o n t f e l v é t e l ü z e m m ó d b a n á t h a l a d e z e n a k a p c s o l ó n , a k k o r a l e g k ö ze l e b b i n u l l i m p u l z u s j e l e n t i a g é p i r e f e r e n c i a p o n t o t . PLC. Nem csak forgácsoló szerszámgépek, hanem más gépek a u t o m a t i z á l á s a c é l j á b ó l f e j l e s z t e t t é k k i a P L C (P r o g r a m m a b l e L o g i c C ontroler)

vezérlést.

munkafolyamatokat helyzetkapcsolók,

A

PLC

vezérel

vezérloegység (15.

nyomógombok,

ábra). a

közepes A

kimeno

bonyolultságú

bemeno oldalon

oldalon pedig

tengelykapcsolók, hidraulikus szelepek, mágneskapcsolók muködnek.

- 19 A v e z é r l o b e r e n d e zé s p r o g r a m o z á s a e g y s z e r u , l e h e t á r a m u t a s , B o o l e algebrai

írásmód,

vagy

PLC

programnyelv

is.

A

fejlettebb

berendezések idozíto és számláló feltétel nélküli és feltételes ugró utasítások,

szubrutinhívó

betáplálásával

utasítások,

megköze lítik

egy

aritmetikai

folyamatirányító

utasítások számít ó gép

teljesítményét [6].

NC

PLC

kezelopanel

S z e r s z á mgép

program

15. ábra PLC helyzete A vezérlés és a szerszámgép közötti kapcsolat koordinálását a PLC

végzi.

A

technológiai

feladatok

megoldásához

a

szánok

mozgatásán kívül szükség van: -

részben a szerszámgép állapotának jelzésére a vezérlo felé (részegységek üzemkészsége, vészállapotok, stb...)

- részben a programozható, nem szánmozgás jellegu parancsok közvetítésére a szerszámgép felé. A CNC vezérlések többsége ezt a feladatot úgy oldja meg, hogy a vezérlo szabványokban rögzített értelmu 24V szintu jelet ad ki, ill. fogad.

Ezeket

a

jeleket

erre

a

célra

készített

berendezés - PLC -

csatolja és alakítja át a konkrét szerszámgép igényei szerint. Ezek a l o gik a i e g y s é g e k : - értelmezik a szerszámgép felol érkezo jeleket -

dekódolják

ill.

dialógusokra

bontják

a

vezérlotol

érkezo

idofüggvényhez

kötött

parancsokat, -

illetve

ellátnak

önálló,

általában

feladatokat (pl. szánkeno ciklusok).

- 20 Az

NC

a

programokat

tárolja,

azok

parancsait

lebontja

és

egységet,

valamint

a

közvetíti a szervók és a PLC felé. Kezelopanel.

Tartalmazza

a

kijelzo

n y o m ó g o m b o k a t (1 6 . a , b , á b r a ) . A n y o m ó g o m b o k k é t r é s z b o l á l l n a k .

Az NC a,

b, 16. ábra Kezelopanelek

tasztaturából, amelye k a szerkeszto, adatbevio és funkció gombokat tartalmazzák, valamint a gépi tasztatúrából, amely az üzemmódváltó, tengelymozgató, stb. gombokat foglalja magában. A gépi tasztatúra be lehet integrálva a vezérlésbe [18].

4.2.

A C N C - m e g m u n k á l á s m e g i s m e r é s é ne k feltételei

Ha valaki CNC- gépen akar dolgozni, alapfeltétele, hogy ismerje a hagyományos muködtetésu megmunkálási módot. Meg tudja határozni az alapveto technológiai adatokat, ismerje a gép muködését. A hagyományos megmunkálás technológiai ismeretei fokozatosan bovíthetok,

amíg

a

gyakorlat

segítségével

eljutunk

a

CNC-

programozás és a gép kezelésének biztos megismeréséig. A

munkavégzés

színvonalat

minosége

képviselo

i s m e r e t b o vít é s t i g é n y e l .

is

munkaeszköz,

változik, a

CNC- gép

magasabb fejlodése

muszaki további

- 21 A CNC- technika segítségével az alkatrész meghatározott muveleti sorrendben készül, de ha az elso alkatrész már elkészült, akkor a sorozat többi darabja már a z e g y s z e r k i p r ó b á l t p r o g r a m f u t t a t á s á v a l a u t o m a t i k u s a n k é s z ü l e l. Az elso alkatrész elkészítése elott: 1 . Meg kell írni a p r o g r a m o t . 2. A szerszámok helyzetét be kell mérni. 3. A nyersdarabot be kell fogni. 4. A programot be kell juttatni a vezérlo berendezésbe (CNC). 5 . A programot eloször a gép muködése nélkül ellenorizni kell a v e z é r lo b e r e n d e z é s e n b e l ü l . 6. El kell készíteni az alkatrészt. Ezek részben programozói, részben gépkezeloi feladatok, mint hogy azonban ismerni kell egymás tevékenységét is, ezért beszélünk CNC-megmunkálási

ismeretekrol,

amelyekre

a

szakmunkásnak,

t e c h n o l ó g u s na k , m u v e z e t o n e k , ü z e m m é r n ö k n e k e g y a r á n t s z ü k s é g e v a n . A C N C - technika megismerésének személyi feltételei: -

matematikai alapismeretek,

-

logikus gondolkodás,

-

koncentrálási képesség,

-

legyen kedve ahhoz, hogy az elkészült programot a legjobb (optimális) formáig javítsa, módosítsa,

-

felelosségérzet,

-

pontosság, alaposság.

A

CNC- szerszámgép

általában

négyszer

drágább

az

azonos

nagyságú hagyományos szerszámgépnél, ezért az üzembeállítás, majd a z ü z e m e l t e t é s s o r á n s o k k a l n a g y o b b f i g y e l e m m e l k e l l f o g l a lk o z n i vele. A gyártás során nagyobbak a berendezés iránti követelmények, így természetesen a gépet muködteto CNC- szakemberek iránt is. A

- 22 17.

ábra

bemutatja

ezeknek

a

gépeknek

a

gazdaságosságát

és

alkalmazhatóságát.

17. ábra A C N C - szerszámgépek gazdaságos alkalmazási területe A CNC- vezérloberendezések messzemenoen figyelembe veszik a forgácsoló

szakmában

elterjedt

jelöléseket,

muveleteket,

szakmai

fogásokat. Ez is megkönnyíti az új technikával való ismerkedést [10].

4.3.

Koordináta rendszerek

Most, hogy megismerkedtünk az alapveto elemek funkcióival és vázlatos felépítésükkel, beszélnünk kell az alkatrészek gépen való geometriai

meghatározásáról

is.

Azt

kell

tehát

tisztázni,

hogy

a

m a j d a n i p r o g r a m k é s z í t é s s o r á n a s z e r s z á m g é p e n mi l y e n f o i r á n y o k a t kell

figyelembe

venni.

A

koordináta

rendszereket,

nevezetesen

a

derékszögu (Descartes- féle) koordináta rendszert már az általános iskolai

t a n u lm á n y o k

ábrázolására. 66217)[16].

A

18.

során á bra

is

használtuk

szabványos

pontok,

elrendezést

egyenesek mutat

(DIN

- 23 -

18. ábra Jobbsodrású koordináta rendszer A

muszaki

gyakorlatban

is

ezt

használjuk

kibovítve

a

"jobb

sodrású" kifejezéssel, amelynek egyértelmu magya rázatát a 1 8 . ábra adja.

Az

elso

fotengelyt

fotengelyt

pedig

Z- n e k

X , a m á s o d i k f o t e n g e l y t Y, a h a r m a d i k nevezték

el.

A

koordináta

rendszer

kezdopontját (origóját) legtöbbször a gép alaphelyzetének megfelelo pontra helyezik. Ez eszterga típusú gépeknél - ennek megfeleloen - a munkadarab befogó (pl.: tokmány) homlokfelülete és a munkadarab forgási

tengelyének

metszéspontja

(19.

ábra ),

tengelyeit

pedig

a

szánmozgások irányának megfeleloen választják meg. Egyezményesen

t e h á t a f o o r s ó t e n g e l y e a " Z " , a k e r e s z t s zán mo zgatása az "X" tengelyt jelöli ki [6 ]. 19. ábra Esztergagép koordináta- rendszere A p r o g r a m o z á s i k o o r d i n á t a r e n d s z e r f e l v é t e lé n e k v e z é r e l v e , h o g y a Z tengelyirány mindig a szerszámgép foorsójának szimmetriatengelye l e g y e n (2 0 . a , b , á b r a ) , é s a s z e r s z á m p o z i t í v Z i r á n y ú m o z g á s a k o r a m u n k a d a r a b é s a s z e r s z á m k ö z ö t t i t á v o ls á g n ö v e k e d j e n . [ 9 . , 1 4 . ]

- 24 -

D I N 6 6 2 1 7 s ze rint a,

b, 20. ábra 3 tengelyes marógép

Az

így

Z

tengely

iránya

és

értelme

segítségéve l

a

teljes

k o o r d in á t a r e n d s z e r f e l á l l í t h a t ó . P l . a z X m o z g á s i r á n y a k k o r p o z i t í v , ha a szerszám távolodik a munkadarab forgástengelyétol. A pozitív irány felvételénél a matematikában is használatos elso térnegyed a mérva d ó . Ha a szerszámgép kialakítása miatt vannak olyan részek, melyek p á r h u z a m o s a n m o z d u l n a k e l a f o t e n g e l y e k k e l (2 1 . a , b , á b r a ) , e z e k jelölése U, V, W [16].

a,

b,

21. ábra 4 tengelyes marógép és esztergagép

- 25 Egyes elfordulhat.

gépeken Erre

a

munkadarab

szükség

lehet

a

koordinátatengelyek

például

körül

megmunkáló - központoknál,

ahol egy felfogásban kell egy munkadarab több oldalát megmunkálni. Az elfordulás irányának meghatározását is az 22. ábra mutatja. A forgó

tengelyeknek

A,

B,

C,

a

szabványos

elnevezése,

amelyek

pozitív fo rgásirányát a körasztalra meroleges lineáris tengely pozitív iránya határoz meg (A→ X, B→ Y, C → Z). Mikor valamelyik tengely nem mindig párhuzamos az X, Y, Z, tengellyel, akkor P, Q, R, betuvel jelölheto

(DIN

66217).

A

függoleges

foorsójú

marógépeknél

l e g t ö b s zö r a t á r g y a s z t a l v é g z i a z X t e n g e l y i r á n y á b a n a m u v e l e t i mozgásokat. Az asztal és ezzel a munkadarab mozgását néhány gyártó az X tenge lyen X| - vel jelöli. A munkadarab X| irányú elmozdulása ugya nahhoz

az

eredményhez

vezet,

mint

a

szerszám

X

irányú

elmozdulá s a [1 6 . ].

22. ábra Koordinátarenszer A gépi koordinátarendszer origója a gép referenciapontja. Ahhoz hogy a CNC tudja az egyes szánok abszolút helyzetét, bekapcsolás után

ebbe

az

origóba

kell

elküldeni

a

szánokat.

Egyes

CNC- k

lehetové teszik a gépkezelo által kijelölt gépi nullpontfelvételét is. A

munkadarab

koordinátarendszere

koordinátarendszerének

v.

tengelykiosztása

másként

a

megegyezik

programozás a

gépi

k o o r d i n á t a r e n d s z e r t e n g e l y i r á n y á v a l , d e a z é r t e l m e z é s e - m e r r e "+ "attól függ, hogy mi végzi az adott tengelyirányú mozgást. Jobbsodrású

- 26 koordinátarendszer csak akkor jön létre, amikor minden mozgást a szerszám végez. 4 tengelyes szerszámgép látható 23. ábrá n [16].

23. ábra 4 tengelyes marógép Ahol a munkadarab mozog a tengelyek elojele megváltozik. Az NC

program

készítésénél

a

munkadarab

koordinátarendszert

kell

eloállít a ni és ebben kell a programot megírni. A programozás során minden

mozgást

a

szerszámmal

végzünk,

a

munkadarab

áll.

Ez

a

programozási koordináta rendszer. A szerszámgépeken azonban nem mindig a sze rszám mozdul el. Azon tengelyek mentén, ahol a mozgást a munkadarab végzi, a gépi és a programozási koordináta rendszer tengelyeinek ir á nya fordított. A gépi koordináta rendszer tengelye it f e l s o , v e s s z o v e l j e l z e t t b e t u k k e l k ü l ö n b ö z t e t j ü k m e g ( X # # # , Y# # # , Z ###)

[16,

17].

A

rendszerben végezzük el.

programozást

a

programozási

koordináta

- 27 Az

NC

munkadarab

gép

mindig

a

gépi

koordinátarendszer

koordinátarendszerben origójának

mozog.

A

helyzetkoordinátáit

automatik usan veszi figyelembe, és számolja hozzá a programozott

adatok hoz. 24. ábra 5 tengelyes huzalos szikraforgácsoló

- 28 -

4.4.

V o na t k o z t a t á s i p o n t o k

A k o o r d i n á t a t e ng e l y e k e n k í v ü l a s z á m v e z é r l é s u s z e r s z á m g é p e k e n meghatározott

pontokat

is

megjelölnek

(25.

ábra ),

amelyeknek

a

progr amozás és gépkezelés során van jelentoségük [19].

25. ábra Vonatkoztatási pontok

Jelölésük szabványos az alábbi felsorolás ismerteti.

A fontosabb vonatkoztatási pontokat a következokben röviden ismertetem. Gépi nullpont, M : A gépi nullpont a gép nem változó eltolható

koordináta

rendszerének

kezdopontja

(nullpontja).

- nem Ezt

a

pontot a gép gyártója lovasokkal rögzíti, és a gépen lévo összes

- 29 további koordináta rendszer és vonatkoztatási pont kiindulási pontja [6,16]. R e f e r e n c i a p o n t , R: A r e f e r e n c i a p o n t o t a s z e r s z á m g é p g y á r t ó j a választja meg, amelyet azért rögzítenek, hogy a szerszámot (pl. a munka megkezdése elott) pontosan meghatározott kiindulási helyzetbe lehessen beállítani. A r e f e r e n c i a p o n t a s z e r s z á m- é s s z á n m o z g á s m é r o r e n d s z e r é n e k hitelesítésére és ellenorzésére alkalmas és használatos. A referenciaponttal a mérorendszernek egy alkalommal, pl. a gép bekapcsolása után tájolást adna k, ezáltal a gép munkaterében minden pont egyértelmuen elérheto. A

referenciapont

automatikusan

általában

elérheto.

vezérloberendezés

a

A

munkatér

határán

referenciapont

bekapcsolása

után

lehetové

található, beállítása

teszi

az

és a

útméro

r e n d s z e r h i t e l e s ít é s é t . A referenciapont koordinátái a gépi nullapontra vonatkoztatva mindig ugyanazok, pontosan ismert számértékek [6,10,16]. Munkadarab

nullpontja,

W:

A

munkadarab

nullapontja

a

munkadarab koordinátarendszerének kezdopontja (nullapontja). Ez a pont

szabadon

választható,

és

gép

beállításakor

vagy

a

program

k e z d e t é n a g é p i n u l l a p o n t r a , i l l e t v e a r e f e r e n c i a p o n t r a v o n a t k o zt a t v a rögzítik. A munkadarab nullapontját ne tetszolegesen jelöljük ki, hanem mindig arra gondolva, hogy lehetoleg megkönnyítsük a programo zási munkát. A koordinátákat lehetoség szerint közvetlenül a muhelyrajzról vegyük át. A rajz méretmegadását figyelembe kell venni [1 0 , 1 6 ].

