Kurz. Programování NC strojů

IPM Institut průmyslového managementu, spol. s r.o.

Kurz „Programování NC strojů“

Zpracoval: Telefon: Fax: Email:

Institut průmyslového managementu, spol. s r.o. +420 377 638 410 +420 377 638 402 [email protected] http://www.ipm-plzen.cz

Obsah Modul I. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5.

Úvod do problematiky programově řízených strojů

Úvod................................................................................................................................1 Historie a vývoj NC strojů ..............................................................................................1 DNC sítě (Distributed Numeric Control)........................................................................7 Pružný výrobní systém....................................................................................................9 Vysvětlení použitých pojmů a zkratek..........................................................................11

Modul II. Konstrukce programově řízených strojů 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.7.

Konstrukce NC strojů ...................................................................................................12 Lože stroje a vodící plochy ...........................................................................................12 Pohonné a posuvové mechanismy NC strojů................................................................17 Odměřovací zařízení stroje a přesnost indikace polohy ...............................................24 Upínání nástrojů a automatická výměna nástrojů.........................................................28 Chlazení a odvod třísek.................................................................................................32 Upínání a automatická výměna obrobků ......................................................................35

Modul III. Seřizování programově řízených strojů 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6.

Seřizování NC strojů.....................................................................................................38 Souřadný systém stroje .................................................................................................38 Vztažné body NC strojů, nulový bod obrobku, korekce...............................................42 Pracovní postup pro tvorbu programu ..........................................................................49 Nástrojový a seřizovací list...........................................................................................50 Provozní režimy NC a CNC obráběcího stroje.............................................................53

Modul IV. Struktura NC programu 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. 4.9.

Základy číslicového řízení – ISO kód...........................................................................55 Struktura NC programu.................................................................................................57 Formát bloku, stavba bloku...........................................................................................57 Přípravné funkce G .......................................................................................................59 Informace o dráze .........................................................................................................65 Adresa pro nastavení nástroje (T funkce) .....................................................................66 Adresy technologických funkcí ....................................................................................67 Pomocné funkce (M funkce) – přehled.........................................................................67 Obráběcí cykly ..............................................................................................................68

Modul V. Ruční programování 5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6.

Tvorba NC programu pro rotační součást bez použití korekce nástroje.......................69 Tvorba NC programu pro zadanou součást s použitím korekce nástroje .....................83 Tvorba NC programu pro nerotační součást bez použití korekce s přejížděním..........85 Tvorba NC programu pro nerotační součást bez použití korekce s překlápěním .........94 Tvorba NC programu pro nerotační součást s použitím korekce ...............................102 Zobecnění NC programu – parametrické programování ............................................103

Modul VI. Technologické programování 6.1. Charakteristika systémů technologického programování ...........................................106 6.2. Přehled technologických cyklů ...................................................................................107 6.2.1. Řídící systém Sinumerik – jednotlivé obráběcí cykly pro verze 840D a nižší...........108

6.2.2. Řídící systém Heidenhain – jednotlivé obráběcí cykly pro verze TNC 530 a nižší...119 6.3. Systém dílenského programování MANUALplus 4110.............................................126 6.3.1. Popis jednotlivých obráběcích cyklů ........................................................................126 6.3.2. Tvorba NC programu pomocí obráběcích cyklů ......................................................127 6.3.3. Příklad programovaní pomocí ICP ..........................................................................131 6.4. Systém dílenského programování DIALOG...............................................................135 Modul VI. Technologické programování 7.1. 7.2. 7.3.

Charakteristika systémů automatického programování ..............................................140 Systém automatického programování - KOVOPROG ...............................................141 CAD/CAM systém CATIA V5...................................................................................148

Modul I.

1.1.


Úvod

Automatizace výroby je celosvětově sledovaný proces, jehož cílem je zvýšení produkce a kvality s vyloučením člověka z přímých obslužných činností ve výrobním procesu. Automatizaci technologických procesů je nutno chápat komplexně, nelze ji zúžit jen na vlastní výrobní stroj. Patří sem i automatizovaná doprava, manipulace s materiálem, kontrola a měření atd. Intenzifikace výroby je nerozlučně spjata s nahrazováním fyzické účasti člověka ve výrobním procesu automatizovanými výrobními soustavami. Do automatizace technologických procesů zasáhla podstatným způsobem výpočetní technika, číslicově řízené obráběcí stroje, automatické linky, robotizovaná pracoviště a v neposlední řadě také bezobslužná pracoviště. Automatizace je někdy považována za jednu z cest, jak se udržet na světových trzích v podmínkách ostré konkurence, kde lze obstát jedině tehdy, dokážeme-li vyrábět levněji, kvalitněji a rychleji než jiní. Automatizace znamená využití všech opatření (např. technických prostředků), s jejichž pomocí probíhají dílčí nebo celé procesy podle zadaného programu. Vývoj automatizace ukazuje, že všechny obráběcí stroje používané v automatických výrobních soustavách, by měly mít stavebnicovou koncepci. Spolu s řídícími systémy je tak umožňěno dodávat velký počet modifikací. Také je možno získat pro konkrétní případ optimální variantu výrobního zařízení. V dalších kapitolách bude věnována pozornost NC strojům.

1.2.

Historie a vývoj NC strojů

Samotný vývoj NC strojů začal ve čtyřicátých letech dvacátého století. Důvodem byl fakt, že docházelo ke stále větším požadavkům na přesnost a efektivitu výroby. Byla zde snaha vyrábět stále složitější a v mnohých případech standardními technologiemi nevyrobitelné součásti. Jako vůbec první zadal námět na výrobu numericky řízené frézky v roce 1948 Národní úřad pro letectví a kosmonautiku ve Spojených státech amerických (NASA - National Aeronautics & Space Administration) kvůli výrobě lopatek turbín a vrtulí pro letecký průmysl. Posléze spatřil světlo světa první NC stroj a to v roce 1952. Roku 1956 byl dovezen první NC stroj do Evropy a v roce 1959 byl vyvinut první NC stroj v tehdejším ČSSR v závodu Škoda Plzeň a to frézka FV1000. V roce 1965 byl vyvinut první NC stroj s automatickou výměnou nástrojů a o pět let později první NC stroj s automatickým upínáním a přísunem obrobku. Vůbec první komerční CNC řídící systém byl vytvořen v roce 1972. Rok 1979 byl ve znamení on-line spojení externího pracoviště s NC stroji a rok 1985 ve znamení CNC řízení s podporou počítačové grafiky. Konstrukce NC stroje a jeho jednotlivých subsystémů se vyvíjí od 40 let minulého století. Potřeby zákazníků a následné požadavky na zdokonalení a zjednodušení NC strojů vedly k jednotlivým vývojovým etapám. NC řídící systémy prošly během použití překotným vývojem od systémů první generace založených na reléových a elektronkových obvodech, přes polovodiče první generace k současné technologii založené na integrovaných obvodech a mikroprocesorech k NC systémům třetí generace – CNC. K přenosu informací se u NC strojů nejprve používaly filmové pásky, magnetofonové pásky a děrné papírové pásky. Informace se z děrné pásky snímaly pomocí čteček a správnost čtení se kontrolovala pomocí parity. V Československu byly používány kódy ISO a EIA. V současnosti se pro přenos používají diskety, CD disky, flash paměti, nebo DNC sítě či Ethernet. -1-

Modul I.


Vzhledem ke složitosti programování, kdy se na médium musel zaznamenat podrobný soubor všech technologických, geometrických a pomocných informací pro činnost stroje, se s postupem času začala využívat výpočetní technika, která umožňovala výpočet složitých drah nástroje. Odtud se datuje vývoj prvního geometrického programovacího jazyka APT (Automatically Programed Tools), z něhož byly postupným vývojem odvozeny další zdokonalené verze, až k dnešním CAD/CAM systémům např. CATIA firmy Dassault Systems. Vývoj číslicově řízené výrobní techniky se odehrával paralelně ve čtyřech oblastech : stavební komponenty, vlastní stroje, řídící systémy a výrobní soustavy. Podle úrovně (stupně vývoje) je možno NC stroje rozdělit následovně. Stroje první vývojové generace Sem se zahrnují ty NC stroje, které byly odvozeny od běžných konvenčních strojů a přizpůsobeny na NC řídící systémy. Tento typ přestal posléze vyhovovat, protože nebyl ještě vybaven prvky charakteristickými pro další vývojové fáze. Stroje druhé vývojové generace Tyto stroje již byly konstruovány speciálně pro číslicové řízení. Konstrukce strojů obsahovaly již nové konstrukční prvky jako např. kuličkové šrouby, nové druhy pohonů, odměřování polohy, systémy automatické výměny nástrojů apod. Některé stroje, zejména soustružnické, měly dopravník třísek. Jde převážně o stroje nesplňující podmínky pro zařazení do automatizovaných výrobních soustav. Stroje třetí vývojové generace Důležitým znakem této skupiny strojů je jejich uzpůsobení pro provoz v automatizovaných výrobních soustavách. Proto se tyto stroje vyznačují použitím systému automatické výměny obrobků. Zásobníky nástrojů mají větší kapacitu. Výrazným rysem těchto strojů je jejich stavebnicovost, což umožňuje zlevnit jejich výrobu. Stroje třetí generace je možno nasadit i individuálně. Stroje čtvrté vývojové generace U těchto strojů je již vyřešeno napojení na automatickou výměnu opotřebovaných nástrojů ze zásobníku. Tuto vývojovou generaci je již možno prohlásit za plně automatickou, jak v oblasti výměny nástrojů a obrobků, manipulaci s třískami, tak i v návaznosti na všechny druhy mezioperační dopravy. Jde tedy o plně automatizovaná technologická pracoviště s vysokým stupněm automatizace, s možností pracovat v třísměnném provozu.. Stroje jsou schopny pracovat individuálně, zpravidla se zásobníkem obrobků upnutých na technologických paletách. Stroje páté vývojové generace Po vyřešení problematiky úplné automatizace základních funkcí CNC obráběcích strojů se začaly uplatňovat v konstrukcích strojů mechatronické prvky. Byla to zejména možnost elektronické kompenzace chyb polohování, měření rozměru obrobků během obrábění měřícími sondami a korekce programu pro dodržení výkresových rozměrů a tolerancí. Objevuje se odměřování polohy laserem a optimalizace řezných podmínek. Stroje šesté vývojové generace Konstrukce těchto strojů vychází ze zkušeností získaných z předešlých vývojových stupňů.

-2-

Modul I.


Jedná se zejména o tyto charakteristické znaky: - snižování času výměny a obrobku na minimum - koncepce“šitá zákazníkovi na míru“ - víceosé, vysokorychlostní a suché obrábění - dálková diagnostika obráběcích strojů - ultrapřesné obrábění (desetiny mikrometru) V technologické soustavě jsou používány následující typy obráběcích strojů: Jednoprofesní CNC obráběcí stroje - Jednoprofesním se rozumí stroj pro užití jednoho druhu technologické operace, např. frézovací stroje,soustružnické stroje atd. Tyto stroje jsou svoji konstrukcí uzpůsobeny pro práci v bezobslužných provozech, a to zejména tím, že mají automatickou výměnu nástrojů a obrobků, pracují v automatickém cyklu a dále jsou vybavovány diagnostikou. Vysoká přesnost obrábění je dána nejen vyloučením lidského faktoru z procesu obrábění, ale i užitím systémů aktivní kontroly během procesu obrábění. Obráběcí centra byla vyvinuta z NC obráběcích strojů. Součásti je na nich možno obrábět na jedno upnutí. Pro jednovřetenová obráběcí centra lze stanovit obecně platnou definici: Obráběcí centrum je takový stroj, který může provádět různé druhy technologických operací, pracuje v automatickém cyklu, je vybaven automatickou výměnou nástrojů a případně i obrobků, může pracovat v bezobslužném režimu. Dělí se na obráběcí centra pro obrábění rotačních a nerotačních součástí a v obou případech se může jednat o obráběcí centra s vodorovnou nebo svislou osou vřetena. Vícevřetenová obráběcí centra otevřela pro oblast středně seriové výroby efektivní racionalizaci výroby. Charakteristickým znakem těchto strojů je fakt, že se operační hlava dopravuje podle programem stanoveného pořadí do pracovní polohy k provedení technologických operací. Velikost operační hlavy určuje velikost pracovního obrazce. Koncepce vychází z osvědčených principů jednoúčelových strojů. Rozlišovacím kritériem je druh pohyb u operační hlavy při výměně. Tato může být rotační (kolem svislé nebo vodorovné osy) nebo přímočará (vratná, průběžná). Jednoúčelové stroje jsou určeny pro obrábění určitého druhu součástí v oblasti velkoseriové a hromadné výroby. Jsou tvořeny stavebnicovou skladbou pracovních polohovacích a přídavných jednotek. NC stroje pokrývají dnes široký rozsah způsobu obrábění, ať již jako specializované stroje (NC soustruhy, NC frézky, NC brusky, NC stroje pro elektroerozivní obrábění) nebo jako univerzální NC stroje (NC obráběcí centra, NC stavebnicové stroje, apod.). V současnosti je již jednoznačně jasné, že pro většinu výroby jsou NC stoje svojí efektivitou nejlepších řešením. V některých ohledech už jsou dokonce nenahraditelné, protože řídící systém je schopen regulovat i takové parametry, které jsou například nezbytné při řezání laserových paprskem atd. NC stroj (Numerical Control) NC stroj – je programově řízený stroj, kde vstupní informace pro jeho řízení jsou dány ve formě číselného (digitálního) kódu (ISO, EIA, ASCII apod.). Určení tvaru a rozměru obrobku je specifikováno vhodným číselným vyjádřením souřadnic, směrů a smyslů pracovních pohybů stroje resp. nástrojů . Tento celek informací je nazýván NC programem. Výhodou je snadné a rychlé předávání potřebných informací, libovolná opakovatelnost. Tvorba programu je většinou zcela oddělena od vlastního stroje a připravuje se nezávisle na stroji, mimo výrobní dílnu. I když řada jednodušších programů se provádí přímo -3-

Modul I.


zápisem do řídícího systému stroje a v dnešní době je možnost jednoduchého vytváření programů přímo na stroji v systémech tzv. dílenského programování. Tento způsob bude popsán v dálších kapitolách. Oddělení tvorby programu od obráběcího stroje přináší možnost přizpůsobit se častému střídání tvarově i rozměrově rozdílných výrobků, při minimálních časech potřebných pro seřízení stroje na novou dávku. Program je poté předán stroji pomocí záznamového média (děrné pásky, magnetofonové pásky,) a nebo v dnešní době, nejčastěji užívaným způsobem, stažen do stroje pomocí DNC sítě, viz dále. NC stroj se skládá z jednotlivých subsystémů, které jsou schématicky a zjednodušeně znázorněny na obrázku 1.1.:

Obráběcí stroj

Přizpůsobovací obvody Obsluha, technolog, programátor

Číslicový řídící systém

Logický subsystém (PLC)

Pomocné mechanismy

Regulátory pohonů

Pohony (posuvy atd.)

Mechanická část

Vstup Výstup

Snímače polohy

Obr. 1.1 Blokové schéma číslicově řízeného NC stroje Mechanická část – je závislá na typu stroje. Jednotlivé typy se od sebe liší. Konstrukce mechanické části musí splňovat řadu požadavků. Pomocné mechanismy – uskutečňují řadu potřebných činností a funkcí NC stroje (mazání, chlazení). Snímače polohy – jsou důležitou částí NC stroje a podstatně ovlivňují jeho výslednou přesnost. Pohony – jsou zařízení zabezpečující jednotlivé pohyby na stroji (plynulá změna otáček, posuvy, otáčení revolverové hlavy, atd.). Logický subsystém (PLC - programmable logic controller) – je oblast řídicího systému, která řeší řízení pomocných funkcí a mechanismů konkrétního stroje. PLC je specifický a rozdílný pro každý typ řízeného stroje a jeho naprogramování vyžaduje podrobné znalosti o funkcích stroje. Programování provádí výrobce stroje. Vstup, výstup – slouží ke vstupu a výstupu informací do řídícího systému.

-4-

Modul I.


Řídící systém – jedná se o číslicové řízení, kdy je program výroby součástky obráběcímu stroji zadáván ve formě čísel a znaků. Ty jsou do systému zadávány formou NC programu Řídící systém se dělí na NC (Numerical Control) řídící systém a CNC (Computerized Numerical Control) řídící systém. NC (Numerical Control) řídící systém - informace vstupují z vnějšího nosiče informace (děrná, či magnetická páska) a následně jsou dekódovány na jednotlivé informace. NC jednotka má pevné paměťové registry pro uchování obsahu jednotlivých slov. Tyto informace jsou dále předávány pohybovému ústrojí NC stroje. Samozřejmě je zde nutná zpětná vazba od stroje, tzn. vyhodnocování polohy, ve které se právě např. nástroj nachází. NC program nelze během zpracování měnit, při poruše je obvykle nutno zpracovat celý program od začátku. Následující schéma určuje průběh informaci.

Obr. 1.2 Blokové schéma NC řídícího systému stroje

-5-

Modul I.


Naproti tomu koncepce řešení CNC řídícího systému spočívá v tom, že jednoduchý a spolehlivý počítačový hardware (mikroprocesor, paměti, sběrnice dat, interface atd.) je vybaven speciálními systémovými programy, které jej specializují pro řízení různých druhů obráběcích strojů. Je to obdoba operačního systému u personálních počítačů. Díky tomu je možné následně měnit vlastnosti řídícího systému a případně doplňovat různé další funkce, aniž by bylo nutno zasahovat do hardwarové struktury. U těchto řídících systémů je možné generovat dráhu přímým matematickým popisem tvaru dráhy programem. Tzn. že je možnost zadávat složitější tvary než přímky a oblouky, tj. např. paraboly, ale i křivky vyšších řádů. Pro zpracování technologických informací se používá přizpůsobovací logika PLC a základem PLC je opět mikropočítač a logické vztahy mezi vstupy a výstupy jsou řešeny programem.

Obr. 1.3 Blokové schéma CNC řídícího systému stroje -6-

Modul I.


Předností softwarového řešení číslicových řídících systémů jsou: -

výrobce může použít jednotný hardware a specializaci systému pro jednotlivé obráběcí stroje provádí prakticky pomocí systémových programů s minimální úpravou hardware.

-

uživatel může používat takové funkce, které u řídícího systému NC stroje nejsou možné: snadná editace programu, možnost práce s parametry, práce s podprogramy, využití grafické obrazovky pro simulaci obrábění, využití diagnostických programů atd.

U těchto systémů nastává rozmach a postupné zavádění tzv. DNC sítí do praxe a zároveň dochází ke vzniku pružných výrobních systémů.

1.3.

DNC sítě (Distributed Numeric Control)

Tímto výrazem se rozumí provozní režim v podniku, při kterém jsou výrobní zařízení napojena přímo do počítačové sítě. V případě NC/CNC strojů jsou výrobní zařízení napojena na hlavní počítač (DNC server), na kterém jsou archivovány a kompletně spravovány jejich programy a z kterého jsou tyto programy podle potřeby zasílány na příslušné stroje. Zajištění rychle se měnících výrobních požadavků, časově krátké přerozdělování nebo předávání řídících informací na různé systémy, jako např. NC/CNC stroje, je dnes bez nasazení odpovídajícího DNC systému nemyslitelné.

Konstrukční příprava výroby

Technologická příprava výroby, plánování a řízení výroby

DNC – přímé řízení počítačem

Kontrola Výroba

Obr. 1.4 Zařazení DNC sítě v podniku -7-

Modul I.


Výhody při zavedení DNC: • Snížení prostojů CNC strojů • Současná obsluha více strojů • Flexibilní možnosti ukládání a archivace CNC programů, ale i provozních dat stroje • Jednoduchá obsluha a rychlé vyhledávání • Speciální software pro zprávu, přenos, editaci a případně i verifikaci programů • Eliminace chyby lidského činitele při přenosu dat, snížení nebezpečí ztráty dat • Zasílání seznamů programů na terminál CNC stroje • Odesílání žádostí na programové soubory přímo od CNC stroje • Připojení výkresů, postupů a jiných dokumentů k evidovaným programům. • Rychlé nalezení požadovaného programu pro CNC stroj • Rychlý přenos programu z počítače do CNC stroje • Přehledná evidence programů (programy se nepíší znovu jenom proto, že je nelze najít) Rozdělení DNC sítí dle variability síťového prostředí: • DNC síť pomocí kabelové sítě Komunikace se stroji je zajišťována pomocí klasické kabelové sítě, která prakticky omezuje počet připojených strojů pouze propustností sítě. Připojení strojů je nejčastěji realizováno pomocí rozhraní RS-232. Stroje mohou být propojeny s DNC serverem pomocí páteřové a hvězdicové sítě nebo jejich kombinací. Páteřová síť se v dnešní době již moc nepoužívá, jelikož rychlost přenosu je dána nejpomalejším řídícím systémem. Výhodnější je síť hvězdicová, kdy je každý stroj připojen přímo na DNC server. Tím je odstraněna nevýhoda páteřové sítě a rychlost přenosu dat je dána řídícím systémem stroje. Určitou nevýhodou oproti páteřové síti je nižší vzdálenost pro přenos signálu a DNC server musí být v blízkosti NC strojů. V dnešní době se začíná rozšiřovat i připojení přes TCP/IP protokol (řídící systém má síťovou kartu, která je známa z personálních počítačů) a programy jsou na jednotlivé stroje distribuovány pomocí FTP připojení. • Bezdrátová DNC Komunikace je zajišťována pomocí komunikačního modulu, kterým jsou CNC stroje propojeny prostřednictvím digitálního signálu o vysoké frekvenci, který zaručuje velmi vysokou odolnost proti rušení. Komunikačním prvkem je datový modul. Výhody bezdrátové sítě jsou: -

Nemusí se na dílně budovat kabelové rozvody.

-

Vyšší dosah než je u rozvodu prostřednictvím kabelové sítě se sériovým komunikačním protokolem.

-

Při reorganizaci provozu není potřeba měnit nákladné kabelové rozvody.

-8-

Modul I.

1.4.


Pružný výrobní systém

Je takový systém, který propojuje obráběcí jednotky, tok materiálu a tok dat. Obráběcí jednotky - jedná se o technologický podsystém, který se skládá z CNC strojů a příslušenství. Např. obráběcích center, soustružnických center, nástrojů k obrábění obrobků, upínacích přípravků, atd. Podsystém toku materiálu - jedná se nejen o dopravu materiálu přímo k obráběcím centrům, ale i řízení dopravních vozíků, paletových systémů, odvodu třísek, hotových výrobků a podobně včetně mezioperační dopravy. Podsystém toku dat - v tomto podsystému se jedná o tok dat ke strojům a informací od CNC strojů. A to nejen programů pro tyto stroje, ale i technologických dat, výměn nástrojů, informacích o zakázkách, apod.. Pružný výrobní systém je vhodný především pro vícesériovou a hromadnou výrobu, případně výrobu určitého typového představitele (např. skříňových nebo rotačních součástí do určitého rozměru). Výhodami je zde přehledný maximálně optimalizovaný materiálový tok. Naproti tomu je zde vysoká investiční náročnost a riziko z hlediska odbytu výrobků. Specializace pružného výrobního systému: • předmětná - zde je rozhodující hledisko vyráběného předmětu (výrobku). Z tohoto pohledu se jedná buď o kompletní výrobek, nebo o jeho součást. Jednotlivé dílny obsahují rozhodující většinu strojů a zařízení ke kompletnímu zhotovení daných součástí. • technologická - je rozhodující hledisko prováděných druhů prací, ze kterého vyplývá potřeba vybavení a uspořádání dílen -soustružna, frézárna, ozubárna apod. • Kombinovaná

Obr. 1.5 Pružný výrobní systém

-9-

Modul I.


Obr. 1.6 Schéma pružného výrobního systému Uspořádání pracovišť může být:

• Plošné uspořádání - pro pružné výrobní systémy se prosadilo plošné uspořádání jednotlivých stanic, které jsou propojené např. induktivními smyčkami vodičů pro prostředky pozemní dopravy. Příslušné programy a hlavní počítač propojení řídí. •

Lineární uspořádání s transportními smyčkami - u tohoto uspořádání je každé technologické pracoviště umístěno v uzavřené transportní smyčce, přičemž tyto smyčky jsou vzájemně propojeny. Paleta s obrobkem opatřená kódem obíhá jednotlivá technologická pracoviště tak dlouho, dokud ji na základě kódu , "nepřijme" vhodné pracoviště. Po obrobení obrobku se paleta překóduje a přesune se opět na transportní systém. Podle stavu obrobku může hledat další vhodné technologické pracoviště, nebo je odeslána na upínací stanici.

•

Kruhové uspořádání - u kruhového uspořádání obíhají palety podobně jako u uspořádání se smyčkami až do dokončovací polohy v kruhu. Technologická pracoviště leží mimo dráhu a jsou dobře přístupná. Palety ke zpracování přebírají opět na základě kódu, který paleta nese v elektronickém paměťovém modulu. Zavádění palet do oběhu se může dít z centrální upínací stanice.

•

Liniové uspořádání - u liniového uspořádání probíhá dopravní trasa přímočaře. Technologická pracoviště mohou být instalována po obou stranách trasy a musí být vybavena vhodnými výměníky palet. Na jednom konci trasy vstupují palety s upnutými obrobky a na druhém konci je např. mycí stanice hotových obrobků. Obíhání vozíků s paletami zde není možné.

•

Buňkové uspořádání - při buňkovém uspořádání jsou stroje umístěny ve tvaru U. Většinou se při buňkovém uspořádání kombinují NC stroje s klasickými ručními pracovišti jako jsou kontrola, případně některé dokončovací operace, jako je například zbavování otřepů, atd. Lze ovšem udělat i výrobní buňku složenou z více NC strojů pro komplexní obrábění. Buňkové uspořádání se využívá především pro vícestrojovou obsluhu, neboť při využití obráběcích center a jejich správném nastavení, plní obsluha pouze činnost dohlížecí, případně provádí pouze obslužné operace. - 10 -

Modul I.

1.5.


Vysvětlení použitých pojmů a zkratek

•

CAD - Computer Aided Design - počítačová podpora konstruování - nástroj k vytvoření a optimalizaci konstrukčního návrhu prostřednictvím počítače.

•

CAE - Computer Aided Engineering - počítačová podpora inženýrských činností zahrnuje CAD, NC, nástroje pro plánování a CAQ.

•

CAM - Computer Aided Manufacturing - systém pro počítačovou podporu výroby, zahrnující přímé řízení NC techniky, robotů, mezioperační dopravy výrobků, polotovarů, materiálu a nářadí.

•

CAMP - Computer Aided Production Management - počítačová podpora managementu.

•

CAP - Computer Aided Programming - systém pro zpracování řídícího programu pro NC stroje.

