MISKOLCI EGYETEM SZERSZÁMGÉPEK TANSZÉKE
EPA 320 CNC eszterga Oktatási segédlet
Összeállította: Dr. Jakab Endre egyetemi docens Dr. Zsiga Zoltán foiskolai docens
Miskolc, 2001
1. Általános ismerteto A bemutatandó gép az EPA 320-01 Sinumerik 810T CNC eszterga, melynek általános felépítési vázlata az 1. ábrán látható.
1. ábra Az eszterga ún. "ferde-ágyas" felépítésu, tengely és tárcsaszeru alkatrészek megmunkálására egyaránt alkalmas, a felépítési struktúrája lehetové teszi az automatikus munkadarab ellátást, s ezzel a gyártórendszerben vagy gyártócellában való üzemeltetést. A gép fo szerkezeti részei: 1. 2. 3. 4, 5. 6. 7. 8. 9. 10.
Gépágy. Orsóház a foorsóval. A fohajtás lábazati hajtómuve. Szánrendszer (alap- és keresztszán, pozicionáló rendszerek). Szegnyereg. Gépi muködtetésu tokmány. Forgácskihordó. Szerszámváltó és tároló revolverfej. Foorsó elfordulás érzékelo a menetvágáshoz.
Az ábrán nem ábrázolt egységek: Burkolat. Hidraulikus tápegység. Huto- keno rendszer. Villamos hajtások és vezérlések.
2. Fobb muszaki paraméterek: Munkatér és mozgástartomány: (2. ábra)
2. ábra Elforduló átméro Csúcsmagasság Hosszirányú (Z) mozgás Keresztirányú (X) mozgás Szegnyereg löket
450 mm 250 mm. 600 mm. 175 mm 150 mm.
Technológiai paraméterek: Foorsó fordulatszám tartomány Befogható szerszámok száma Fomotor névleges teljesítménye Foorsót terhelo nyomaték max. Gyorsmeneti sebesség
50-4000 f/min. 12. 15 kw. 320 Nm. 5 m/min.
Vezérlés és alkalmazási terület: A vezérlés SINUMERIK 810T típusú. A megmunkálható felülettípusok: Kúpos és kör meridiángörbéju külso és belso hengeres felületek. Hengeres, sík és kúpos, külso és belso, egy és több bekezdésu menetek.
3. A fohajtás ismertetése A gép fohajtásának kinematikai vázlatát és jellegzetes fordulatszám ábráját a 3. ábra mutatja.
3. ábra A foorsót egy szabályozható egyenáramú fomotor hajtja, a szabályozhatóság növelésére egy kétfokozatú mechanikus hajtómu szolgál, amelyet lábazati hajtómuként alakítottak ki. Ezzel a foorsó fordulatszámát fokozatmentesen a fordulatszám ábrán ábrázoltak szerint két tartományban automatikusan lehet beállítani. Látható, hogy az I-es és a II-es tartomány fordulatszámai a 160-1250 f/min tartományban átfedik egymást, a fohajtómu tehát ún. túlfedett típusú, ami az automatizálás szempontjából kedvezo megoldás. A két helyen is alkalmazott Poly-V szíjhajtás biztosítja a foorsó rezgésszegény hajtását. A fohajtás teljesítmény-nyomaték diagramját a 4. ábra mutatja. Az ábrán jól látható a forgácsoló szerszámgépekre jellemzo azon megoldás, hogy az alacsonyabb fordulatszámoknál (50-450 és 160-1400 f/min) a foorsóról leveheto nyomaték állandó (320 illetve 105 Nm), s a magasabb fordulatszámokon pedig a fordulatszám növekedésével arányosan csökkeno, itt a leveheto forgácsolási teljesítmény állandó (15 kw). Az ilyen megoldáshoz úgy jutnak, hogy az egyenáramú fomotor aktuális fordulatszámát ún. vegyes szabályozással biztosítják, vagyis a nyomatékállandó szakaszon a kapocsfeszültséget változtatják, míg a teljesítményállandó szakaszon mezogyengítést alkalmaznak.
4. ábra
5. ábra
6. ábra Az 5. és 6. ábrák az eszterga fohajtásának konstrukciós megoldását mutatják be. A lábazati hajtómunél (5. ábra) a be- és kihajtás is szíjhajtással történik, a fordulatszám tartomány váltásához a fogaskeréktömböt egy hidraulikus munkahenger mozgatja, a kapcsolási helyzetet induktív helyzetérzékelok jelzik. A foorsó (6. ábra) csapágyazását ferde hatásvonalú speciális golyóscsapágyakkal oldották meg, a ráhajtás a lábazati hajtómurol a foorsóra konzolosan rögzített szíjtárcsán keresztül történik. A foorsó ún. rövidkúpos végére szerelheto fel a munkadarab befogó tokmány, melynek automatikus mozgatása a furaton átvezetett rudazattal, és a megfelelo, az orsó végére szerelheto szorító szerkezettel oldható meg. A menetvágáshoz szükséges elfordulás érzékelést az 1/1-es fogazottszíj hajtáson keresztül egy forgó impulzusadó végzi.