- 30 -

4.5.

A számvezérlésu gépek vezérlési rendszerei

Az elozo fejezetben megismert alapfogalmakra építve most már n é zz ü k m e g , m i t i s c s i n á l e g y s z e r s z á m g é p p e l ö s s z e k a p c s o l t v e z é r l o berendezés.A vezérloberendezés feladata, hogy a betáplált információknak megfeleloen a kapcsolási, a helyzet- meghatározási feladatokat, valamint az egész munkafolyamat együttes irányítását m e go l d j a . I l y e n k a p c s o l á s i f e l a d a t o k a k ü l ö n f é l e f o - é s mellékmozgások sebességeinek, segédüzemi berendezéseknek m e g f e l e l o i d o b e n v a l ó b e - é s k i k a p c s o lá s a . A h e l y z e t - m e g h a t á r o z á s i feladatok alatt a munkadarab és a szerszám egymáshoz viszonyított helyzetének, tehát a szánok mozgásának me gh a t á r o z á s á t é r t i k . A helyzetreállás szempontjából készülnek: 1. pontvezérlésu, 2. szakaszvezérlésu és 3. pályavezérlésu szerszámgépek. A

pontvezérlésu

g é p e knél

nincs

funkcionális

összefüggés

a

k ülönféle koordináta irányú mozgások között. A vezérelt elmozdulás közben megmunkálás nincs (26. ábra ). Egyidejuleg két koordináta irányban is lehe tséges elmozdulás [6 ].

26. ábra Pontvezérlés alkalmazása

- 31 Tipikus példája az ilyen gépnek a koordináta fúrógép. Az egyes megmunkálási

pontokat

a

nullpontból

(origóból)

induló

X,

Y

koordinátákkal kell megadni. Szakaszvezérlésnél koordináta

irányú

szánmozgásoknál

szintén

mozgások

valamely

nincs között.

koordináta

összefüggés A

a

szerszám

különféle viszont

a

irányában fogásban lehet. A

s z e r s z á m a kii n d u l ó p o n t t ó l a b e f e j e z o p o n t i g e g y e n e s m e n t é n m o z o g valamely

tengely

irányában

(27.

ábra ).

Elofordulhat

különbözo

elotolómozgások

egyideju bekapcsolásával a koordinátatengellyel meghatározott szög ( á lt a l á b a n 4 5 f o k ) a l a t t i e g y e n e s v o n a l ú m o z g á s l é t e s í t é s e i s [ 6 ] .

27. ábra Szakaszvezérlés

A

pont

és

szakaszvezérlésu

gépeknél

nem

követelmény

a

tengelyenkénti önálló mellékhajtómu és a fokozatmentes sebesség. F e l é p ít é s

szempontjából

ezek

a

gépek

hasonlítanak

legjobban

a

hagyományo s gé p e k r e . A

pályavezérlésu

mozgások

között

szerszámgépeknél

funkcionális

összefüggés

a van

különféle (28.

ábra ).

irányú Így

a

- 32 s z e r s zá m o k valamilyen

és

a

munkadarabok

f ü g g v é ny k a p c s o l a t t a l

egymáshoz adható

viszonyított

meg.

Ilyenek

mozgása

például

a

profilköszöruk és profilesztergák. A kontúrvonalat megadó görbét a gép

elemi

útszakaszok

sorozatával

közelíti

meg,

vagyis

a

pályát

szakaszokra bontja és azt valamilyen más görbével közelíti meg. A p á l y a v e z é r l é s n é l a z i n f o r má c i ó s a d a t o k s z á m a s o k k a l n a g y o b b , m i n t a pont - és szakaszvezérlésu gépeknél. A gép az adatok feldolgozását, vagyis közelítogörbéje

a adatainak

meghatározását

pálya a

CNC

belso

számítógépével végzi el. Ezt a berendezést interpolátornak nevezik [16].

28. ábra 2D pályavezérlés

- 33 -

29. ábra 2,5D pályavezérlés Pályavezérlésu gépeknél minden tengelyen önálló, fokozatmentesen szabályozható sebességu mellékhajtómu szükséges. Az interpolátor az egyes tengelysebességek folyamatos változtatásával biztosítja a mindenkor szükséges térbeli pályamenti eredo sebességvektor beállítását.Ahány tengely összhangban vezérelheto, annyi dimenziós pályavezérlésrol (D) beszélhetünk. Tehát a dimenziószám az eredo s e b e s s é gvektor különbözo tengelyek irányába eso s e b e s s é gk o m p o n e n s e k s z á m a . H a a z N C n e m k é p e s m i n d e n t e n g e l y t összhangban mozgatni (azaz pályavezérelni) a fennmaradó (csak szakaszvezérelheto) tengelyeket fél dimenziószámmal jelölték [1 7 ]. A 28. ábra 2D pályavezérlést, a

29. ábra 2.5D pályavezérlést

mutat. Ez utóbbi "teraszos" megmunkálást jelent, azaz síkban (2D) pályavezérelheto és a harmadik tengely mentén szakaszos elmozdulást eredményez. Valódi

térbeli

alakzatok

általában

5D

pályavezérléssel munkálhatók

meg,

geometria mellett 3 0 . á b r a 3 D p á l y a ve z é r l é s

a

mert

a

lekövetése maró

optimá lis

élszögeit is be kell állítani. A

30.

ábra

egy

térbeli

- 34 a l a k z a t m e g m u n k á lá s á t m u - t a t j a . A 3 1 . á b r á n l á t h a t ó 5 t e n g e l y e s megmunkálóközpont.

31. ábra 5 tengelyes megmunkálóközpont

5 . A s z á m v e z é r l é su g é p e k e l v i m u k ö d é s e A

következokben

jellemzo

típusainak

tekintsük általános

át

a

számvezérlésu

felépítését.

gépek

Számvezérlésu

egyes géprol

beszélünk, nem leszukítve a kört csak a szerszámgépekre. A z i p a r i g y a k o r l a t b a n u g y a n i s i g e n s o k ü z e m b e n h a s z n á ln a k N C vagy

CNC

élhajlító

vezérlésu (33.

amelyeknek

ábra )

lángvágó, és

programozása,

lézersugaras

mechanikus szerkezeti

kivágó

(32.

lemezdaraboló

felépítése -

ábra ), gépeket,

természetesen a

speciális kons trukciós megoldásoktól eltekintve - elvileg hasonló a forgácsoló

szerszámgépek

felépítéséhez.

Az

eddig

ismertetett

á l t a l á n o s a l a p fo g a l m a k s e g í t s é g e t n y ú j t a n a k a z e g y e s k o n k r é t g é p e k programozásához,

sze rkezeti

felépítéséhez,

azonban

a

teljes

megismerés sohasem nélkülözheti a rendelkezésre álló gépkönyvek, a

- 35 s p e c i á l i s , g é p r e o r ie n t á l t p r o g r a m o z á s i s e g é d l e t e k t a n u l m á n y o z á s á t . A fentiek elorebocsátásával tekintsük át a fobb típ us o k a t ! 32. ábra Lézeres kivágó

33. ábra Élhajlító

A számvezérlésu gépek, már külso megjelenési formájukban is eltérnek a hagyományos kézi muködtetésu gépektol. Az automatikus muködés következtében nincsenek, vagy nem a megszokott helyen t a l á lh a t ó k a k é z i v e z é r l o e l e m e k . A s z e r s z á m v á l t á s o k , a s z á n m o z g á s o k viszonylag nagy dinamikus erohatásokkal mennek végbe, ezért a gép robosztus, merev felépítésu. Ezekrol már beszéltem a 9. old.- 15. old.- ig. A revolverfejes szerszámtartóknál fellépo erohatások miatt elotérbe kerülnek a prizmás vezetékek helyett a lapos vezetékek. Ezek a jobb forgácselvezetés érdekében ferde vagy függoleges elrendezésuek. Vezetékeik a veszélye s stick- slip hatás elkerülése érdekében gyakran teflon bevonatúak, vagy elofeszített gördülovezetékek. Orsói többnyire golyósorsók. Jellemzo a s z á m v e z é r l é s u g é p e k r e a gé p e t b e b o r í t ó b u r k o l a t . A h a g y o m á n y o s gépek nóniusza helyett közvetett vagy közvetlen út méroelemekkel v a n n a k f e l s z e r e l v e a z N C gé p e k .

34. ábra Esztergagép

35. ábra Lyukasztó- kivágógép

A 34. ábrá n egy négytengelyes esztergagépet, a 35. ábrá n pedig nibbelogépet láthatunk. Több megmunkálási módot végzo gép is összevonható: ezek a m e g m u n k á l ó k ö zp o n t o k .

- 36 -

5.1. A

Megmunkáló központok

megmunkáló

felfogásban

központok

munkálják

(esztergaközpont)

meg

elvégezheto

többféle

a

forgácsolási

darabot. az

Így

móddal

például

esztergálás,

fúrás,

egy

egy

gépen

dörzsölés,

m e n e t m a r á s , ho r o n y m a r á s , f o g a z á s m u v e l e t e . M á s g é p e k a v í z s z i n t e s fúró- marógép feladatokat.

alapelvén Az

egy

elvégzik f e lf o g á s b a n

az

összes

való

fúrási

megmunkálás

és

marási

növeli

a

p o n t o s s á g o t é s c s ö k k e n t i a m e ll é k i d o k e t . A m e g m u n k á l ó k ö z p o n t o k a l k a l m a z á s a g a z d a s á g o s , s z á m u k a z u t ó b b i i d o b e n r o h a m o s a n n o (3 6 . ábra ) [6 ]. Az esztergaszeru megmunkáló központok vagy esztergaközpontok ferdeágyas csúcsesztergákhoz, vagy revolveresztergákhoz hasonlóak, a m e l y e k e t g y a k r a n a u t o m a t i k u s a n m u k ö d o s z e r s z á m t á r a k k a l s z e r e ln e k fel.

A

tengelyirányra

meroleges

fúr ási,

marási

feladatokat

(pl.

ékhorony marás) az ágyra felszerelt maró- és fúrófejek végzik el, amelyek munkáját ugyanúgy mint az esztergálási munkákat a vezérlomu ir á n y í t j a .

- 37 -

36. ábra Megmunkáló központ

Többszános

szerszámtartó

esetében,

amíg

az

egyik

szán

a

megmunkálást, a másik a szerszámváltást végzi. A nem dolgozó szán a váltott szerszámmal megközelíti a munkadarabot és szinte mellékido veszteség

nélkül

azonnal

megkezdheti

munkáját,

amint

az

elozo

muveletelem befejezodött. A fúrási és marási munkákat végzo megmunkáló központ, mint említettük,

a

munkadarabot,

vízszintes a

tér

fúró- marómu

bármely

irányába

alapelvén mozgó,

épül

rendszerint

o s z t á s i m u v e le t e k r e i s a l k a l m a s a s z t a l r a f o g j á k f e l [ 6 ] .

fel.

A

forgó,

- 38 -

5 . 2 . S z e r s z á m k e z e lé s A

sokrétu

munkafolyamatot

központok

csak

megoldani.

A

a

gépek

az

legváltozatosabb kialakításánál

NC

vezérlésu

megmunkáló

szerszámkészlettel

ezért

a

legnagyobb

tudják

gondot

a

szerszámcsere megoldása jelenti. Egyszerubb gépeknél a szerszámokat r e v o l v e r fe j e s

szerszámtartóba

helyezik,

azonban

bonyolult

munkadarabok megmunkálásához igen sok (30- 1 0 0 d a r a b ) s z e r s z á m r a is szükség lehet, lásd

37. ábra . Ezért a gépeket szerszámtárral

látják el, amelybol a gép a programnak megfeleloen automatikusan helyezi a fo orsóba a szüksé ges szerszámot, vagy elokészíti azt a r e v o l v e r f e j b e ( p a r k o l ó s z e r s z á m á ll á s ) .

37. ábra Lánctáras szerszámtartó Az automatikus szerszámváltás ideje alatt a géporsó leállítását, újraindítását a PLC vezérli. A szerszámváltó berendezés a szükséges s z e r s z á m o t h e l y c í m e s v a g y s z e r s z á m c ím e s r e n d s z e r a l a p j á n k e r e s i k i . A helycímes rendszer esetében a szerszámokat a technológiai utasításoknak megfelelo sorrendben kell a szerszámtárba behelyezni. I l y e n r e n d s z e r n é l a t á r m e gf e l e l o s o r o n l é v o r e k e s z e k e r ü l u g y a n i s cserehelyzetbe. A szerszámot mindig arra a helyre kell visszatenni, aho nn a n a c s e r é l o k i v e t t e . A z N C a P L C - n e k z s e b s z á m o t a d , a P L C zsebben

gondolkodik,

mert

azt

kezeli

le

[18.].

Esztergáknál

szerszámváltás a revolverfej elmozdulásával valósul meg.

a

- 39 Szerszámcímes sorrendben megadott

rendszernél

behelyezhetok, kódjel

alapján

a

ugyanis

áll

be

a

szerszámok a

a

tárba

szerszámtár

csereállásba.

A

a

bármilyen szerszámon

szerszámcímes

megoldásnál tehát a szerszámok valamivel bonyolultabbak, ugyanis a szerszámtartónak a kódjelet is magán kell viselnie. Ez az úgynevezett RANDOM (változó helykódolás), ahol az új szerszám helyére teszi a visszatéro

szerszámot.

UNIDIRECTIONAL,

A

vagy

szerszámkeresés két

irányú

lehet

egy

BIDIRECTIONAL,

irányú ahol

a

legrövidebb úton keresi ki a cserélo a szerszámot [18].

38. ábra Szerszámcsere A mellékidok csökkentése érdekében gyakran a szerszámváltó a szerszámtárból nem közvetlenül a foorsóba, hanem un. parkolóhelyre teszi a szerszámot (38. ábra ). A szerszámváltó olyan kialakítású, hogy

a

parkolóhelyrol

a

szerszám

igen

rövid

ido

alatt

a

munkahelyzetbe kerülhet [6 ]. Elektronikus programozható alkalmaznak.

szerszámkódolás. elektronikus

eze kben

az

A

legújabb

tárolóelemeket

elemekben

a

fejlesztéseknél

(memória - chipeket)

szerszám

száma

mellett

az

összes szükséges szerszámadat elektronikusan tárolható [16.]. Ezzel a CNC

program

beolvasható szerszám

és

le h í v a

egy

szerszámot,

az

p r o gr a m- v é g r e h a j t á s á n á l

összes

aktuális

figyelembe

adat

veheto.