•

CAPP - Computer Aided Process Planning - systém pro plánování výroby, včetně návrhu a tvorby korekce plánu výroby a řízení výroby z hlediska dodržení termínů zakázek a požadavků na materiál a nářadí. Počítačem podporované rozvržení výroby, včetně grafické simulace řízení robotů.

•

CAQ - Computer Aided Quality - systém počítačové podpory v oblasti kontroly a řízení jakosti.

•

CNC - Computer Numerical Control - počítačem řízený číslicový stroj.

•

CIM - Computer Integrated Manufacturing - integrované nasazení prostředků výpočetní techniky a programového vybavení pro řízení výroby.

•

DNC - Direct Numerical Control - počítačem monitorovaná a řízená síť NC strojů.

•

NC - Numerical Control - číslicové řízení jako systém, jehož děje jsou řízeny přímým vkládáním číslicových údajů.

•

CAD/CAM - Computer Aided Design / Computer Aided Manufacturing - integrované propojení CAD a CAM systémů v jednom funkčním celku včetně počítačem podporovaného managementu a plánování.

•

CAM-CAA - Computer Aided Manufacturing - Computer Aided Assembly - nedílnou součástí výrobního procesu je také uplatnění prostředků výpočetní techniky nejen při výrobě, ale také při montáži, kontrole a expedici výrobků.

•

CAM-CAT - Computer Aided Manufacturing - Computer Aided Testing - počítačová podpora výroby a její kontrola, testování materiálu a všech výrobních operací je důležitou složkou koncepce CIM.

- 11 -

Modul II.

2.1.

Konstrukce programově řízených strojů

Konstrukce NC strojů

Konstrukce samotných NC strojů se s ohledem na užitné vlastnosti zásadně neliší od klasických obráběcích strojů. V úvodu této kapitoly budou popsány základní znaky NC strojů, na čemž bude toto tvrzení patrné. Konstrukce NC strojů se vyznačuje vysokou tuhostí a přesností provedení, navrženými tak, aby docházelo k minimálnímu oteplování jednotlivých uzlů stroje (tzv.stabilizace teploty). Z důvodu hospodárného řezného režimu se užívají pohony s velkým regulačním rozsahem, nazývané servopohony. V současné době se nejčastěji využívají střídavé servopohony, tzv. AC servopohony, a to jak pro pohon vřeten (rychlostní, popř. rychlostně polohové servopohony), tak pro pohon jednotlivých os (suportů). K dalšímu zhospodárnění a ke zvýšení výrobnosti se může používat tzv. adaptivní řízení obráběcího procesu. U číslicově řízených strojů je třeba velkou pozornost věnovat otázkám opotřebení funkčních ploch a minimalizovat rozdíl mezi třením za klidu a za pohybu. Vysoké odolnosti vůči opotřebení se dosáhne použitím valivých prvků ve vedení, případně obložením kluzného vedení umělou hmotou nebo hydrostatickým vedením. Vodicí plochy jsou alternativně kalené a broušené případně zaškrabané a měly by vhodnou konstrukcí zabezpečovat rychlou vyměnitelnost. Charakteristickým znakem NC strojů je zásobník nástrojů, který slouží pro výměnu nástrojů v automatickém cyklu podle sledu operací. Ten je umístěn buď přímo na stroji, nebo mimo něj. K zajištění možnosti obrábění z více stran při jednom upnutí (což je důležité pro přesnost práce) bývají u NC strojů užívány např. otočné a naklápěcí stoly. Pro zkrácení vedlejšího času mají NC stroje systémy automatické výměny obrobků. Stroj je též uzpůsoben pro automatický odvod třísek.

2.2.

Lože stroje a vodící plochy

Lože – část stroje skříňovitého tvaru, zpravidla s převládající délkou nebo šířkou nad výškou. U většiny strojů spojuje základní části stroje v celek. Na loži jsou vodící plochy (pro stůl, suport nebo další základní části stroje či zařízení) a případně dosedací plochy pro uložení (připojení) dalších základních částí, viz.obr.2.1a 2.2.

Obr. 2.1 Lože

- 12 -

Modul II.


Obr. 2.2 Lože vodorovné vyvrtávačky HCW 2 – Škoda Machine Tool Lože je tedy, spolu stojanem, popř. příčníkem či sloupy, základní nosnou součástí stroje. Na tuhosti, odolnosti proti opotřebení vodících ploch, dynamické stabilitě a stálosti tvaru závisí přesnost obrábění. U lože se vyžaduje vysoká tuhost v tlaku a krutu. Speciálním požadavkem je tuhost tvaru, kterou lze dosáhnout a zvyšovat přitažením na tuhý betonový základ příslušně dimenzovaný základovými šrouby. Velká tuhost v krutu se dosáhne vhodnou volbou profïlu lože, pokud možno uzavřeného a vyztuženého žebrováním. Základní tvar průřezu lože tvoří dva I profily, které jsou různým způsobem spojeny žebrováním.

Obr. 2.3 Lože soustruhu ŠKODA SUA 125 Lože musí umožnit dokonalý odvod třísek. Velké množství horkých třísek při nedokonalém odstraňování znemožňuje práci na stroji, způsobuje tepelné dilatace jeho částí a ovlivňuje tak přesnost jeho práce. Vodící plochy, pohonné mechanismy, hřebeny, vodicí šrouby musí být umístěny nebo chráněny tak, aby padající třísky nemohly způsobit jejich - 13 -

Modul II.


poruchu nebo brzké opotřebení. Konstrukční řešení lože musí umožnit jednoduchou a levnou výrobu, což je obecný požadavek z hlediska hospodárnosti konstrukce. Lože je převážně vyráběno jako odlitek ze šedé litiny, jež má dobré tlumící vlastnosti. Dalším požadavkem je malá hmotnost. Lože je nejrozměrnější část stroje a má tedy značný význam pro hospodárné využití materiálu spotřebovaného na jeho výrobu. Snaha snižovat hmotnost však nesmí negativně ovlivnit ostatní požadované vlastnosti jako je celková tuhost a odolnost proti chvění. Kromě šedé litiny lze pro konstrukci lože, ale i dalších částí, využít nejen již výše jmenovanou šedou litinu ale i další materiály jako např. ocel, ocelolitinu, ale v poslední době ve stále větší míře i různé neželezné materiály, zejména beton a polymerbeton. Při volbě druhu materiálu je vždy nutno posuzovat zejména základní fyzikální vlastnosti daného materiálu, které přímo ovlivňují technické a provozní vlastnosti stroje. V současné době lze říci, že pevnostní ukazatele polymerbetonu se blíží některým kovovým materiálům a porovnáním tuhosti při stejné hmotnosti rámu je přednost polymerbetonu ještě zřetelnější. Proti je však otázka ceny, neboť polymerbeton je dražší. Důležitou součástí lože je vedení. Vedení je soustava vodících ploch na stroji, na nichž se stýkají pohyblivé části stroje (např. smýkadlo, saně, stůl apod.) s nepohyblivou částí obvykle rámu stroje (např.lože, stojanu, příčníku apod.). Tato soustava musí zabezpečit pohyb uzlů stroje po geometricky přesných drahách. Podle tvaru těchto drah dělíme vedení na: • Přímočará vedení – kdy se body pohyblivých částí pohybují po přímkách • Kruhová vedení – kdy se body např. stolu pohybují po soustředných kružnicích Podle druhu tření dělíme vedení na kluzná a valivá. Vedení na stroji by mělo splňovat následující požadavky: - vysokou přesnost vodících drah - minimální možnou vůli ve vedení, zaručující požadovanou přesnost - odolnost proti opotřebení za provozu stroje - účelné uspořádání vodících ploch tak, aby zachycovaly zátěžné síly - co nejmenší pasivní odpory proti pohybu - ochrana proti vnikání nečistot (krytí) - apod. Všeobecně se používají následující druhy přímočarých vedení: kluzná, valivá, hydrostatická, aerostatická a kombinovaná. Kluzná vedení U kluzných vedení s polosuchým třením není tlakový rozvod maziva. Vedení vykazuje velké pasivní odpory ve směru pohybu. Vedení má malou životnost a je náchylné k trhavým pohybům. Předností je jednoduchost konstrukce, dobrá tuhost a tlumení chvění a nenáročnou údržbu. Kluzné vedení hydrodynamické, které má tlakový rozvod maziva, se při malých rychlostech chová jako předcházející typ. Při velkých rychlostech pohybu se vytvoří hydrodynamické síly, které nadnáší pohyblivou část vedení, takže nedochází k mechanickému dotyku vodících ploch a tření je kapalinné. Vedení je bez vůle, dobře tlumí chvění a vykazuje vyšší životnost. Nevýhodou je složitost konstrukce a vyšší energetická náročnost. Přímočará kluzná vedení se dělí podle tvaru na: kruhovité, hranolovité, prizmatické, rybinovité, kombinované, válcové, ploché, vnitřní a vnější, viz.obr.2.4a a 2.4b.

- 14 -

Modul II.


Obr. 2.4a Schématicky znázorněné válcové (vlevo) a ploché vedení (vpravo)

Obr. 2.4b Schematicky znázorněné prizmatické (nahoře) a rybinovité vedení (dole) Valivá vedení Valivá vedení jsou vhodná pro malá a střední zatížení a pro vysoké pracovní přesnosti stroje. Setkáváme se s nimi u dokončovacích strojů a právě u NC a CNC strojů. Valivá vedení rozdělujeme podle základního uspořádání na: otevřená uzavřená

Obr.2.5 Valivé vedení otevřené (vlevo) a uzavřené (vpravo) Podle předpětí na:

s předpětím bez předpětí

- 15 -

Modul II.


s částečným předpětím s omezeným zdvihem s neomezeným zdvihem podle tvaru valivých těles na: kuličková jehlová válečková podle délky zdvihu na:

Otevřená valivá vedení mohou zachycovat jen ta zatížení, která na valivá tělesa působí tlačně. Nesmí docházet k úplnému odlehčení vedení. Uzavřená valivá vedení mohou v mezích únosnosti přenášet libovolné zatížení včetně klopných momentů. Předepnutím vedení vymezíme vůli a zvýšíme tuhost. Bez předepnutí se dají aplikovat pouze otevřená vedení. Částečným předepnutím se pak rozumí předepnutí pouze v jednom směru (pouze otevřené vedení). Uzavřená valivá vedení se zásadně řeší jako předepnutá. Jejich tuhost je až dvojnásobná oproti tuhosti otevřeného vedení. Valivé vedení s neomezenými zdvihem je konstruováno jako vedení s recirkulací valivých tělísek. Ve vedení se použije 2 nebo více valivých hnízd vhodně rozmístěných a přišroubovaných k pohyblivému vedení.Valivá hnízda jsou velmi tuhá . Valivými elementy mohou být kuličky nebo válečky, obr.2.9.

Obr. 2.6 Princip a skladba valivého profilového vedení Těleso hnízda Kulička

Kulička

Těleso hnízda

Kuličky do sebe naráží

Bok tělesa

Těleso hnízda

Těleso hnízda

Klec spojující kuličky

Bok tělesa

Kulička Kuličky se mohou hromadit

Kuličky se nehromadí a pohybují se plynule

Klec spojující kuličky Kuličky do sebe nenaráží

Obr. 2.7 Řízený převod valivých elementů

- 16 -

Modul II.


Obr. 2.8 Valivé hnízdo se základními rozměry

Obr. 2.9 Druhy valivých elementů Hydrostatická vedení Hydrostatická vedení jsou charakteristická kapalinným filmem mezi dvěma kluznými plochami a malým součinitelem kapalinného tření. S rostoucí rychlostí pohybu stoupá třecí síla, což příznivě ovlivňuje stabilitu pohybu při malých rychlostech, kterými se např. nastavují souřadnice. Hydrostatická vedení nevykazují téměř žádné opotřebení, protože pracovní plochy vedení se nedotýkají ani za klidu. Vedení mají vysokou životnost a tuhost. Ve vedení není vůle, neboť mezery mezi buňkami jsou vyplněny vrstvou tlakového oleje. Velmi dobré jsou u tohoto typu vedení i tlumící vlastnosti.. Nevýhodou je komplikovanější konstrukce vedení, náročná výroba a nákladný provoz. Aerostatické vedení pracuje na podobném principu. Místo tlakového oleje je pracovním médiem stlačený vzduch.

2.3.

Pohonné a posuvové mechanismy NC strojů

Pohon obráběcího stroje je jedním z nejdůležitějších konstrukčních uzlů. Tímto uzlem se realizuje hlavní řezný pohyb a to buď rotační nebo přímočarý. Při vlastním obrábění je třeba, aby relativní pohyb mezi nástrojem a obrobkem mohl probíhat s různými rychlostmi. Pro dané technologické pracovní podmínky jako jsou materiál nástroje a obrobku, druh nástroje, tvar a velikost průřezu třísky, existuje určitá optimální a hospodárná řezná rychlost, při které je nástroj lépe využit. Ke změně těchto rychlostí slouží převodová ústrojí obráběcích - 17 -

Modul II.


strojů. Požadavky na tato pohonná ústrojí jsou vysoká účinnost, malá hlučnost, vysoká ohybová tuhost mechanismů pohonu, vysoká dynamická stabilita. Podle způsobu změny otáček (řezné rychlosti) jsou rozlišovány 2 typy pohonných systémů. - se stupňovou změnou otáček - s plynulou změnou otáček V prvním případě je odstupňování realizováno podle normalizované geometrické řady. Lze volit pouze určité otáčky, které jsou dány převodovými poměry ozubených kol. Pro NC stroje se využívají pohonné systémy s plynulou změnou otáček. Tyto moderní pohonné systémy umožňují optimální nastavení řezné rychlosti pro každý způsob obrábění, dosahuje se u nich širokého rozsahu otáček. Je u nich jednodušší kinematický řetězec a menší počet stupňů. Jistou nevýhodou jsou náklady na elektromotor a regulační techniku. Regulační motory stejnosměrné nebo střídavé, které se v současné době používají, svým regulačním rozsahem otáček a především dosaženým točivým momentem, nepokryjí požadavky na celkový rozsah otáček a momentů pracovních vřeten obráběcích strojů. Proto je potřeba doplnit motor jednoduchou převodovou skříní s několika regulačními stupni. Počet regulačních stupňů pohonu obráběcího stroje je závislý na celkovém rozsahu otáček vřetena stroje a na charakteristice motoru. K vytvoření základního přehledu je dále uvedeno několik typů motorů používaných na současných NC a CNC strojích. Stejnosměrné elektromotory (DC) – kartáčové Výhradně se používají motory s cizím buzením pomocí permanentních magnetů. Od kartáčů a mechanického komutátoru se v současné době přechází na elektronickou komutaci.. Otáčky se regulují změnou napětí kotvy z polovodičového měniče nebo odbuzování. Otáčková vazba je realizována stejnosměrným tachodynamem. V otáčkové vazbě je nadřazen regulátor polohy. Rozlišujeme motory s kotvou ze železa a bez železa. I přes dobrou komutaci je pracovní oblast momentů omezena. Bezkartáčové elektronicky komutované elektromotory (EC) Mechanický komutátor je zde nahrazen elektronickou komutací. Permanentní magnety nese rotor a proud je přepínán do cívek statoru. Mechanické spínání kartáče s komutátorem je nahrazeno elektronicky pomocí spínacích tranzistorů, jejichž řízení je odvozeno od okamžité polohy rotoru vůči statoru. Motory jsou napájeny třífázovým napětím, a to je pak usměrněno na 600V. Synchronní elektronicky komutované elektromotory (AC) Kvalitativně vyšší typ bezkartáčových elektromotorů založených na současném řízení tří svorkových proudů, které mají harmonické průběhy. Tento typ motorů se nejčastěji používá pro pohon posuvů. Motor má následující výhody oproti DC motoru. Nemusí se udržovat komutátor, nedochází k omezování výkonu – maximální moment je i při maximálních otáčkách, motor se lépe chladí, otáčky nejsou omezovány mech. komutátorem. Asynchronní elektronicky komutované elektromotory (AC) Používá se asynchronní motor s klecovou kotvou nakrátko. Napájení statorového vinutí je pomocí tříharmonických proudů. Magnetické pole není tvořeno magnety, ale indukovanými proudy, které se do kotvy indikují vlivem skluzu. Tyto motory se používají pro náhon vřeten. Servomotory jsou provozovány v různých režimech. V další části této kapitoly bude věnována pozornost posuvovému ústrojí NC a CNC strojů. V současné době se využívá ve stavbě obráběcích center pro realizaci posuvu elektromechanická posuvová soustava nebo náhon lineárními servomotory. V případě elektromechanické posuvové soustavy je digitální (méně často analogový) elektrický servomotor napojen na hřídel kuličkového šroubu.

- 18 -

Modul II.


V dnešní době se převážně využívá digitálních servomotorů. Liší se způsobem regulace, přičemž pro digitální motor je zapotřebí pouze jeden snímač úhlu natočení kotvy servomotoru, který se dá navíc použít i pro nepřímé odměřování (bude vysvětleno později). Elektrický servomechanismus je regulační soustava tvořená elektromotorem, výkonovým polovodičovým měničem pro napájení a řízení elektromotoru a regulátorem pro řízení polohy, resp. otáček. Součástí motoru bývají obvykle podle druhu užitého odměřování snímače rychlosti, popřípadě polohy. Rychlostní (otáčkový) servomechanismus má pouze otáčkovou zpětnou vazbu. Zpětná vazba je velice důležitá a slouží pro sledování okamžité hodnoty veličiny (otáček) a umožňuje rychlé a přesné sledování zadávané rychlosti (otáček). Polohový servomechanismus slouží pro řízení polohy – buď úhlu natočení, nebo posuvové dráhy. Na posuvové soustavy je kladen požadavek na vysokou tuhost, velký regulační rozsah, přijatelnou dynamiku a kinematiku a přesnost signálů bez zkreslení a kvalitní regulace. Elektromechanická posuvová soustava se skládá z části CNC systému určeného pro řízení polohy, servomechanismu, mechanické části posuvu a zpětné vazby na stroji či servomotoru (odměřování).

Obr. 2.10 Blokové schéma rychlostně polohového mechanismu Rotační pohyb motoru je samozřejmě zapotřebí převést na posuvný pohyb částí stroje, které se pohybují po vodících plochách. K tomuto převedení rotačního pohybu na posuvný jsou používány následující mechanismy. Kuličkový šroub a matice Přímočarý pohyb u NC a CNC strojů je vedlejší řezný pohyb (nástroje nebo obrobku). V provedení posuvového systému se vyskytují dva zásadní případy dle obr.2.11. Provedení A – šroub se otáčí a matice stojí. Provedení B – matice se otáčí a šroub stojí. Někdy může být výhodně využita kombinace A+B, kdy otáčivý pohyb vykonává šroub i matice. Aby se zmenšilo opotřebení závitů, umožnilo se vymezení vůle a zlepšila se účinnost, zavádějí se šrouby a matice se třením valivým. V závitech mezi šroubem a maticí obíhají kuličky. Účinnost kuličkových šroubů bývá až 90%. Může být i více. Šroub a matice jsou ocelové, povrchy závitů kalené a broušené. Závity jsou vyrobeny s velkou přesností (dovolená úchylka stoupání 0,002mm na 100mm). K hlavní přednostem kuličkového šroubu a matice patří vysoká účinnost, minimální oteplování během provozu, možnost úplného odstranění vůle a možnost vytvoření předpětí

- 19 -

Modul II.


(vysoká tuhost a přesnost), malé opotřebení a tím vysoká životnost, potlačení vzniku trhavých pohybů. Rotační AC servopohon je ke kuličkovému šroubu připojen přímo pomocí spojky přes vložený převod (řemen, ozubená kola), přes vloženou převodovku či kombinaci uvedených, viz. obr. Vhodný způsob je dán kinematickými, dynamickými nebo statickými poměry, které je nutné posuzovat případ od případu. Osa Z

Osa X Stůl

Osa Y

Lože

Křížové saně

Křížové saně

Příčník Obr. 2.11 Náhon kuličkového šroubu a matice pomocí servomotoru

Obr. 2.12 Kuličkový šroub a matice Pastorek a hřeben Pro pohony posuvů CNC a NC strojů s dlouhými zdvihy je použití posuvových šroubů již nevhodné (tuhost, vysoké otáčky). Zde nachází uplatnění princip pohonu ozubeným hřebenem a pastorkem, viz.obr.2.13. Má proti šroubu a matici menší převod, lepší účinnost a menší tuhost. Díky vůli mezi pastorkem a hřebenem je nutné provést její vymezení. Nevýhodou této kinematické dvojice je její nesamosvornost, což vyžaduje většinou aplikaci brzdy jak pro svislé osy, tak v případě výpadku pohonu.

- 20 -

Modul II.


Elektrický pohon

Boční vedení

Hřeben

Odměřování

Nosné vedení

Lože Podélné saně

Obr. 2.13 Náhon pomocí pastorku a hřebenu Vymezení vůlí je možné realizovat způsoby znázorněných na obr.2.14.

Obr. 2.14 Způsob vymezení vůle mezi pastorkem a hřebenem Mechanické vymezení vůlí v pohonu s jedním motorem spočívá v tom, že posuvná hřídel s dvojicí pastorků s opačným sklonem šikmých zubů je trvale dotlačována do záběru pružinou a tím je vymezována vůle v obou větvích pohonu, obr.2.15.

- 21 -

Modul II.


Obr. 2.15 Pohon pastorkem a hřebenem s mechanickým vymezením vůle Pro pohony stolů (stoly hoblovek a vyvrtávaček) o velkých rozměrech je výhodné použít duplexní pastorek a hřeben dle obr.2.16. Hřebeny mohou být o polovinu rozteče přesazeny a sklony šikmých zubů mají opačný smysl.

Obr. 2.16 Duplexní pohon stolu hoblovky Velmi elegantní, a poslední způsob vymezení vůle, o kterém bude zmínka, je způsob předepnutí pastorků pomocí metody využívající schopnosti moderních řídících systémů – elektronické předepnutí (Master Slave), obr.2.17. Pastorky jsou v režimu Master Slave přes vložené planetové převodovky naháněny dvěma servomotory. Při nulové zátěži vyvíjejí oba motory momenty stejné velikosti, ale opačného znaménka. Při působení kladné vnější zátěžné Fv síly bude např. levý motor závislý (Slave) a pravý (Master). Moment závislého motoru poroste ze záporné hodnoty, takže předpětí Fu klesá při určité velikosti Fv až na nulu, a pak oba motory působí ve stejném smyslu.

- 22 -

Modul II.


pastorek

Brzdící síla

pastorek

Hřeben

Hnací síla

Planetová převodovka

Obr. 2.17 Pohon Master Slave Twin Drive Oblast použití pastorku a hřebene je odvislá od konkrétního zadání. Obecně lze říci, že tam kde končí výrobní možnosti kuličkového šroubu (délka a průměr) a kde jsou velké přesuvové hmoty (u velkých strojů), je doporučováno nasadit pastorek a hřeben. Nemalou roli hraje i nákladová složka Šnek a šnekový hřeben Pro posuvové soustavy s vysokou hodnotou převodu lze často výhodně využít princip hydrostatického šnekového hřebenu dle. obr.2.18. Vhodná oblast použití je zejména u velkých obráběcích strojů pro pohon posuvů pracovního stolu, např.u portálových frézek. Výhody spočívají zejména v minimálním tření a vysoké tuhosti. Z vyobrazení je zřejmá základní funkce. Ozubená šneková tyč je opatřena olejovými kapsami, do nichž je postupně přiváděn tlakový olej pomocí přívodů, dotlačovaných na boky ozubeného hřebenu, vždy jen do sekce kapes, které jsou v záběru se šnekem. Únikový olej z kapes stéká volně přes šnek do sběrného žlábku pod šnekem. Pohon šneku je proveden ozubením od ozubeného pastorku na hnací hřídeli spojené přímo s náhonovým motorem. Ve spodní části je také situován resolver (odměřování polohy).

- 23 -

Modul II.


Chladič

Obr. 2.18 Hydrostatický šnek a šnekový hřeben

2.4.

Odměřovací zařízení stroje a přesnost indikace polohy

Odměřovací zařízení je jednou z nejdůležitějších součástí NC a CNC strojů, protože do značné míry ovlivňuje jeho výslednou přesnost. U řídícího systému pro řízení obráběcích strojů se pojmem odměřování rozumí celý diferenční člen. Do diferenčního členu vstupují informace z výpočetní části řídícího systému o požadovaných pokynech ve tvaru řídících inkrementů. Z diferenčního členu vystupují informace pro servomechanismy, které závisí na řadě dalších informací, a to především na informaci ze snímače polohy. V zásadě lze rozdělit odměřování podle umístění snímače polohy na obráběcím stroji na přímé a nepřímé, obr.2.19. U přímého odměřování je zařízení umístěno přímo na pohybujících se uzlech stroje., např. suportu, stolu apod. Přímé odměřování se proto vyznačuje větší přesností, protože závisí jen na přesnosti snímání z měřítka. Používá se u velmi přesných strojů, zejména u

- 24 -

Modul II.


souřadnicových vrtaček, vyvrtávaček a u některých obráběcích center. K nevýhodám patří vyšší pořizovací cena. U nepřímého odměřování je snímač polohy umístěn na posuvovém kuličkovém šroubu, a to buď přímo nebo pomocí převodu. Dráha pohybové části stroje se odměřuje napřímo a závisí na pootočení kuličkového šroubu nebo jeho převodu. Podstatnou nevýhodou tohoto způsobu odměřování je, že nepřesnosti pohonu, kuličkového šroubu, převodu i vlivy silových účinků na snímač polohy přenáší do vlastního měření. Přesto se tento způsob měření do značné míry rozšířil, protože je podstatně levnější, jednodušší a zvýšením přesnosti pohonu dovoluje splnit i náročné požadavky přesnosti.

Obr. 2.19 Přímé a nepřímé odměřování polohy Další dělení odměřování je znázorněno na obr.2.20.

Obr. 2.20 Rozdělení lineárního odměřování polohy

- 25 -

Modul II.