4. Az elotoló/pozicionáló rendszerek ismertetése Az eszterga a munkasíkjában egy kétkoordinátás X-Z pozicionáló/elotoló rendszerrel rendelkezik, melyek kinematikai vázlatát a 7. ábra mutatja. A szánokat a Gx , Gz golyósorsókkal fogazottszíj hajtásokon keresztül az Mx és Mz
speciális egyenáramú szervomotorok mozgatják. A szánok elmozdulását a golyósorsók végére szerelt forgó impulzusadók közvetett módon mérik. Természetesen a pozicionáló rendszerek szerves részét képezik azok a villamos (analóg és digitális) szabályozóköri elemek is, amelyek itt nem kerültek bemutatásra.
7. ábra A pozicionáló rendszerek konstrukciós kialakítását a 8. ábra (Z irány), és a 9. ábra (X irány) mutatja.
8. ábra
9. ábra
5. A szerszámváltó revolverfej A szerszámok tárolására és váltására szolgáló revolverfej egyszerusített vázlatát a 10. ábra mutatja. A 4 tárcsára szerelheto fel megfelelo tartók segítségével összesen 12 db. szerszám, és a váltó mechanizmus ezen tárcsát forgatja a kívánt pozícióba a váltás során. A váltás folyamata az ábra jelöléseivel az alábbi: A 2 motor tengelyén lévo mágneses rögzíto fék old, a motor az 5 csigán keresztül elforgatja a 6 csigakereket, melynek furatában egy nagyemelkedésu vezérpálya van, amely balra (-Z irányba) elmozdítja 7-et, s a rászerelt 3 és 4 elemeket. Az axiális elmozdulás következtében a 9 Hirth fogazatú tájoló elempár szétkapcsolódik, a 10 körmös tárcsa a 4, 3, 7, 11 elemeket együttesen elfordítja. Az egyes pozíciók elérését a 11 tárcsára szerelt érintkezok jelzik a vezérlés számára. A kívánt pozíció elérésekor a vezérlés megfordítja a motor forgásirányát, s ez által a váltófej jobbra (+Z irány) mozdul. A Hirth fogazat pontos záródását a 12 elotájoló segíti, mely a 12 pozíciónak megfelelo számú diszkrét osztással rendelkezik. Ez a 12 elotájoló akadályozza meg a fej rögzítésekor annak visszaforgását is. A rögzítés megtörténtét a 13 érzékelo jelzi a vezérlésnek, amely a forgatómotort leállítja és a rögzíto féket muködésbe hozza.
10. ábra
6. Vezérlés, programozás Az eszterga egy SINUMERIK 810T típusú CNC vezérléssel van szerelve, melynek részletes bemutatására itt nincs lehetoség. A 11. ábra a kezelopultot mutatja a jellegzetes kezeloelemek megjelölésével. 1. Monochrom képernyo. 2. Semleges nyomógombok, ún. "soft key". 3. RS232 soros kommunikációs csatlakozó. 4. Üzemmód választó kapcsoló. 5. Bekapcsoló nyomógomb. 6. Reset gomb. 7. Programfutás start-stop nyomógombok. 8. Foorsó forgás start-stop nyomógombok
9. 10. 11. 12. 13. 14.
Elotolás felfüggesztés start-stop nyomógombok Foorsó és elotolás korrekciós kapcsolók ("override"). Szánmozgató "JOG" nyomógombok. Programszerkeszto nyomógombok. Címválasztó nyomógombok. Hibakijejzés.
11. ábra A programozás részleteit itt nincs mód bemutatni. A gép DIN 66025 szabvány szerinti UTASÍTÁSRENDSZERét az alábbi táblázatok tartalmazzák.