A

használata

- 40 -

után lehetoség van a módosított értékek átvitelére a szerszámtárolóba ( p l . é l t a r t a m ) . Í g y t e h á t m i n d e n s z e r s z á m r e n d e l k e z i k a s a j á t j e ll e m z o adataival,

amelyeket

Szerszámbeállításkor, szerszámellenorzést

felhasználnak és

végez,

amikor megfelelo

a a

programok. kezeloszemélyzet

programozó -

és

leolvasóegységek szükségesek.

5.3.

CNC és DNC vezérlésu gépek

Az NC gépek programjainak elkészítésekor igen sok számítási feladatot kell megoldani, hogy a munkadarab felfogási, geometriai adatait, szerszámmozgási adatokat, szerszámadatokat, a technológiai adatokat olyan formába hozzuk, hogy azt a szerszámgép vezérloberendezése megértse és az utasításoknak megfeleloen a f e l a d a t o t e g y é r t e lm u e n v é g r e h a j t s a . I l y e n s z á m í t á s i f e l a d a t l e h e t - a m u n k a d a r a b p o nt j a i n a k p l . f u r a t k ö z é p p o n t j a i k o o r d i n á t á i n a k meghatározása- , a munk adarab körvonalának egyenes és körív s z a k a s z o k r a b o n t á s a - , a t e c hnológiai adatoknak pl. a forgácsolási sebességnek, elotolásnak kiszámítása. Mindezek a számítási feladatok e l v é g e z h e t o k h a g y o má n y o s m ó d o n , d e s z á m í t ó g é p s e g í t s é g é v e l i s . Pályavezérlésu gépeknél gépbe beépített interpolátor mint ismeretes egyidoben a vezérlési adatok betáplálásával (lyukszalag l e o l v a s á s a k o r ) e l v é g z i a t á m a s zp o n t o k n a k m e g f e l e l o s u r u s é g b e n a m e g m u n k á l t p á l y a v o n a l k o o r d i n á t á i n a k k is z á m í t á s á t , i l l e t v e a pályaegyenes vagy valamilyen görbe szakaszokra való bontását. Az interpolátor általában azonos módon számítja a pályaelemeket, tehát viszonylag egyszeru berendezés. Az egyéb számítási feladatok viszont a m u n k a d a r a b a d a t a i t ó l f ü g g o e n vá l t o z ó a k é s a s z á m í t á s i f e l a d a t o k a z általános célra épült számítógépekkel oldhatók meg. A számítógép alkalmazásával takarékoskodni lehet az idovel, a szakképzett m u n k a e r o v e l é s a s z á m í t á s i h i b á k va l ó s z í n u s é g e i s k i s e b b . A számítógépre rábízható programhordozó (lyukszalag, mágnesszalag

- 41 e l k é s z í t é s e i s ú g y , h o g y a z a g é p v e z é r lé s é r e m á r k ö z v e t l e n ü l felhasználható. Kezdetben a számítógép sze rszámgépbe való beépítése igen költséges volt. Ma azonban a mikro processzorok kifejlesztésével l e h e t o s é g n y í l t a m e g f e l e lo k a p a c i t á s ú é s g y o r s a s á g ú s z á m í t ó g é p beépít ésére [6]. Azokat muködnek, Control)

a

számvezérlésu

számítógépes

vagy

szerszámgépeknek

gépeket, röviden

nevezik.

amelyek

CNC A

számítógéppel

(C omputer

CNC

N umerical

vezérlésu

gépek

elonyösek, mert: -

Rugalmasok,

a

megváltoztatható

vezérlés anélkül,

megfelelo hogy

a

programokkal

vezérlo

berendezés

elektronikáján valamit is kelljen változtatni. -

A

számítógép

tároló,

memóriaegysége

a

különféle

munkadarab programok tárolására felhasználható. A program b á r m ik o r l e h í v h a t ó , í g y n e m k e l l a g é p n e k m i n d i g a z a d a t o k a t b e o lv a s n i a . -

Egyszerre több program is tárolható a memóriában. A tárban lévo programot kijelzon meg lehet jeleníteni.

-

A már tárolt programok könnyen javíthatók, módosíthatók, a javított programok lyuk szalagra kiírhatók.

-

Lehetoség

van

programok

láncolására,

programciklusok

kialakítására. -

Egyszerubbé válhat a gép kezelése, a szövegesen megjeleno k i j e l z é s e k l e h e t o v é t e s z i k a " b e s z é l g e t é s t " a s z á mít ó g é p p e l .

-

Szerszámkorrekciós mezok száma nagy.

-

Lehetoség van a távadatközlésre vagy DNC rendszerhez való csatlakozásra.

-

A

számítógép

lehetové

teszi

szerszámgép

egyes

részeinek

hibáiból származó pontatlanságok kompenzálását (pl. orsók m e n e t e m e lk e d é s i h i b á i ) .

- 42 -

Megfelelo

hajtás

esetén

az

adaptív

szabályozás megfelelo

szoftverrel megoldható. -

A CNC rendszeru gépek megbízhatósága jobb, az NC gépek négy- ötszöröse.

-

A

CNC

vezérlés

lehetové

teszi

a

diagnosztikai

és

tesztprogramok használatát. Az ellenorzo programokkal az k e z e l o s z e m é l y z e t k ö n n y e n m e g á ll a p í t h a t j a a C N C v e z é r l é s hibáját,

annak

modulelemek

helyét

(öndiagnosztika).

részegységek

cseréjével

a

A

korszeru

h ib a

gyorsan

kijavítható. -

A gép elavulása viszonylag lassú, mert új programokkal az új szolgáltatások beilleszthetok.

-

A

gép

karbantartási

igénye

minimális,

viszont

magasan

kvalifikált szakembereket követel [6]. A CNC rendszeru szerszámgépek számítógépre is kapcsolhatók. Ilyenkor

a

gép

vezérlését

biztosító

programot

a

szerszámgép

memóriájában, az irányítási, felügyeleti és adatbank jellegu adatok p r o gramjait a központi számítógép memóriájában tárolják.

Számítógép

Vezér

CNC

CNC gép

gép

CNC

CNC

CNC

CNC

CNC

gép

gép

gép

gép

gép

a, Számítógéppel

b, Vezér CNC géppel

39. ábra CNC gépek vezérlései

Lehetoség nyílik a központi számítógép elhagyásával arra is, hogy néhány

CNC

szerszámgépet

összekapcsoljanak.

Az

összekapcsolt

- 43 vezérlés,

az

alkatrész

gyártási

folyamatának

megfeleloen

a

manipulációs muveletek elvégzésére is lehetoséget ad. Egy munkás ilyenkor

az

egész

gépcsoport

irányítását,

felügyeletét

ellátja.

Takarékossági okokból az összekapcsolt CNC vezérloberendezések közül gyakran csak egyet látnak el leolvasó ,berendezéssel. Ez a vezér CNC gép adja a programot a többi gépnek is (39. ábra ) [6]. A NC gépeknek igen sok fajtáját dolgozták ki. Készülnek olyan CNC szerszámgépek is, amelyek teljes kézi szervo vezérléssel is muködtethetok.

Ezeknél

a

gépeknél

tulajdonképpen

elvégezheto

a

p r o g r a m o z á s e g y m i n t a d a r a b l e g y á r t á s á v a l . E z e k a C M C (C o m p u t e r M a nuál C ontrol) gépek. Ha

sok,

esetleg

egy

egész

üzemrész

NC

gépei

egy

nagy

számítógép, mint folyamatirányító vezérloegység irányítja, akkor a sze rszámgépek közvetlen (direkt) úton innen kapják az utasításokat. A

gépkezelo

a

szerszámgépen

egy

központi

számítógéprol

tud

p r o g r a m o k a t b e hívni, e z é r t e z t a r e n d s z e r t D N C ( Direct N umerical C ontrol) nevezik. A központi számítógép és szerszámgépek között k á b e l- ö s s z e k ö t t e t é s e n k e r e s z t ü l á r a m l i k a z i n f o r m á c i ó , a r e n d s z e r t O n- line üzemnek is nevezik. A vezérloegység vezérelhet hagyományos NC

gé peket

kiiktatott

manipulátorokat, programja

-

k ülönféle

az

NC

szalagolvasóval, szervo

gépek

CNC

hajtásokat.

DNC

Az

kiegészíto

gépeket, alkatrészek

berendezésének

segítségével - a központi vezérloberendezéstol hívható le. Az egyes gépeken

próbafutások

végezhetok,

a

programok

kinyomtathatók,

központi

folyamatirányító

változtathatók. A

DNC

rendszer

elonyei,

hogy

a

számítógép összekapcsolható a gyár központi számítógépével, így a t e c hnológiai rendszerébe.

folyamatot Az

beépíthetik

egész

gyártási

a

vállalat folyamat

adat- feldolgozási integrálható

és

automatizálható [6]. A

tárprogramozott

készülékek,

amelyeket

vezérloberendezések programozható

ipari

olyan vezérlési

számítógépes feladatokra

- 44 fejlesztettek ki. Teljesítoképességüket döntoen a szoftver határozza meg.

A

tárprogr amozott

vezérlések

feldolgozóegységként

PLC - t,

(progr amozható logikai vezérlot = Programmable Logic Controller) mikro számítógépet vagy folyamatterminált használnak. A PLC - k olyan elektronikus nyelven

üzemi

eszközök,

p r o g r a mo z h a t ó k ,

mikroprocesszorhoz

tartozó

és

amelyek csak

egy

alkalmazás- orientált

vezérlésre

assemblyben

alkalmasak.

vagy

magas

A

szintu

programnyelven (pl. PASCAL) programozhatók. A program nem más, mint

utasítások

sorozata, amelyeket folyamatosan egymás után (szekvenciálisan) hajt v é g r e a mi k r o p r o c e s s z o r . A P L C m u k ö d é s é t a p r o g r a m o z á s h a t á r o z z a meg. A vezérlologikát három különbözo módon határozhatjuk meg (utasításlista = Statement list: STL, létradiagram = Ladder diagram: LAD, funkcionális terv = Control system flowchart: CSF). A három p r o gramozási

mód

ugyanannak

a

vezérloprogramnak

(

vezérlologikának ) a különbözo meghatározási módja. Ha a kezelo létradiagrammal vagy funkcionális tervvel adja meg a programot, a b e v i t e l i e g y s é g ált a l á b a n a k k o r i s á t a l a k í t j a u t a s í t á s - l i s t á v á é s b e t ö l t i azt a P L C p r o gr a m t á r o l ó j á b a [ 1 6 . ] . A

különféle

mutatjuk be.

vezérloberendezések

csoportosítását

a

40.

ábrá n

- 45 -

Szerszámgép vezérlések

Egyedi vezérlés

Csoportos, számítógépes vezérlés, DNC

Hagyományos

Számítógépes

NC vezérlés

C N C vezérlés

NC

PLC

vezérlés

vezérlés

CMC

NC

CNC

Miniszámítógé -

E g y m i k r o p r o c e s z-

Több mikro-

pes vezérlés

szoros vezérlés

processzoros vezérlés

40. ábra Vezérlorendszerek csoportosítása

- 46 -

6. A CNC gépek szerszámozása 6.1.

Szerszámanyagok

A szerszámozás szempontjából a gépeket két fo csoportra lehet osztani: - álló szerszámos és forgó szerszámos (41. ábra ).

41. ábra Forgószerszámos revolverfej Rögzítésük lehet: - kézi vagy gépi. Kézi rögzítésu álló szerszámok befogása lehet: - hengeres csatlakozású szerszámtartóval, - prizmatikus csatlakozású szerszámtartóval, - közvetlen a revolverfejben kiképzett helyre [12]. A

megmunkálógépeken

legfontosabb

kérdés

a

szerszámelemek

csatlakozásának megoldása, illetve az automa tizálás lehetosége. A külso felületek szerinti helyzet- meghatározást megvalósító prizmatikus csatlakoztatások mellett, a bizonytalan Z irányú helyzetet és nehézkes szerelhetoséget használt.

A

eredményezo

kúpos

hengeres

csatlakoztatás

a

központosítás

jó

központozó

általánosan képességgel,

könnyu szerelhetoséggel és bizonytalan Z irányú helyzettel tunik ki. Az

automata

szerszámcserélos

gépeknél

s z a b v á n y s ze r i n t i k ú p p a l k é s z ü l n e k [ 1 7 ] .

a

szerszámtartók

ISO

- 47 C N C g é p e k e n l e g g y a k r a b b a n h a s z n á l t s z e r s z á m o k a z u n . vá l t ó l a p k á s (szerelt lapkás) szerszámok. Ezek anyaga legtöbbször keményfém. Tekintsük át röviden a jelenleg használatos szerszámanyagokat és szerszám kialakításokat. Leggyakoribb

a

k e m é n y f é m,

mechanikus

rögzítésu

váltólapka

formájában. Minoség megválasztásánál ügyelni kell arra, hogy az ISO szerinti

felhasználási

csoportokba

való

besorolásnál

jelentos

eltérések lehetnek. Ennek az az oka, hogy sok olyan minoség van, a m e l y n e k f e lh a s z n á l á s i t e r ü l e t e s z é l e s e b b m i n t a z I S O c s o p o r t . A t ö b b s é g ü k b e v o n a t o s l a p k a : T iC , T i N , T i C + A l 2 O 3 b e v o n a t t a l , v a g y wolframmentes

keményfém

( N i- M o

kötésu).

Lapkaválasztásnál

figyelembe kell venni, hogy bevonatos lapkát csak 0.1 mm/fordulatnál nagyobb elotolással használhatunk az élgömbölyítés miatt. A kerámialapkák használata ott lehe tséges, ahol a fohajtás nagy teljesítményu. Az orsócsapágyazás merev, tartósan nagy fordulatszám esetén is. A kerámia alapanyaga az aluminiumoxid, a lapkákat fém kötoanyag nélkül sajtolják, ezért szilárdsága rosszabb, hoállósága j o b b m i n t a k e m é n y f é m é . K e mé n y f é m n é l u g y a n i s a f o r g á c s o l á s á n á l keletkezo ho hatására a Co elveszíti szilárdságát, ami az él gyors t ö nk r e m e n e t e l é h e z

vezet.

Kerámia

esetén

nincs

nagy

jelentosége,

ezért a vágósebesség nem dönto tényezo a lapkakopás nál. Mivel a vágósebesség többszörösére való növelésénél az egy éllel forgácsolható

úthossz

csak

kis

mértékben

csökken,

érdemes

nagy

vágósebességet használni. A kerámia váltólapkák hajlítószilárdságát kemény

anyagok

oxidjainak

(pl.

ZrO 2),

illetve

karbidjainak

bevitelével növelik., így sikerült nagyolásra alkalmas minoségeket is e lo á l l í t a n i ( K r u p p , V i d a l o x , F e l d m ü h l e S N 8 0 ) . Gyorsacélt csigafúróval való fúráshoz és speciális beszúrásoknál használunk. Elotérbe kerül acél megmunkálásánál a Co, Mo ötvözésu gyorsacél, illetve a bevonatos gyorsacélok (Plansee GM- S, Gühring S bevonat). Szuperkemény anyagot (pl. bórnitrid) ritkán használnak NC

- 48 szerszámgépen, csak speciális esetben, amikor más megoldás nem vezet sikerre.