Přírůstkové odměřování polohy v sobě neuchovává informaci o poloze, kde se po výpadku el. energie nebo vypnutí stroje posouvaná část stroje nachází (např. stůl). Z těchto důvodů je nutné po opětovném zapnutí najet do tzv. referenčního bodu. Naproti tomu absolutní odměřování v sobě uchovává platnou informaci o poloze a není nutné referovat. Inkrementální systémy odměřování umožňují vedle periodického dělení délky ještě rozlišení jedné nebo více referenčních značek, které určují absolutní vztažnou polohu. Referenční značky jsou vytvořeny nepravidelným dělením. Při přejetí odpovídající snímací mřížky přes referenční značku vznikne jediná úzká signálová špička. Je značně nevýhodné, když po zapnutí stroje musejí být ujety velké dráhové úseky, aby bylo opět dosaženo vztažné hodnoty polohy stroje vůči nulovému bodu obrobku. V současně době se používají odměřování pracující na principech uvedených též v obr.2.20. Lineární měřící systémy Heidenhain pracují na principu fotoelektrického snímání jemných rastrů. Lineární odměřování může pracovat se skleněným měřítkem, obr.2.21 opatřeným mřížkou vyrobenou metodou Diadur. Perioda dělení mřížky je 10 nebo 20 μm. Vlastní mřížka nebo-li rastr se sestává z rysek nepropouštějících světlo a z mezer propouštějících světlo, o stejné šířce, na jedné stopě. Na souběžné stopě se nacházejí referenční značky. Snímací hlava obsahuje zdroj světla, který světelné paprsky nasměruje paralelně na snímací masku se snímací mřížkou a fotočlánky. Jakmile se začne pohybovat snímací hlava vůči měřítku, překrývají se střídavě mezery a rysky mřížky měřítka a snímací masky. Fotočlánky pak zaznamenávají změny světla a tmy a periodicky vytvářejí elektrické signály.

Obr. 2.21 Fotoelektrický princip měření se skleněným měřítkem U lineárních systémů může být nosičem mřížky také ocelový pásek, obr.2.22. Vzniklá mřížka sestává ze zlatých rysek, které zajišťují odraz světelného paprsku, a z mezer, které záření pohlcují. Během vzájemného pohybu ocelového měřítka a snímací hlavy vysílají snímací fotočlánky periodické signály a signálové špičky jako referenční signál.

- 26 -

Modul II.


Obr. 2.22 Fotoelektrický princip měření s ocelovým měřítkem Jak je vidět na obr.2.23 a 2.24 lineární systémy odměřování jsou založeny i na fenoménu ohybu a interferenci světelného toku. Tyto umožňují dosáhnou vysoké přesnosti a velmi jemného kroku měření. Dalším principem , který je možno využít je laserové snímání polohy, které je založeno na principu laserového Dopplerova metru. Tento způsob snímání polohy se vyznačuje vysokým rozlišením 0,002 μm.. Na obr. 2.23 je pak ukázka lineárního pravítka od firmy Heidenhain. Přesné spojení

Těsnící pásek

Měřítko DIADUR

Snímací maska

Nosný blok

Konektor

Obr. 2.23 Pohled na lineární pravítko

- 27 -

Světelný zdroj

Fotoelektrické články

Modul II.


Obr. 2.24 Skleněné měřítko s referenčními značkami v kódovaných roztečích U převážné většiny NC strojů je přesnost polohování 0,001 mm. Skutečné rozměry obrobené součásti však nejsou shodné s naprogramovanou hodnotou. Důvody rozměrových odchylek nespočívají v řízení, nýbrž v tuhosti soustavy stroj – nástroj – obrobek. Vlivy na přesnost: Stroj - vůle ve vedení a ložiskách - pružná deformace konstrukčních částí stroje - tepelná roztažnost konstrukčních částí stroje Nástroj

-

Obrobek

-

2.5.

řeznou silou se deformují nástroje, což vede k rozměrovým odchylkám. Deformace jsou tím větší, čím jsou větší síly obrábění. tuhost upnutí, deformace materiálu.

Upínání nástrojů a automatická výměna nástrojů

V zásadě je možno rozlišit dva typy řezných nástrojů používaných na NC strojích a to jsou rotační (frézy, vrtáky) a nerotační (soustružnické) nástroje. Oba typy nástrojů je potřeba upnout tak, aby došlo k přenosu řezného výkonu při dodržení požadovaných přesností a drsností obrobené plochy. K upnutí nástrojů na NC soustruzích je většinou využita revolverová hlava přičemž každý z použitých nástrojů je opatřen speciálním držákem, který zaručí přesné upnutí v této hlavě. Upínání rotačních nástrojů je zajištěno též pomocí nástrojových držáků. Podle dutiny vřetena, která je umístěna na pracovní straně rozeznáváme následující nástrojové držáky, obr.2.25: Kuželová stopka ISO (kuželovitost 7:24) Krátká kuželová stopka HSK (kuželovitost 1:10) Válcová stopka (méně často) Speciální profil, např. Sandvik Coromant Capto BIG Plus (v podstatě jako ISO sedící na čele)

- 28 -

Modul II.


Obr. 2.25 Stopky nástrojových držáků Mezi nejužívanější se řadí držáky s kuželovou stopkou. Základní rozdíl mezi ISO stopkou a HSK stopkou je v tom, že ISO stopka má při upnutí mezi čelem vřetena a stopkou vůli, na rozdíl od HSK stopky, která dosedá na čelo vřetena. Upnutí je provedeno svazkem talířových pružin přes kuličky, které vtahují nástrojový držák ISO do dutiny vřetena přes upínací šroub, našroubovaný do zadní části nástrojového držáku, obr.2.26.

Obr. 2.26 Upínání kužele ISO HSK kužel je upínán za vnitřní dutinu táhly a předepjatými talířovými pružinami. K uvolnění v obou případech dochází pomocí hydraulického válce, který stlačí sloupec talířových pružin, obr.2.27.

Obr. 2.27 Upínání nástrojů HSK Válec, který stlačuje svazek upínacích talířových pružin, může být konstruován jako vestavěný nebo nástavný v tzv. uvolňovací jednotce. Kromě přívodu oleje musí uvolňovací jednotka umožňovat přívod chladící (řezné) kapaliny, čistícího a kontrolního vzduchu. - 29 -

Modul II.


Upínací kleštiny mají v sobě integrován i mechanický násobič síly, aby svazek pružin nevycházel neúměrně velký. Typ kužele a způsob upnutí určuje maximální možné otáčky dosažitelné na vřetenu. Aby došlo k minimalizaci vedlejších časů je u většiny moderních NC a CNC strojů aplikována automatická výměna nástrojů. Na konstrukční provedení jednotlivých uzlů a prvků pro automatickou výměnu nástrojů jsou kladeny specifické požadavky, zejména pak: - minimální čas cyklu výměny nástroje, který spadá do skupiny vedlejších časů - vysoká funkční spolehlivost s ohledem na četnost výměny a vysokou cenu stroje - optimální kapacita zásobníku pro danou oblast využití - prostorově úsporné řešení - eliminace nepříznivého vlivu na pracovní prostor stroje - odolnost proti vlivu znečištění Zásobníky nástrojů lze pak rozdělit do dvou základních skupin: nosné zásobníky skladovací zásobníky Nosné zásobníky přenášejí řeznou sílu a jsou většinou tvořeny tzv. revolverovou hlavou. Typické použití je hlavně u soustruhů. Revolverová hlava může mít svislou nebo vodorovnou osu otáčení. Skladovací zásobníky nepřenášejí řeznou sílu a slouží pouze ke skladování nástroje. Rozeznávány jsou následující typy výměn u skladových zásobníků: - přímá (Pick-up) - zásobník – výměník – vřeteno - zásobník - manipulátor– výměník – vřeteno - výměna vícevřetenových hlav Zásobníky nástrojů slouží pro bezpečné uložení a zajištění nástrojových jednotek v blízkosti pracovního prostoru a pro dopravu požadované nástrojové jednotky do polohy pro výměnu. Podle koncepce stroje a podle kapacity jsou používána různá koncepční řešení zásobníků. Zásobník hvězdicový (diskový) je charakterizován tím, že osa nástroje je kolmá nebo šikmá k ose otáčení zásobníku. Nevýhodou jsou relativně velké rozměry, zejména vnější průměr. Výhodou je větší prostor pro čelisti výměnného ramene. Zásobník kruhový (bubnový) je často používán pro malokapacitní zásobníky s počtem úložných míst kolem 20 nástrojů s tzv. Pick-up výměnou. Výhodou jsou malé stavební rozměry a jednoduchost. Kruhové zásobníky jsou používány pro maximálně 30-40 nástrojů. Nevýhodou je malý prostor pro chapač výměníku. Oba uvedené zásobníky patří do skupiny malokapacitních zásobníků.

Obr. 2.28 Pick-up výměna z kruhového zásobníku - 30 -

Modul II.


Zásobník řetězový, obr.2.29, patří do skupiny velmi často využívaných zásobníků , se střední kapacitou, pro počty nástrojů 40 – 100. Výhodou je dobré využití prostoru, stavební rozměry lze přizpůsobit prostorovým podmínkám u stroje. Podle principu použitého výměníku jsou řešeny s úložnými kapsami pevnými nebo vyklápěcími a často jsou doplněny o další, vyčkávací polohu pro vlastní výměnu.

Obr. 2.29 Výměníky s řetězovým zásobníkem Zásobníky velkokapacitní jsou řešeny jako plošné, s plným využitím plochy zásobníku. Tím se docílí vysoká kapacita při relativně malých rozměrech zásobníku. Důsledkem je poměrně složitější manipulační cyklus mezi přípravnou polohou pro výměnu a úložnými místy v zásobníku. Zásobníky centrální, se zvýšenou kapacitou jsou další formou, kdy lze zvýšit celkovou kapacitu zásobníku. Tento princip přináší další výhodu v tom, že kontrolu a výměnu otupených nástrojů lze provádět v překrytém čase, bez rušivých vlivů na pracovní provoz obráběcího centra. V zásobnících jsou užívány pro otáčení elektropohony. Uchycení nástrojové jednotky v zásobníku je většinou mechanické nebo se jako držák nástroje používají plastové čelisti, které svojí pružností drží nástroj. Výměník, který je použit jako prostředek umístěný mezi zásobníkem a vřetenem, je zkonstruován většinou jako dvojramenná páka s úhlem 180°nebo jiným. Výměník odebírá nový nástroj přímo ze zásobníku a starý nástroj z vřetena. Posléze po uchopení se rameno výměníku otočí o 180°. Tím se dostane starý nástroj do zásobníku a nový před vřeteno. Poté dojde k zasunutí do zásobníku a do vřetena. Pokud je nástroj pootočen svojí osou o 90°, je nutné aby se lůžko vyklápělo. Častější využití má výměník se sklopným lůžkem. Výměník nemusí mít rameno jen s úhlem 180°, ale může být situováno i v jiném úhlu.

- 31 -

Modul II.


Obr. 2.30 Výměník s kruhovým zásobníkem a sklopným lůžkem a úhlový výměník (vlevo) Výměna přímá je řešení velmi jednoduché a poměrně s krátkým časem výměny. Pracovní vřeteno nejprve odloží původní nástroj do zásobníku, otočením zásobníku se do osy vřetena dopraví nový nástroj, který si odebere a upne pracovní vřeteno vlastními posuvovými a upínacími mechanismy. Nachází uplatnění zejména u menších velikostí obráběcích center, zejména u koncepcí s vřetenem ve výsuvné pinole. Určitou nevýhodou je, že část posuvového zdvihu vřeteníku musí být vyhrazena pro funkci výměny. V konstrukci výměníků jsou používány mechanismy náhonu: elektrické, hydraulické, kombinované a mechanické( pružiny).

2.6.

Chlazení a odvod třísek

Řezné kapaliny prvotně zajišťují odvod tepla vyvinutého při třískovém obrábění, snižují třecí odpor a mají mazací účinek na břit nástroje. Ale zároveň mohou: • zvýšit trvanlivost nástroje • kladně ovlivnit mechaniku tvorby třísky => snadnější utváření třísky • zabraňovat tvorbě nárůstku • redukovat řezné síly, potřebu energie • redukovat deformace obrobku v důsledku zvýšení teploty v časti obrobku => velikost a průběh zbytkových pnutí a zpevnění v povrchové vrstvě obrobku • mohou zvýšit kvalitu a přesnost obrobené plochy ale zároveň nesmí: • korozně napadat a ulpívat na obrobku a obráběcím stroji • ohrožovat obsluhu (zápach, alergické reakce atd.) • při vysokých tlacích pěnit Řezná kapalina je k místu řezu (obr.2.31 nahoře) dopravována přes hadice a energetické přívody pod tlakem až 1000 bar. K břitu je řezná kapalina dopravena (obr.2.31 dole) u rotačních nástrojů středem vřetena (mimo osu vřetena a opět do středu nástroje) přes přírubu - 32 -

Modul II.


tubusu vřetena nebo „niagara“ systémem splachováním uvnitř ochranných krytů. Řezná kapalina při návratu do nádrže splachuje i mazací olej, což negativně působí na její dobu životnosti.

Smíšený přívod řezné kapaliny

Čerpadlo Řídící ventil

Vodou nerozpustná chladící kapalina

Čerpadlo

Čerpadlo Vodou rozpustná chlad. kapalina

Hlavní nádrž

Oddělená nádrž 2 Oddělená nádrž 1

Obr. 2.31 Přívod řezné kapaliny a smíšený přívod řezné kapaliny (dole) Způsobem, kterým výrazně šetříme okolí stroje, je obrábění se sníženým množstvím řezné kapaliny, tzv. MQL systém. Při tomto způsobu dodává speciální zařízení aerosol vzduchu a řezného oleje přímo do místa řezu na stykové plochy stroj – nástroj – obrobek. Tento způsob přimazávání řezného procesu je vhodný spíše pro vysokorychlostní obrábění. Další možností je chlazení stlačeným ochlazeným vzduchem. Ale ekologickým trendem je co možná úplné odstranění chladících kapalin z řezného procesu, tzv. suché obrábění. V zásobníku řezné kapaliny jsou separovány třísky a nečistoty od řezné kapaliny pomocí papírového, magnetického nebo odstředivého filtru. Zvláštní pozornost konstruktéra, především u výkonných a velkých hrubovacích a produkčních strojů, zasluhuje problém odstraňování třísek. Rychlý a účinný odvod třísek od stroje je nutno řešit nejen z hlediska zamezení deformací částí obráběcích strojů, vystavených přímému styku s horkými třískami nebo sálavému teplu, ale i z provozně bezpečnostních důvodů při hromadění velkých množství od nástroje odvedených třísek, zejména v okolí pracoviště.

- 33 -

Modul II.


Stroje pracující v automatickém cyklu musí mít řešen plynulý, automatický odvod třísek z pracovního prostoru. Optimálním řešením je, když základní koncepce obráběcího stroje umožňuje gravitační odvod třísek. Dále je nutno dbát na to, aby všechny plochy, na které padají třísky měly úhel sklonu minimálně 50°. Pokud to není možné, je nutné využít intenzivního splachování a odplavování třísek, při obrábění za sucha potom např. odsávání. Předpokladem dobrého odvodu třísek je optimální tvar třísky a tedy volba správného nástroje, respektive správného utvařeče třísky např. na vyměnitelné řezné destičce a správná volba řezných podmínek. Další důležitou otázkou je řešit pokud možno automaticky odvod třísek mimo vlastní stroj. K tomu účelu lze využít různé typy dopravníků třísek (magnetické, mechanické, šnekové atd.), viz.obr.2.32 a 2.33. článkový

hrablový

magnetický Obr. 2.32 Typy dopravníků třísek

Článkové dopravníky třísek jsou nejuniversálnější dopravníky. Jsou určeny především k přepravě delších třísek (např. třísky od soustruhů). Dopravní pás je většinou vyroben z ocelových článků, které jsou uchyceny ke dvěma nosným Gallovým řetězům. Hrablové dopravníky třísek jsou určeny především pro dopravu drobných třísek všech druhů materiálů. Používají se hlavně u frézovacích center, pásových pil a dalších strojů, produkujících drobné třísky. Nehodí se k přepravě dlouhých spirálových třísek. Dopravní pás je vyroben z ocelových profilovaných hrabel, která jsou uchycena ke dvěma nosným Gallovým řetězům. Magnetické dopravníky třísek jsou určeny především pro dopravu drobných třísek magnetických materiálů při větším množství kapaliny. Není vhodný pro dopravu spirálových a dlouhých třísek. Používají se hlavně u strojů na ozubení, pil, brusek atd.

- 34 -

Modul II.


Obr. 2.33 Šnekové dopravníky a odvod třísek mimo stroj

2.7.

Upínání a automatická výměna obrobků

Nemalou pozornost je třeba věnovat i upínání obrobků na NC a CNC stroje. Upnutí obrobků musí zaručovat: - co nejvyšší tuhost a jednoznačnost upnutí - jednoduchost pro co možná nejrychlejší výměnu obrobku - vysokou přesnost opakujícího se upínaní obrobku z hlediska stejné polohy obrobku - obrobení co možná největšího počtu ploch na jedno upnutí

- 35 -

Modul II.


Zatímco u obrobků velkých rozměrů a hmotností není téměř žádná možnost automatizace upínání obrobků a obrobek musí být ve většině případů pomocí jeřábu upnut ručně pomocí upínek (nerotační součásti) nebo pomocí sklíčidla či lícní desky (rotační součásti), tak u malých součástí je možností více, zejména jedná – li se o velký počet vyráběných kusů, kdy je možno pro upínání využít různé palety či upínací přípravky. Způsoby upínání u NC a CNC soustruhů se ve své podstatě neliší od upínání na konvečních strojích (sklíčidlo, lícní deska, mezi hroty) jen je využito pneumatických nebo hydraulických mechanismů pro upnutí obrobků. Kromě ručního upínání obrobků existuje však v dnešní době možnost automatické výměny obrobků. Morfologie automatické výměny obrobků je znázorněna na obr.2.34. Upínání obrobků přímo na pracovní stůl obráběcího centra (OC) je často nehospodárné, neboť během upínání stroj nepracuje a tím se snižuje stupeň jeho využití. Čím je pořizovací cena OC vyšší a čím je upínání obrobku pracnější, tím jsou tyto ztráty výraznější. Z tohoto důvodu jsou vyvíjeny systémy, které umožňují zkrácená uvedených ztrátových časů na minimum (palety). Na stole jsou situovány upínače (hydraulické, pneumatické nebo mechanické upínky) a manipulaci může provádět s obrobky nebo polotovary manipulátor (robot). V ojedinělých případech je výměna provedena obsluhou. V současné době má nejširší využití princip výměny obrobků upnutých na technologické paletě, která musí zajistit ustavení obrobku vzhledem k souřadné soustavě obráběcího centra. Základny obrobku jsou ustaveny podle předem určených rozměrů vzhledem ke středním drážkám technologické palety. Horní připojovací plocha technologických palet může být upravena podle některého ze tří způsobů: - systém T drážek – dává nejlepší možnosti pro ustavení a upnutí obrobku, Určitou nevýhodou je náročnost na výškový rozměr palety s ohledem na hloubku připojovacích T drážek. - Systém závitových otvorů – nenarušuje tak výrazně celkovou tuhost palety. Je vhodný jen pro menší zatížení, neboť tuhost upnutí obrobku je zajištěna pouze předepnutými svorníky šroubů. Další nevýhodou je možnost zanesení nečistot do závitových otvorů a jejich obtížné čištění. - Systém lícovaných otvorů – vykazuje rovněž velmi dobrou tuhost upnutí, neboť vnější zatížení se přenáší plochami lícovaných válcových vložek. Určitou nevýhodou je , že upínací a polohovací systém zasahuje do vnitřního prostoru technologické palety. Technologická paleta představuje důležitý konstrukční prvek na který jsou kladeny vysoké technické požadavky (tuhost, přesnost). Musí zajišťovat tuhé a přesné upnutí obráběné součásti a dále musí umožňovat vlastní manipulaci, polohování a zpevnění přímo v pracovní prostoru stroje. Pro spolehlivé a přesné upnutí palety v pracovním prostoru OC musí být pracovní stůl, otočný nebo pevný, vybaven polohovací a upevňovací jednotkou. Zatímco probíhá na jedné paletě obrábění, připraví se na druhé paletě další obrobek k obrábění. Tím se redukují časy výměny palet a případně změnu technologického programu pro řídící systém. Většinou se provádí jen výměna palet s již upnutými obrobky. Na technologické paletě může být upnuto několik obrobků najednou, pokud to samozřejmě dovolí tvar a prováděné operace výroby. Upnutím několika výrobků se redukuje čas výměny nástroje. Tzn. jeden nástroj provede danou operaci na všech obrobcích a až po té dochází k výměně dalšího nástroje. Pro automatickou výměnu technologických palet s obrobky se využívá široký sortiment manipulátorů v nejrůznějších uspořádáních v závislosti na konkrétních podmínkách daného technologického pracoviště.

- 36 -

Modul II.


Na obr.2.34 a 2.35a je znázorněna otočná výměna palet. Na obr.2.35b je znázorněno tzv. kyvadlové zařízení pro automatickou výměnu technologických palet. Paletový stůl obráběcího centra koná pouze otáčivý pohyb a technologické palety jsou přisouvány střídavě z levé nebo pravé manipulační plošiny, které jsou vybaveny vodícími plochami a posuvovým mechanismem pro posuv technologických palet. Někdy je výhodné zvolit uspořádání výměn palet dle obr.2.35c, kde obě manipulační plošiny jsou rozmístěny ve dvou vzájemně kolmých osách. Další modifikace výměny s dvojící paralelně umístěných manipulačních plošin je uvedena na obr.2.35d. Vedle výše uvedených výměníků tzv. lineárních manipulátorů má velmi časté využití princip otočných výměníků pro svoji jednoduchou funkci a relativně krátký čas cyklu. Příklad uspořádání je na obr.2.35e.

Obr. 2.34 Zařízení na výměnu palet

Obr. 2.35 Různé typy výměny palet

- 37 -

Modul III.

3.1.

Seřizování programově řízených strojů

Seřizování NC strojů

Následující kapitola se bude zabývat popisem činností a vysvětlením pojmů, které nám umožňují seřídit NC stroj tak, aby v automatickém cyklu mohl pracovat téměř bez zásahu obsluhy. Budou vysvětleny pojmy korekce nástroje, nástrojový list a seřizovací list a mnohé další, které jsou potřeba pro výrobu a jsou vytvářeny v TgPV. V této kapitole bude též definován souřadný systém stroje a další pojmy, které je potřeba znát a umět s nimi pracovat při seřizování NC strojů. V závěru kapitoly jsou uvedeny pracovní režimy, kterými v současné době disponuje většina moderních NC strojů.

3.2.

Souřadný systém stroje

V této kapitole bude definován souřadný systém stroje. V této souvislosti bude řeč o tzv. řízených, ale i neřízených osách stroje. Vývoj v oblasti konstrukce NC strojů a jejich řídících systémů umožnil zvýšení počtu řízených os, tzn. os, které jsou řízeny pomocí číslicového řízení a přechod z pravoúhlého systému řízení na souvislý způsob řízení. Při pravoúhlém způsobu řízení bylo možno programovat pracovní pohyb pouze v jedné řízené ose, tudíž stroj mohl vykonávat pohyb pouze v jedné ose a až po dokončení pohybu mohl započít pohyb v další řízené ose. U souvislého řízení je možno řídit pohyb ve všech řízených osách současně, minimálně ve dvou (viz. dále). Tento princip zároveň umožnil i dosažení lepších technologických výsledků především při opracování tvarových prostorových ploch. Podle počtu řízených os je možno NC stroje rozdělit následovně: 2 osé NC stroje: (obr.3.1) U tohoto typu jsou řízeny dvě souvisle řízené osy v jedné rovině a dále parametry technologického procesu jako posuvy (F), otáčky (S), volba nástroje (T) atd. Tento způsob řízení nástroje umožňuje obrábění rovinných kontur pomocí následujících technologií – soustružení rotačních tvarů na NC soustruzích a operace v ose obrobku jako vrtání, závitování, srážení hran, atd..

Obr. 3.1 2ose řízený stroj (osa W není řízená) 2,5 osé NC stroje: Tento typ stroje má většinou tři řízené osy. Ale současně je možné řídit pouze 2 osy ve zvolené pracovní rovině, společně s parametry technologického procesu jako posuvy (F), otáčky (S), volba nástroje (T) atd.. Tzn. v jednom bloku programu může být dráha nástroje programována buď v rovině XY, YZ nebo XZ. Pokud je tedy potřeba polohovat - 38 -

Modul III.


nástroj ve všech třech osách současně, musí toto být provedeno minimálně ve dvou krocích a to: pohyb ve dvou osách současně (jeden blok NC programu) a poté ve třetí ose (další blok NC programu). Tento způsob řízení nástroje slouží k obrábění rovinných tvarů pomocí následujících technologií – frézování rovinných tvarů na NC frézkách a vrtání, závitování, srážení hran atd. 3 osé NC stroje: (obr.3.2) Tento systém řízení umožňuje řídit souvisle 3 souřadné osy X, Y, Z a další parametry technologického procesu jako posuvy (F), otáčky (S), volbu nástroje (T) atd. Tento způsob řízení nástroje umožňuje obrábění otevřených prostorových útvarů v následujících technologiích – vrtání, závitování, srážení hran, frézování rovinných a prostorových tvarů na NC frézkách nebo obráběcích centrech.

Obr. 3.2 3ose řízený stroj 4 osé NC stroje: (obr.3.3) Tento systém řízení umožňuje řídit souvisle 3 souřadné osy X, Y, Z a naklonění nástroje popř. natočení obrobku (např. kolem osy Z). Místo naklonění nástroje je možné instalovat otočný stůl se svislou osou rotace apod. Mimo tyto geometrické parametry je možno řídit parametry technologického procesu jako posuvy (F), otáčky (S), volbu nástroje (T) atd. Tento způsob řízení nástroje umožňuje obrábění otevřených prostorových útvarů v následujících technologiích – vrtání, závitování, srážení hran, frézování rovinných a prostorových tvarů na NC frézkách, NC vyvrtávačkách nebo obráběcích centrech.

- 39 -

Modul III.


Obr. 3.3 4ose řízený stroj 5 osé NC stroje: (obr.3.5) Tento systém řízení umožňuje řídit souvisle 3 souřadné osy X, Y, Z a naklonění nástroje popř. obrobku kolem dvou rotačních os. Mimo tyto geometrické parametry je možno řídit parametry technologického procesu jako posuvy (F), otáčky (S), volbu nástroje (T) atd. Tento způsob řízení nástroje umožňuje obrábění prostorových útvarů z 5 stran objektu pomocí následujících technologií: vrtání, závitování, srážení hran, frézování rovinných a prostorových tvarů na NC frézkách, NC vyvrtávačkách nebo obráběcích centrech. Ukázka obráběné plochy je na obr. 3.4. Obr. 3.4 ukázka obráběné plochy v 5-ti osách

Obr. 3.5 5ose řízený stroj vlevo naklápěcí vřeteník s nástrojem, vpravo naklápěcí stůl

Obr. 3.6 Uspořádání os na produktivním soustružnickém obráběcím centru

- 40 -

Modul III.