SINUMERIK 810T CNC VEZÉRLÉS UTASÍTÁSRENDSZERE CÍM
KÓD
FUNKCIÓ
Programtechnikai utasítások % MPF SPF L P : N /: /N M M M M M
1-999 1-999 1-999 1-99 1-999
00 01 02 17 30
*
Program kezdet Foprogram file azonosító Alprogram file azonosító Alprogram hívás Alprogram ismétlési szám Szegmens kezdete Mondatszám Szegmens kihagyás Mondat kihagyás Programozott stop Feltételes stop Program vége Alprogram vége Adatfile vége
Elokészíto utasítások G G G G G G G G G
00 01 02 03 33 34 35 04 09
G G G G G G G G G G G G G
25 26 40 41 42 53 54 55 56 57 58 59 60
G
62
G G
63 64
G G G G G
70 71 90 91 92
*
#$ # #$ #$ *
#
#$ #$
*
* * #$
Gyorsmeneti pozícionálás Lineáris interpoláció Körinterpoláció CW Körinterpoláció CCW Menetvágás állandó emelkedéssel Menetvágás növekvo emelkedéssel Menetvágás csökkeno emelkedéssel Várakozás Pontos pozícionálás sebességcsökkentéssel (öntörlo) Munkatér korlátozás, minimumok Munkatér korlátozás, maximumok Geometriai korrekció törlése Geometriai korrekció jobbra Geometriai korrekció balra Nullponteltolás törlése Nullponteltolás I. Nullponteltolás II. Nullponteltolás III. Nullponteltolás IV. Koordináta transzformáció I. Koordináta transzformáció II. Pontos pozícionálás sebességcsökkentéssel (öröklodo) Pályavezérlés, szakaszváltás sebességcsökkentéssel Menetfúrás, override tiltva Pályavezérlés, szakaszváltás sebességcsökkentés nélkül Dimenzióváltás, Input Inch-ben Dimenzióváltás, Input metrikus Abszolút méretmegadás Növekményes méretmegadás Foorsó fordulatszám korlátozás
CÍM
KÓD
FUNKCIÓ
G G G G
94 95 96 97
Elotolás egység mm/min Elotolás egység mm/ford. Állandó vágósebesség progr. Állandó fordulatszám progr.
* *
Geometriai utasítások X X Z Z A B B B B B B I
+/-5.3 +/-4.4 +/-5.3 +/-4.4 +/-3.5 +5.3 +4.4 -5.3 -4.4 +5.3 +4.4 +/-5.3
I
+/-4.4
K
+/-5.3
K
+/-4.4
I I K K
+/-5.3 +/-4.4 +/-5.3 +/-4.4
X-irányú méretek mm-ben X-irányú méretek inch-ben Z-irányú méretek mm-ben Z-irányú méretek inch-ben Szögkoordináta fok-ban Lekerekítési sugár mm-ben Lekerekítési sugár inch-ben Élletörési hossz mm-ben Élletörési hossz inch-ben Körív sugara mm-ben Körív sugara inch-ben X-irányú interpolációs paraméter mm-ben X-irányú interpolációs paraméter inch-ben Z-irányú interpolációs paraméter mm-ben Z-irányú interpolációs paraméter inch-ben X-irányú menetemelkedés mm-ben X-irányú menetemelkedés inch-ben K-irányú menetemelkedés mm-ben K-irányú menetemelkedés inch-ben
Paraméter regiszterek R R R R R
0-49 50-99 100-149 150-199 900-999
Input paraméterek Változó paraméterek Csatornához rendelheto paraméterek Független paraméterek Központi paraméterek
Technológiai utasítások F F F F F F X S S S S T
0-45000 0.1-1770 0.001-50. 0.0001-2. 0.001-16. 0.0001-0.6
5.3 1-12000 1-12000 1-12000 1-99.9 1-9999
Elotolás mm/min-ben Elotolás inch/min-ben Elotolás mm/ford-ban Elotolás mm/ford-ben Menetemelkedés növekmény mm-ben Menetemelkedés növekmény inch-ben Várakozási ido sec-ban Foorsó fordulatszám 1/min-ban Vágósebesség m/min-ban Maximális megengedett foo. ford. Késleltetés fordulatban Szerszám helycím (értéke gépfüggo)
CÍM
KÓD
FUNKCIÓ
Megjegyzések az utasításrendszerhez:
D D H
1-99 00 1-9999
Szerszámadat-tár címe Szerszámadat törlés Kiegészíto adat
* # $
Bekapcsoláskor lép életbe Egy mondatra érvényes utasítás Mondat elején hatásos utasítás
Segédfunkciók M M M M M M
03 04 05 06 08 09
Foorsó indul CW Foorsó indul CCW Foorsó állj Szerszámváltás Hutovíz bekapcsolás Hutovíz kikapcsolás
Könyvtári alprogramok L L L L
95 93 97 98
Esztergáló alprogram Beszúró alprogram Menetesztergáló alprogram Mélyfúró alprogram
Egyéb utasítások @
Utasításkészlet bovíto parancsok címkaraktere (CL 800 nyelv) Értékadás Hozzáadás Kivonás Szorzás Osztás Megjegyzés kezdete Megjegyzés vége
= + * / ( )
Kiegészíto utasítások az EPA-320 esztergához M M M M M M M M
11 12 70 71 72 73 74 75
I. fordulatszám tartomány II. fordulatszám tartomány Szegnyereg inaktív Szegnyereg aktív Tokmány inaktív Tokmány aktív, külso szorítás Tokmány aktív, belso szorítás Forgácskihordó idozített muködés
7. Összefoglalás Ezen ismerteto természetesen nem mutathatott be minden részletet, a cél az volt, hogy az érdeklodo szakember átfogó képet kapjon a berendezés legfontosabb jellemzoirol.