6.2.

A szerszámok kialakítása

F o r g á c s o l á s n á l a v á l t ó l a p k á s s z e r s z á m o k e l t e r j e d t e k , mé r e t e i k szabványosak (ISO), így a felhasználók nincsenek szállítóhoz kötve. Általában a biztonságra való törekvés miatt célszeru nagy felfekvo felületu (negatív alapszögu) lapkákat használni. Ahol a forgácsolóero korlátot

jelent,

ott

pozitív λ

és γ

szöget kell biztosítani pozitív

a l a p s z ö g u , v a g y a z u n . p o z i t í v - n e g a t í v l a p k á v a l , a m i b iz t o n s á g o s a b b . A

lapkageometria

megválasztásánál

figyelembe

kell

venni,

hogy

a

lapka tervezett technológiai adatok mellett tört forgá c s o t a d - e [ 1 2 ] . Belso

palástfelületek

furatesztergáló

szerszámra

megmunkálásánál van

szükség.

A

telibefúró

hagyományos

és

csigafúró

m e l l e t t e l t e r j e d t a v á l t ó l a p k á s f ú r ó , m e l l y e l j e l e n t o s t e r m e l é k e n y s é gnövelést

lehet

elérni,

de

csak

merev

gépen

használha tó,

rövid

furatokhoz. Furatmegmunkálásnál egy több méretbol álló szerszámsorozatot célszeru használni, hogy mindig az adott furatban elféro legmerevebb szerszámmal

tudjunk

dolgozni.

A

kis

furatokhoz

hengeres

szárú

furatkéseket, a nagyobbakhoz fúrórúdba sze relheto betéteket vagy he ng e r e s s z á r o n c s e r é l h e t o f e j e k e t l e h e t b e s z e r e z n i . A f ú r ó r u d a k b a n a betétek fészkének kialakítása elég sokféle, a gyártótól függoen, de az utóbbi idoben egyre többen gyártják az ISO (és DIN 4985) szerint csatlakozó betétet is [12]. Kis furatoknál fontos a jó forgácseltávolítás és az, hogy a fo forgácsoló ero és a fogásvétel irányú ero minél kisebb legyen. Ezért c é ls z e r u a f u r a t o n k e r e s z t ü l s z o r í t o t t p o z i t í v g e o m e t r i á j ú l a p h o z 9 0 fok körüli foél elhelyezési szöggel. Az anyagkiválaszt ásnál esetenként d ö n t o l e h e t a z e l o g y á r t m á n y t í p u s a , a l a k j a , é s m é r e t e i s ( k o vá c s o l t , öntött, hengerelt, stb. ).

- 49 -

6.3.

Szerszámválasztás szempontjai

1. Késszár: munkadarab geometria, szilárdsági szempontok (rezgés, lehajlás) 2.

Lapkaalak:

munkadarab

a ny a g a ,

forgácstörés,

rezgés,

g é p t e lj e s í t m é n y 3. Lapka méret: fogásmélység, elotolás 4 . C s ú c s s u g á r : n a g y o l á s , f e l ü l e t i é r d e s s é g , e l o t o l á s , s i m ít á s 5. Lapkaminoség: munkadarab anyaga, megmunkálás módja 6.

Vágósebesség:

munkadarab

anyaga,

szerszám

anyaga,

fogásmélység, elotolás, élszögek, megmunkálási körülmények (hutés, kenés, stb.), éltartam (gazdaságosság. A forgácsolóél helyzetét meghatározó szögeket a 42. ábra mutatja.

42. ábra Forgácsoló élszögek

- 50 -

7. A programozás általános alapjai 7.1. A

Elokészíté s

CNC

program

elkészítéséhez

szükséges

gyártástervezést

végezni, ha már ismerjük az elogyártmányt, a megmunkáló gépet, r e n d e lk e z é s r e á l l n a k s z e r s z á m a d a t o k , g y á r t á s t e c h n o l ó g i a . A CNC gyártástervezés szempontjai [6]: 1.

A felfogási terv tartalmazza a munkadarab azonosításához

szükséges adatokat, a munkadarab vázlatát a felfogáshoz szükséges fobb méretekkel, a munkadarab koordinátáit a gép koordinátáihoz viszonyítva,

valamint

elkészítéséhez

a

szükséges

felfogóelemeinek

befogókészülék segédleten

j e ll e m z o

megnevezését.

fel

kell

méreteit,

a

tünt etni

a

Az gép

programozható

m u n k a t a r t o m á n y t . S e g é d l e t k é n t s ze r e p e l n e k a k ü l ö n b ö z o k é s z ü l é k e k , katalógusok is. 2.

A megmunkálási terv a muvelettervhez, muveleti utasításhoz

h a s o n l ó a n t a r t a l m a z z a a m u n k a l é p é s e k e t , a t e c h n o ló g i a i a d a t o k a t , a szerszámterv szükséges

azonosítási

adatokat.

A

számát

és

segédletek

a

munkadarab a

azonosításához

technológiai

tervezéshez

szükséges szempontokat tartalmazzák. 3. adatait

A szerszámterv a muveleti sorrendnek megfelelo szerszámok és

szerszámok

a

hozzájuk

vázlatát,

tartozó

beállítási

technológiai méretét

adatok

tartalmazza.

kódjeleit,

a

Segédletként

szerszámkártyákra van szükség, amelyeken feltüntetik a szerszámok j e ll e m z o a d a t a i t , a k ü l ö n b ö z o a n y a g m i n o s é g e k h e z é s a z a d o t t g é p h e z tartozó technológiai adatok kódjelét. 4.

A

koordinátaterv

koordinátarendszerében felfogási

terv,

mint

való

a

munkadarabnak

ábrázolása.

segédlet.

A

a

programozás

Elkészítésének

koordinátaterv

alapja

a

tartalmazza

a

megmunkáláshoz szükséges összes útinformációt, a munk adarab és a szerszám relatív pályáját.

- 51 5.

A

programlap

az

elobbi

tervek

alapján

állítható

ki

és

a

megmunkálási terv szimbolikus leírását tartalmazza. Segédletként a gép

kódtáblázatára

van

szükség,

amely

a

gépen

beállítható

technológiai adatok kódjelét tartalmazza.

7.2. Programnyelv szerkezete A CNC vezérlések programozási nyelve - hasonlóan a számítógépi p r o g r a m n y e l v h e z- s p e c i á l i s s z i n t a x i s s a l é s s z e m a n t i k a i s z a b á l y o k k a l rendelkezik. Ma már kizárólag a címkódos rendszert használják. A c í m z é s i e l j á r á s s e gí t s é g é v e l a s z a v a k a m o n d a t o n b e l ü l i h e l y ü k t o l függetlenül

dekódolhatók,

így

programlap

tartalmazza

megmunkáláshoz

a

a

szavak

sorrendje

kötetlen.

szükséges

A

valamennyi

k a p c s o l á s i é s ú t i n f o r m á c i ó t i s . A z e g y e s u t a s í t á s o k a t á l t a l á b a n " s z ó "nak

nevezik

és

megmunkálási

a

több

folyamat

szóból

va lamely

álló

"mondat"

ciklusának

egy

legtöbbször szakasza

a (pl.

s z e r s z á m e l o r e f u t á s , v i s s z a fu t á s ) . A szimbolikus nyelv lehet betukbol (alfabetikus), számjegyekbol (numerikus) és betu és számjegyekbol álló (alfanumerikus ). Ez utóbbi a legelterjedtebb. A program m o n d a t o k b ó l áll. Egy mondat minden olyan adatot tartalmaz, amely egy muvelet végrehajtásához szükséges (pl.

X50

F.5).

Minden

mondat

több

meghatározott jelentése van (pl. F.5

szóból

áll.

Minden

szónak

### 0.5 mm/ford. elotolás). A

s z ó egy betu és számjegyek kombinációja. A betut c í m n e k ne vezzük.

X50

cím A

programmondat

felépítési

szám szabályait

a

programozási

utasítások tartalmazzák, ezek vezérloberendezésenként különböznek e gym á s t ó l . A z e l t é r o p r o g r a m o z á s i u t a s í t á s o k b a n a z o n b a n s o k a z o n o s kód is van.

- 52 A z a l f a n u m e r i k u s n y e l v e s e t é b e n a z e g y e s u t a s í t á s o k b e t u- é s számjelekbol állnak. A betujel mint "címzés" alapján kerülnek az egyes

utasítások

e l o s zt ó e g y s é g b e . utasításadatokat

a A

funkciónak számjelek

t a r t a lm a z z á k .

megfelelo

az Az

egyes

tároló -

funkciókon

alfanumerikus

vagy belüli

rendszernél

az

u t a s í t á s o k s o r r e n d j e ( s zó r e n d ) n e m k ö t ö t t , v á l t o z a t l a n u t a s í t á s o k a t nem kell még egyszer leírni. A programozás egyszerubb. Á l t a l á n o s s á g b a n m e ge m l í t j ü k a z o k a t a z i n f o r m á c i ó k a t , a m e l y e k e t egy programrésznek tartalmazni kell. Ezek a következok (MSZ 922673 szerint) [6]: -

a programazonosító

-

a mondatformátum sorszáma (mondatszám) (N)

-

koordinátaértékek, geometriai információk (X, Y, Z, A, B, C, I, H, K)

-

muvelet- elokészíto (G) funkciók

-

kapcsolási, vagy más néven segédfunkciók (M)

-

fordulatszám kódja (S)

-

szerszám kódja (T)

-

szerszámkorrekció kódja (H, D)

-

elotolás kódja (F)

-

programciklusra vonatkozó utasítások.

A

szavak

tartalmilag

négy

nagyobb

csoportba

sorolhatók:

programtechnikai, geometriai, technológiai, programszervezési. A szó á lt a l á b a n e g y e t l e n g é p i f u n k c i ó r a v o n a t k o z ó u t a s í t á s . A m o n d a t e g y pályaelemhez utasítást é r t e lm e z i

vagy

egy

teljes

muveletelemhez

tartozó

össze

tartalmazza. A vezérlés a cím megfejtésével (dekódolás) az

g é p f u n k c ió k h o z azonban

akár

adatokat.

Elvileg

teljesen

közömbös,

a

különbözo

milyen címbetuket rendelünk hozzá. Az egységesítés

elenge dhetetlen feltétel, így az egyes vezérlések az ISO

e l o í r á s o k h o z r a g a s zk o d n a k . A k ö v e t k e z o k b e n ö s s z e f o g l a l j u k a z M S Z

- 53 9226

és

az

MSZ

funkciókat [6].

9227

alapján

a

szabványos

muvelet- elokészíto

- 54 -

7.3. Kód

S z a b v á n y o s m u v e l e t- e l o k é s z í t o f u n k c i ó k

Funkció

######################################################### ###################################################### G00

helyzetbeállítás gyorsmenettel

G01

lineáris interpoláció (rendes méret)

G02

X ← Y← Z← X k ö r ü l j á r á s i i r á n y ( n o r m á l m é r e t )

G03

X → Y→ Z→ X k ö r ü l j á r á s i i r á n y ( n o r m á l m é r e t )

G04

adott idotartamú késleltetés

G05

várakozás

G06

nem foglalt

G07

nem foglalt

G08

gyorsulás

G09

lassulás

G10

lineáris interpoláció (hosszú méret)

G11

lineáris interpoláció (rövid méret)

G12

háromdimenziós (3D) interpoláció

G13- G16 tengelykiválasztás G17

X- Y sík kiválasztása

G18

Z- X sík kiválasztása

G19

Y- Z sík kiválasztása

G20

X ← Y← Z← X k ö r ü l j á r á s i i r á n y ( h o s s z ú m é r e t )

G21

X ← Y← Z← X k ö r ü l j á r á s i i r á n y ( r ö v i d m é r e t )

G22

kapcsolt mozgások, pozitív

G23

kapcsolt mozgások, negatív

G24

nem foglalt

- 55 Kód

Funkció

######################################################### ######################################################### G26- G29 állandó jelleggel nem foglalt G30

X → Y→ Z→ X k ö r ü l j á r á s i i r á n y ( h o s s z ú m é r e t )

G31

X → Y→ Z→ X k ö r ü l j á r á s i i r á n y ( r ö v i d m é r e t )

G32

nem foglalt

G33

menetvágás, menetemelkedés állandó

G34

menetvágás, menetemelkedés növekvo

G35

menetvágás, menetemelkedés csökkeno

G36- G39 állandó jelleggel nem foglalt G40

szerszámkorrekció törlése

G41

s z e r s z á m k o r r e k c i ó b a l o l d a li

G42

szerszámkorrekció jobb oldali

G43

szerszámkorrekció, pozitív

G44

szerszámkorrekció, negatív

G45

szerszámkorrekció +/+

G46

szerszámkorrekció +/-

G47

szerszámkorrekció - /-

G48

szerszámkorrekció - /+

G49

szerszámkorrekció 0/+

G50

szerszámkorrekció 0/-

G5 1

szerszámkorrekció +/0

G52

szerszámkorrekció - /0

G53

kezdopont eltolásának törlése

G54

kezdopont eltolása (X koordináta)

G55

kezdopont eltolása (Y koordináta)

- 56 G56

kezdopont eltolása (Z koordináta)

G57

kezdopont eltolása (X és Y koordináták)

- 57 Kód

Funkció

######################################################### ######################################################### G58 kezdopont eltolása (X és Z koordináták) G59

kezdopont eltolása (Y és Z koordináták)

G60

helyzetbeállítás, 1. pontosság

G61

helyzetbeállítás, 2. pontosság

G62

gyors helyzetbeállítás

G63

menetfúrás

G64

f o r d u l a t s z á m- , i l l e t v e e l o t o l á s v á l t á s

G65- G79 csak helyzetbeállításra G80

rögzített (fix) ciklus törlése

G81

rögzített (fix) 1. ciklus

G82

rögzített (fix) 2. ciklus

G83

rögzített (fix) 3. ciklus

G84

rögzített (fix) 4. ciklus

G85

rögzített (fix) 5. ciklus

G86

rögzített (fix) 6. ciklus

G87

rögzített (fix) 7. ciklus

G88

rögzített (fix) 8. ciklus

G89

rögzített (fix) 9. ciklus

G90

abszolút méretmegadás

G91

növekményes méretmegadás

G92

nullpont eltolás

G 9 3 - G 9 9 nem foglalt Ahhoz,

hogy

a

forgácsolás

létrejöjjön,

szerszám relatív elmozdulása szükséges.

a

munkadarab

és

a

- 58 Sebességviszonyaik

vonatkozásában

lehetnek

gyorsmenetu

pozícionálások vagy programozott elotolással végrehajtott mozgások.

Az ismétlodo utasításokat nem kell megadni (általában), mert egy u t a s í t á s a d d i g v a n é r v é n y b e n , a m í g ú j a b b e l t é r o ( a z t f e l ü l í r ó é r t e lm u ) nem jön. Az utasítások öröklodnek. A következoekben ismerjünk meg néhány fontosabb geometriai utasítás jelentését ábrák segítségével. Gyorsmeneti

pozícionálás

egyenes

mentén.