Obr. 3.6 ukazuje uspořádání os na vysoce produktivním CNC soustružnickém centru se dvěma vřeteny a dvěma revolverovými hlavami, které mohou být osazeny poháněnými pozicemi tzn. je možné upnutí např. vrtáku, frézy a následné obrábění mimo osu rotace obrobku. Po dokončení operací v levém vřetenu je obrobek automaticky přeupnut do pravého vřetena a dokončován z druhé strany, zatímco v levém vřetenu začíná současně obrábění dalšího dílu. V dnešní době již nejsou výjimkou ani jednoúčelová víceprofesní obráběcí centra. Na jednom stroji je možné soustružit, frézovat, tepelně zpracovávat obrobek laserem, brousit, měřit, apod. – trendem je obrobení i velmi složitých dílu na jedno upnutí. Obecně lze říci, že stroj může mít libovolný počet os, ale počet současně řízených os závisí na řídícím systému stroje. K tomu aby bylo možno řízení jednotlivých os efektivně využít, je potřeba tyto osy na jednotlivých typech strojích definovat. K tomu slouží několik pravidel, která zde budou uvedena a která jednoznačně určí souřadný systém stroje. Souřadný systém určuje počátek a orientaci souřadných os v prostoru a umožňuje vhodným způsobem definovat nulový bod na obrobku a zároveň počátek souřadnic v NC programu. Těmto souřadným osám jsou přiřazeny adresy v NC programu, pro řízení lineárních os adresy X, Y, Z, rotačních os (kolem souřadných os X, Y, Z) adresy A, B, C a os paralelních U, V, W. Orientace souřadných os a jejich kladných směrů je určena pravidlem pravé ruky, viz.obr.3.7. Palec pravé ruky ukazuje v kladném směru osy X, ukazováček v kladném směru osy Y a prostředník v kladné směru osy Z. Prostředník pravé ruky při tom směřuje vždy ve směru hlavního pohybu toho způsobu obrábění a kladný směr je ve směru rostoucího rozměru obrobku. Osa Z je zaváděna jako první a poté následuje pravidlo pravé ruky.

Obr.3.7 Pravidlo pravé ruky pro Obr. 3.8 Paralelní osy v souřadném určení souřadného systému stroje systému stroje Tzn. např. při frézování je hlavní pohyb rotační a vykonává ho vřeteno stroje, obrobek se upíná na stůl a proto osa Z bude ležet v ose vřetena a kladný smysl bude směrem do vřetene. Osy X a Y jsou pak jasně dány. Tedy například soustruhy s nástrojem před a za obrobkem budou mít z pohledu obsluhy obrácenou orientaci kladného smyslů osy X. U soustruhu hlavní pohyb rotační vykonává obrobek upnutý ve vřetenu. Osa Z opět leží ve vřetenu. Kladný směr osy Z je v tomto případě směrem ven z vřetene. Osa X bude u stroje s nástrojem za obrobkem kladná směrem od osy obrobku a od obsluhy, ale u stroje s nástrojem před obrobkem bude osa X kladná směrem od osy obrobku a k obsluze stroje. Orientace rotačních os A, B, C je též určena pravidlem pravé ruky. Ukazuje-li palec pravé ruky kladný směr souřadné osy, pak prsty ruky ukazují kladný směr rotace kolem této osy, viz.obr.3.9. K ose X náleží osa A, ose Y osa B a ose Z osa C. - 41 -

Modul III.


Obr.3.9 Pravidlo pravé ruky pro určení smyslu os rotace kolem souřadných os Paralelní osy se pak vyskytují u víceosých strojů. např. u velkých soustruhů může být řízen koník nebo pinola cože je paralelní osy k ose Z. Pohyb pinoly nebo koníka pak musí být programován v jiné ose, v tomto případě W.

3.3.

Vztažné body NC strojů, nulový bod obrobku, korekce

Kromě základního souřadného systému je nutno v pracovním prostoru NC stroje definovat tzv. vztažné body, s jejichž pomocí se definuje vzájemná poloha stroje, nástroje a obrobku. Na obrázcích 3.10 a 3.11 je vidět umístění těchto bodů v pracovní prostoru soustružnického (obr.3.10) a frézovacího stroje (obr.3.11).

Obr. 3.10. Vztažné body NC strojů v souřadném systému NC soustruhu - 42 -

Modul III.


Obr. 3.11. Vztažné body NC strojů v souřadném systému NC frézky Nulový bod stroje M je počátkem souřadného systému pracovního prostoru stroje. Bod je pevně určen konstrukcí (většinou jako průsečík osy hlavního vřetena s upínací rovinou obrobku) a není možné jej měnit. Je to absolutní počátek souřadnic. Referenční bod R je zvolené místo na stroji (většinou to bývá „nejvzdálenější kout“ pracovního prostoru), jehož poloha je zatím většinou pevně dána koncovými spínači ve všech řízených osách. Referenční bod slouží k navázání vzájemné polohové vazby mezi řídícím systémem stroje a strojem. Vzhledem k tomu, že dnešní systémy používají vesměs přírůstkové odměřování, nemá po zapnutí řídící systém informaci o skutečné poloze - 43 -

Modul III.


v jednotlivých osách. Za tohoto stavu je možné pracovat pouze v ručním režimu, nelze spustit automatické zpracování programu. Teprve najetím na referenční body se systém „najde“, neboť poloha referenčního bodu vzhledem k bodu M je systému známa – je uložena v tabulce tzv. strojních konstant. Poloha referenčního bodu závisí na systému odměřování stroje. Nulový bod obrobku W je počátkem souřadného systému obrobku. Jeho polohu volí programátor a je možné ji měnit i během programu. Z tohoto bodu vychází technologprogramátor při tvorbě řídícího programu. Před začátkem obrábění dle daného programu musí obsluha stroje najet na tento bod. Tzn. přesunout nulový bod stroje do nulového bodu obrobku. Nulový bod obrobku je bodem, z kterého vychází NC program a programátor si ho volí sám. Určení nulového bodu se prování: a) dotykem („naškrábnutím“) nástroje na obrobku: Na soustruhu je vhodné povrch obrobku lehce osoustružit a rozměr přesně změřit. Porovnáním souřadnic na obrazovce a z měřené hodnoty je možno určit polohu ostří nástroje. Toto se provede v ose X i Z. Na frézce dotykem v osách X, Y, Z na plochách polotovaru výpočtem vzhledem k průměru nástroje a přídavkům na opracování se určí nulový bod obrobku W. Určování nulového bodu dotykem není nejpřesnějším způsobem, neboť přesnost určení ovlivňují tyto faktory: - Ovalita polotovaru (nutno brát v úvahu zejména při soustružení) - Možná excentricita upnutí polotovaru a následkem toho házení rotujícího polotovaru (soustružení) - Možná nepřesnost způsobená zručností obsluhy b) dotykem pomocí excentrické měřící sondy (na frézce) Tato pomůcka je složena ze dvou válcových čepů, které jsou k sobě ve vnitřní části přitlačovány pružinou. Horní čep je upnut v pracovním vřetenu a při měření se otáčí malou rychlostí. Spodní čep se také otáčí – excentricky a na tento čep se při měření najíždí obrobkem. V určitém okamžiku, kdy se spodní čep mírně dotýká obrobku dochází k soustřednému pohybu obou čepů (jejich osy jsou totožné) a tento okamžik se nazývá okamžikem odečítání. Tato metoda je výhodná zejména v případech, kdy nelze připustit byť jen nepatrné poškození upnuté součásti, ke kterému by mohlo dojít při určování nulového bodu prvním způsobem. c) dalšími dotykovými sondami (jsou různě konstrukčně řešeny) Mezi nejpoužívanější patří sondy mechanické a elektrokontaktní, které signalizují dotek, případně zastaví posuv stroje. d) pomocí optického zařízení (lupy) e) Odečtením hodnot v osách X, Y, Z Ze seřizovacího listu CNC programu přímo na obrazovce počítače (stroje) – pokud tuto možnost simulátor CNC stroje poskytuje. Nulový bod nástroje T je bod na upínací ploše nosiče nástroje. Souřadnice polohy nosiče nástroje v souřadném systému stroje jsou vztaženy právě k tomuto bodu, takže je možno říci, že systém řídí polohu bodu T vůči bodu M. V bodě T má však nástroj nulové rozměry, takže skutečnou dráhu nosiče nástroje musíme opravit neboli korigovat podle rozměrů nástroje určujících polohu špičky nástroje P vzhledem k bodu T. Možnosti seřízení nástrojů Nejjednodušší, ale zároveň nejméně přesné je přímo na stroji naškrábnutím nástroje. Na obrázku 3. 12 nahoře je znázorněno zjišťování délkové korekce škrtnutím a pomocí papírku. Přesnější metodou je najetí na měřící sondu nebo seřízení nástroje na bezdotykové - 44 -

Modul III.


sondě. Měřící sondy slouží pro seřízení nářadí, ale i následnou kontrolu během cyklu obrábění z hlediska opotřebení. Seřízení pomocí papírku Naškrábnutí – škrtnutí nástroje

Najetí na měřící sondu

Postup proměření délky nástroje 1. Nástroj najede do bezpečné vzdálenosti nad dotykovou sondu 2. Poté sjede měřícím posuvem k dotykové sondě a zase zpátky

Postup měření rádiusu nástroje Měřícím posuvem najede nástroj do měřící polohy k sondě a zase zpátky - nástroj rotuje opačnými otáčkami. Pomocí opakovaného najetí jednotlivými břity se přesně zjistí rádius

Seřízení pomocí bezdotykové sondy

Obr. 3.12 Způsoby seřízení nástroje přímo na stroji - 45 -

Modul III.


Nejvýhodnější (odpadají vedlejší časy) je měření mimo stroj na seřizovacím zařízení. Nevýhoda tohoto způsobu je pořizovací cena seřizovacího přístroje. Získané rozměry jsou zapsány do nástrojového listu a obsluha stroje je poté pouze přepíše do tabulky nástrojů NC stroje. Seřízení nástroje mimo stroj

Z

v Obr. 3.13 Způsoby seřízení nástroje mimo stroj Zvláštní pozornost při tvorbě NC programu je třeba věnovat volbě nulového bodu obrobku, který značně může ovlivnit použitou technologii. Volba počátku souřadného systému (nulového bodu) obrobku umožňuje programátorovi vhodně definovat počátek souřadného systému s ohledem na způsob kótování výkresu, způsob upnutí, tvar obrobku atd. Počátek souřadného systému musí programátor volit tak, aby byl při seřizování stroje tento bod dosažitelný a aby umožnil seřizovači pokud možno jednoduché seřízení stroje. U součástí rotačních, pokud neupínáme do přípravku, je vhodné mít nulový bod v ose obrobku na nejvyšším čele. Součást nerotační upnutá do přípravku by měla mít nulový bod orientovaný s ohledem na dorazy přípravku např. v nejbližším rohu obrobku na dosedací ploše. Dalším hlediskem, které je nutno respektovat je přesnost výroby polotovaru a tolerance rozměrů. Jak vyplývá z výše uvedeného textu je volba nulového bodu značně variabilní, je však nutno splnit následující obecné zásady: snadný přístup k tomuto bodu při nulování, zabezpečení jednoznačné orientace obrobku vůči nulovému bodu. Jak již bylo řečeno každý stroj má svůj nulový bod a je mu tedy potřeba, prostřednictvím řídícího systému, sdělit, že při spuštění určitého programu je nutné nulový bod posunout (většinou ve všech osách) do jiného bodu a od tohoto „nového“ nulového bodu pak odměřovat souřadnice pro obrábění. K tomu slouží funkce, které mají v programu adresy G54 – G57. V nových řídících systémech je pak ještě více možností. Z předchozího textu vyplývá, že poloha nosiče nástroje v souřadném systému stroje je vztažena k bodu T. Programátor však programuje dráhy po obrysu obrobku, tzn., že bod T musí opisovat ekvidistanty k těmto dráhám, tj. čáry vzdálené od aktuálního povrchu obrobku o rozměry nástroje. Interpolátor generuje tyto ekvidistanty automaticky, pokud jsou aktivovány korekce na rozměry nástroje. Veškeré údaje o těchto rozměrech se ukládají do tzv. tabulky korekcí. Jednotlivé řádky této tabulky jsou uvozeny adresou D s číslem příslušné korekce.

- 46 -

Modul III.


Pro určení korekce je nutné znát typ nástroje. Jednotlivé možnosti jsou uvedeny dále, ale tyto jednotlivé typy nejsou obecné pro všechny řídící systémy. U jednotlivých řídících systémů se mohou jednotlivá označení typu lišit. Typy 1-9 označují soustružnické nástroje, u nichž definujeme rozměr ve dvou osách a poloměr špičky – viz obr.3.14.

Obr. 3.14 Polohy špičky břitu soustružnického nože O tom, zda se jedná o typ 1 – 9 rozhoduje poloha špičky nože vůči obrobku, resp. relativní poloha bodu P a S (střed zaoblení špičky). Jak plyne z následujícího obrázku, může být těchto poloh 8. O devátý typ jde tehdy, je-li totožné P s S (používá se např. pro závitovací nůž nebo kopírovací nůž). Typ 10 označuje nástroje pouze s korekcí jedné délky, tzn. vrtáky. Na obr.3.15. je nástroj vlevo volen jako nulovací. Na seřizovacím přístroji jsou pak odměřeny rozdíly délky druhého a třetího nástroje. Podle toho zda je rozdíl kladný nebo záporný je korekce záporná nebo kladná. S nulovacím nástrojem pak samozřejmě dochází k naškrtání obrobku, nastavení nulového bodu apod.

Obr. 3.15 Typ korekce 10 – délková korekce - 47 -

Modul III.


Typ 20 označuje nástroje s korekcí délky v jedné ose a s korekcí průměru v ose druhé, tzn. frézy. Typ 30 pak označuje nástroje se dvěma délkovými korekcemi s korekcí průměru, tzn. frézy na úhlovém držáku (obr.3.16).

Obr.3.16 Korekce typu 30 – fréza na úhlovém držáku Korekci nástroje v programu vyvoláme adresou D s příslušným číslem, eventuálně druhým dvojčíslím u adresy T. tímto jednoduchým vyvoláním aktivizujeme pouze délkové korekce. Pro aktivizování poloměrové korekce musíme použít jednu z přípravných funkcí G 41 nebo G 42. Tyto funkce zajišťují i pomocné pohyby při objíždění rohů. Na příkladu z obr. 3.17 programátor programuje dráhu 1 – 2 – 3 na obrysu obrobku. Nástroj o poloměru R objíždí dráhu 1 – 1´ - 2´- 2´´ - 3. Pohyby 1´- 2´- 2´´ zajistí systém sám, aniž by byly programovány. Z bodu 1´do bodu 2´´ může střed nástroje přejít také kruhovým obloukem, tak jak je v obr.3.17 naznačeno čárkovaně. Tento typ dráhy je v dnešní době častější. Pro zrušení korekce je pak k dispozici přípravná funkce G 40. Přípravné funkce G40, G41, G42 budou vysvětleny v dalších kapitolách.

Obr.3.17 Rozdíl dráhy programované s korekcí a bez korekce - 48 -

Modul III.

3.4.


Pracovní postup pro tvorbu programu

Práce programátora je velmi rozmanitá a nepředstavuje jen a pouze tvorbu vlastního NC programu, ale celou řadu činností. 1. Studium dokumentace 2. Pracovní postup pro tvorbu programu pro NC nebo CNC obráběcí stroj 3. Nástrojový list 4. Seřizovací list 5. Odladění programu 6. Výroba součásti Technolog programátor posoudí výrobní výkres součásti. Někdy je nutné tento výkres přepracovat s ohledem na programování pro NC stroj (způsob kótování, výpočty úhlů, zaoblení, rozteče apod.). Stejně tak je potřeba, aby posoudil technologický postup pro danou součást, stroj (řídící systém). Dále musí zohlednit výrobně ekonomické podmínky (počet kusů, výrobní dávku, efektivitu a hospodárnost nasazení NC stroje), popř. další podmínky. V praxi technolog-postupář vytváří technologický postup, ve kterém rozhoduje o výrobě součásti na daných pracovištích. Zejména bere v úvahu: - Velikost hodinové sazby stroje a náročnost prováděné operace – nebude zřejmě ekonomické na drahém stroji provádět zarovnání čel a navrtání středících důlků, ale vhodnější pro tyto práce bude jednoduchý lacinější stroj s požadavkem na nízkou kvalifikaci obsluhy a na NC stroji bude opracovávat již takto předzhotovený polotovar. - Počet vyráběných kusů, velikost dávky a opakovatelnost výroby součásti – závisí též na pružnosti jednotlivých strojů. Některé stroje jsou „pružnější“ a tím pádem se hodí více pro kusovou výrobu. Pokud se daný sortiment obrobků opakuje, zhotovený program je využitelný i v pozdější době. - Lámavost a odchod třísky. U všech automatických strojů je toto velmi důležitý aspekt. Ne vždy lze práci přerušit a odstranit třísky z obrobku a nástroje. Některé řídící systémy obsahují funkce, které umožňují přerušit třísku posuvem, ovšem použití této funkce může znamenat snížení životnosti nástroje. - Slučitelnost technologických operací – ve velkém procentu rotačních součástí se vyskytují frézovací a vrtací operace. Konstrukce moderních CNC soustruhů řeší tuto situaci zavedením osy C pro přídavné rotační nástroje a technolog by měl této možnosti využívat. - Použití CNC obráběcích strojů a funkcí v programu, čímž se snižuje nasazení speciálních nástrojů – např. fce. kruhové interpolace umožňují výrobu zaoblení, pro které by musel být vyroben tvarový nástroj. Technolog programátor doplní práci technologa postupáře o číslo NC programu, který zhotovil, čas výrobní a přípravný (lze zjistit při simulaci) a spotřebu nářadí. I tuto informaci může poskytnou simulace ve vhodném CAM systému. Vlastní práci programátora lze shrnout do následujících činností: 1) zhotovení programu a jeho odladění v CAM systému přičemž bere v úvahu ekonomickou skladbu úkonů jako např: - podélné soustružení je ekonomičtější než čelní (velikost třísky, odstranění kůry z povrchu obrobku). Čelo je výhodnější zarovnat později (na rozdíl od klasického soustružení, kde z důvodu měření je nutno v prvé fázi zarovnat čelo). Závisí to ovšem na konkrétní situaci a na použitých přípravných operacích před vlastním obrábění na NC stroji i na kvalitě těchto přípravných operacích. Př. pokud není jistota, že délky jednotlivých polotovarů nejsou v užší toleranci, je lepší jako první operaci provést zarovnání čela, aby nedošlo při nájezdu nástroje do řezu k „nabourání“ obrobku. To - 49 -

Modul III.


samé platí, pokud není řez polotovaru rovný, jelikož poté může docházet k házení obrobku. - U součástí, kde převažuje čelní soustružení (typ příruba) je výhodnější použít funkcí pro čelní soustružení, zejména pokud jsou k dispozici funkce plynulé změny otáček – tzv. konstantní řezná rychlost - Rozlišovat operace na hrubovací a hladící. Z hlediska ekonomického úběru třísky, odstranění pnutí, jakosti a přesnosti vyráběných ploch – při hrubování se přihlíží k výkonu stroje (úběr stroje by měl být takový, aby stroj by vytížen víc jak ze 75%), při práci na čisto je nutno dodržet hodnoty dané konstruktérem na výrobním výkresu součásti (přesnost rozměrů a jakost obrobené ploch). - Dále je nutno uvažovat celou řadu dalších možností jako např. využití korekcí, moderních obráběcích nástrojů a technologií, výskyt rizikových operací pro nástroj, stroj, obrobek atd. Dále technolog programátor zhotoví nástrojový a seřizovací list, o čemž je podrobněji pojednáno v jiných kapitolách. 2) tvorba nástrojového a seřizovacího listu Zhotovený program je nutno dále odzkoušet (odladit) přímo na daném stroji (hlavně z hlediska technologických podmínek). Kvalifikovaný a zodpovědný programátor si vždy vytvořený program ověří přímo ve výrobě přímo na stroji (tím získá další zkušenosti). Obsluha stroje má možnost technologické podmínky – otáčky, posuvy bez zásahu do programu ovlivnit, pomocí ovládacích prvků, kterými lze procentuelně ovlivnit velikost posuvů a otáček.

3.5.

Nástrojový a seřizovací list

Nástrojový list, stejně jako seřizovací list, by měl být nedílnou součástí každého vytvořeného NC programu. Nástrojový list by měl obsahovat. - druh nástroje - obsazení nástrojů v zásobnících systémů automatické výměny nástrojů nebo ruční výměny - specifikace nástroje a druh držáku z knihovny nástrojů - korekce nástroje a stručný popis práce, pro niž je korekce určena - určení řezných podmínek - schematický náčrt speciálních nástrojů - poznámky nutné pro obrábění součásti Moderní systémy určené pro automatické programování jsou schopny generovat automaticky tzv. tabulku nástrojů, kterou je možné např. po DNC síti přenést do NC systému. Forma tabulky nástrojů je poplatná konkrétním požadavkům řídícího systému. Příklad tabulky nástrojů pro řídící systém Heidenhain TNC426 je uveden na obr. 3.18.

Obr.3.18 Tabulka nástrojů pro řídící systém Heidenhain TNC 426 - 50 -

Modul III.


Seřizovací list obsahuje informace organizační, technologické a doplňkové. Organizační informace obsahují název součásti, název programu, datum, jméno programátora atd., jsou odrazem konkrétních požadavků uživatele. Technologické informace (jsou vztaženy k nástrojům použitým v NC programu) obsahují název nástroje, značení nástrojové hlavy (respektive zásobníku nástrojů), polohu nástroje v nástrojové hlavě nebo zásobníku nástrojů, rozměrové parametry nástroje (průměr nástroje, poloměr špičky, délku nástroje, délku pracovní části nástroje, aj.) a jsou odrazem konkrétních požadavků uživatele. Seřizovací list dále musí obsahovat informaci o poloze nulového bodu na obrobku a typ posunutí počátku v programu tzn. zda se jedná o posunutí G54, G55, G56, G57 nebo G58. Tato informace je podstatná pro seřízení NC stroje. U seřizovacích listů generovaných v systémech automatického programování jsou obsaženy i další informace o tvaru upínačů nebo i o konkrétním tvaru nástroje, dále jsou generovány časy opracování, rozsah jednotlivých souřadnic atd. Forma seřizovacího listu je poplatná konkrétním požadavkům uživatele. Následuje příklad seřizovacího listu.

Obr.3.19 Příklad generovaného seřizovacího listu

- 51 -

Modul III.


SEŘIZOVACÍ LIST STROJ + ŘÍDÍCÍ SYSTÉM : EMCO PC 120 TURN + SIN 810T Číslo programu: Způsob upnutí

%321 Omezující otáčky: Tříčelisťové sklíčidlo- tvrdé čelisti

2 500 ot/min Posunutí počátku G57

Osazení nástrojové hlavy Označení nástroje - název

Rohový nůž levý SCLCL 1212F-09 Levý kopírovací nůž SDJCL 1212 F-09

Poloha nástroje T1 T2

Číslo korekce

T3

D3

T4

D4

Řezná destička

CCMT 09T304EN DCMT 070204EN

Poznámka

Gm25(TIZIT) Gm25

T5 Zapichovací nůž levý s=3mm !seřídit na levý bok ostří !

T6

D6

150.15-9030-16 S25M

T7 T8 Výchozí bod suportu Rozměr polotovaru

øX= 80mm

Z= 110mm Tyč Ø22 - 52

X

Z

Obr. 3.20 Příklad seřizovacího listu

- 52 -

Modul III.

3.6.


Provozní režimy NC a CNC obráběcího stroje

Hlavní úkolem číslicově řízených strojů je automatické obrábění součásti, tudíž hlavním pracovním režimem řídícího systému je automatické zpracování technologického programu a řízení všech pohybů a funkcí stroje. Než však může dojít k vlastnímu obrábění, je třeba provést řadu různých přípravných úkonů (nahrání programu, korekcí a posunutí počátků, najetí referenčního bodu atd.). Dále musí systém umožňovat, jako každý počítač, manipulaci s daty v paměti (editaci, kopírování apod.), „ruční“ ovládání stroje a v neposlední řadě grafickou simulaci obrábění na obrazovce panelu řídícího stroje viz. obr. 3.21. Všechny tyto činnosti vyžadují zvláštním režimy. Jednotlivé režimy se volí buď mechanicky (přepínačem nebo tlačítky) nebo tzv. softwarovými tlačítky z obrazovkového menu. Například systémy Sinumerik řady 800 umožňují zvolit tyto pracovní režimy: AUTOMATIC – v tomto režimu je zpracováván technologický program pro obrábění součásti včetně akceptování údajů v tabulce posunutí počátků a v tabulce nástrojových korekcí. Je to hlavní pracovní režim. JOG – tzv. ruční ovládání. V tomto režimu se pohyb suportu ovládá ručně pomocí směrových tlačítek (např. +X, -X, +Y apod.), přičemž velikost posuvu je možno zadat po stisknutí klávesy F. Pro volbu rychloposuvu bývá zvláštní tlačítko. Velikost posuvu je kromě klávesy F zadat v Setting Data a rychlost je pak možno regulovat regulačním kolečkem, přičemž je pohyb možno úplně zastavit MDI-AUTOMATIC –

tzv. ruční zadávání (Manual Data Input). V tomto režimu je možno ovládat pohyb suportu resp. Činnost ostatních mechanismů stroje zadáváním příslušných slov v ISO kódu. Zadávání se ukončí klávesou LF a zadaná věta se ihned provede. U novějších systému už není klávesa potřeba. V tomto režimu je možno vytvořit libovolně dlouhý program, který se spustí tlačítkem NC start.

REFPOINT – režim automatického najetí referenčního bodu. Osu ve které najíždění probíhá je nutno předvolit směrovým tlačítkem. Samozřejmě je nutno najet na referenční bod ve všech osách. Současné řídící systémy, v případě, že není zreferováno, se automaticky přepínají do režimu referování. INC FEED – tento režim je podobný režimu JOG, s tím rozdílem, že zatímco u režimu JOG jede posuv po stisknutí směrového tlačítka tak dlouho, dokud je tlačítko stisknuté, v režimu INC FEED dojde po stisknutí tlačítka k pohybu přesně o definovaný inkrement. Dá se zvolit 1, 10, 100, 1000 a 10000 inkrementů. Moderní systémy pak umožňují volbu INC VAR, kde je možno zadat libovolnou velikost inkrementu. PRESET – v tomto režimu je možno editovat tabulky posunutí počátku, tabulky korekcí a programy REPOS – tento režim se používá při přerušení programu ke znovunajetí na místo kontury, kde byl program přerušen. K najetí se používá směrových tlačítek

- 53 -

Modul III.


Obr. 3.21 Ovládací panely NC stroje

- 54 -

Modul IV.

4.1.