A

CNC

gépek

értelemszeruen gyorsmenettel nem tud nak mozogni pl. körív mentén, hiszen ez a mozgás a levegoben történik és a legrövidebb úton. A gyorsmeneti sebesség

pozícionálás

gépenként

gépkönyve

sebességértéke

változó.

határozza

A

meg.

konstans.

Gyorsmeneti

értéket

szerszámgép

tényleges

Ez

a

sebesség

a

programban

nem

változtatható, a szerszámgép le gnagyobb sebessége, melyet a gyártó állít be. Értéke géptol függoen 5- 30 m/min lehet.

a,

b, 43. ábra G00 mondattípus

A G00 mondattal mint a

43. ábrá n is látszik a munkadarabhoz

közelítjük a szerszámot vagy eltávolodunk tole. Az alkatrészprogram geometriai megadni.

adatait A

a

munkadarab

vezérlés

viszont

a

koordináta- rendszerben gépi

célszeru

koordináta- rendszerben

a

szerszámnak egy pontosan meghatározott pontját mozgatja. A gépi koordináta- rendszer

a

programozó

számára

adottnak

tekintendo,

melyhez alkalmazkodnia kell a munkadarab koordináta- rendszerének

- 59 megvá lasztásakor.

Fo

szabály

a

programozott

elmozdulás

meghatározásánál, hogy mindig a szerszám mozog a munkadarabhoz képest.

Mive l

az

NC

egy

pontot

vezérel

a

gépi

koordináta-

rendszerben, ezért ezt a pontot mé rjük be (a szerszám egy pontját) a munkadarabhoz képest. A szerszámok programozott pontjai [17]: Eszterga: - a kés hegye (csúcsa), vagy a csúcssugár origója. F ú r ó : - a f ú r ó c s úc s p o n t j a . Maró: - marószerszám középpontja. A k o n t ú r e g y e s s z a k a s z a i t , í v e i t k ü l ö n- k ü l ö n m o n d a t o k b a n programozzuk. Lineáris interpoláció a 44. ábrá n látható. Az elmozdulás szintén egyenes mentén történik, de programozott elotolással.

a,

b, 44. ábra G01 mondattípus

F cím: elotolásérték programozása. F címen programozott érték a pályamenti

sebességet

határozza

meg.

Mértékegysége:

G94

-

parancsállapotban: mm/min. G01 használata esetén értéket kell adni a z e lo t o l á s n a k , m i v e l a m o z g á s s e b e s s é g e é p p e n e z a z é r t é k [ 1 6 ] . A programozás korlátai: G94 - mm/min parancsállapotban az F címre írt adat nem lehet nagyobb, mint a tényleges gyorsmenete a szerszámgépnek.

- 60 A programozott F érték átírásáig érvényben marad, és vonatkozik minden mozgásra, kivéve: - a gyorsmeneti pozícionálást, és - a menetvágást. Álló

foorsó

mellett

a

szánok

csak

G94

parancsállapotban

mozgathatók. JOG mozgás esetén a vezérlomu átmenetileg feltételezi ezt a parancsállapotot. Körinterpoláció az óramutató járásával megegyezo és ellentétes irányban.

A

megegyezo

DIN irány

66025

2.

illetve

az

lapja

szerint

óramutató

az

óramutató

járásával

járásával

ellentétes

irány

mega d á sát az adott síkra meroleges tengely negatív irányában nézve é r vé n y e s

a

szerszám

relatív

s z e m l é lt e t i a 4 5 . á b r a

mozgására.

Az

irányok

értelmezését

(csak jobbsodrású koordináta- rendszerben)

[16]. Z

X

A

Z

G02

programban

Y X 45. ábra Körinterpoláció meg

kell

adni

azt

a

síkot,

G03

hol

Y

értelmezzük

a

k ö r í v e t , m e l y i k a m e g m u n k á l á s i s í k . E z e k r e a G 1 7 X- Y , G 1 8 X- Z , é s a G 1 9 Y- Z síkok vonatkozna k . A körüljárási irány értelmezése: G 0 2 : X← Y ← Z ← X

- 61 G 0 3 : X→ Y → Z → X

46. ábra G02 marásnál és esztergálásnál A 46. és 47. ábrá kon esztergálás és marás esetén

a G02 ill. G03

irányának értelmezését látjuk.

47. ábra G03 marásnál és esztergálásnál Körinterpolációnál ugyanúgy mint a G00 és G01 útfeltételeknél a célpont koordinátáit a G02, illetve G03 útfeltétel után adjuk meg . Mindkét

megvalósítási

m e ge g y e z o

kiindulási

módná l

észre

koordináták,

kell

azonban

megegyezo

venni,

célkoordináták

hogy ill.

megegyezo útfeltételek mellett is végtelen sok különbözo körív állhat elo.

Csupán

e g y é r t e lm u e n .

ezekkel

az

adatokkal

a

körívet

nem

határoztuk

meg

- 62 Egy körívet akkor határozunk meg egyértelmuen, ha például a kiindulási és végpontja mellett a körközéppontját is megadjuk. Ezek szerint

a

CNC

tájékoztatni

vezérlést

kell.

Erre

még

a

szolgálnak

körközéppont az

I,

J,

helyzetérol K

is

interpolációs

paraméterek.

48. ábra Körközéppont elojele és értéke A DIN 66026 1. lapja szerint a körközéppont helyzetét az I, J, és

K

koordinátákkal

lehet

megadni.

Az

I

határozza

meg

a

körközéppont X irányú, a J az Y irányú és a K a Z irányú helyzetét [16]. A 48. ábrá n látszik, hogy a kezdoponthoz képest növekményesen és elojelhelyesen kell megadni a középpont helyét. Ezen az ábrán az A pontból haladunk és a kör középpontja az M pont. Az A ponthoz képest kell tehát az M pont helyzetét I és J koordináta értékkel

- 63 ( r e l a t í v ) e l o j e l h e l y e s e n m e g a d n i . P e r s z e a z I é s J a z X- Y s í k m i a t t van (G17- es kód) [12]. A

körközéppontok

helyzetének

leírására

számos

lehetoség

k í n á l k o zi k . A r e n d e l k e z é s r e á l l ó g é p p r o g r a m o z á s a k o r a n n a k k e z e l é s i útmutatóját, Ezekben

ill.

programozási

adott

esetben

az

kézikönyvét eloforduló

kell

segítségül

kiegészíto

hívni.

programozási

l e h e t o s é g e k a lk a l m a z á s á t i s i s m e r t e t i k , m i n t p é l d á u l : - Sugármegadás az I, J, K helyett. - Az egyik interpolációs paraméter elhagyása. -

Mindkét

interpolációs

paraméter

elhagyása

szabályos

negyedkör- ív esetén egy térnegyedben. - Programozás szimbólumok használatával. A

DIN

66025

a

méretmegadást

mikrométerben

követeli

meg.

M iv e l a m u n k a d a r a b m é r e t e i t á l t a l á b a n m i l l i m é t e r b e n a d j á k m e g , a k ö v e t e lm é n y t e l j e s í t é s e k i s n e h é z s é g e t o k o z . A C N C b e r e n d e z é s e k i g e n na g y t ö b b s é g e l e h e t o v é t e s z i a m é r e t e k b e v i t e l é t m m - b e n . A z o k a C N C ve z é r l é s e k , a m e l y e k m i n d k é t m é r e t m e g a d á s i m ó d o t e l f o g a d j á k , a tize desjellel tesznek különbséget a ketto között [ 1 0 ] . Mielott leírásával, programban

a a

programozást v e zé r l é s n e k

szereplo

megkezdenénk

meg

kell

koordináták

(pl.

a

adni,

szerszám

mire

X20.

útjának

vonatkoznak

Z- 5.).

Elvileg

a két

lehetoség van a méretmegadásra. Abszolút méretmegadás G90- es kóddal. A G90 megadásával azt az információt közöljük a vezérléssel, hogy a következo koordináták értékei

abszolút

méretek,

amelyek

a

munkadarab- nullpontra

vonatkoznak. Azokat a koordinátákat kell ezután megadni, ahová a s z e r s z á m a m u n k a d a r a b - nullponthoz képest elmo zdul (4 9 . á b r a ) .

- 64 Y

Y

X

X

Abszolút méretmegadás

Növekményes méretmegadás

49. ábra Méretmegadási módok

Legtöbbször

az

abszolút

programozási

módot

alkalmazzák,

de

mivel célszeru a rajzon feltüntetett méreteket megadni, ezért a relatív programozási mód is elterjedt. Nevezhetjük még növekményes, vagy inkrementális programozásnak is. A

növekményes

méretmegadást

a

G91

szóval

adhatjuk

meg

a

vezérlés számára. A relatív méretmegadáskor azt határozzuk meg, hogy a célpont eléréséhez mennyivel és milyen irányban (pozitív vagy ne gatív) kell a szerszámnak elmozdulni az aktuális kiindulási pontból. A

munkadarab

elemet

is

abszolút

rajzán

figyelembe és

relatív

f e lt ü n t e t e t t

vesznek.

Ezért

méretmegadásra

méretek a is

több

bázisfelület-

muhelyrajzokon

találunk

példát.

célszeru

Mivel

programozni a rajzi méreteket, ezért mind a két méretmegadási módot a lk a l m a z z u k , é s e z t v e g y e s p r o g r a m o z á s n a k n e v e z z ü k . N a g y o n f o n t o s , hogy

amikor

váltunk

egyikrol

a

másikra,

azt

csak

külön

programmondatban tehetjük meg. Mivel a G90 és a G91 is öröklodo utasítás, ezért ezt elfelejteni nem szabad a programozás során. A 50. ábra vegyes programozásra mutat be példát.

- 65 Y

X

50. ábra Vegyes programozás Az 51. ábra segítségével nézzük meg az abszolútértékes és a növekményes méretmegadás módját. 150

Y

100

50

0

X 0

50

100

150

200

250

51. ábra Marási feladat A C N C m e g m u n k á l á s m i n d e n lé p é s é t a v e z é r l é s s z á m á r a e g y - e g y programsorként,

egy

programtárolóból

adott

v e z é r lé s ,

és

muveleteket

azok hajt

mondatként sorrendben

alapján végre.

adjuk

Az

olvassa

meg. ki

A és

szerszámmozgásokat N

mondatszám

az

mondatokat dolgozza vagy egyes

fel

a a

kapcsolási mondatok

- 66 a z o n o s í t á s á r a s z o lg á l . A p r o g r a m e l e j é n t e r m é s z e t e s e n t e c h n o l ó g i a i információkat Bizonyos

kell

megadni

kapcsolási

szerszámváltás, információkat

pl.

az

f e la d a t o k a t

foorsó

forgási

nézünk,

melyek

elotolásról, is

iránya a

fordulatszámról.

elengedhetetlenek stb.

Most

csak

szerszámmozgás

mint

geometriai

módját

és

a

koordináták adatait tartalmazza Feladat: CNC program az 51. ábrá n látható kontúr leírásához a haladási irányt figyelembe véve, és a 0 pontból indulva, majd ugyan oda visszatérve. A szerszám kiindulási helyzete a 0 pont felett van 100 mm- rel. A munkadarab nullpontja 0- 0 pontban van. N1

G90 G0 X40. Y30. Z1.

N1

G 9 1 G 0 X 4 0 . Y 3 0 . Z- 9 9 .

N2

G 1 Z- 5 .

N2

G 1 Z- 6 .

N3

Y120.

N3

Y90.

N4

X210.

N4

X170.

N5

Y30.

N5

Y- 9 0 .

N6

X160.

N6

X- 5 0 .

N7

Y70.

N7

Y40.

N8

X90.

N8

X- 7 0 .

N9

Y30.

N9

Y- 4 0 .

N10 X40.

N 1 0 X- 5 0 .

N11 G1 Z1.

N11 G1 Z6.

N12 G0 X0. Y0. Z100.

N 1 2 G 0 X- 4 0 . Y- 3 0 . Z 9 9 .

Mint a programból látható a G90, G91, G0, és a G1 is öröklodo funkció.

Az

megjelöli,

N

mondatszám

ezért

csupán

(angolul

egy

number)

programtechnikai

mivel

a

mondatokat

információt

hordoz.

Vezérléstol függoen opcionális a megadása. Célszeru megadni, mert a m o n d a t k e r e s é s t m e g k ö nn y í t i . A k ö v e t k e z o p é l d a k ö r í v m e g m u n k á l á s á t mutatja

be

koordinátái

abszolútértékes automatikusan

programozással.

növekményes

A

értékek.

körközéppont Vannak

olyan

vezérléstípusok, amelyeknél az I, J, K értékét nem automatikusan

- 67 értelmezi.

Minden esetben a programozási utasítást kell figyelembe

venni az adott szerszámgépnél. Feladatunk hasonló az elozo esethez. A rajzon látható kontúrt kell leírni CNC mondatokkal (52. ábra ). Y 150

100

50

0

X 0

50

100

150

200

250

5 2 . á b r a M a r á s i fe l a d a t N1

G90 G0 X20. Y20. Z1.

N2

G 1 Z- 5 .

N3

G3 X60. Y60. I0. J40.

N4

G2 X90. Y90. I30. J0.

N5

G3 X110. Y110. I0. J20.

N6

G2 X170. Y110. I30. J0.

N7

G3 X210. Y70. I40. J0.

N8

G2 X230. Y50. I0. J-20.

N9

G1 Z1.

N10 G0 X0. Y0. Z100. A szerszám egy pontját vezettük végig a kontúron, de ez nem a v a l ó s á g b a n f o r g á c s o l ó p o n t . F ig y e l e m b e k e l l v e n n i a z á t m é r o j é t i s .

- 68 A szerszám programozott pontja és a megmunkálandó kontúron lévo

c é l p o nt

nem

alkatrészprogramban szerepelnek. esetében

nem

munkadarab

A

esik a

egybe. rajzról

korszeru s zo k á s

mikroszámítógépe

és

a

a

koordináta

számvezérlés

forgácsoló

s z á mí t á s á b a .

szoftvere

célszeru,

leolvasható

számítógépes

bevonni

k ö r v o n a lá n a k

Ugyanakkor

programozó

az

értékek

alkalmazása

szerszám A

ha

sugarát

CNC helyett

a

vezérlés elvégzi

az

egyentávolságú pálya meghatározását. Ehhez meg kell adni a vezérlés számára a lekerekítési sugár nagys ágát és az elméleti szerszámcsúcs helyét. Ezeket az adatokat a gépkezelo a gép beállításakor egyéb szerszámadatokkal együtt adja be a korrekciós tárolóba.

Az 53.

ábra mutatja, hogy a programozott pontra hogyan kell a szerszámnak ráállnia.

53. ábra Pályagenerálás Ahhoz, hogy az egyentávolságú pályát a vezérlés egyértelmuen meg tudja határozni, meg kell adni, hogy a korrekció a munkadarab b e p r o g r a m o z o t t k ö r v o n a l á t ó l b a l r a v a g y j o b b r a t ö r t é n j e n- e . E z t a következo útfeltételekkel tehetjük meg (54. ábra ).

54. ábra Szerszámpálya - korrekció balra és jobbra G41 vagy G42 hatására a vezérlés a szerszámátméro ismeretében az a l k a t r é s z p r o gramban leírt kontúrral ekvidisztáns pályát határoz meg.

- 69 A

DIN

s ze r s z á m

66025 relatív

szerint

G41/G42

mozgásának

felületének

bal/jobb

programozó

elméletileg

útfeltételeknél

irányában

oldalán"

található.

követi

a

a

nézve Ez

szerszám

a

azt

szerszám

munkadarab

jelenti,

útját,

"a

közben

hogy elore

a az

elotolás irányába fo rdítja tekintetét (54. ábra ) [17]. G41

-

akkor

alkalmazzuk,

amikor

a

szerszám

a

munkadarab

amikor

a

szerszám

a

munkadarab

szélétol balra található. G42

-

akkor

alkalmazzuk,

szélétol jobbra található. G4O - A vezérlo alaphelyzetben a szerszám elméleti csúcspontját ve zeti a programozott kontúr mentén.

7.4.

Te c h n o l ó g i a i i n f o r m á c i ó k

Elotolás.

Az

F

(feed)

címkóddal

lehet

az

elotolás

értékét

megadni (lásd 52. oldal). Esztergálásnál általában mm/körülfordulásban adják meg az elotolást, tehát például az F0.4 körülfordulásonként 0,4mm- es elotolást határoz meg. Maráskor legtöbbször mm/perc- ben történik

a

elotolásnak

megadás, felel

tehát

meg.

Az

például elotolás

az

F300

egy

300mm/perc- es

mértékegységei

között

a

G94

illetve a G95 útfelt étellel lehet választani [1 6 ]. Szerszám.

A

szeszámokat

a

T

(tools)

címkóddal

lehet

k iv á l a s z t a n i ( p l . T 0 1 ) . T c í m r e á l t a l á b a n 2 j e g y u s z á m í r h a t ó b e , d e ez gé p függo. Ez a számjegy: a kiválasztott szerszámot ( revolverfej esetén a pozíciót ) határozza meg. T címre írt érték öröklodik, csak á t í r á s s a l v á lt o z t a t j u k m e g . A T- r e í r t s z á m j e g y m e g v á l t o z á s a e s e t é n a gép a muszaki leírásban rögzített módon szerszámváltást hajt végre, illetve szerszámot keres. M6- ra beváltja a szerszámot. (Ennek módját a szerszámgép gépkönyve isme rteti ). H

címen

hosszkorrekciók

behívása

az

alábbi

módon

történik:

A ve zérlo kiszámítja az új korábbi hosszkorrekció értékek különbségét, majd ezzel az értékkel módosítja a pillanatnyi

- 70 helyzetként

nyilvántartott

koordinátaértéket.

Tényleges

elmozdulás az új korrekcióérték lehívásakor nem történik, de a következo pozícionáláskor a vezérlo az új értékbol kiindulva számítja ki a programozott végpontig megteendo utat. G43 paranccsal

az

adott

H

értéken

levo

korrekciót

meg,

melyet

veszi

figyelembe. D

címen

a

szerszám

átmérojét

adjuk

a

vezérlo

G41/42 parancsok esetén vesz figyelembe [10].

55. ábra Szerszámcsere

Szerszámcsere.

M6- os

kódra

a

vezérlo

szerszámcserét

hajt

végre, ha elotte T címen szerszámkiválasztás történt. A foorsóban levot kiveszi és az eloválasztottat helyezi be. Végrehajtása gépfüggo, a gyártó határozza meg (55. ábra ). Fordulatszám. Az S címkód az angol "spindle speed

function"

kifejezésbol származik. Az S szó (pl. S2500) informálja a vezérlést a beállítandó

fordulatszámról,

tehát

a

példában

a

fordulatszámot

2 5 0 0 ∗ 1 / p e r c - b e n h a t á r o z t u k me g . E s z t e r g á l á s n á l a G 9 6 ú t f e l t é t e l l e l állandó forgácsoló - sebességre lehet válltani [14.]. A G96 S200 sorral 200m/perc- es állandó forgácsolósebességet lehet meghatározni. A G97 megadásával a fordulatszám ismét visszaáll az eredeti 1/perc- es mé rtékegységre (pl. Sinumeric 810T).

- 71 Fokozatmentes egyenáramú fohajtás esetén a foorsó fordulatszáma az alábbi módon szabályozható: S címen ekkor a fordulatszám tényleges értékeit kell megadni. S címre írt 4 jegyu szám a l s ó é s f e ls o k o r l á t j á t a k o n k r é t s z e r s z á m g é p t u l a j d o n s á g a i h a t á r o z z á k m e g ( l á s d a s z e r s z á m g é p g é p k ö nyv é t ) .

7.5. A

CNC

Szabványos M (segéd) funkciók gépek

különféle

építési

módjától

függoen

(eszterga - ,

m a r ó - , k ö s z ö r u- , m é r o - , s z i k r a f o r g á c s o l ó - g é p e k s t b . ) s e g é d f u n k c i ó k állnak

rendelkezésre

meghatározott

az

kapcsolási

adott

gépre

feladatokat

vonatkozóan,

teljesítenek.

A

amelyek következo

kódok a DIN 66025 2. lapjából vett kivonat, amely sok géptípusra érvényes. A gyakorlatban a rendelkezésre álló gép programozásakor a z a d o t t v e z é r l é s k e ze l é s i ú t m u t a t ó j á t k e l l s e g í t s é g ü l h í v n i [ 1 6 ] . M00

Felt étlen program "ÁLLJ" Az

orsófordulat,

a

hutés

és

az

elotolás

leállítása.

A

program folytatása "START" nyomógombbal lehetséges. M01

Feltételes program "ÁLLJ" A vezérlés csak akkor veszi figyelembe az utasítást, ha a kezelo

a

feltételt

megadta

(pl.

egy

kapcsolóval). Ha a

megállásra adott a feltétel, akkor megegyezik az M00- val. Ha a dolgozó nem avatkozott be az érvényesítése végett, akkor a program feldolgozása tovább folytatódik megállás nélkül.

- 72 M02

Program "VÉGE" A

mondat

ö s s ze s

végrehajtása orsót,

a

kézi

után

hutést

Ált a l á b a n

utasításainak leállítja

és

az

az

elotolást.

végtelenített

szalagok,

szerszámcserék,

kézi

munkadarab- fordítások,

stb.

esetén alkalma zz á k . ( 5 6 . á b r a )

56. ábra M02 M03

Orsóforgás

OJM

forgásirányban,

irányban.

Az

amellyel

Orsóforgás

OJE

forgásirányban,

megindítása

jobb- menetu

munkadarabba behatolna (57. a, M04

orsó

olyan

csavar

a

58. a, ábra ).

irányban.

Az

orsó

megindítása

amellyel

a

jobb- menetu

olyan

csavar

a

munkadarabból kicsavarodna (57. b, 58. b, ábra). M05

Orsóleállítás Az orsó leállítása a leghatásosabb módon (fékezéssel, ha van fék), a hutés egyideju leállítása mellett

- 73 -

a, M3

b, M4

57. ábra Marógép forgásirány

a, M3

b, M4

58. ábra Esztergagép forgásirány M06

Szerszámcsere Utasítás a szerszám vagy szerszámok kézi vagy automatikus cseréjére.

Automatikusan

kikapcsolja

a

hutést

és

az

o r s ó f o r g á s t . A s z e r s z á m k i v á l a s z t á s t e z a f u n k c i ó n e m v é gzi el. M07

2. hutési mód (pl. ködhutés) bekapcsolása

M08

1. hutési mód (pl. elárasztó) bekapcsolása

M09

Hutés

leállítása.

Minden

hutési

folyamat

vagy

egyenértéku segé dfunkció (pl. M50 kenés) leállítása.

M13

M03 + M08

M14

M04

+

M08

Hutés

orsóforgással. 59. ábra Hutés orsóforgá ssal.

egyéb

- 74 M30

Program

"VÉGE"

A

vezérlo

a

mondat végrehajtása után leállítja a foorsó

forgását,

kikapcsolja

a

h u t o viz e t , a z e l o t o l á s t . S z á m o l j a a befejezett programfutások számát , majd

megszünteti

végrehajtás

a

program

állapotát

AUTOMATA

üzemmód

és

kezdetére

áll. Ez jelentheti a programtároló visszaállást, esetleg palettacserét 60. ábra is.

A

program

végrehajtása

-

ismételt

elejétol kezdve -

CIKLUS

START

Program vége

nyomógomb

megnyomásával

kezdeményezheto (sza - lagvisszafutással). M19

Foorsó indexelt megállása. A tájolt orsómegállás szükséges a szerszámcserénél, speciális szerszámok használatánál (pl. furatban alászúrás stb.) [17].

7.6.

Ciklusok, menetvágás, fúrás

Adatbeírásnál mind a bal oldali, mind a jobb oldali értéktelen nullák

elhagyhatóak.

Ha

az

adatban

nincs

tizedes

érték,

egyes

vezérléseknél elhagyható a tizedespont is. A vezérlés programozási u t a s ít á s á t k e l l f i g y e l e m b e v e n n i . A

vezérlo

kontúrkészítés

sajátossága, leírása

a

ho gy

program

a

program más

egy

helyeirol

helyén is

definiált

hívható,

pl.

nagyolási vagy ciklusszervezési feladatok végrehajtása céljából. Ha például sok anyagfelesleg van a munkadarab kontúrján, a szerszámmal nem lehet egy lépésben azt forgácsolni. A felületminoség miatt

is

célszeru

na gyoló

és

simító

szerszámot

használni.

Így

a

munkadarab kontúrján többször is végig kell menni, a programban többször

le

kell

írni

a

különbözo

szerszámoknak

ugyan

azt

a

- 75 szerszámpályát, vagy a kontúrral egyenletesen eltolt célpontokat. A CNC program nagyon ho sszú lenne, és sok felesleges munkát okozna a

programozónak.

A

CNC

vezérlok

beépített

mikroszámítógépük

segítségével ezt a feladatot elvégzik. Az elv az, hogy a kontúrt leírjuk egy alprogramban és ezt többször me ghívjuk, közben a szerszámot eltoljuk

a

munkadarabhoz

képest.

A

vezérlok

gyártótól

függoen

s z i n t a k t i k a i l a g k ü l ö n b ö z o mó d o n o l d j á k e z t m e g , e z é r t a p r o g r a m o z á s i leírás alapos ismerete ele ngedhetetlen. Vannak a vezérlésekben külön beépítheto

szo lgáltatások,

melyek

opcionálisak

és

külön

lehet

m e g r e n d e l n i e ze k e t . A ciklusok szervezéséhez néhány útfeltételt ismerjünk meg. A G54- tol

a

munkadarab

G59- ig

nullponteltolást

hajt

végre

a

vezérlés.

A

nullpontját helyezi át a gépi koordináta- rendszerben. A

hozzá tartozó értékek a programtárban vannak, elég a program elején erre hivatkozni. A G92 szintén nullponteltolás, de a programban kell értékét me gadni. G98 alprogram lehívás, G99 pedig az alprogram vége és

visszaugrás

a

foprogramba.

P..

az

alprogram

szá ma,

L..

a

végrehajtás gyakorisága, tehát a vezérlés hányszor hajtsa végre [10]. Az alprogramokkal jelentosen egyszerusítheto a programozás. A programot egyszer írják meg alprogramként, amely szükség esetén tetszoleges gyakorisággal lehívható. Az alprogramo zás technikája nincs szabványosítva, ezért függ a vezérlés jellegétol. Az alprogramok e gym á s b a i s s z e r v e z h e t o k , a z a l p r o g r a m ú j a b b a l p r o g r a m o t , é s a z újabb alprogramot hívhat meg. A programozás megkönnyítése, egyszerusítése és rövidítése érdekében a CNC ve zérléseket megmunkálási ciklusokkal látják el. Az alprogramot az adott megmunkáláshoz a programozónak kell elkészítenie. A fix beépített ciklusokat csak megfeleloen alkalmazza az adott folyamatra. A m e g m u n k á l á s i c i k l u s o k e lo r e e l k é s z í t e t t m o z g á s f o l y a m a t o k a f ú r á s , marás esztergálás során gyakran eloforduló megmunkálási feladatok elvégzésére. Eze khez az elore elkészített mozgásfolyamatokhoz

- 76 programozáskor már csak a sajátos megmunkálási feladatokhoz tartozó megfelelo értékeket rendelik hozzá [16]. A

megmunkálási

ciklusok

általában

nincsenek

szabványosítva.

Ezért a vezérloberendezések gyártói egymástól eltéroen alakítják ki és nevezik el oket. Lehívásukhoz különbözo - legtöbbször a DIN 66025- ben szabadon rendelkezésre álló - G funkciókat használnak. Általános formája a rögzített, fix ciklusoknak: N.. G.. X.. Y.. Z.. R.. Q.. P.. F.. L.. N: mondatszám G: a fix ciklus kódja (pl. G81- fúróciklus) X: a kezdopont X koordinátája Y: a kezdopont Y koordinátája Z:

az

elotolással

történo

elmozdulás

végpontja

(a

fúrás

v é gp o n t j a ) R: gyorsmozgás végpontja Q: mélyfúrásnál egy fúrási lépés hossza P: várakozási ido F: elotolás L: ciklus ismétlési szám Esztergálási

nagyoló

ciklusnál

pl.

elég

megadni

a

vezérlonek

paraméteresen azt a területet, amelyet forgácsolunk, az elotolás és fogásmélység

ismeretében

a

parancs

hatására

végrehajtja

a

megmunkálást. Menetvágó ciklus általában a G33- as kóddal programozható, itt R20, R21, R22, stb. paraméterekkel adjuk meg a szükséges adatokat. Ezek:

menetemelkedés,

simítási

ráhagyás,

tisztító

fogá sok

száma,

nagyolási fogások száma, fogásvétel iránya, menetmélység, kezdo- és végpontok koordinátái, túlfutás a menet után stb. Van olyan NC vezérlés, ahol változó menetemelkedés programozható [17].

- 77 Program

szerkezete

FANUC

vezérlésu

marógépre

automata

s ze r s z á m c s e r é l o v e l : %O1997 N1 G90 G17 G0 G56 G94 T1 N2 G43 H1 Z300. N3 M6 N4 G41 D1 X0. Y0. Z1. N5 S2500 M3 M8 F400 N6 G1 X.. Y.. Z.. Program, kontúr, stb. N.. G0 G40 X200. Y200 Z300 N.. M6 N.. M30 % Magyarázat: N1

-

abszolút

érték,

X- Y

sík,

gyorsmenet,

munkadarab

nullpontja, elotolás mm/min, 1- es szerszám kiválasztása. N 2 - az 1- es hosszkorrekció figyelembevétele a Z tengelyen N 3 - szerszámváltás N4 - pályagenerálás az 1- es szerszám átmérojével, mozgás az adott pontra N5

-

2500- as

foorsófordulat

jobbra,

hut ovíz

bekapcsolása,

400mm- es elotolás A program végén szerszámváltás, program vége. A program % jellel és programazonosítóval kezdodik, % jellel végzodik. Mérociklusok. módja

a

A

mérési

programmegszakítás.

adatok Ha

begyujtésének

egy

mondatban

legegyszerubb M0

utasítást

(

programozott megállás ) adunk ki, a gép addig állva marad, míg a

- 78 bille ntyuzetrol

nem

engedélyezzük

a

további

megmunkálást.