Struktura NC programu

Základy číslicového řízení – ISO kód

Programově řízený obráběcí stroj vykonává předem určenou posloupnost činností, jejichž výsledkem je obrobená součástka požadovaných rozměrů, tvarů a kvality obrobených ploch podle požadavků uvedených na výrobním výkresu. Takovouto ukončenou posloupnost příkazů k vykonání uvedených činností nazýváme řídícím programem. Řídící program pro NC obráběcí stroj se sestavuje dle informací z výrobního výkresu a stanoveného technologického postupu součástky. Druhy používaných informací lze rozdělit: -

Geometrické – popisují dráhu nástroje v zhledem k obrobku dle rozměrů součásti Technologické – charakterizují řídící funkce, které musí obráběcí stroj vykonávat v jednotlivých fázích obrábění (velikost posuvu, otáček vřetena apod.) Přípravné a pomocné funkce - (zapínání chladící kapaliny, roztočení vřetene stroje atd.)

Tyto informace jsou převedeny do vhodného kódu, který je srozumitelný pro daný řídící systém stroje a slouží jako vstupní informace pro daný stroj. Jsou rozlišovány následující kódy: -

-

číslicové (numerické) – vstupní informace jsou vyjádřené několikamístným číslem kód desítkový (dekadický) – kód je názorný a velmi lehce se čte, ale zabírá v záznamu mnoho místa. kód dvojkový (binární). Výhoda oproti desítkové soustavě spočívá v tom, že zde není zapotřebí 10 číslic, ale postačí 2 číslice a to 0 a 1. kód dvojkově desítkový (binárně dekadický) – kombinace dvojkové a desítkové soustavy mezi další kódy patří kód osmičkový, šestnáctkový abecední – vstupní informace jsou vyjádřené několika písmeny abecedně číslicové (alfanumerické) – vstupní údaje jsou zakódovány písmenem (adresou) a jedno nebo vícemístným číslem. Každá adresa definuje určitou činnost a číselný obsah slova podrobně určuje vstupní informaci. Pro přiřazení adres jednotlivým vstupním informacím existuje řada norem. Nejpoužívanější jsou normy ISO (mezinárodní norma) a EIA (americká norma).

V kódech EIA a ISO se jako nosné medium pro kódování vstupních informací používalo osmistopé děrné pásky. U obou kódů se číslice vyjadřují kombinací otvorů v první až čtvrté stopě a to tak, že prvá až čtvrtá stopa má hodnotu 1, 2, 4, 8 v dvojkovém kódu. Odlišnost byla v počtu otvorů lichý, sudý a umístění paritní stopy. Paritní kontrola spočívá v tom, zda je počet otvorů lichý nebo sudý. ISO – sedmibitový kód se sudou paritou v osmé stopě děrné pásky EIA – sedmibitový kód s lichou paritou v páté stopě děrné pásky Např. číslice 5 se vyjádří otvorem v první a třetí stopě. Ale v kódu EIA by byl počet otvorů sudý, proto se doplní na lichý počet vyděrováním otvoru v páté (paritní) stopě. V ISO kódu se navíc odlišují číselné znaky od písmen a ostatních znaků ještě dvojící otvorů v páté a šesté stopě (vyjadřuje se jako 01, 02, 03 atd.). Kód EIA požívá písmena malé abecedy a ISO velké abecedy. Většinou řídící systémy strojů umožňovaly použití obou uvedených kódů. V dnešní době je program ve formátu textového souboru v tzv. ASCII kódu. Kód ISO a ASCII vycházejí ze stejného číselného základu ( 8-4-2-1). Navzájem se však liší v tom, že ISO kód má sudou paritu, ale ASCII kód paritu nepoužívá. Vysvětlení je provedeno na následujícím příkladu: - 55 -

Modul IV.


Zápis čísla 1 a 3 v ISO a ASCII Číslo

ASCII

ISO

poznámka

1 3

00110001 00110011

10110001 00110011

hodnota se liší hodnota totožná

Obr. 4.1 Porovnání EIA, ISO, ASC II kódu zaznamenaného na děrné pásce

- 56 -

Modul IV.

4.2.



NC program se skládá ze čtyř hlavních částí: 1. – název programu %0001 2. – přípravná část technologické údaje 3. – obsahová část geometrie drah nástroje 4. – závěrečná část M30 NC program začíná číslem programu (např. %100) – pod tímto číslem je zpravidla i v řídícím systému stroje uložen. Program pokračuje nastavením nulového bodu obrobku, nástroje a jeho korekce, nastavením řezných podmínek a roztočením vřetene. Další část již obsahuje vlastní popis geometrie drah řezu – vlastní obrábění součásti. V běžném NC programu se obvykle tato druhá a třetí část několikrát opakují (změna řezných podmínek, výměna nástroje apod.), program končí funkcí M30. Pokud je programována součást, kde se opakuje obrábění určitého tvaru, např. díra se zahloubením atd., je možné na tento prvek vytvořit podprogram, který bude v hlavním programu během provádění vyvolán. Po provedení tohoto podprogramu pokračuje obrábění na základě instrukcí v programu hlavním. Podprogramů může být libovolný počet (závisí na možnostech řídícího systému) a jiný podprogram může být vyvolán a vytvořen z podprogramu. Toto se nazývá tzv. vnoření podprogramů. Př. % 100 (Hlavní program) N10 ……. N20 ……. N30 ……. ………….. ………….. N100 L 50 (volání podprogramu) ………….. ………….. N 350 M30 (ukončení programu)

L50 (podprogram) N10 … N20 … ……… ……… N 70 L51 (volání podprogramu) ………

N 100 M17 (konec podprogramu)

L51 (podprogram) N10 … N20 … ……… ……… ……… N 100 M17 (konec podprogramu)

Celé obrábění na NC strojích je rozloženo na jednotlivé kroky, každý krok představuje jeden blok (větu) programu.

4.3.

Formát bloku, stavba bloku

Řídící program pro NC stroj se sestává z množiny základních informačních jednotek, z nichž každá definuje číselnou formu jeden pracovní úsek cyklu stroje nebo úkon. Tyto základní jednotky nazýváme bloky nebo věty. Řídící systém čte postupně blok za blokem, dekóduje informace v nich obsažené, zpracuje je v příslušné řídící signály, které ovládají výkonné jednotky stroje. Teprve po provedení všech příkazu předepsaných v bloku dochází k přechodu na další blok. Časový interval mezi čtením dvou po sobě následujících bloků je závislý na tom, jak jsou časově náročné funkce programované v předešlém bloku. Počet informací a jejich obsah v bloku jsou závislé na druhu NC stroje a hlavně jeho řídícím systému, dále na jeho pracovních možnostech např. počtu řízených os. - 57 -

Modul IV.


Program lze rozdělit do větších programovaných úseků, na jejichž začátku je hlavní věta. Ostatní věty jsou potom vedlejší. Hlavní věta obsahuje všechny informace potřebně pro start stroje v určité fázi obrábění, zatímco vedlejší věty jsou pouze informace, které se právě mění. V dnešní době vzhledem ke grafickým možnostem řídících systémů se používá fce. start od bloku, která umožňuje spuštění programu z libovolného místa po propočtu předchozí části NC programu v řídícím systému. Tím odpadá členění NC programu na hlavní a vedlejší věty. Struktura věty: ADRESA N 10 G 00 VĚTA

ČÍSLO

X 10,0

Y 25,8

Z0

SLOVO

Abecední znaky jsou tzv. adresy a určují význam číselné informace stojící za nimi. Význam jednotlivých adres v ISO/DIN formátu obsahuje následují tabulka. Písmeno: adresy % A B C D D D E F F G H H I J K L L L M N P P Q R R R

Funkce Začátek programu popř. Vyvolání programu s G39 Rotační pohyb okolo osy X Rotační pohyb okolo osy Y Rotační pohyb okolo osy Z Definice parametru (parametr programu Q) Korekce nástroje Definice cyklu výrobce Druhý posuv Posuv Časová prodleva s G04 Přípravná funkce Úhel v polárních souřadnicích v přírůstkových/absolutních mírách Úhel otočení s G73 X - ová souřadnice středu kruhu/pólu nebo stoupání závitu směr X Y - ová souřadnice středu kruhu/pólu nebo stoupání závitu směr Y Z - ová souřadnice středu kruhu/pólu nebo stoupání závitu směr Z Nastavení čísla Návěští-Label s G98 Skok na číslo Návěští-Label Délka nástroje s G99 Pomocné funkce Číslo bloku Parametr cyklu v obráběcích cyklech Parametr v definicích parametru Parametr programu/parametr cyklu Q Poloměr v polárních souřadnicích Poloměr kružnice s G02/G03/G05 Poloměr zaoblení s G25/G26/G27 - 58 -

Modul IV.

Struktura NC programu Zkosení s G24 Poloměr nástroje s G99 Otáčky vřetena S Orientace vřetena s G36 Definice nástroje s G99 Vyvolání nástroje Lineární pohyb rovnoběžný s osou X Lineární pohyb rovnoběžný s osou Y Lineární pohyb rovnoběžný s osou Z Osa X Osa Y Osa Z Konec bloku

R R S T T U V W X Y Z *

Struktura věty by měla být sestavována v následujícím pořadí: 1) číslo bloku 2) Přípravná funkce G 3) Informace o dráze 4) Informace o řezných podmínkách 5) Číslo nástroje 6) Pomocná funkce M Toto je doporučené řazení, ale není nutné z hlediska současných řídících systémů, toto pořadí dodržovat. Číslo bloku Jako první číslo se programuje číslo bloku, které má adresu N a číselné označení, podle možnosti dané řídícím systémem stroje. Pro vlastní pracovní cyklus nejsou tato čísla potřebná, slouží však pro zlepšení orientace v programu a pro manipulaci s ním (vyhledání požadovaného bloku programu, stop programu v určitém bloku, přeskakování bloku atd.). Je dobré číslovat program po desítkách, aby bylo možné dodatečné vložení dalších vět. Řídící systém čte a provádí jednotlivé bloky závisle na číslování. Druhá varianta je dána tím, že bloky jsou čteny v pořadí tak jak jsou napsány za sebou a zleva doprava bez ohledu na číslování bloků.

4.4.

Přípravné funkce G

Ovlivňují přípravu řídícího systému pro některé složitější úkony, které se převážně týkají přímo či nepřímo určení drah nástrojů, ale i pracovních podmínek. Do jedné věty lze u některých řídících systémů vložit i větší počet přípravných funkcí, které se budou doplňovat, ale nesmí se vzájemně vylučovat a odporovat si. Př. Nelze současně zadávat, že se bude jednat o pohyb po přímce a po kružnici. Norma ČSN ISO 6983 rozlišuje funkce v řadě G00 až G99 na závazné a neobsazené. Neobsazené funkce využívají výrobci řídících systémů z hlediska svých specifických požadavků a může se tedy stát, že jedna a táž neobsazená funkce bude mít u různých řídících systému zcela jiný význam.

- 59 -

Modul IV.


Výběr z nejpodstatnějších přípravných funkcí G90 – Absolutní programování Zadáním G 90 je řídící systém informován, že se u následujících zadávaných souřadnic jedná o absolutní hodnoty, které se vztahují k nulovému bodu obrobku (k počátku souřadného systému). G91 – Přírůstkové programování Zadáním G91 je řídící systém informován, že se u následujících souřadnic jedná o inkrementální (přírůstkové) hodnoty tzn. o jakou hodnotu a v jakém směru (kladném nebo záporném vůči souřadnému systému) se musí přesunout nástroj z výchozích bodu, aby bylo dosaženo požadovaného koncového bodu.

Obr. 4.2 Rozdíl mezi absolutním a přírůstkovým programováním G94 – zadávání rychlosti pracovního posuvu v jednotkách mm/min – minutový posuv Minutový posuv je posuv, který vykoná nástroj za jednu minutu f min = n. ⋅ f ot →

[

ot mm mm ⋅ = min min ot

]

n – počet otáček nástroje či obrobku fot – posuv za jednu otáčku

G95 – zadávání rychlosti pracovního posuvu v jednotkách mm/ot – otáčkový posuv G96 – zadávání konstantní řezné rychlosti m/min Počet otáček se mění v závislosti na obráběném průměru - tzn. se snižujícím se obráběným průměrem roste při soustružení počet otáček obrobku Samozřejmě při hodnotách průměru blížících se k nule roste počet otáček do nekonečna. Nechceme-li aby bylo dosaženo maximálních otáček stroje, musí být omezeny. K tomu slouží fce dané řídícím systémem.

- 60 -

Modul IV.


G97 – zadávání řezné rychlosti pomocí konstantních otáček ot/min Počet otáček se nemění v závislosti na obráběném průměru tzn. řezná rychlost není konstantní a se snižujícím se průměrem klesá G00 – polohování rychloposuvem nástroj se pohybuje přímočaře z výchozího bodu k bodu naprogramovanému v osách X, Y, Z rychloposuvem. Je si zde třeba dávat pozor na to, zda se jedná o přírůstkové nebo absolutní programování. Velikost rychloposuvu se většinou nezadává, je dána výrobcem stroje a je uložena v paměti strojních konstant. Př. Nástroj se nachází v bodě [10,2] a rychloposuvem se pohybuje do bodu [60,120] - programovaní v absolutních souřadnicích G 90 N20

G00 G90

X 60

Z 120 - nástroj se bude pohybovat z bodu [10,2] přímo do bodu [60,120]

Pokud bychom chtěli, aby se nám nástroj pohyboval rychloposuvem nejprve v ose X a až poté v Z nebo obráceně např. z důvodu tvaru obrobku musíme tyto dráhu programovat na 2 krát. N20

G00

X 60

Z2

N20

G00

X 60

Z 120

- nástroj se bude pohybovat z bodu [10,2] pouze v ose X na souřadnici X 60. Pokud je hodnota v ose Z nebo X stejná nemusí se vůbec vypisovat - nástroj se bude pohybovat z bodu [60,2] pouze v ose Z na souřadnici Z 120.

- programovaní v přírůstkových souřadnicích G 91 N20

G00

G91 X 50

Z 118 - nástroj se bude pohybovat z bodu [10,2] přímo do bodu [60,120]

Pokud bychom chtěli, aby se nám nástroj pohyboval rychloposuvem nejprve v ose X a až poté v Z nebo obráceně např. z důvodu tvaru obrobku musíme tyto dráhu programovat na 2 krát. N20

G00

X 50

Z0

N20

G00

X0

Z 118

- nástroj se bude pohybovat z bodu [10,2] pouze v ose X na souřadnici X 60. Pokud je hodnota v ose Z nebo X stejná nemusí se vůbec vypisovat - nástroj se bude pohybovat z bodu [60,2] pouze v ose Z na souřadnici Z 120.

G 01 – lineární interpolace Nástroj se pohybuje po přímkové dráze z daného bodu na zadané souřadnice bodu rychlostí posuvu F. Opět je zde potřeba rozeznávat, zda se jedná o zadávání souřadnic přírůstkové nebo absolutní.

- 61 -

Modul IV.


G02, G03 – kruhová interpolace ve směru hodinových ručiček a proti Nástroj se pohybuje po kruhové dráze z daného bodu na zadané souřadnice bodu rychlostí posuvu F. Opět je zde potřeba rozeznávat, zda se jedná o zadávání souřadnic přírůstkové nebo absolutní. POZOR: na některých strojích muže být pohyb z pohledu obsluhy opačně orientovaný vzhledem k pohybu hodinových ručiček, zatímco kladný a záporný smysl je dán souřadným systémem stroje a zůstává neměnný - použitím stejného programu musí být vyrobeny stejné součásti nezávisle na uspořádání stroje.

Obr. 4.3 Rozdíl mezi G2 a G3, kruhová interpolace ve směru a proti směru hodinových ručiček - 62 -

Modul IV.


U funkcí kruhové interpolace je nutné nejprve určit směr pohybu nástroje – ve směru G02, proti směru G03 hodinových ručiček. Po určení cílových hodnot v osách X, Y, Z je zapotřebí dále určit hodnoty středu interpolace I, J, K. Pro zadávání interpolačních parametrů se používá přírůstkového zadávání, kdy je přírůstek počítán od počátečního bodu kruhové interpolace a to i v případech kdy je program tvořen absolutními souřadnicemi. U některých řídících systémů je možné zadat místo interpolačních parametru rádius oblouku. – vždy ale viz. návod k programování popř. obsluze stroje! Jinak je kruhový oblouk jednoznačně určen až tehdy, jestliže vedle počátečního a koncového bodu oblouku je určen ještě i střed kružnice (oblouku) – interpolační parametry I, J, K nebo rádiusem. Při použití rádiusu je třeba specifikovat, zda se jedná o oblouk menší jak 180° nebo větší jak 180°. Toto se provádí zadáním znaménka při zadání jeho velikosti (např. R20 je oblouk do 180°, R-20 je oblouk větší než 180°). Příklad kruhové interpolace v rovině (z = konst.): Stanovení interpolačních parametru I, J pro směr A→B:

Stanovení interpolačních parametru I, J pro směr B→A:

Obr. 4.4 Určení interpolačních parametrů Pohyb z bodu A do bodu B: :: N50 G02 X21.0 Y16.0 I9.0 J4.0 F300

Pohyb z bodu B do bodu A: :: N50 G03 X6.0 Y4.0 I-6.0 J-8.0 F300

Poloměrové korekce nástroje G40 – bez korekce; G41 – korekce zleva; G42 – korekce zprava V NC programu se řídí pohyb bodu nástroje (nulový poloměr) vůči obrobku, ale nástroj zpravidla řeže jiným bodem ⇒ při obrábění by byl vytvořen zmetek (viz obr. 4.5 – při vnějším frézování je výrobek o poloměr nástroje menší, při soustružení dochází k chybám při jiném než podélném nebo příčném obrábění ⇒ je třeba korigovat dráhu nástroje vzhledem k jeho poloměru).

Obr. 4.5 Dráha nástroje vzhledem k povrchu obrobku - 63 -

Modul IV.


1) obrobek 2) nástroj 3) nulový bod nástroje 4) programovaná dráha nástroje 5 ) výsledný tvar po obrobení Příklad výpočtu korigované dráhy nástroje při frézování – dráha nástroje je vypočítána jako ekvidistanta (křivka s konstantní vzdáleností od původního tvaru) vzdálená o poloměr frézy od programované dráhy (tj. od obrysu součásti).

Obr. 4.6 Výpočet dráhy nástroje při frézování

Při soustružení se bod teoretické špičky nástroje pohybuje po jiné dráze, po ekvidistantě se pohybuje střed zaoblení špičky nože ⇒ složitější výpočet. Při korigování dráhy nástroje řídícím systémem je zapotřebí zadat polohu špičky nástroje do řezu (viz. kapitola Seřízení stroje), aby bylo možné stanovit polohu středu zaoblení špičky. Řídící systém poté vypočítá ekvidistantu stejně jako v předchozím případě. Obr. 4.7 Dráha špičky nástroje při soustružení Výhody používání korekcí: Dráhy NC programu se zadávají podle rozměrů uváděných na výrobních výkresu součásti a přepočet ekvidistanty je ponechán na řídícím systému. Při záměně nástroje s jiným průměrem (např. fréza) nebo poloměrem zaoblení špičky (např. soustružnický nůž) není zapotřebí předělávat program. Stačí pouze v tabulce nástrojů a korekcí správně zadat parametry nástroje a řídící systém již sám přepočte dráhy nástroje dle nových parametrů. - Odpadá složitý výpočet ekvidistantní dráhy nástroje - Program není platný pouze pro jeden nástroj, protože program je tvořen na nulovou hodnotu poloměru Korekce nástroje zleva G41

Korekce nástroje zprava G42

Obr. 4.8 Funkce G41, G42 korekce nástroje při frézování - 64 -

Modul IV.


Obr. 4.9 Funkce G41, G42 korekce nástroje při soustružení Korekce G41 se uvádí v případě, když se nástroj nachází na levé straně povrchu obrobku při pohledu ve směru uvažovaného pohybu nástroje a při programování korekce G42 se nástroj nachází na pravé straně povrchu obrobku při pohledu ve směru pohybu nástroje viz. obr. 4.8 a 4.9. G40 – zruší korekce dráhy nástroje Aktivace a deaktivace korekcí dráhy nástroje musí být v programu spojena s najetím a odjetím - během těchto pohybů totiž dochází k přepočtu korekce drah nástroje z programované na požadovanou (a zpět). Přehled dalších přípravných funkcí viz. tabulka Funkce

Význam

G04 G17 G18 G19 G33 G53

časová prodleva, parametr udává dobu čekání výběr roviny XY – při programování 2,5-osé frézky určuje pracovní rovinu výběr roviny ZX – při programování 2,5-osé frézky určuje pracovní rovinu výběr roviny YZ – při programování 2,5-osé frézky určuje pracovní rovinu funkce řezání závitů zrušení posunutí nulového bodu obrobku, počátek je nastaven zpět do nulového bodu stroje M G54…G59 posunutí nulového bodu obrobku, použití se na různých RS liší G70 nastavení rozměrových jednotek na palce G71 nastavení rozměrových jednotek na milimetry (implicitní na většině strojů pro Evropu ) G80 zrušení pracovního cyklu G81…G89 pracovní cyklus 1…9, použití se na různých RS liší

4.5.

Informace o dráze

Tato informace úzce souvisí s danou použitou přípravnou funkcí a to do jakého bodu se nástroj bude pohybovat pracovním posuvem ať již po přímce či kružnici nebo rychloposuvem a jak bude souřadnice zadána, zda přírůstkově či absolutně. Viz. výše Cílová poloha nástroje se nechá zadat dvěmi způsoby: Kartézské zadání souřadnic Vychází z matematické definice a jedná se o zadání bodu v jednotlivých osách X, Y, Z kartézského souřadného systému.

- 65 -

Modul IV.


Polární zadání souřadnic: Vychází z matematické definice pro polární souřadnice. Polární souřadnice slouží např. k určení polohy vrtaných otvorů na roztečné kružnici. Bod je zadán pomocí délky a úhlu. Popis polohy pomocí polárních souřadnic je na obr. 4.10. Transformace polární: R=

X 2 +Y2

Transformace kartézské: X = R ⋅ cos ϕ

kartézských

souřadnic

ϕ = arctg polárních

na

Y X

souřadnic

na

Y = R ⋅ sin ϕ

Obr. 4.10 Polární zadávání souřadnic

4.6.

Adresa pro nastavení nástroje (T funkce)

Automatické nastavení nástroje se provádí instrukcí z programu pomocí adresy T. Z hlediska výměny nástroje rozeznáváme dva základní způsoby, jimiž se zajišťuje upnutí správného nástroje do vřetene NC stroje nebo jeho uvedení do pracovní polohy, v níž je připraven k použití (natočení revolverové hlavy např. soustruhu). Jsou to: a) kódované nástroje b) kódované místo nástroje Adresa T (z angličtiny Tool), významová část slova (tj. číslo) udává číslo nástroje, u některých systému spojené s korekcemi (rozměry) nástroje. Spolu s číslem nástroje je třeba řídicímu systému stroje sdělit i rozměry nástroje zadávané do tabulky korekcí nástroje viz. kapitola seřízení NC stroje. Tzn. rozměry se nezadávají přímo, ale jako odkaz na příslušný řádek této tabulky. Používají se dva způsoby zadávání odkazu: 1. příslušné č. řádku tabulky korekcí nástrojů je spolu s číslem nástroje součástí významové části slova T, např. T0202 - používané u strojů s malým počtem nástrojů, často s kódovanou pozicí místa v zásobníku (např. revolverová hlava) - při tomto způsobu zápisu má významová část slova pevný formát, např. dvě místa pro číslo nástroje, další dvě místa pro odkaz na řádek tabulky korekcí 2. významová část slova T udává pouze číslo nástroje, odkaz na jeho rozměry je uveden v samostatném slově D, např. T123 D2 - často používané u strojů s velkými zásobníky, způsob zadávání závisí na konkrétním řídícím systému.

- 66 -

Modul IV.

4.7.


Adresy technologických funkcí

Volba posuvu U nejstarších typů NC strojů se většinou zadává posuv formou číselného kódu, který určuje příslušný stupeň posunové řady pro daný stroj. Např. číselný kód F04 u NC stroje značí, že se v tomto bloku volí čtvrtý stupeň posuvové řady a zařadí se posuv odpovídající tomuto stupni. U moderních typů řídících systému se posuv zadává přímo hodnotou posuvu, ať již minutového nebo otáčkového, pokud to konstrukce stroje umožňuje viz. výše přípravné fce. G94, G95. Při zadávání minutového posuvu je třeba dbát na to, aby nedošlo k přetížení nástroje, protože bez přepočtu není zřejmá hodnota otáčkového posuvu při soustružení nebo hodnota posuvu na zub při frézování. Volba řezné rychlosti U starších typů NC strojů se řezná rychlost zadává pomocí otáček, adresa S. Otáčky jsou vyjádřeny kódem podobně jako posuvy, tj. číslo u adresy S značí příslušný otáčkový stupeň otáčkové řady. Pokud se jedná o NC stroje s plynulou změnou otáček může se zadávat rychlost přímo v m/min. Viz. výše přídavné fce. G96, G97. Otáčková funkce S má pouze charakter nastavování údaje o počtu otáček, popř. řezné rychlosti, tzn. neslouží k vlastnímu roztočení vřetene. Na základe těchto předem nastavených parametrů vřeteno zapínají až funkce M03 nebo M04, vypíná funkce M05 (viz pomocné funkce M).

4.8.

Pomocné funkce (M funkce) – přehled

Pomocné funkce – M (miscellaneous functions) mají většinou charakter logických funkcí. Základem jsou funkce uvedené v následující tabulce, avšak řada dalších pomocných funkcí se liší podle typu a konstrukčního provedení stroje a konkrétní použití záleží na výrobci stroje. Funkce M00 M03 M04 M05 M06 M07 M08 M09 M30

Význam nepodmíněný stop programu (automatického cyklu) roztočení vřetena ve směru hodinových ručiček roztočení vřetena proti směru hodinových ručiček zastavení vřetena výměna nástroje zapnutí chlazení č. 2 zapnutí chlazení č. 1 vypnutí chlazení konec programu s návratem kurzoru na počátek programu (funkce zajistí zároveň vypnutí vřetena, chlazení apod.)

Při roztáčení vřetena platí následující. Pro určení směru otáčení se na nástroj musí hledět směrem od vřetena stroje. Tzn. při soustružení: pokud je nástroj před obrobkem, pak platí roztočení vřetene M03, pokud za obrobkem pak platí roztočení vřetene M04. Při frézování je použita funkce M03 při frézování pravořeznou frézou a M04 při frézování levořeznou frézou. Pro funkce M07 a M08 platí: chlazení č. 1, je hlavní hlazení, tedy většinou vnější, chlazení č. 2 je přídavné, většinou vnitřní - vnitřkem nástroje. - 67 -

Modul IV.

4.9.


Obráběcí cykly

Použití dosud zmíněných přípravných funkcí vedlo k programu, kde v podstatě jedna věta znamená jeden pohyb nástroje – pro komplikovanější díly je takový program dlouhý a nepřehledný. Proto obráběcí cykly shrnují obrábění určité části obrobku do jediné věty (popř. u složitějších cyklů do několika málo vět). Tím se podstatně zkracuje program a zvyšuje jeho přehlednost. Problémem zůstává přenositelnost konkrétních cyklu na jiný stroj (systém) – konkrétní popis cyklu není normalizován, výrobci strojů (systému) je přizpůsobují danému stroji a používané technologii. • pro soustružení jsou typické obráběcí cykly hrubovací, závitovaní, vrtací, zapichovací apod. • pro frézování jsou typické obráběcí cykly pro vrtání hlubokých děr, obrábění tzv. kapes a ostrovů, zrcadlení a kopírování tvaru apod. Obráběcí cykly – příklad parametrů soustružnického cyklu pro hrubování Základní hrubovací cyklus – pro nadefinování cyklu musí být zadány alespoň následující parametry: • výchozí bod (průměr např. polotovaru, souřadnice čela) • koncový bod (požadovaný průměr a požadovaná délka hrubování od čela) • hloubka řezu, popř. počet třísek • definice pracovních podmínek řezná rychlost, posuv • jako doplňkové parametry bývají zadávány přídavky pro obrábění na čisto v jednotlivých směrech v jednotlivých směrech. Po zadání těchto údajů si řídící systém sám přepočítá jednotlivé dráhy nástrojů potřebné k obrobení zadané oblasti s ohledem na hloubku řezu, přídavky obrábění atd. Přehled a ukázky použití jednotlivých obráběcích cyklů jsou popsány v modulu VI. Technologické programování.

- 68 -

Modul V.

5.1.

Ruční programování

Tvorba NC programu pro rotační součást bez použití korekce nástroje

Pro zadaný tvar bude proveden NC program. Program bude tvořen bez korekcí nástroje. Je předpokládáno, že výchozí polotovar pro tento program bude stejný tvar součásti s konstantním přídavkem 1 mm na plochu. Přídavek byl takto volen záměrně, kvůli názornosti řešení příkladu.

Obr. 5.1 Zadaná součást Pro obrábění byl zvolen nůž pod označením: SCLCR 2525M12 Vyměnitelná břitová destička: CCMT 120408 PM Materiál VBD: slinutý karbid pod označením GC4015

Obr. 5.2 Použitý nástroj

Jak už bylo řečeno v předchozích kapitolách, před vlastní tvorbou programu musí být zvolena poloha nulového bodu. Máme zde dvě možnosti, buď zvolit nulový bod na levé čelo nebo na pravé čelo. Ukázka tvorby programu bude provedena pro obě možnosti. Nyní zvolíme nulový bod na levém čele. Tato volba nulového bodu je v tomto případě výhodnější, nemusíme počítat s žádným přídavkem na čele. V programu zadáváme následně hodnoty délky polotovaru. Na obr. 5.1 je zobrazena orientace souřadného systému. % Čep N10 G90

G40

G54

G71

V prvním bloku musí být uvedeny základní informace a to: G90 – program bude tvořen v absolutních souřadnicích G40 – program bude tvořen bez korekce nástroje G54 – informace o zadané souřadnici nulového bodu v tabulce nulových bodů. Tyto informace musí být bezpodmínečně i na seřizovacím listu, aby obsluha stroje tento bod zadala - 69 -

Modul V.


na správné místo. Jak již bylo řečeno v kapitole Seřizování strojů, nulový bod se během tvorby programu může přesouvat na libovolné místo, pokud to řídící systém umožňuje. Ale pokud během tvorby programu dojde k posunu nulového bodu, musí o tom být řídící systém informován např. fci. G55. Tudíž obsluha stroje musí zadat při seřizování i hodnoty tohoto bodu. G71 – program bude tvořen v rozměrových jednotkách [mm] N20

G92

S2000

G92 – G-fce omezující maximální počet otáček při obrábění (jedna z možností, jak omezit maximální otáčky stroje). Tzn. v tomto případě budou maximální otáčky 2000 ot/min. N30

G96

S200

T3

M3

Dále je nutné informovat stroj o použitém nástroji, respektive o pozici nástroje v zásobníku nástrojů a zároveň je současně možné v jednom bloku přiřadit řeznou rychlost G96 (konstantní řezná rychlost 200 m/min) a roztočit vřeteno M3 (otáčky ve směru hodinových ručiček). V tomto okamžiku má stroj všechny zásadní informace a můžeme začít s vlastní tvorbou programu. Pro další postup je ještě nutné stanovit tzv. výchozí bod nástroje, který se většinou volí jako bod výměny nástroje. Tento bod musí být bezpečně volen s ohledem na používané nářadí tak, aby nedošlo při výměně např. osového nástroje ke kolizi Obr. 5.3 Poloha výměny nástroje s obrobkem. V našem případě zvolíme bod [80;120]. N40

G00

X 22 Z 60

První operací bude zarovnání čela, tudíž musíme najet nástrojem do bodu, odkud již bude následovat operace zarovnání čela. Takto zadaný příkaz znamená, že se nástroj bude pohybovat z bodu [80;120] přímo (v obou osách současně) do bodu [22; 60] rychloposuvem. Další možnost by byla polohovat nástroj nejprve v jedné ose a v dalším bloku v ose druhé. Tento bod je opět nutno volit bezpečně, jelikož nástroj se pohybuje rychlostí rychloposuvu a nesmí tedy dojít ke kontaktu s obrobkem. N50

G01

X -2

Obr. 5.4 Nájezd pro zarovnání čela

F 0,1

Tento blok již provede vlastní operaci zarovnání čela. Jelikož se pohybujeme pouze v souřadnici X, nemusíme zadávat v souřadnici Z – Z60.(ale pouze v případě, kdy to řídící systém umožňuje, u starších řídících systému musíme opakující se hodnoty zadávat) Fcí G01 - 70 -

Obr. 5.5 Přejezd přes osu obrábění

Modul V.


informujeme nástroj, že se bude pohybovat pracovním posuvem, který udává adresa F 0,1 – jedná se o posuv na otáčku f = 0,1 mm/ot. Řezná rychlost je definována již nahoře. Jelikož je tvořen program bez korekce, tudíž je program tvořen pro ideální špičku (v obrázku bílý bod – počátek souřadného systému nástroje – červené čáry.) nástroje tzn. poloměr zaoblení ostří rε = 0,8 musíme přejet nástrojem za osu minimálně o hodnotu poloměru zaoblení ostří. Jelikož se jedná o průměrové programování, tudíž musí být minimální hodnota 1,6 mm. N60

Z 61

F 0,3

V následujícím blokem bude proveden odskok 1 mm od čela. Toto vyjádření znamená, že pokračuje pohyb lineární interpolací G01, tudíž jí není potřeba znova zadávat (ale opět pouze v případě, že to řídící systém umožňuje) a odskok od čela je pouze v ose Z. Rychlost posuvu je 0,3 mm/ot. V tomto případě by mohl být odskok proveden fci G00 – rychloposuvem, jelikož by zde neměl zůstat žádný materiál, proto byla i rychlost Obr. 5.6 Odskok od čela pracovního posuvu zrychlena na 0,3 mm/ot. Ale pozor!!! Pokud při příčném obrábění nůž nepřejede přes osu rotace obrobku, může zde zůstat materiál z důvodu geometrie nástroje (daný úhlem mezi osou Z a řeznou hranou nástroje), který musí být obroben a proto v tomto případě nesmí být použita fce. G00. N70

G00

X 16,064

V dalším bloku je nutno polohovat nástroj na X-sovou souřadnici začátku sražení. Jelikož je program tvořen bez korekce, je nutno si tuto souřadnici vypočítat.

Obr. 5.7 Výpočet souřadnice X u sražení hrany Červená čára ukazuje obrys obrobku. Zelená čára obrys rádiusu nástroje a zavedeného souřadného systému. Je nutno spočítat souřadnice ideálního bodu ostří. V tomto případě pouze souřadnici X. Z obrázku vyplývá, že je nutno si vypočítat hodnotu ΔX, která bude vypočtena z vyšrafovaného trojúhelníku pomocí goniometrických funkcí. - 71 -

Modul V.

tgβ =


rε − ΔX ΔX = 1− rε rε

− 1 + tgβ = −

ΔX rε

Nyní je potřeba vyjádřit úhel β

ΔX = rε ⋅ (1 − tgβ )

⎛ 90 ° + α ⎞ ⎟ ⎝ 2 ⎠ 180 ° − 90 ° − α β= 2 90 ° − α β= 2

β = 90° − ⎜

⎡ ⎛ 90° − α ⎞⎤ ΔX = rε ⋅ ⎢1 − tg ⎜ ⎟⎥ ⎝ 2 ⎠⎦ ⎣

Jelikož se jedná o sražení 1,5 x 45°, je úhel α = 45°. ⎡ ⎡ ⎛ 90° − α ⎞⎤ ⎛ 90° − 45° ⎞⎤ ΔX = rε ⋅ ⎢1 − tg ⎜ ⎟⎥ = 0,8 ⋅ ⎢1 − tg ⎜ ⎟⎥ = 0,468mm 2 ⎠⎦ ⎝ 2 ⎠⎦ ⎝ ⎣ ⎣ Souřadnice bodu začátku sražení dle výrobního výkresu jsou [17;60]. Souřadnice X17 je daná velikostí sražení. V našem případě 20-2*1,5. Pro zjištění programovatelné souřadnice tedy musíme od X-sové souřadnice odečíst hodnotu 2 * ΔX, jelikož se jedná o hodnotu průměru. Tedy: X = 17 − 2 ⋅ ΔX = 17 − 2 ⋅ 0,468 = 16,064 mm

Nyní se nachází nůž ve vypočtené X-sové souřadnici a 1 mm od čela. Před začátkem obrábění sražení je nutno polohovat nástroj k čelu. Jak je vidět z obrázku Z-tová souřadnice se nijak nemění a nemusíme jí přepočítávat. Zde nemůžeme použít rychloposuv, jelikož dojde k doteku nástroje z obrobkem. Tedy: N80

G01

Z 60

F 0,1

Tento blok bychom mohli vypustit, kdybychom předchozí souřadnici volili tak, jako by sražení sahalo až na hodnotu Z 61, tedy by bylo 2,5 x 45 °. Tzn. X = 15 − 2 ⋅ ΔX = 15 − 2 ⋅ 0,468 = 14,064 mm a tedy 7 blok by vypadal takto: ( N 7 G00 X 14,064 )

Obr. 5.8 Nájezd na začátek sražení N90

X 20

Z 58,032

F 0,08

Po provedení polohování nástroje na bod startu, odkud se bude sražení provádět (ať prvním nebo druhým způsobem) můžeme obrábět sražení pomocí fce G01 (v případě prvním nemusíme G01 zadávat, jelikož se jedná o pokračování pracovního posuvu, v případě druhém musíme G01 zadat, jelikož v předchozím bloku jsme se pohybovali rychloposuvem) a zadání koncového bodu sražení. Tento bod si musíme opět vypočítat.

- 72 -

Modul V.


Obr. 5.9 Výpočet souřadnice Z u sražení hrany Opět je nutno spočítat souřadnice ideálního bodu ostří. V tomto případě pouze souřadnici Z. Z obrázku vyplývá, že je nutno si vypočítat hodnotu ΔZ, která bude vypočtena z vyšrafovaného trojúhelníku pomocí goniometrických funkcí.

tgβ =

α⎞ ⎛ ⎟ 2⎠ ⎝ 180 ° − 180 ° + α β= 2

rε − ΔZ ΔZ = 1− rε rε

− 1 + tgβ = −

β = 90° − ⎜ 90° −

ΔZ rε

ΔZ = rε ⋅ (1 − tgβ )

Nyní je potřeba vyjádřit úhel β

β=

α

2

α⎞ ⎛ ΔZ = rε ⋅ ⎜1 − tg ⎟ 2⎠ ⎝ Jelikož se jedná o sražení 1,5 x 45°, je úhel α = 45°. 45 ⎞ α⎞ ⎛ ⎛ ΔZ = rε ⋅ ⎜1 − tg ⎟ = 0,8 ⋅ ⎜1 − tg ⎟ = 0,468mm 2⎠ 2 ⎠ ⎝ ⎝ Souřadnice bodu konce sražení dle výrobního výkresu jsou [20;58,5]. Souřadnice Z58,5 je daná velikostí sražení. V našem případě 60-1,5. Z = 58,5 − ΔZ = 58,5 − 0,468 = 58,032 mm

Obr. 5.10 Přejezd na konec sražení - 73 -

Modul V. N100

Ruční programování Z 45,7

F 0,1

V dalším bloku pokračujeme pracovním posuvem k prvnímu rádiusu. Ale opět nemůžeme programovat počáteční bod rádiusu daný výkresem tj. [20 ; 46,5], ale musíme v Z-tové souřadnici přejet o určitou hodnotu. V tomto případě je to hodnota rovna rádiusu zaoblení ostří rε - viz. obr. 5.12.

Obr. 5.11 Nájezd na začátek radiusu

Tedy hodnota souřadnice je Z = 46,5 - 0,8 = 45,7 mm a tento bod [20;45,7] bude výchozím bodem pro programovaný rádius.

Obr. 5.12 Výpočet prog. začátku rádiusu N110 G02

X 21,4

Z 45

I 0,7

K0

F 0,08

Pro obrábění rádiusu je použita G fce kruhová interpolace. Jelikož nástroj stojí před obrobkem, musíme určovat směr otáčení zrcadlově viz. kapitola Kruhová interpolace a použijeme tedy

Obr. 5.13 Výpočet prog. konce rádiusu funkci G02. Souřadnice X, Z jsou souřadnice koncového bodu rádiusu. Ale stejně jako při zadávání počátečního bodu rádiusu nemůžeme brát souřadnice odečtené z výkresu [23;45], ale X-sovou souřadnici musíme zkrátit o hodnotu rovnou rádiusu Obr. 5.14 Přejezd na konec rádiusu zaoblení ostří rε - viz. obr. 5.13. Tedy hodnota souřadnice je X = 23 - 2* 0,8 = 21,4 mm a tento bod [21,4;45] bude koncovým bodem pro programovaný rádius. - 74 -

Modul V.


Dále je nutno určit interpolační parametry. Tzn. polohu středu programovaného rádiusu vůči počátečnímu bodu rádiusu P. Skutečný rádius má v našem případě hodnotu Rskut=1,5mm, ale programovaný rádius má hodnotu zmenšenou o hodnotu rádiusu zaoblení ostří rε tedy Rprog = 0,7 mm. Interpolační parametry se většinou určují přírůstkově a je tedy nutné určit jejich směr pomocí znaménka (souřadný systém umístěný v počátečním bodu rádiusu je orientovaný stejně jako souřadný systém stroje). V našem případě je hodnota I = Rprog = 0,7 mm, jelikož jde stejným směrem viz. obr. 5.13. Hodnota K = 0, jelikož nedochází k posunu středu programovaného rádius vůči počátečnímu bodu rádiusu v Z-tovém směru. N120 G01

X 24,4

F 0,08

V dalším bloku pokračujeme pracovním posuvem k dalšímu rádiusu. Ale opět nemůžeme programovat počáteční bod rádiusu daný výkresem tj. [26;45], ale Xsovou souřadnici musíme zkrátit o hodnotu rovnou rádiusu zaoblení ostří rε - viz. obr. 5.15.

Obr. 5.15 Výpočet prog. začátku rádiusu

Obr. 5.16 Přejezd na začátek rádiusu N130 G03

X 30

Z 42,2

I0

Tedy hodnota souřadnice je X = 26 -2* 0,8 = 24,4 mm a tento bod [24,4;45] bude počátečním bodem pro programovaný rádius. K -2,8

F 0,08

Pro obrábění rádiusu je opět použita G fce kruhová interpolace a použijeme tedy funkci G03. Ale stejně jako při zadávání koncového bodu rádiusu v bloku N110 nemůžeme brát souřadnice odečtené z výkresu [30;43], ale v Z-tové souřadnici musíme přejet o hodnotu rovnou rádiusu zaoblení ostří rε - viz. schéma. Tedy hodnota souřadnice je Z = 43 - 0,8 = 42,2 mm a tento bod [30;42,2] bude koncovým bodem pro programovaný rádius. Dále je nutno opět určit interpolační parametry - polohu středu programovaného rádiusu vůči počátečnímu bodu rádiusu P. Obr. 5.17 Přejezd na konec rádiusu Skutečný rádius má v našem případě hodnotu Rskut=2 mm, ale programovaný rádius má v tomto případě hodnotu zvětšenou o hodnotu - 75 -

Modul V.


rádiusu zaoblení ostří rε tedy Rprog = 2,8 mm. V tomto případě je hodnota I = 0, jelikož opět nedochází k posunu středu programovaného rádius vůči počátečnímu bodu rádiusu v X-sovém směru. Hodnota K = - Rprog = - 2,8 mm, , jelikož jde opačným směrem viz. obr. 5. 15. N140 G01

Z 34,2

F 0,1

V dalším bloku pokračujeme pracovním posuvem k třetímu rádiusu. Ale opět nemůžeme programovat počáteční bod rádiusu daný výkresem tj. [30;35], ale musíme v Z-tové souřadnici přejet stejně jako v případě prvního rádiusu o hodnotu: Z = 35 - 0,8 = 34,2 mm a tento bod [30;34,2] bude výchozím bodem pro programovaný rádius. Obr. 5.18 Přejezd na začátek rádiusu N150 G02

X 38,4

Z 30

I 4,2

K0

F 0,08

Opět bude použitá fce G 02, stejně jako u prvního rádiusu. Koncový bod nebude dán souřadnicemi z výkresu [40,30], ale v X-sové souřadnici musí dojít k posunu. Tedy hodnota souřadnice je X = 40-2* 0,8 = 38,4 mm a tento bod [38,4;30] bude koncovým bodem pro programovaný rádius. Skutečný rádius má hodnotu R skut=5mm, ale programovaný rádius má hodnotu zmenšenou o hodnotu rádiusu zaoblení ostří rε tedy Rprog = 4,2 mm. Hodnoty interpolačních parametrů jsou I = Rprog = 4,2 mm, K = 0.

Obr. 5.19 Přejezd na konec rádiusu, „ podpíchnutí“ materiálu Na těchto obrázcích je vidět, že při obrábění rádiusu dochází k „podpíchnutí“ na čelní ploše mezi osazeními a záběrová délka destičky je značná. V tomto příkladě, byl přídavek 1 mm na plochu volen záměrně, aby jednotlivé obrázky byly dostatečně názorné. V praxi se nechává přídavek na čisto na čelních plochách cca. do 0,2 mm. V těchto případech poté záleží na celkové tuhosti soustavy stroj-nástroj-obrobek. V případě zeslabení jednoho z těchto článku - 76 -

Modul V.


by muselo dojít v případě obrábění rádiusu 3 na začátku programu k předhrubování čelní plochy s ponecháním přídavku do 0,2 mm na plochu pro následné začištění a souvislého objetí tvaru při poslední dráze nástroje (tento program). N160 G01

X 49,324

F 0,08

V dalším bloku pokračujeme pracovním posuvem ke sražení. Ale opět nemůžeme programovat počáteční bod sražení daný výkresem tj. [50 ; 30], ale X-sovou souřadnici musíme zkrátit o hodnotu ΔX - viz. 1 sražení. Jelikož se jedná o sražení pod úhlem 30°, je úhel α = 30°.

⎡ ⎛ 90° − α ⎞⎤ ΔX = rε ⋅ ⎢1 − tg ⎜ ⎟⎥ ⎝ 2 ⎠⎦ ⎣ ⎡ ⎛ 90° − 30° ⎞⎤ ΔX = 0,8 ⋅ ⎢1 − tg ⎜ ⎟⎥ = 0,338mm 2 ⎝ ⎠⎦ ⎣

Obr. 5.20 Přejezd na začátek sražení

X = 50 − 2 ⋅ ΔX = 50 − 2 ⋅ 0,338 = 49,324 mm

N170

X 60

Z 20,754

F 0,08

Tímto blokem je provedeno obrobení sražení. Ale jelikož neznáme koncovou Z souřadnici bodu sražení musíme si jí nejprve spočítat a pak ještě dopočítat přejezd v ose Z viz. první sražení. Výpočet Z-tové souřadnice Pro výpočet známe pravoúhlý trojúhelník daný rozměrem odvěsny (polovina rozdílu průměrů na začátku a konci sražení) a úhlem. Stačí dopočítat délku druhé odvěsny trojúhelníka. ΔZ 1 Ds − d s 2 Ds − d s 60 − 50 ΔZ 1 = = = 8,66mm 2 ⋅ tgα 2 ⋅ tg 30°

tgα =

Obr. 5.21 Přejezd na konec sražení

Tedy výkresové souřadnice bodu konce sražení jsou [60;21,34]

- 77 -

Modul V.


30 ⎞ α⎞ ⎛ ⎛ ΔZ 2 = rε ⋅ ⎜1 − tg ⎟ = 0,8 ⋅ ⎜1 − tg ⎟ = 0,586 mm 2⎠ 2 ⎠ ⎝ ⎝

Z = 21,34 − ΔZ 2 = 21,34 − 0,586 = 20,754mm N180

Z0

F 0,1

Nyní již chybí obrobit pouze válcovou plochu Ø 30. Pokud se naprogramuje Z 0, dojde ke zbytku materiálu viz. obr. 5.22. Pokud bychom chtěli odstranit tento zbylý materiál, musíme opět přejet minimálně o hodnotu rádiusu zaoblení ostří – tzn. Z-0,8. Ale samozřejmě toto lze provést jen tehdy, pokud již nenásleduje za obráběným rozměrem další osazení. Toto je tedy důkaz toho, že nelze při obrábění osazení vytvořit ostrou hranu, ale vždy zde zůstane rádius rovný rádiusu zaoblení ostří. V případě obrábění osazení samozřejmě musí následovat pracovní pohyb v ose X, který odstraní zbytek materiálu vlivem geometrie ostří.

N190 G00

X 80

zbytek materiálu vlivem rádisu ostří

zbytek materiálu vlivem geometrie ostří

Obr. 5.22 Zbytek materiálu vlivem geometrie řezné hrany

Z 120

Tímto blokem polohujeme nástroj do počáteční polohy, kde bude připraven např. pro výměnu za jiný nástroj nebo bude výchozím bodem pro opakování stejného programu N200 M5

zastavení vřetene N210 M 30

konec programu

- 78 -

Modul V.


Pro přehlednost je uveden výpis programu: % Čep N10 N20 N30 N40 N50 N60 N70 N80 N90 N100 N110 N120 N130 N140 N150 N160 N170 N180 N190 N200 N210

G90 G92 G96 G00 G01

G40 S 2000 S 200 G90 X -2

G54

G71

T3 X 22

M3 Z 60 F 0,1 F 0,3

Z 61 G00 G01 G02 G01 G03 G01 G02 G01 G 00 M5 M30

X 16,064 Z 60 Z 58,032 Z 45,7 Z 45

F 0,1 X 20 F 0,08 F 0,1 X 21,4 I 0,7 X 24,4 F 0,08 X 30 Z 42,2 I0 Z 34,2 F 0,1 X 38,4 Z 30 I 4,2 X 49,324 F 0,08 X 60 Z 20,754 F 0,08 Z0 F 0,1 X 80 Z 120

K0

F 0,08

K -2,8

F 0,08

K0

F 0,08

Ukázka programu při volbě nulového bodu na pravém čele viz. obr.

Obr. 5.23 Umístění nulového bodu na pravém čele obrobku

- 79 -

Modul V. % Čep N10 N20 N30 N40 N50 N60 N70 N80 N90 N100 N110 N120 N130 N140 N150 N160 N170 N180 N190 N200 N210


G90 G92 G96 G00 G01

G40 S 2000 S 200 G90 X -2

G00 G01

X 16,064

G54

G71

T3 X 22

M3 Z0 F 0,1 F 0,3

Z1 X 20 G02 G01 G03 G01 G02 G01 G 00 M5 M30

X 21,4 X 24,4 X 30

Z0 Z -1,968 Z -14,3 Z -15 Z -17,8 Z -25,8 Z -30

X 38,4 X 49,324 X 60 Z -39,246 Z - 61 X 80 Z 60

F 0,1 F 0,08 F 0,1 I 0,7 F 0,08 I0 F 0,1 I 4,2 F 0,08 F 0,08 F 0,1

K0

F 0,08

K -2,8

F 0,08

K0

F 0,08

Obecné sražení hrany

Při programování NC strojů ale mohou nastat případy, kdy je sražení prováděné např. na kuželové hraně. Zde ale neplatí, že nástroj musí přejet o hodnotu ΔX a ΔZ pouze v jednom směru, jako je tomu v případě obrábění sražení na válcové hraně.

Obr. 5.24 Schéma výpočtu souřadnic programovaného bodu při obecném sražení hrany - 80 -

Modul V.


Pro tvorbu programu na tento obrys (červená barva) potřebujeme znát souřadnice bodu P [XP;ZP]. Pro výpočet použijeme vyšrafovaný trojúhelník, kde známe délku odvěsny (poloměr zaoblení špičky nože rε) a úhel δ. Pomocí tohoto trojúhelníku zjistíme vzdálenost středu rádiusu soustružnického nože (bod S) k průniku obrysových hran (bod O). Pro výpočet budeme předpokládat počátek souřadného systému v bodě O, tedy bod O má souřadnice [0;0].

Tedy vzdálenost bodu |OS| je: OS =

rε = cos δ

rε

cos

kde velikost úhlu δ je z podobnosti trojúhelníku δ =

α 2 − α1

α 2 − α1 2

2

ale nyní známe pouze vzdálenost těchto dvou bodů, ale abychom určili přímo polohu bodu S, tedy jeho souřadnice [XS; ZS] musíme znát ještě úhel β – vyplývá z definice přímky – přímka je určena dvěma body nebo vzdáleností bodů a úhlem - viz. kapitola G-fce zadávání bodu pomocí polárních souřadnic.

β = α 2 + γ − 90° = α 2 + 90° −

α 2 − α1 2

− 90° =

2 ⋅ α 2 + 180° − α 2 + α 1 − 180° α 2 + α 1 = 2 2

úhel γ jednoduše dopočteme z pravoúhlého trojúhelníka:

γ = 90° − δ = 90° −

α 2 − α1 2

Tedy souřadnice bodu S jsou [ OS ⋅ cos β ; OS ⋅ sin β ] po dosazení: rε α + α1 XS = ⋅ cos 2 α − α1 2 cos 2 2 rε

ZS = cos

α 2 − α1

⋅ sin

α 2 + α1 2

2

Pro získání souřadnic bodu P již stačí pouze od těchto hodnot odečíst velikost rádiusu zaoblení špičky rε.