A

közbeeso idoben a munkadarabot meg lehet mérni. Ha a munkadarab közelít

az

eloírt

megfelelo

kézi

határeltéréshez,

a

megváltoztatásával

szerszámkorrekciós

elérhetjük,

hogy

a

értékek

következo

m u n k a d a r a b n á l a m é r e t ú j r a m e g f e l e l o le g y e n . Mérociklusok

segítségével

automatikus

mérést

végezhetünk.

Ekkor egy mérotapintót helyezünk a géporsóba és a munkadarab egy meghatározott pontjára állítjuk. Egy rendkívül kopásálló rubingolyó 0,001

mm- es

vezérlés méreteket

pontossággal

fogadja

ezt

a

összehasonlítja

jelzi

a

jelet

és

a

tárolt

munkadarab

kiértékeli.

érintését.

Az

így

turésértékekkel.

A

CNC

megállapított A

határeltérés

elérése elott a vezérlés automatikusan kijavítja a szerszámkorrekciós tároló értékeit. Mérociklusok végezhetok.

Csak

segítségével

bonyolult

az

pontosságú

új,

nagy

mérési NC

folyamatok

gépeknél

is

célszeru

használni (pontosság 10µm alatt) [16].

7.7.

Tervezorendszerek

A muhelyi programozás mellett a programozás gyakran a munkaelokészíto részlegekben zajlik. Ezzel a CNC gépek állásideje lecsökken és a programozást egy zajmentes helyen végezhetjük, így egy koncentráltabb, hibamentesebb programozás válik lehetové. Ettol függe t l e n ü l a z o p t i m a l i z á l á s t é s a p r o g r a m k o r r e k c i ó t t o v á b b r a i s a gépnél kell végezni, tehát a gépkezelonek ismernie kell az ide vonatkozó programszerkezetet és a vezérlés teljes programozását. A k é z i p r o g r a m o z ó - h e l y e k e n a P C - t u g y a n ú g y k e l l p r o g r a mo z n i , mint a gépet. Csak a gép kezelopultját váltja fel a PC billentyuzet. A CNC programot közvetlenül át lehet vinni a szerszámgépre. A szoftver szimulálja a programot, szerszámadatok bevitele után figyelembe veszi azokat, szintaktikai hibákra figyelmeztet,kirajzolja a szerszámpályákat, stb.

- 79 Gépi programozásnál a programot már nem CNC mondatokban adjuk meg

a

PC- n,

segítségével

hanem

az

határozzuk

adott meg

rajz

a

alapján

mértani

munkadarabot.

A

alapelemek

megmunkálási

sorrendet és a munkadarab körvona lának megmunkálási pályáját a képernyon rögzíthetjük. Ezekbol az információkból a technológiai és kapcsolási adatok hozzárendelése után eloáll a forrásprogram. Ez a s z e r s z á mm o z g á s o k

meghatározását

egy

általános

formában

tartalmazza. Így azokat a gépi progr amozóhelyeken is lehet szimulálni. A posztprocesszor (program) a forrásprogramot az adott vezérlésre jellemzo külön

CNC

s p e c iá l i s

programra

fordítja.

posztprocesszor

Minden

CNC

vezérléstípushoz

szükséges.

Nagy

elonye,

hogy

a

munkadarabot különbözo vezérlésu gépeken is egyszerubb legyártani, mivel a megmunkálás rajza, a forrásprogram rendelkezésre áll, (és csak

egyszer

elkészíteni) adott

és

kell csak

vezérlé shez

az kell

posztprocesszálni [16.] A

61.

ábrá n

tengelyes

egy

5

huzalos

szikraforgácsoló - gép felso

s zá l v e z e t o j é n e k

mozgá sa

látható.

Posztprocesszálás segítségével

a

munkadarabrajz elkészítése után például a

62.

ábrá n

felülethez tervezorendszer

látható a

- 80 -

62. ábra

63. ábra

Pályavezérlés huzalos szikraforgá csoló - gépen és marógépen A rajzok elkészítésénél egyre nagyobb jelentoséggel bírnak a C A D r e n d s z e r e k . M i u t á n e l k é s z ü l t a r a j z , (6 3 . á b r a ) a m u n k a d a r a b alakjának összes adata geometriai alapelemek (pontok, egyenesek, k ö r ö k s t b . ) f o r m á j á b a n á l l r e nd e l k e z é s r e . Ezeket az adatokat a CNC program elkészítésekor használja fel a rendszer.

A

megfelelo

program

segítségével

csak

a

megmunkálás

sorrendjét és a technológiai adatokat kell a geometriai információkkal összekapcsolni.

Ugyan

forrásprogram

készül,

fordít

ilyen,

le.

Az

úgy

mint

amelyet a

a

a

gépi

programozó - helyekné l egy

posztprocesszor

tervezéstol

a

gépi

CNC

programmá

megmunkálásig

terjedo

koncepciót nevezzük CAD- CAM rendsze rnek [16]. Az szükséges

alkatrészprogram adatok

adatbázisokat

egy

elokészíto

adatbázisokban központi

munkahely

vannak

muködéséhez

tárolva.

adatbázis - kezelo

Ezeket

rendszeren

az

keresztül

érik el az egyes modulok. Az adatbázis - kezelo rendszer biztosítja a rendezett

adattárolást,

adatforgalmat,

az

a

gyors

adatátvitelt,

adatelérést az

a

programok

adatbázisok

közötti

karbantartását,

valamint egységes adatkezelési módot nyújt a felhasználó számára.

- 81 Az

adatbázis - kezelo

rendszer

szolgáltatásai

az

egyes

programmodulokon keresztül automatikusan, illetve a felhasználó által eloírt

módon

érhetok

menütechnikával,

rámutatásos

legszükségesebb

esetekben

telepítése

úgynevezett

el. alapon

kell

"fa"

A

kezelés történik,

adatot

rendszeru.

dönto

gépeléssel

megadni. Egy

mértékben

Az

adott

csak

a

adatbázisok adathoz

egy

a z o n o s í t ó , v a g y a z o n o s í t ó k l á n c o la t á n a k k i j e l ö l é s e ú t j á n j u t u n k .

7.8. Az

új

P r o g r a m j a v í t á s a , m e n t é s , d o k u m e n t á lá s programokat

az

automatikus

végrehajtás

elott

célszeru

tesztelni, hogy az esetleges programozási hibák ne a végrehajtás elott d e r ü l j e n e k k i . T e s z t e l n i a t e r v e z o r e n d s z e r e k e n i s l e h e t , a me l y e k a munkadarabot megmunkálást

kirajzolják, szimulálják,

Testmodellezéssel minden

fázisa,

3D külön

érzékletes

forgatással

az

grafikus a

módon

megjelenítéssel

szerszámpályákat mutatható

elkészülo

be

alkatrész

is a

kivetítik.

forgácsolás

minden

oldalról

megt e kintheto. Ha a vezérlésnek van PC- n szimulációs programja, a CNC programot valós helyzetben is lefuttathatjuk. Mivel ez 100%- ban k o m p a t i b il i s a s z e r s z á m g é p v e z é r l é s é v e l , a z e l k é s z ü l t p r o g r a m u n k hibátlan. Ezek a programellenorzések nem mindig küszöbölik ki viszont a szerszámok helyzetébol adódó hibalehetoségeket. Nem veszik figyelembe a szerszámgép munk a t e r é t , a m u n k a d a r a b megfogásából adódó mozgáskorlátokat, a szerszám méreteit. Fontos, hogy a vezérlésbe betöltött kész megmunkáló programot a s z e r s z á mg é p e n i s t e s z t e l j ü k . A v e z é r l é s e k a m i k r o s z á m í t ó g é p ü k segítségével képesek grafikus megjelenítésre is. A színes képernyon é l e t s z e r u e n le h e t m e g j e l e n í t e n i a m u n k a d a r a b k o n t ú r j á t , a n n a k adatait, és a gyártással kapcsolatos információkat(64.ábra ). 6 4 . á b r a Hagyományos CNC vezérlo

a

- 82 Ma már új generációs CNC- vezérlések jelennek ábra

meg

a

a

szerszámgépeken.

jelenleg

legjobb,

A

65.

legnagyobb

teljesítményu az egész világon. A magassága 60 cm, térfogata az elodjének a negyede. Ezt az LSI és az SMD technológia tette lehetové. A CNC vezérlést üvegszálas kábel köti össze a szervomotorokkal. Támogatja az

IEC1131- 3

programozást,

szerinti

de

C

lépéslánc -

nyelven

is

lehet

p r o g r a m o z n i . M e mó r i a k á r t y á k s e g í t s é g é v e l C N C a d a t o k , p r o g r a m o k b e - é s k i a d á s a l e h e t . [ M u s z a k i M a ga z i n ]

65. ábra Új generációs vezérlés

A szerszámgép vezérlésén alapvetoen három módszer létezik a programok

teszteléséhez.

Az

elso,

amely

a

programvégrehajtást

parancskiadás nélkül valósítja meg, és a programot szintaktikailag ellenorzi.

Figyelembe

veszi

a

szerszámkorrekcióval

nem

elírások

helytelen

(pl.

elojel),

gép

mozgástartományát

foglalkozik.

Alapveto

utasítások

is,

de

a

programhibák,

észrevételét

segíti.

A

második mó dszerhez a mozgásokkal is megvalósított programtesztek tartoznak,

elotolással,

illetve

gyo rsmenettel

hajt

végre

minden

mozgást a gép. Természetesen ilyenkor a levegoben kell a tesztet végrehajtani. A harmadik csoportot a grafikus tesztek alkotják. Itt síkban,

térben,

programot pályát,

illetve

ellenorizni.

illetve

a

A

testmodellezé ssel

lehet

a

megmunkáló

vezérlés a szerszám síkbeli vagy térbeli

megmunkálás

eredményeként

k ia l a k u l ó

darab

axonometrikus képét állítja elo. Mindig célszeru a grafikus tesztet eloször végrehajtani, a gépi mozgások csak ez után következzenek. Program belövésénél lassan ha jtsuk

végre

a

mondatokat,

álljunk

megállítására rendellenesség esetén.

készen

a

gép

azonnali

- 83 A

hibákat

a

tervezorendszerek

is

jelzik,

de

a

szerszámgép

vezérlésének is vannak hibaüzenetei. Ilyenkor a programozó vagy a g é p k e z e l o m a n u á l i s a n j a v í t j a a h i b á s s zó t , v a g y a m o n d a t o t , r o s s z a b b esetben

programrészletet

tesztelésnél

a

kell

javítani.

szerszámbemérés

hibáit

A

is

vezérlésen

grafikus

észlelni,

gondosan

lehet

ellenorizzük ezért a programot. Használjuk ki a nagyítás, kicsinyítés, f o r g a t á s l e h e t o s é ge i t . A

program

lehetoségei

mentését

határozzák

a

meg.

rendelkezésre PC

esetén

álló

FDD

CNC

és

HDD,

rendszer illetve

az

a d a t b á z i s le h e t o s é g e i a m é r v a d ó a k . A v e z é r l é s s a j á t m e m ó r i á j á b a n i s tud

kapacit ásától

függoen

megmunkáló

programokat

tárolni.

Lyukszalagos, magnószalagos tárolási módok ritkábban fordulnak elo. A

programok

nyilvántartása

okozza

inkább

a

legnagyobb

gondot.

Á l t a l á b a n a p r o g r a mo k a t a z o n o s í t ó v a l l á t j á k e l , é s e z e k t ö b b n y i r e számok. Ha az azonosító szöveges, akkor az utal a munkadarabra, könnyebb

a z o no s ít a n i .

A

számoknak

valamilyen

szisztematikus

r e n d s z e r t c é l s z e r u a d n i a p r o g r a m p o n t o s m e g h a t á r o zá s a v é g e t t . Mentési funkciók után célszeru egy ellenorzéssel meggyozodni az elmentett programról, azonosítójáról, és valamilyen rendszer szerint dokumentálni. Ennek módja mindig az adott munkahely sajátossága, kialakult

szokása,

a

lehetoségek,

melyet

a

technikai

eszközök

biztosítanak. Ma már számítógépen tartják nyilván a programokat, és jó,

ha

van

biztonsági

másolat,

ha

a

program

kisebb

részei

is

elmentettek. Az adatmentés és - tárolás nagy gondosságot igényel. Tesztfuttatás során a mikroszámítógépben tárolt program megsérülhet. A biztons ági másolatot egy központi helyen kell tartani. Ezeknek az eljárásoknak nagymértékben

nagy le

jelentoségük lehet

van

csökkenteni

az

iparban, az

hiszen

állásidoket.

általuk Különös

gondossággal kell eljárni a dokumentáció elkészítésénél is (program r ö v i d l e í r á s a , p r o g r a m l i s t a ma g y a r á z a t o k k a l , s z ü k s é g e s h a r d v e r - é s szoftverelemek, stb.).

- 84 Az új vezérlések normaidot is számolnak, a kész technológiát azonnal ellenorizni lehet futásidore. Ha módosítunk a programon, a normaido

változása

azonnal

látszik.

Az

adatátvitelt

(geometriai

alakzatok) nemzetközi szabványokon lehet megoldani (IGES, DXF).

- 85 -

8. CNC gépek karbantartása 8.1.

Ü z e m b e h e ly e z é s

A gép telepítése meghatározhatja a hibalehetoségeket. A gyártók a gépkönyvben megadják a géptelepítés adatait, rajzát, ezt fontos betartani. A gép muködése, jótállási feltételek, szervizköltségek és azok gyakorisága múlik ezen. Rengeteg szempontot kell figyelembe venni, a gép környezetének vizsgálatától az alapozásig. Biztosítani k e l l a r e zgésmentességet, gondoskodni kell a megfelelo rögzítésrol is. Ellenorizni a villamos teljesítményt, vezetékek állapotát, földelést és jegyzokönyvben

kell

páratartalmának, lehetoségeirol.

rögzíteni.

Gondoskodni

homérsékletének, Elhelyezéskor

kell

tisztaságának

körültekintoen

a

és

kell

levego

cseréjének

eljárni

a

gép

k i s z o l g á lá s á n a k b i z t o s í t á s a m i a t t a d o l g o z ó , v a g y r o b o t o k , i l l e t v e anyagellátás,

szállítás,

elleno rzés,

vagy

akár

a

késobbi

bovítési

elképzelések véget. Pontossági beállítás a vízszintbe állítás. Mérési helye és módja a gépkönyv szerint. Általánosságban: eszköze a vízszintméro , beállítási értéke 0,02/1000 mm. A mérés kiterjed statikus (álló és közép) és dinamikus

(mozgó

és

szélso)

helyzetben.