Tedy

⎛ ⎞ ⎜ ⎟ r + α α ε 1 ⎟ X P = X S − rε = ⎜ ⋅ cos 2 − rε α 2 − α1 2 ⎟ ⎜ ⎜ cos ⎟ 2 ⎝ ⎠

- 81 -

Modul V.


⎛ ⎞ ⎜ ⎟ r + α α ε 1 ⎟ Z P = Z S − rε = ⎜ ⋅ sin 2 − rε α 2 − α1 2 ⎟ ⎜ ⎜ cos ⎟ 2 ⎝ ⎠ Jelikož máme počátek souřadného systému v bodě O a orientace os je stejná jako v případě programovaní (tzn. osa x je kladná ve směru doprava a osa z kladná ve směru od obrobku) mohou vyjít hodnoty záporné. Hodnoty souřadnic jsou vlastně hodnoty ΔX a ΔZ v kladných hodnotách. Znaménko nám určuje zda pro zjištění souřadnic programovaného bodu budeme od souřadnic skutečného bodu obrysu ΔX a ΔZ přičítat nebo odečítat.

Tento postup je platný pro výpočet sražení na válcové ploše. Při tvorbě programu v předchozím příkladu u prvního sražení museli být vypočteny body počátku a konce sražení. Při použití tohoto výpočtu by postup vypadal takto: Bod počátku sražení: známe hodnoty α1 = 45°, α2 = 90° ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ r + α α 90 + 45 0 , 8 ε 1 ⎟ ⎟ − 0,8 = −0,468 XP = ⎜ ⋅ cos 2 − rε = ⎜ ⋅ cos α 2 − α1 2 ⎟ 2 ⎟ ⎜ ⎜ cos 90 − 45 ⎜ ⎟ ⎜ cos ⎟ 2 ⎝ ⎠ 2 ⎝ ⎠ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ r + α α 90 + 45 0 , 8 ε 1 ⎟ ⎟ − 0,8 = 0 ZP = ⎜ ⋅ sin 2 − rε = ⎜ ⋅ sin α 2 − α1 2 ⎟ 2 ⎟ ⎜ ⎜ cos 90 − 45 ⎜ ⎟ ⎜ cos ⎟ 2 ⎝ ⎠ 2 ⎝ ⎠

Bod konce sražení: známe hodnoty α1 = 0°, α2 = 45° ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ r + α α 45 + 0 0 , 8 ε 2 1 ⎟ ⎜ ⎜ ⎟ − 0,8 = 0 XP = ⋅ cos − rε = ⋅ cos α 2 − α1 2 ⎟ 2 ⎟ ⎜ ⎜ cos 45 − 0 ⎜ ⎟ ⎜ cos ⎟ 2 ⎝ ⎠ 2 ⎝ ⎠ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ rε α 2 + α1 ⎟ 45 + 0 ⎟⎟ 0,8 ⎜ ⎜ ZP = ⋅ sin − rε = ⋅ sin − 0,8 = −0,468 α 2 − α1 2 ⎟ 2 ⎟ ⎜ ⎜ cos 45 − 0 ⎜ ⎟ ⎜ cos ⎟ 2 ⎝ ⎠ 2 ⎝ ⎠

Znaménka mínus jsou v pořádku, jelikož se programovaný bod nachází v záporných směrech oproti bodu skutečnému.

- 82 -

Modul V.

5.2.


Tvorba NC programu pro zadanou součást s použitím korekce nástroje

V této kapitole bude ukázána tvorba NC programu s použitím korekce nástroje, tedy s použitím fcí G41, G42. Program bude tvořen na stejná zadání, jako v příkladě programování bez korekce nástroje. Rozdíl v programování je takový, že zde jsou zadávány skutečné body obrysu a není zapotřebí přepočítávat jednotlivé programované souřadnice při soustružení sražení, zaoblení či kuželových ploch. Program je vytvořen v absolutních souřadnicích. Nulový bod obrobku na levé straně viz. obr. 5.1. % Čep z korekcí nástroje N10 G90 G54

G71

N20

G92

S 2000

N30

G96

S 200

T3

M3

N40

G00

G42

G90

X 22

N50

G01

X -1

N60

F 0,1 Z 61

F 0,3

N70

G00

G40

X 17

N80

G01

G41

X 17

Z 60

X 20

Z 58,5

F 0,08

Z 46,5

F 0,1

Z 45

I 1,5

N90 N100 N110

G02

X 23

N120

G01

X 26

N130

G03

X 30

N140

G01

N150

G02

X 40

N160

G01

X 50

N170

X 60

N180 N190

G 00

N200

M5

N210

M30

G40

Z 60

F 0,1

K0

F 0,08

K -2

F 0,08

K0

F 0,08

F 0,08 Z 43

I0

Z 35

F 0,1

Z 30

I5 F 0,08

Z 21,34

F 0,08

Z-1

F 0,1

X 80

Z 120

- 83 -

Modul V.


Nulový bod obrobku na pravé straně viz. obr. 5.23. % Čep z korekcí nástroje N10 G90 G54 N20 G92 S 2000 N30 G96 S 200 N40 G00 G42 N50 G01 X -1 N60 N70 G00 G40 N80 G01 G41 N90 X 20 N100 N110 G02 X 23 N120 G01 X 26 N130 G03 X 30 N140 G01 N150 G02 X 40 N160 G01 X 50 N170 X 60 N180 N190 G 00 G40 N200 M5 N210 M30

G71 T3 G90 Z1 X 17 X 17 Z -1,5 Z -13,5 Z -15 Z -17 Z -25 Z -30 Z -38,66 Z - 61 X 80

M3 X 22 F 0,1 F 0,3 Z0 F 0,08 F 0,1 I 1,5 F 0,08 I0 F 0,1 I5 F 0,08 F 0,08 F 0,1 Z 60

- 84 -

Z0

F 0,1

K0

F 0,08

K -2

F 0,08

K0

F 0,08

Modul V.

5.3.


Tvorba NC programu pro nerotační součást bez použití korekce s přejížděním

V předchozích dvou kapitolách byly ukázány a vysvětleny metody tvorby programu pro rotační součást. Následující dvě kapitoly budou věnovány metodám tvorby programu pro součást nerotační. Postup tvorby programu bude vysvětlen rovnou na vybrané součásti, která je znázorněna na obr. 5.25.

Y

5

Y Z

X

Obr. 5.25 Model polotovaru a obrobku včetně výrobního výkresu Polotovar, který je společně v jednom znázorněn na obr. 5.25 vlevo nahoře, má rozměry 90 x 60 x 15 mm. Je předpokládáno, že samotný tvar obrobku bude vytvořen na dvě třísky, tzn. nejprve bude konečný tvar předhrubován a pak teprve bude frézováno na čisto. Materiálem obrobku je plast a k obrábění bude použita fréza o průměru 8 mm. Podle již dříve uvedeného postupu je potřeba vhodně zvolit nulový bod. Vzhledem k tvaru obrobku a polotovaru je nejvhodnější jeden z horních rohů (modelu), protože je snadno dosažitelný. Vzhledem ke kótování výkresu bude zvolen jako nulový bod levý dolní roh (výkresu), protože z tohoto bodu vychází nejvíce kót. Souřadný systém s nulovým bodem je též znázorněn na obr. 5.25. Jak již bylo řečeno, tento program je bez využití korekcí a řízený bod tedy leží na čele nástroje a v ose nástroje. Program, který bude uveden jako vzorový, je pro stroj EMCO F1. Stejně jako u soustružení je vhodné číslovat jednotlivé bloky po pěti nebo po deseti, aby bylo možno v případě opravy programu blok snadno vložit. - 85 -

Modul V. N00


G90

V prvním bloku je předvoleno absolutní programování. (bylo již vysvětleno) N05

G92

X –2000

Y 6000

Z 2000

V tomto bloku dochází k nastavení výchozího bodu. Funkce G92 není obecná a její význam se může v závislosti na řídícím systému lišit. Použitý řídící systém nemá referenční bod, a proto je nutné na začátku programu pomocí funkce G92 systému předat informace o poloze nástroje. Jedná se o definici tzv. výchozího bodu. V úvodu každého programu je vždy několik bloků, které se v závislosti na řídícím systému liší a nelze je považovat za univerzální. Dále je nutno říci, že použitý řídící systém nerozpoznává desetinou čárku a tím pádem poslední dvě čísla v adrese, sdělující informaci o poloze, považuje za desetiny a setiny. V bloku 5 jsou tedy najety souřadnice –20,00; 60,00 a 20,00. Dále řídící systém pracuje s pevným formátem bloku, který je určen příslušnou adresou G nebo M. N10

M06

D00

Z00

S1790

T01

V bloku 10 je vyměněn nástroj fcí. M06 (adresa T), jsou přiřazeny příslušné korekce (adresy D a Z jsou rovny 0 = bez korekce) a jsou předvoleny otáčky (adresa S). N15 N20 N25

M03 G00 G00

X 00 Y -600 X 00 Y -600

Z 2000 Z -250

Po roztočení vřetene (M03) je potřeba nástroj přemístit do startovní pozice, která je v tomto případě volena v levém dolním rohu na výkresu a zabrat hloubku řezu. V našem případě se jedná o 2,5 osý stroj, a proto je možné řídit pouze 2 osy v jednom bloku. Je to dobře patrné na příkladu. Souřadnice X je volena tak, aby bylo možno obrobit první stranu osazení ve směru +Y s přídavkem pro obrábění na čisto. Souřadnice Y je volena tak, aby bylo možno zabrat hloubku řezu (osa Z), aniž by došlo ke kolizi nástroje s materiálem. Zabrání hloubky řezu 2,5 mm podle výkresu. Při použití fce. G00 se suporty pohybují maximální rychlostí. N30

G01

X 00 Y 6000

Z -250

F 300

Odebrání materiálu polotovaru po levé straně osazení s přídavkem na obrábění na čisto. Použita je lineární interpolace, rychlost posuvu je určena adresou F. Na obr.5.26 je čerchovanou červenou čarou znázorněna dosud ujetá dráha programovaného bodu (střed nástroje). Dobře patrný je i přídavek na čisto.

Obr. 5.26 Znázornění doposud naprogramované dráhy

- 86 -

Modul V.

N35

G01


X 9000

Y 6000

Z –250

F 300

Odebrání materiálu polotovaru po horní straně osazení s přídavkem na obrábění na čisto. Na obr. 5. 27 je graficky znázorněno, jakou změnu na obrobku přinese provedení bloku N35.

Obr. 5.27 Znázornění dráhy po provedení bloku N35 N40 N45

G01 G01

X 9000 X 200

Y -100 Y -100

Z –250 Z –250

F 300 F 300

Po ohrubování osazení s přídavkem na čisto se nástroj vrací k místu počátku obrábění. Souřadnice X byla již rovnou nastavena tak, aby z této pozice bylo možno začít obrábět konturu osazení na čisto. Obrobek po hrubování včetně nástroje nastaveného již pro obrábění na čisto znázorňuje obr. 5.28. V případě, že je programováno bez korekce, musí se řízený bod pohybovat ne po kontuře obráběného osazení, ale po Obr. 5.28 Znázornění dráhy po provedení ekvidistantě. V tomto případě bloku N45 B po kontuře, která je vzdálená o C poloměr nástroje od obráběné kontury. Na obr.5.29 je D znázorněn obrobek, žlutá A tečkovaná čára představuje dráhu středu nástroje, která musí být naprogramována pro vyrobení požadovaného tvaru. Naznačeny jsou i body, které je potřeba dopočítat a jejich souřadnice napsat do programu. Takovýto způsob E H programování obrábění rohů součástí je označován jako obrábění s přejížděním, proF G tože nástroj vždy pokračuje „za“ teoretickou souřadnici. Obr. 5.29 Znázornění prog. dráhy(ekvidistanty) a bodů - 87 -

Modul V. N50


G01

X 200

Y 5126

Z –250

F 300

Pro frézování kontury je startovní pozice nástroje znázorněna na obr. 5.28. Z obr.5.29 je vidět, že bod A neleží v ose Y na stejné hodnotě jako bod ležící na kontuře, proto je třeba souřadnici Y bodu A v bloku 50 vypočíst dle obr. 5.30. Při změně směru pohybu nástroje musí nástroj B zastavit vždy tak, aby byl tečně k ploše právě obráběné a současně k ploše, kterou bude obrábět v dalším bloku. Tato skutečnost je znázorněna na obr. A 2 5.30, přičemž hledaný bod A je střed nástroje. Tím, že se střed Δy nástroje posouvá po ekvidistantě vzdálené od obráběné plochy o 1 poloměr nástroje R, je souřadnice Obrobek X jasně dána. Nástroj se musí pohybovat pouze v ose Y. Z obrázku je dále vidět, že k souřadnici 50, kterou je možno zjistit na výrobním výkrese, bude potřeba připočíst hodnotu Obr. 5.30 Schéma výpočtu souřadnic ekvidistanty pro označenou Δy. bod A 1

2

Δy

5

α/2

X1

R Obr. 5.31 Trojúhelníky pro výpočet souřadnic

K vypočtení hodnoty Δy bude využit trojúhelník, označený v obr.5.30 jako 1, který je ve zvětšeném provedení na obr.5.31. Známou hodnotou v tomto trojúhelníku je jedna strana, což je poloměr nástroje. Hledanou hodnotou je Δy. Pro výpočet je ještě potřeba dopočítat úhel, který je označen v obr. jako α/2. Pomocí trojúhelníku, označeného v obr.5.30 jako 2, a úhlu 125° lze snadno zjistit, že tečny svírají úhel, který bude označen jako α a je v tomto případě 145°. Pro další výpočty bude vždy platit, že úhel, který svírají přímky, které jsou tečné k nástroji, bude označen jako α. Z obr.5.31 a 5.32 je jasné, že úhel, který označíme jako β, lze vypočítat jako 125 –90 => β = 35. Pro zbývající úhel v trojúhelníku 2 platí γ = 180-90-35 = 55. Dále z obr.5.30 vyplývá, že α = 90+55 = 145°. Z poznatků geometrie je známo, že spojnice průsečíku tečen se středem kružnice půlí úhel, který tyto tečny svírají. To je tedy zakótovaný úhel α/2 = 72,5°. Z pravoúhlého trojúhelníku 1 na obr.5.31 pak platí, že: - 88 -

Modul V.

Δy =


R 4 = = 1,26 ⎛ α ⎞ tg 72,5 tg⎜ ⎟ ⎝2⎠

Souřadnice Y v bloku 45 pak bude 50+ 1,25 = 51,26 N55

G01

X 742

Y 5900

Z –250

F 300

Podobným způsobem je potřeba vypočítat i souřadnice pro další blok. Z obrázku 5.32 je zřejmé, že známa je souřadnice Y, protože nástroj musí zastavit 4 mm od horní hrany osazení tak, aby mohl pokračovat v obrábění této hrany. Neznámou pak zůstává souřadnice X.

α

α/2 R

B

Δx

α/2

Δx

Obrobek

Obr. 5.32 Schéma výpočtu souřadnic ekvidistanty pro bod B Způsob řešení je obdobný jako v předchozím případě. Hledanou hodnotou je tentokrát Δx. R 4 Δx = = = 2,08 ⎛ α ⎞ tg 125 tg⎜ ⎟ 2 ⎝2⎠ K tomu, aby souřadnici středu nástroje bylo možno vypočíst, je však třeba znát souřadnice levého horního rohu obrobku. Souřadnice lze dopočítat pomocí souřadnice X1 dle trojúhelníka 2 na obr. 5.31, kde pro X1 platí: X1 = 5.tg(125-90) = 3,5mm. poté souřadnice levého horního bodu obrobku je po odečtení souřadnic z výkresu Xlr =6+3,5 = 9,5mm a pro dopočtení souřadnice středu nástroje X pak z obr. 5.32 bude platit X = Xlr – Δx. X = 9,5 – 2,08 = 7,42mm Ze zatím uvedených výpočtů lze říci, že pro Δ, o které je potřeba střed nástroje posunout od příslušné osy, platí následující vztah (1) .

Δ=

R ⎛α ⎞ tg⎜ ⎟ ⎝2⎠

(1)

kde R je poloměr nástroje α je úhel, který svírají tečny k nástroji. - 89 -

Modul V. N60

G01

Ruční programování X 7637

Y 5900

Z –250

F 300

Pro výpočet souřadnic programovaného bodu C platí podobný postup jako v předchozích případech. Pro souřadnici Y zůstává neměnná hodnota. Pro výpočet souřadnice X bude využit vztah (1). Pro užití vztahu (1) je nutno zjistit úhel α. K tomu je vždy dobré nakreslit si názorný obrázek, který usnadní řešení, tzn. nakreslit ve zvětšeném měřítku řešenou část obrobku, naznačit přímky, ke kterým má stát nástroj tečně, a označit úhel α, který tyto přímky svírají. Dále pak označit známé veličiny a na základě znalostí základní matematiky a geometrie určit úhel α. α

C R β α

α/2

D

Obrobek Δx

Obr. 5.33 Schéma výpočtu souřadnice ekvidistanty pro bod C Při určování úhlu α vycházíme z obr.5.33, kde je vidět, že úhel α lze vypočíst jako: α = 180-β Úhel β je možno vypočíst z prostředního trojúhelníku na obr. 5.33. 7 Platí: arctgβ = ⇒ β = 37,9° 9 Po dosazení dostaneme α = 180-37,9 = 142,1°. tedy:

Δx =

R 4 = = 1,37 Konečná souřadnice je pak X = 90 - 15 + Δx = 76,37. ⎛ α ⎞ tg 142,1 tg⎜ ⎟ 2 ⎝2⎠

Obr. 5.34 Znázornění dráhy po provedení bloku N60 - 90 -

R

β

Modul V. N65

G01


Y 4996

Z –250

F 300

Souřadnice bodu D se vypočtou podobným principem jako souřadnice předchozích bodů, opět pomocí vztahu (1). Z prostředního trojúhelníka na obr. 5.33 si vypočteme úhel γ tj. γ = 90 – β = 90-37,9 = 52,1° a úhel mezi tečnami nástroje α = 180-52,1=127,9°

Δy =

N70 N75

R 4 = = 1,96 ⎛ α ⎞ tg 127,9 tg⎜ ⎟ 2 ⎝2⎠ G01 G02

X 8800 X 7600

Konečná souřadnice je pak Y = 60 - 12 + Δy= 49,96mm.

Y 1300 Y 100

Z –250 Z –250

F 300 F 300

R E

Obrobek

Ekvidistantní dráha

R

F Obr. 5.35 Schéma výpočtu souřadnic ekvidistanty pro body E a F

Na obr.5.35 je načrtnut pravý dolní roh obrobku. Z tohoto obrázku je dobře patrné, jakým způsobem byly získány souřadnice v blocích 70 (bod E) a 75 (bod F) .

Obr. 5.36 Znázornění prog. dráhy(ekvidistanty) po provedeni bloků 70 a 75 - 91 -

Modul V. N80

G01


Y 100

Z –250

F 300

Bod G: Pro určení úhlu α opět potřebujeme určit uhel sražení β: Tento úhle spočteme, když si doplníme sražení na trojúhelník, který bude mít dle výkresu odvěsnu ve směru X rovnou 7 mm a ve směru Y rovnou 5 mm. 5 ⇒ β = 35,54° 7 Po dosazení dostaneme α = 180-35,54 = 144,46°. tedy: arctgβ =

Δx =

N85

4 R = = 1,28 Konečná souřadnice je pak X = 13 - Δx = 11,72 mm ⎛ α ⎞ tg 144,46 tg ⎜ ⎟ 2 ⎝2⎠ G01

X 100

Y 865

Z –250

F 300

Jelikož je dobré o nějaký úsek vyjet z materiálu, posuneme si bod H o 1 mm v souřadnici X. Tedy jako by bylo sražení do vzdálenosti 5 mm. Souřadnice Y se vypočte ze stejného trojúhelníka jako v bloku N80 úhel β. y = x ⋅ tgβ = 1 ⋅ tg 35,54° = 0,71mm Tedy myšlený bod na obrobku není bude vůči počátku v souřadnicích [5 ; 10,71]

Při výpočtu programované souřadnice Y se bude postupovat: Ze stejného trojúhelníka, jako byl počítán úhel β si vypočteme úhel γ tj. γ = 90 – β = 90-35,54 = 54,46° a úhel mezi tečnami nástroje α = 180- γ =180- 54,46=125,54°

Δy =

4 R = = 2,06 ⎛ α ⎞ tg 125,54 tg ⎜ ⎟ 2 ⎝2⎠

Konečná souřadnice je pak Y = 10,71 - Δy= 8,65 mm.

Tedy programovaný bod bude mít souřadnice [1 ; 8,65] N90 N95 N100 N105

G01 G00 M05 M30

X 100 X -2000

Y 865 Y 6000

Z 2000 Z 2000

F 300

V bloku N90 dochází k zvednutí nástroje od obrobku v souřadnici Z a v bloku 95 pak dochází k najetí do výchozího bodu. V bloku N100 je ukončena rotace vřetena a pak je funkcí M30 v bloku N105 program ukončen. Dráha středu nástroje, naprogramovaná v uvedeném programu je znázorněna na obr.5.37.

- 92 -

Modul V.


Obr. 5.37 Znázornění drah nástroje pro celý program najednou

Program s přejížděním rohů kompletně: N00 N05 N10 N15 N20 N25 N30 N35 N40 N45 N50 N55 N60 N65 N70 N75 N80 N85 N90 N95 N100 N105

G90 G92 M06 M03 G00 G00 G01 G01 G01 G01 G01 G01 G01 G01 G01 G02 G01 G01 G01 G00 M05 M30

X –2000 D00 Z00

Y 6000 S1790

Z 2000 T01

X 00 X 00 X 00 X 9000 X 9000 X 200 X 200 X 742 X 7637 X 8800 X 8800 X 7600 X 1172 X 100 X 100 X –2000

Y –600 Y –600 Y 6000 Y 6000 Y –100 Y –100 Y 5126 Y 5900 Y 5900 Y 4996 Y 1200 Y 100 Y 100 Y 865 Y 865 Y 6000

Z 2000 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 Z 2000 Z 2000

F 300 F 300 F 300 F 300 F 300 F 300 F 300 F 300 F 300 F 300 F 300 F 300 F 300

Pro porovnání rozdílnosti programů pro různé řídící systémy je uveden stejný program pro řídící systém SINUMERIK 810. Zde se již nemusejí opakovat hodnoty jednotlivých souřadnic, které jsou během obrábění neměnné.

- 93 -

Modul V.


N00 G90 G40 N05 M6 D0 N10 M3 N15 G0 X0 N20 Z –2,5 N25 G1 Y 60 N30 X 90 N35 Y -1 N40 X 2 N45 Y51,26 N50 X 7,42 N55 X 76,37 N60 X 88 N65 Y 13 N70 G2 parametry N75 G1 N80 X1 N85 Z20 N90 G0 N95 M05 N100 M30

5.4.

G54 Z0

G71 S1790

T1

Y -6

Z 20

F 300

Y59 Y 49,96 X 76

Y1

I -12

J0

zde musí být použity interpolační

X 11,72 Y 8,65 X-20

Y60

Tvorba NC programu pro nerotační součást bez použití korekce s překlápěním

Předchozí příklad řešil NC program metodou přejíždění. V praxi je však možno setkat se ještě s jednou metodou obrábění rohů nerotačních součástí, která se označuje jako „s překlápěním“. Tato metoda bude vysvětlena v další části této kapitoly na stejném příkladu (obrobku), aby byly vidět rozdíly mezi oběma programy. V první části programu je v první řadě polotovar opět hrubován. Tato část bude stejná jako v prvním případě. Po provedení bloků N0 až N45 je nástroj na pozici jako v obr.5.28. N00 N05 N10 N15 N20 N25 N30 N35 N40 N45

G90 G92 M06 M03 G00 G00 G01 G01 G01 G01

X –2000 D00 Z00

Y 6000 S1790

Z 2000 T01

X 00 X 00 X 00 X 9000 X 9000 X 200

Y –600 Y –600 Y 6000 Y 6000 Y –100 Y –100

Z 2000 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250

F 300 F 300 F 300 F 300

Principem této metody, že nástroj se kolem obráběného rohu pohybuje po kružnici. Nástroj se tedy nastaví na roh obrobku. V tomto místě programu přijde kruhová interpolace, která nástroj kolem rohu otočí tak, aby nástroj stál tečně k ploše, která bude obráběna v dalším bloku. Lépe patrné toto bude na obr.5.38 a 5.39, na kterém je znázorněna dráha středu nástroje pro obrábění na čisto, kterou je potřeba naprogramovat. - 94 -

Modul V.

Ruční programování 4

5

B

C

6

3 2

7

A

1

H

8

E

9

F

G 12

D

11

10

Obr. 5.38 Znázornění programované dráhy, bodů N50

G01

X 200

Y 5000

Z –250

F300

V bloku N50 dochází k najetí nástroje na roh osazení obrobku A (střed nástroje je v bodě 1). Souřadnice bodu A jsou patrné z výkresu součásti. V obr.5.38 a 5.39 je pak naznačeno, že kolem tohoto bodu musí být nástrojem opsán kruhový oblouk o poloměru R (poloměr nástroje). Tento oblouk začíná v bodě 1 a končí v bodě 2. Při využití metody překlápění je tedy vždy též potřeba dopočítat souřadnice několika bodů. V tomto případě to budou body 1 až 12, přičemž některé z nich bude možno vyčíst přímo z výrobního výkresu. Δx3

ε

Δy3

3

4 P2 B

β

Δy2

2 γ

δ 1

P1

A

Δx2

Obr. 5.39 Schéma k výpočtu programovaných souřadnic - 95 -

Modul V. N55


G02

X 272

Y 5229

Z –250

F 300

Pro výpočet bodu souřadnic bodu 2 bude využit trojúhelník P1A2 viz. Obr. 5.39. V tomto trojúhelníku je známa přepona a jeden úhel, což je dostačující pro dopočítání zbývajících stran, které jsou označeny jako Δx2, Δy2. Tyto hodnoty pak budou přičteny(odečteny) k souřadnicím bodu 1, čímž budou získány souřadnice bodu 2, které mohou být již použity přímo v programu. Úhel δ lze dopočítat podle vztahu 180-90-γ, přičemž úhel γ byl vypočítán již v prvním příkladě a je 55°. Úhel δ = 180-90-55 = 35°. Δx cos δ = 2 ⇒ Δx 2 = R ⋅ cos δ = 4 ⋅ cos 35 = 3,28 Pak platí: R Δy sin δ = 2 ⇒ Δy 2 = R ⋅ sin δ = 4 ⋅ sin 35 = 2,29 R Souřadnice X bodu 2 se dá určit jako X2 = XA - Δx2 = 6 - 3,28 = 2,72 Souřadnice Y bodu 2 se dá určit jako Y2 = YA + Δy2 = 50 + 2,29 = 52,29 N60

M99

I 400

J0

K0

V bloku N60 je pak speciální funkce M99, která je specifická pro použitý řídící systém. Tato funkce musí vždy přijít poté, kdy je v předchozím bloku použita kruhová interpolace. Jedinou výjimku tvoří kruhová interpolace při níž nástroj vykoná čtvrtkruh, tedy oblouk o úhlu 90°, přičemž tento oblouk musí ležet v jednom kvadrantu. Kvadrant je určován kartézským souřadným systémem procházejícím příslušným středem kruhového oblouku. V případě, že tomu tak není musí být tento oblouk rozložen na 2 části. Na obr. 5.40 vlevo je znázorněna varianta, kdy se nástroj pohybuje po čtvrtkruhu, přičemž ten leží v jednom kvadrantu. Této dráze bude odpovídat v programu následující blok: Y2 Z2 Fxxx N05 G02 X2 V pravé části obrázku jsou pak naznačeny další varianty, se kterými je možno se setkat. Pro pohyb po obloku vymezeného body 3 a 4 se v NC programu budou muset nacházet bloky: N05 N10

G02 X4 M99 I(X3-Xs)

Y4 J(Y3-Ys)

Z4 K(Z3-Zs)

Fxxx Y

Y

Yo 3 4

Yo

Xo

1

Yo 5 6

2 Xo

Xo

X

7

Obr. 5.40 Různé příklady kruhových interpolací - 96 -

X

Modul V.