Iránya

hossz

és

kereszt

irányú. Az

üzembe

helyezést

végeztessük

a

gyártóval,

vagy

annak

megbízottjával. Telepítésnél a gép szokott lenni a fo szempont, és a már meglevo környezetre történo hatásokkal nem szoktak törodni. A CNC gép intenzív hutofolyadék használata, zajhatásai, az emberre ható

fertozésveszély

az

új

típusú

huto- kenoanyagok

miatt

mind

hatással lehet a gép költségeire. Próbaüzemet végezzünk. Forgó és alternáló mozgások alacsony sebességen, a terhelés fokozatosan növekvo. Ellenorizni 75- 100 óra után kell a szerszámgép pontossági adatait. Célszeru a gép üzembe helyezése

alkalmával

tesztprogramot

futtatni,

ezzel

ellenorizni

a

- 86 szerszámgép

muködését,

a

vezérlés

megbízhatóságát.

Lehetoleg

a

saját programunkkal próbáljuk ki, és vegyük át a gépet.

8.2. Kenést

Karbantartás, javítás gépkönyv

alkalmazni.

A

szerinti

PLC - n

minoségben

keresztül

a

és

gyakorisággal

szerszámgép

kenését

kell lehet

módosítani, a kenoanyag szintjét a tartályokban ellenorizni kell. Hiba lehetoség az olajozás hiánya, esetenként nem indul el a gép, vagy leáll. A helytelen kenoanyag megválasztás a szánok berágódását és a s z e r vo m o t o r o k t ö n k r e m e n e t e l é t e r e d m é n y e z i . Fontos:

az

NC

gépek

szerelt

edzett-

ragasztott csúszó, vagy

szerelt gördülo vezetékkel készülnek. Mivel kenésük programozott, karbantartást vezetékeknél:

csak

kenés

kopások

szempontjából

(természetes,

igényelnek.

vagy

Hiba

kezelési),

okok

a

berágódás,

lazulás. Berágódást okozhat az elégtelen kenés, rossz lehúzó elemek, hibás gépápolás. A 6 6 . ábra szerelt vezetéket mutat. A szabadon levo e le m e k e t b u r k o l n i k e l l t e l e s z k ó p o s , v a g y h a r m o n i k á s v e z e t é k v é d o v e l . Ezek

sérülése

a

fémforgács,

illetve

a

hutofolyadék

bejutását

eredményezi, a fent említett hibákat okozza. Hibát okozna k a lazulások is. Egyik oka a rossz beállításból ered.

66. ábra Szánszerkezet beépítése További okok a túl magas fordulatszám, túlterhelés, ütközésekbol eredo feszülések, a kapcsolódó felületek hibás geometriája (furat és

- 87 homlokfelület). A beépített eleme k kifáradása, anyaghibája is okozhat muködésbeli

bizonytalanságot.

tengelykapcsolóval

a

jeladó

és

Találkoztam a

golyósorsó

már

megrepedt

között,

nyomtatott

áramköri lemezen szakadt fóliával, letapadt kapcsolóval a referencia - ponton. Ezeket a hibákat nehéz kiszurni, mert nem rendszeresen jelentkeznek, a homérséklettol, a rázkódástól függoen jelentkeznek, szervízelésnél nehéz

reprodukálni.

A

kapcsolók

mozgó

alkatrészeit

vazelinnel

vékonyan vonjuk be. A hutofolyadék tartályát a használattól függoen tisztítani kell. A szennyezodés mértékét legalább havonta egyszer vizsgáljuk meg. A kenoolaj a hutovízbe csöpögve emulgeálódik, iszapot képez. Ennek eltávolítása rendszeresen szükséges. A hutovíz pH értékét az eloírt szinten kell tartani, ezt figyelni kell. Megmunkálás közben a hutés akadozása,

esetleges

megszunése

komoly

problémákat

okoz.

A

hutofolyadéknak a hutésen kívül a forgács eltávolítása is feladata. A csapágyak élettartam kenésuek, karbantartást nem igényelnek. A

szíjak

fogazottak,

trapéz,

körív

stb.

alakú fogakkal (T, HTD,

HDD). Feszességét a használattól függoen ellenorizni és utánállítani, és tisztán kell tartani. Az elotoló - motorokat szétszedni tilos! A

gépek

hibaüzeneteket

adnak

nem

megfelelo

kezelés

és

programozás esetén, vagy ha a muködés feltételei nem biztosítottak (pl. s urített levego nyomása kevés). A hibaüzenetek szöveges, vagy számkód formájában kerülnek megjelenítésre a képernyon. Fo vagy m e ll é k h a j t á s v a l a m i n t a C N C v e z é r l o m e g h i b á s o d á s a e s e t é n f e l t é t l e n ü l szervizhez

kell

fordulni.

A

beépített

szuroket

ellenorzés

után

tisztítani, cserélni szükséges. Elektromos kapcsolókat, reléket évente egyszer

szemrevételezéssel

ellenorizzük.

A

beégett

érintkezoju

készülékeket cseréljük ki, a laza kötéseket meg kell húzni. Esetleges biztosítékok cseréjénél mindig megfelelo amperszámú és kiolvadási jelleggel bíró biztosítót alkalmazzunk. A villamos berendezések igen

- 88 jó

minoségu,

hosszú

élettartamú

elemekbol

épülnek

fel.

Karbantartásra vonatkozó utasításokat a gép könyve tartalmazza [1 8 ].

- 89 -

9. Munkavédelmi eloírás A

CNC

gépekre

a

gyártó

mindig

ad

biztonságtechnikai

elo -

írásokat, mely az adott gépre vonatkoznak és a gépkönyv tartalmazza. Általában minden gépre eloírás a következo: Oktatási intézményben a gépet minden 14 évnél idosebb személy kezelheti, ha ki van oktatva a gép alapveto kezelési ismereteibol és balesetvédelmi eloírásaiból. A gépet még oktatói felügyelet mellett is csak

egy

személy

kezelheti,

hogy

tudomása

legyen

minden

beavatkozásról, ne legyen kitéve a véletlen indítás veszélyének. A g é p ke z e l é s e c s a k abban az esetben jelent veszélyforrást, ha kezeloje nem

rendelk ezik megfelelo ismeretekkel. Ezért fontos a gépkönyv

alapos

áttanulmányozása,

a

kezelési

ismeretek

maradéktalan

elsajátítása. Érintésvédelmi

szempontból

üzembe

helyezésnél

a

villamos

b e r e n d e zé s e k k i e l é g í t i k a z M S Z 2 1 0 0 / 1 - 7 2 k ö v e t e l m é n y e i t , v a l a m i n t me gf e l e l n e k a z I E C - 2 0 4 a j á n l á s a i n a k . H á l ó z a t b a c s a t l a k o z á s n á l a z M S Z 1 6 0 0 e l o í r á s 1- 1 4 p o n t j a i é s a z M S Z 4 4 7 e l o í r á s a i i r á n y a d ó k . A ve zérloberendezés és a gép érintésvédelmi osztálya I. az MSZ 172/I e lo í r á s a i s z e r i n t . H á l ó z a t r a c s a t l a k o z á s s o r á n m e g k e l l g y o z o d n i a földelo

vezeték

helyes

bekötésérol

is.

Célszeru,

ha

az

üzembe

helyezést a gyártó végzi. Bármilyen jellegu beavatkozást a szekrénybe vagy

a

gé pen

áramtalanítás

elhelyezett

után

szabad

elektromos végezni.

Ezt

szerelvényekbe a

munkát

csak

megfelelo

s z a k k é p z e t t s é g u s z e m é l y vé g e z h e t i . Ü z e m e l t e t é s k ö z b e n a z e l e k t r o m o s illesztoszekrény

ajtóit

t il o s

nyitvatartani!

A

vészstopkört

és

az

elotolásstop muködését idoszako san ellenorizni kell! [1 8 ] A

b e á ll í t á s

és

próbaforgácsolás

idoszakában

a

következo

megelozési fokozat érvényesül: "a dolgozó a veszélyzónában, illetve idonként a veszélyzónába hatolva végzi tevékenységét, a védelem a dolgozó

magatartásától

függoen

muködik."

A

baleset

megelozése

szempontjából tehát a szerszámok beállításánál, a munkadarab be- és

- 90 kifogásánál,

a

gép

kézi

üzemmódban

való

üzemeltetésekor,

a

p r ó b a f o r g á c s o l á s é s a p r o g r a m k i p r ó b á l á s , ( "b e l ö v é s " ) i d e j e a l a t t körültekinto gondossággal kell eljárni. A gép kezelojének ismernie kell a vezérloberendezésen elhelyezett nyomógombok

funkciójának

és

a

megindított

folyamat

hatását.

A

programozási és kezelési ismeretek birtokában mindig elore kell lá tnia beavatkozásának következményeit. Ügyelnie kell a beadott méretek, ut a s í t á s o k ,

m o z g á s i r á ny o k ,

szerszámkorrekciók

helyességére.

Feltétlenül szükséges, hogy a méretek beállítását a gép kezelését egy személy

végezze

a

váratlan

indításból

bekövetkezo

balesetveszély

elkerülése céljából. A fent felsorolt feladatok ellátásához a gép önálló üzemeltetéséhez legalább

betanított

munkás

szükséges.

A

betanítás

folyhat

a

munkahelyen, de a gyártó telephelyén is. Amikor a gép automata üzemmódban

dolgozik,

a

következo

muszaki

megelozési

fokozat

érvényesül: "v e szélyforrás nincs, a dolgozó veszélyzónán kívül végzi tevékenységét és oda akaratlanul nem tud behatolni". A gépek konstrukciós kialakításában munkavédelmi és ergonómiai szempontok

is

érvényesülnek.

Munkavédelmi

berendezéseket,

burkolatokat muködés alatt álló géprol eltávolítani tilos! [18]

Veszélyforrások: Megmunkálás

közben

a

forgácsvédo

tolóajtó

lezárja

a

munkateret a dolgozó elott és a burkolat megakadályozza a hutovíz

és

megfelelo Ezért

a

forgács technológiai

kiverodését. paraméter

t e c h n o ló g i a i

Veszélyforrást megválasztása

utasítások

a

nem

jelenthet.

elkészítésénél

a

próbaforgácsolásnál ügyelni kell arra, hogy a befogó elemek szorítóereje, a szerszámok befogása a munkadarab méretével, a fogásmélységgel, fordulatszámmal és az elotolással megfelelo a r á n y b a n v a n- e ?

- 91 A gép üzembeállítása és muködése során az alábbiakra hívjuk fel a figyelmet: - - Gondosan ellenorizni kell az elso indításnál az egyes elemek és részegységek

felszereltségi

állapotát,

az

olajtartály

folyadékszintjét, hutovíz állapotát. - - A gép kezelojének a gép zavartalan üzemeltetéséhez szükséges karbantartásokat

folyamatosan

el

kell

végezni

(olajszintek

figyelése, esetleges rendellenes zörejek okainak felkutatása, a gép környezetének tisztántartása stb.). - - A s z e r s z á m b e f o g á s a a t á r b a i l l e t v e a f o o r s ó b a , r e n d b e n v a n- e --

Munkakezdés

elott

vezérlomu

s z e r s z á m- k o r r e k c i ó t á r

és

programmemória tartalmát ellenorizni kell. --

A

munkadarab

felfekvésrol,

elhelyezésekor valamint

meg

a

kell

gyozodni

szerszámbefogás

a

helyes

megfelelo

muködésérol. - - Darabcserénél ügyeljünk a felfekvo felületek és a szerszám rögzítettségi

állapotára.

A

rosszul

befogott

vagy

sérült

szerszám veszélyforrást jelent. - - Ügyeljünk arra, hogy ha van, a pneumatikus, vagy hidraulikus rendszer muködtetéséhez a megfelelo nyomás rendelkezésre álljon. A gép kezelése csak abban az esetben jelent veszélyforrást, ha kezeloje

nem

rendelkezik

megfelelo

ismeretekkel.

Ezért

fontos

a

gépkönyv alapos áttanulmányozása, a kezelési ismeretek maradéktalan e ls a j á t í t á s a . szüntessük

Bármilyen meg

az

rendellenesség

összes

mozgást

észlelése a

e l h e l y e z e t t v é s z g o m b s e g í t s é gé v e l [ 1 6 , 1 8 ] .

esetén

vezérlomu

azonnal

kezelolapján

- 92 -

10. Irodalomjegyzék [1.]

W. H. P. Leslie: NC alkalmazási kézikönyv Muszaki Könyvkiadó, Budapest 1973

[2.]

Csányi Egon: NC technika a gyakorlatban Muszaki Könyvkiadó, Budapest 1974

[3.]

Farkas Emil: Az NC gépek kezelése és a kézi programozás gyakorlata Muszaki Könyvkiadó, Budapest 1982

[4.]

Csató Á. - Cselle T. - Váradi A.: NC szerszámgépek programozása (segédlet) Muszaki Könyvkiadó, Budapest 1982

[5.]

Mátyási Gyula: UNIMERIC CNC programozása B. M. E. 1986

[6.]

Dr. Fórián István: Az NC technika elméleti alapjai OPI, Budapest 1986

[7.]

HUNOR PNC 721 esztergavezérlés programozási utasítás EMG, Budapest 1986

[8.]

HUNOR PNC 721 esztergavezérlés kezelési utasítás EMG, Budapest 1986

[9.]

Miniturn eszterga oktatókönyv EMG, Budapest 1987

[10.] H. Wellers- N. Kerp- F. Liberwirth: Bevezetés a CNC szerszámgépek programozásába Muszaki könyvkiadó, Budapest 1987 [11.] Farkas Emil: Bevezetés az NC- gépek kézi programozásába Muszaki könyvkiadó, Budapest 1987 [12.] Csepel Oktatási Vállalat: NC szaktanfolyam jegyzet Budapest, 1988

- 93 [13.] Hans B. Kief: NC/CNC Handbuch Stockheim, 1988 [14.] Nagy László - Varsányi Gábor: Gépi forgácsoló példatár OPI, Budapest 1989 [15.] Eötvös Oszkár- Szilágyi Sándor- Szucs Ferenc: CNC forgácsolási munkafüzet OPI, Budapest 1990 [ 1 6 . ] A . F r i s c h h e r z- H . P i e g l e r : F é m t e c h n o l ó g i a , S z a k i s m e r e - t e k 2 . B+V Lap- és Könyvkiadó, Budapest 1994 [17.] Dr. Horváth M.- Dr. Markos S.: Gépgyártástechnológia Muegyetemi Kiadó, Budapest 1995 [18.] NCT 90 marógép és esztergagép vezérlések, gépkönyvek NC Technika Gmk, Budapest 1996 [19.] Dr. Baka O.- Seprényi Z.: Szakelméleti alapösszefüggések és alkalmazási mintapéldák gyujteménye I. II. kötet OMINYOM Nyomda és Kiadó BT. Budapest 1997

[ 2 0 ]. M i r c o n a , I S G - K F , S a n d v i k , K r u p p W i d i a szerszámkatalógusok, termékismertetok