Ve třetím případě, kdy oblouk zasahuje do více kvadrantů, je potřeba tento oblouk rozdělit tak, aby v programu byl nejdříve pohyb nástroje z bodu 5 do bodu 6 a pak z bodu 6 do bodu 7. V programu to bude vypadat asi takto. Z bodu 5 do bodu 6 nástroj opisuje celý čtvrtkruh, který leží v jednom kvadrantu a proto je možno psát bez interpolačních parametrů. Druhá část oblouku však v programu musí být uvedena s interpolačními parametry. Je nutno zopakovat, že se jedná o specifikum použitého řídícího systému a většina moderních řídících systému zvládá kruhovou interpolaci bez ohledu na tom, v kolika kvadrantech oblouk leží. N05 N10 N15

G02 G02 M99

X6 X7 I(X6-Xs)

Y6 Y7 J(Y6-Ys)

Z6 Z7 K(Z6-Zs)

Fxxx Fxxx

Z obr. 5.39 je zřejmé, že v tomto 3 případě jde o oblouk menší než 90° ležící v jednom kvadrantu a proto musí po bloku B N55 následovat funkce M99 J s interpolačními parametry. Interpolační parametry pomáhají blíže specifikovat 2 oblouk (směr, orientace v rovině příp. v prostoru) a určují se následujícím δ způsobem: Do počátečního bodu oblouku (v A I 1 K tomto případě bod1 viz. obr. 5.41) si vymyslíme imaginární souřadný systém s osami I, J, K kde osa I odpovídá ose X, osa J odpovídá ose Y a osa K odpovídá ose Z. V tomto imaginárním systému pak musí být určeny souřadnice bodu, kolem kterého nástroj vykonává kruhový pohyb (v tomto případě bod A). Souřadnice tohoto bodu I, J, K pak odpovídají hodnotám uvedeným v bloku N60. Z obrázku je vidět, Obr. 5.41 Schéma k výpočtu programovaných souřadnic že souřadnice v ose I je rovna poloměru nástroje I(X1-XA) = 2-6 = -4 a souřadnice v ose J je rovna 0: (Y1-YA) = 50-50 = 0. Použití řídící systém neuvažuje znaménka interpolačních parametrů. Interpolační parametry se zde zadávají absolutně. N65 N70

G01 G02

X 622 X 950

Y 5729 Y 5900

Z –250 Z –250

F 300 F 300

Po překlopení kolem bodu A do bodu 2 je potřeba dostat se nástrojem do bodu 3 a pak z bodu 3 nástroj překlopit kolem bodu B do bodu 4. Souřadnice bodu 3 jsou opět neznámou a je potřeba je dopočítat. Souřadnice bodu 4 a B jsou známy již předchozích výpočtů, nebo je lze odečíst z výrobního výkresu. Souřadnice bodu 4: [9,5;59;-2,5] Souřadnice bodu B: [9,5;55;-2,5] Při výpočtu souřadnic bodu 3 se opět vychází z obr. 5.39. Tentokrát pro výpočet bude stěžejní trojúhelník BP23. V tomto trojúhelníku je známa přepona a úhel ε, který lze vypočíst jako: ε = 180 – 90 – β, přičemž β je známo též již z výpočtu z příkladu 1 a je β = 35°. Po dosazení: ε = 180 – 90 – 35 = 55°. - 97 -

Modul V.


Neznámými jsou tedy strany trojúhelníka označené jako Δy3 a Δx3, které pak budou přičteny respektive odečteny od souřadnic bodu B. Δy Platí: cos ε = 3 ⇒ Δy 3 = R ⋅ cos ε = 4 ⋅ cos 55 = 2,29 R Δx3 sin ε = ⇒ Δx3 = R ⋅ sin ε = 4 ⋅ sin 55 = 3,28 R Souřadnice X bodu 3 se dá určit jako X3 = XB - Δx3 = 9,5 - 3,28 = 6,22 Souřadnice Y bodu 3 se dá určit jako Y3 = YB + Δy3 = 55 + 2,29 = 57,29 M99

I 328

J 229

Opět je třeba přidat interpolační parametry vyvolané funkcí M99. Do bodu 3 si zvolíme imaginární souřadný systém I, J, K a určíme souřadnice středu otáčení (bodu B) z bodu 3 do bodu 4. Vychází se z obr. 5.42. Podle tohoto obrázku lze i a j zakótované na náčrtu snadno vypočíst. I = X3-XB = 6,22-9,5 = -3,28 J = Y3-YB = 57,29-55 = -2,29

K0

J 4 3

ε

j

N75

i

I B

2 A

Obr. 5.42 Schéma k výpočtu programovaných souřadnic N80

G01

X 7500

Y 5900

Z –250

F 300

V tomto bloku se nástroj bude pohybovat do bodu 5. Souřadnice bodu 5 jsou souřadnice středu frézy a jsou odečteny z výkresu součásti. N85

G02

X 7746

Y 5816

Z –250

F 300

Z bodu 5 bude nástroj překlopen do bodu 6. Souřadnice bodu 6 budou vypočteny podobným způsobem jako u souřadnic předchozích bodů. Zavedením pravoúhlého trojúhelníka mezi body 5, 6 a C, který má odvěsny potřebných vzdáleností Δx a Δy. δ= 180 – 90 – β, přičemž β je známo též již z výpočtu z příkladu 1 a je β = 37,9°. Po dosazení: δ = 180 – 90 – 37,9 = 52,1°. Pak platí:

Δx ⇒ Δx = R ⋅ cos δ = 4 ⋅ cos 52,1 = 2,46 R Δy sin δ = ⇒ Δy = R ⋅ sin δ = 4 ⋅ sin 52,1 = 3,16 R cos δ =

- 98 -

Modul V.


Souřadnice X bodu 6 se dá určit jako X6 = XC + Δx = 75 + 2,46 = 77,46 Souřadnice Y bodu 6 se dá určit jako Y6 = YC + Δy = 55 + 3,16 = 58,16 N90

M99

I 00

J 400

K 00

V tomto bloku musí být opět zavedena funkce M99. Souřadnice středu oblouku vůči jeho počátku jsou. I = X5 – XC = 75-75=0 J = Y5 – YC = 59-50=4 N95

G01

X 8716

Y5045

Z –250

F 300

Z bodu 6 se bude nástroj pohybovat do bodu 7. Souřadnice bodu 7 budou vypočteny podobným způsobem jako u souřadnic předchozích bodů. Zavedením pravoúhlého trojúhelníka mezi body 7, 8 a D, který má odvěsny potřebných vzdáleností Δx a Δy. δ= 180 – 90 – β, přičemž β je známo též již z výpočtu z příkladu 1 a je β = 52,1°. Po dosazení: δ = 180 – 90 – 52,1 = 37,9°. Δx Pak platí: cos δ = ⇒ Δx = R ⋅ cos δ = 4 ⋅ cos 37,9 = 3,16 R Δy sin δ = ⇒ Δy = R ⋅ sin δ = 4 ⋅ sin 37,9 = 2,45 R Souřadnice X bodu 7 se dá určit jako X7 = XD + Δx = 84 + 3,16 = 87,16 Souřadnice Y bodu 7 se dá určit jako Y7 = YD + Δy = 48 + 2,45 = 50,45 N100 G02

X 8800

Y 4800

Z –250

Z bodu 7 bude nástroj překlopen do bodu 8. Souřadnice bodu 8 jsou souřadnice středu frézy a jsou odečteny z výkresu součásti. N105 M99

I 316

J 245

K 00

V tomto bloku musí být opět zavedena funkce M99. Souřadnice středu oblouku vůči jeho počátku jsou. I = X7 – XD = 87,16-84=3,16 J = Y7 – YD = 50,45-48=2,45 N110 G01

X 8800

Y 1300

Z –250

F 300

V tomto bloku se nástroj bude pohybovat do bodu 9. Souřadnice bodu 9 jsou souřadnice středu frézy a jsou odečteny z výkresu součásti. N115 G02

X 7600

Y 100

Z –250

F 300

V tomto bloku se nástroj bude pohybovat do bodu 10. Souřadnice bodu 10 jsou souřadnice středu frézy a jsou odečteny z výkresu součásti. Jelikož je rádius v celém kvadrantu 90°, nemusí se používat fce M99. N120 G01

X 1300

Y 100

Z –250

- 99 -

F 300

Modul V.


V tomto bloku se nástroj bude pohybovat do bodu 11. Souřadnice bodu 11 jsou souřadnice středu frézy a jsou odečteny z výkresu součásti. N125 G02

X 1068

Y 175

Z –250

F 300

Z bodu 11 bude nástroj překlopen do bodu 12. Souřadnice bodu 12 budou vypočteny podobným způsobem jako u souřadnic předchozích bodů. Zavedením pravoúhlého trojúhelníka mezi body 11, 12 a G, který má odvěsny potřebných vzdáleností Δx a Δy. δ= 180 – 90 – β, přičemž β je známo též již z výpočtu z příkladu 1 a je β = 35,54°. Po dosazení: δ = 180 – 90 – 35,54 = 54,46°. Δx ⇒ Δx = R ⋅ cos δ = 4 ⋅ cos 54,46 = 2,33 R Δy sin δ = ⇒ Δy = R ⋅ sin δ = 4 ⋅ sin 54,46 = 3,25 R Souřadnice X bodu 12 se dá určit jako X12 = XG + Δx = 13 – 2,33 = 10,67 Souřadnice Y bodu 12 se dá určit jako Y12 = YC + Δy = 5 – 3,25 = 1,75

Pak platí:

cos δ =

N130 M99

I0

J 400

K 00

V tomto bloku musí být opět zavedena funkce M99. Souřadnice středu oblouku vůči jeho počátku jsou. I = X12 – XG = 13-13=0 J = Y12– YG= 1-5= -400 Zbytek programu je stejný jako v případě přejíždění souřadnic N135 N140 N145 N150 N155

G01 G01 G00 M05 M30

X 100 X 100 X -2000

Y 865 Y 865 Y 6000

Z –250 Z 2000 Z 2000

F 300 F 300

Program s překlápěním kompletně: N00 N05 N10 N15 N20 N25 N30 N35 N40 N45 N50 N55 N60 N65

G90 G92 M06 M03 G00 G00 G01 G01 G01 G01 G01 G02 M99 G01

X –2000 D00 Z00

Y 6000 S1790

Z 2000 T01

X 00 X 00 X 00 X 9000 X 9000 X 200 X 200 X 272 I 400 X 622

Y –600 Y –600 Y 6000 Y 6000 Y –100 Y –100 Y 5000 Y 5229 J0 Y 5729

Z 2000 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 K0 Z –250

- 100 -

F 300 F 300 F 300 F 300 F300 F 300 F 300

Modul V. N70 N75 N80 N85 N90 N95 N100 N105 N110 N115 N120 N125 N130 N135 N140 N145 N150 N155

G02 M99 G01 G02 M99 G01 G02 M99 G01 G02 G01 G02 M99 G01 G01 G00 M05 M30

Ruční programování X 950 I 328 X 7500 X 7746 I 00 X 8716 X 8800 I 316 X 8800 X 7600 X 1300 X 1068 I0 X 100 X 100 X -2000

Y 5900 J 229 Y 5900 Y 5816 J 400 Y5045 Y 4800 J 245 Y 1300 Y 100 Y 100 Y 175 J 400 Y 865 Y 865 Y 6000

Z –250 K0 Z –250 Z –250 K 00 Z –250 Z –250 K 00 Z –250 Z –250 Z –250 Z –250 K 00 Z –250 Z 2000 Z 2000

F 300 F 300 F 300 F 300 F 300 F 300 F 300 F 300 F 300 F 300

Pro porovnání rozdílnosti programů pro řídící systémy je uveden stejný program pro řídící systém SINUMERIK 810. Zde odpadá používání funkce M99 a interpolační parametry pro kruhovou interpolaci jsou přímo uváděny v blocích s funkcemi G2 nebo G3. N00 N05 N10 N15 N20 N25 N30 N35 N40 N45 N50 N55 N60 N65 N70 N75 N80 N85 N90 N95 N100 N105 N110 N115 N120

G90 G40 G54 M6 D0 Z0 M3 G0 X0 Z –2,5 G1 Y 60 X 90 Y -1 X2 Y 50 G2 X 2,72 G1 X 6,22 G2 X 9,5 G1 X 75 G2 X 77,46 G1 X 86,46 G2 X 88 G1 Y 13 G2 X 76 G1 X 13 G2 X 10,68 G1 X1 Z 20 M5 M30

G71 G17 S1790

T1

Y -6

Z 20

F 300

Y 52,29 Y 57,29 Y 59

I4

J0

I 3,28

J -2,29

Y 58,16 Y51,16 Y 48

I0

J -4

I -2,46

J -3,16

Y1

I -12

J0

Y 1,75 Y 8,65

I0

J4

- 101 -

Modul V.

5.5.


Tvorba NC programu pro nerotační součást s použitím korekce

V této kapitole bude ukázán postup tvorby NC programu s použitím korekce pro součást z kapitoly 5.3. Využití korekce je v praxi velmi časté a proto je nutné tuto problematiku dobře zvládnout. Použití korekcí totiž přináší značné zjednodušení programu. To spočívá v tom, že programovány mohou být přímo body, jejichž souřadnice lze vyčíst z kót výrobního výkresu. K posunutí nástroje pak dochází právě vlivem korekce. Na obr.21 je znázorněna programovaná dráha, která je shodná s konturou osazení. Stejně jako v prvním případě je potřeba součást nejdříve hrubovat. Jelikož řídící systém stroje Emco F1 CNC nepracuje z funkcemi G41 a G42, bude program uveden pro řídící systém Sinumerik 810.

Obr. 5.43 Programovaná dráha a body při frézování součásti s korekcí N00 N05 N10 N15 N20 N25

G90 T1 M03 G00 G00 G01

G54 M06

G71 D1

G17 S1790

G40 X 0

Y -6

G41

Y 10

X4

Z 20 Z –2,5 F 300

Zapnutí korekce zleva fcí G41. Stojíme-li čelem ve směru pohybu nástroje, nástroj je po levé straně od obráběného povrchu. Jedná se o poloměrovou korekci, která přizpůsobí dráhu nástroje jeho rozměru. Délková korekce je rovna 0. V tomto případě není její použití potřebné. N30 N35 N40 N45 N50 N55 N60 N65 N70 N85

Y 57 X 86 Y3 X6 X 9,5 X 75 X 84 G02

X 76

Y 50 Y 55 Y 48 Y 13 Y5

I -8

- 102 -

J0

Modul V. N90 N90 N95 N100 N105 N110


G01 G00 G00 M05 M30

X 13 X5

Y 10,71

X -20

Y 60

Z 20 G40

Z uvedeného programu je jasně vidět, že programovány byly skutečně pouze souřadnice bodů, které lze odečíst z výkresu. Zařazením korekce do programu řídící systém dráhu nástroje upraví tak, aby byla obráběná kontura správně obrobena. Dráha středu nástroje tedy bude shodná s jedním ze dvou dříve uvedených příkladů. Rozdíl zde je v tom, že ve skutečnosti je programována dráha ostří nástroje. Využití korekcí je výhodné zejména tam, kde se obrobek obrábí několika nástroji po sobě.

5.6.

Zobecnění NC programu – parametrické programování

Při využívání NC strojů je snahou co nejvíce zkrátit čas technologické přípravy, tj. zkrátit i čas přípravy vlastního NC programu. Jednou z cest jak toho dosáhnout je i to, že lze konkrétní NC programy zobecňovat využitím parametrického programování. Všechny současné řídící systémy umějí pracovat s obecnými proměnnými místo konkrétních dat. Parametrizaci lze s výhodou využít tam, kde se vyrábí součásti shodného a nebo podobného tvaru v různých velikostech. Pak lze vytvořit jeden vzorový program, tento odladit a zoptimalizovat a ostatní příbuzné díly vyrábět dle tohoto programu pouze změnou zadaných parametrů. Parametrické programování lze využít jak při tvorbě hlavních programů tak i podprogramů. Všechny pevné cykly, které jsou k dispozici u současných řídících systémů, jsou tvořeny jako parametrické programy, kde pro danou technologickou operaci jsou v záhlaví specifikovány pomocí parametrů základní její údaje. Zadávání parametrů u jednotlivých řídících systémů není normalizováno, takže každý výrobce řídících systémů zavádí parametry dle svých zvyklostí, např. fa HEIDENHAIN používá pro zadávání parametrů adresu Q (dříve užívala i adresu P), fa SIEMENS používá adresu R apod.. U českých systémů se využívala pro zadávání parametrů také adresa E. Dle normy ISO 6983 je parametr označen #. Parametry lze požívat jak pro geometrické tak technologické funkce. Postup při parametrizaci je následující:

1. Vytyčení proměnných pro parametrizaci (geometrie, technologie, kombinace) 2. Definice proměnných (parametrů) a jejich případných vzájemných vazeb, okrajové podmínky pro výpočet, definice pomocných proměnných (parametrů) 3. Vytvoření NC programu pro konkrétní hodnoty proměnných 4. Implementace parametrů do programu = zobecnění NC programu = cykly, podmíněný příkazy, příkazy skoku v programu, aritmetické a logické operace 5. Odladění a odzkoušení NC programu pro různé hodnoty parametrů

- 103 -

Modul V.


Příklad využití parametrického programování Volně použitelné parametry: Q0 – Q99 Parametry pro zvláštní funkce: Q100 – Q199 Parametry používané přednostně pro cykly: Q200 – Q299

Q3 - hloubka přísuvu Q10 – x-ová souřadnice středu Q11 – y-ová souřadnice středu Obr. 5.44 Zakótovaná součást pomocí parametrů %Parametrické programovaní G71

}

N10 D00 Q1 P01 +80 N20 D00 Q2 P01 +50 Zadání rozměrů Q1, Q2, Q4, Q5, G6 dle výrobního N30 D00 Q3 P01 +2 výkresu N40 D00 Q4 P01 +40 Q3 – velikost hloubky přísuvu N50 D00 Q5 P01 +40 N60 D00 Q6 P01 +15 N70 Q10=Q1/2 - definice X souřadnice středu díry N80 Q11=Q2/2 - definice Y souřadnice středu díry N85 Q12= Q4/2 - definice poloměru díry N90 G30 G17 X+0 Y+0 Z-40 - definice min. rozměru polotovaru N100 G31 G90 X+80 Y+50 Z+0 - definice max. rozměru polotovaru N110 T1 G17 M06 - definice nástroje N120 G00 G90 X+Q10 Y+Q11 Z+100 - definice začátku obrábění v osách X, Y N130 Z+2 M03 S900 - definice začátku obrábění v ose Z a roztočení vřetene N140 G78 P01 2 P02 –Q6 P03 –Q3 P04 60 P05 Q12 P06 120

G78 – cyklus pro obrobení kruhové dutiny P01 definice P02 definice hloubky dutiny P03 hloubka přísuvu

P04 rychlost posuvu pro zafrézování na P03 P05 poloměr díry P06 posuv pro frézování „rozjíždění“ díry

N150 G00 G90 G40 X+Q10 Y+Q11 Z+2 M99 N160 Z+100 N170 X-20 Y+Q2 M05 N180 M30

- provedení definovaného cyklu, M99 – vyvolání cyklu

- výjezd nad materiál - odjezd nástroje, zastavení vřetene - konec programu

Kromě toho lze v parametrickém programování využívat i základní početní úkony (sčítání, odčítání, dělení, násobení, umocňování apod.) a matematické funkce – viz. tab.1. Lze požívat i logické operace – viz. tab.2. - 104 -

Modul V.

Název

Sčítání Odčítání Násobení Dělení Závorky Umocnění Odmocnění Sinus Cosinus Tangens Arcus - sinus Arcus - cosinus Arcus - tangens Umocnění Konstanta PI Přirozený logaritmus Dekadický logaritmus Exponenciální funkce Negace Celočíselná hodnota Absolutní hodnota


Označení + * / () SQ SQRT SIN COS TAN ASIN ACOS ATAN ^ PI LN LOG EXP NEG INT ABS

Příklad zadání Q20= Q1 + Q10 Q11= Q2 – Q5 Q10= Q3 * 5 Q11= Q8/Q5 Q21= Q3 * (Q1 – Q4) Q12= SQ Q1 Q22= SQRT 156 Q3= SIN 60 Q6= COS Q10 Q8= TAN (Q21/Q3) Q30= ASIN 0,85 Q31= ACOS Q40 Q50= ATAN 5,42 Q41= Q1 ^ 8 Q7= PI * Q1 * Q5 Q24= LN Q10 Q44= LOG 45 Q61= EXP Q2 Q10= NEG Q1 Q50= INT Q50 Q54= ABS Q24

Tab. 5.1 Základní početní úkony Popis jestliže X je rovno Y jdi na jestliže X je různé od Y jdi na jestliže X je větší než Y jdi na jestliže X je menší než Y jdi na

Označení EQ NE GT LT

D9 D10 D11 D12

Příklad zadání IF Q1 EQ Q2 GO TO LBL5 IF 10 NE Q10 GO TO LBL20 IF Q1 GT Q12 GO TO LBL 22 IF Q5 LT 0 GO TO LBL1

Tab. 5.2 Matematické funkce

- 105 -

Modul VI.

6.1.

Technologické programování

Charakteristika systémů technologického programování

Pro programování současných NC strojů se celosvětově jako standard využívá ISO kód, se kterým umí komunikovat většina na trhu dostupných řídících systémů strojů. Kromě toho však dnes většina výrobců řídících systémů vyvíjí a využívá své programovací jazyky, které mají v případě programování přímo na řídícím systému, obsluze co nejvíce zjednodušit programování a tím samozřejmě i zkrátit čas přípravy NC programu. Hovoříme o tzv. systémech dílenského (nebo též technologického) programování. Všechny tyto systémy využívají pro názornost současné možnosti grafiky řídících systémů. U těchto programovacích systémů neplatí žádný mezinárodní standard jako u ISO kódu, což znamená, že pro každý řídící systém se musí obsluha naučit programování v příslušném systému dílenského programování. V současnosti mají všichni přední výrobci řídících systémů vyvinut systém dílenského programování – viz. tab.1. ŔÍDÍCÍ SYSTÉM Heidenhain Sinumerik Fanuc Mazak

Systém dílenského programování Dialog ShopTurn, ShopMill Manual Guide i Mazatrol

Tab. 6.1 Přehled nejznámějších systémů dílenského programování Systémy dílenského programování umožňují snadnější přechod firem, které provádějí většinu svojí produkce na klasických strojích, na stroje s NC řízením. Pokud bude stroj vybaven tímto systémem, pro obsluhu není podmínkou znalost ISO kódu a terminologií s ním spojená. Pro jednoduché obrábění lze použít ručních koleček a složitější tvary lze jednoduchým způsobem zadat do řídícího systému stroje. Zadávání rozměrových i technologických informací je prováděno pomocí klávesnice do připravených tabulek. Každý řádek je jednoznačně určený a buď pomocí obrázkové nebo textové nápovědy je specifikováno, jakou informaci zadat. Ze zmíněného vyplývá, že se vlastně jedná o princip parametrického programování, které bylo zmíněno v kap. 5. 6 s tím rozdílem, že zde jsou jednotlivé prováděné operace pevně dány pomocí obráběcích cyklů výrobcem systému dílenského programování. Tyto systémy umožňují rychlé a pohodlné zhotovení programů na jednoduché obráběné dílce. Ve složitějších případech někdy nastává problém s definicí daného obráběcího cyklu tak, aby výsledek byl správný. V těchto případech poté dochází k tomu, že musí být vymýšleny falešné omezující podmínky pro správné nadefinování obráběného dílce. Výsledkem je následně např., že nůž zbytečně jezdí naprázdno a výsledný čas obrábění je delší než kdyby byl program vytvořen mimo stroj v nějakém CAM systému. Důvodem je nemožnost ovlivnění drah nástroje. Možnost nastává až tehdy, kdy je převeden program do klasického ISO kódu, kde lze potom jednotlivé dráhy upravit. Ale v tomto případě odpadá výše zmíněná výhoda, že pro tyto systémy není znalost ISO kódu podmínkou. V další části budou ukázány obráběcí cykly využívané při tvorbě programu na obráběné součásti.

- 106 -

Modul VI.

6.2.


Přehled technologických cyklů

Cykly jsou všeobecně použitelné technologické podprogramy, pomocí kterých lze realizovat specifické obráběcí procesy, jako jsou např. řezání závitu, soustružení zápichů či frézování dutiny. Obráběcí cykly shrnují obrábění určité části obrobku do jediné věty (popř. u složitějších cyklu do několika málo vět). Tyto cykly jsou přizpůsobeny individuálnímu úkolu prostřednictvím definice parametrů. Problémem oproti ISO-kódu zůstává přenositelnost konkrétních cyklů na jiný stroj (řídící systém) – konkrétní popis cyklu není normalizován, výrobci strojů (systémů) je přizpůsobují danému stroji a používané technologii. Práce s cykly je uživatelsky příjemná a umožňuje programování přímo na stroji, kde obsluha stroje zadává pouze jednotlivé parametry pro daný zvolený cyklus dle výrobního výkresu. Zadávání většinou probíhá do formuláře (tabulky), kde se vyskytují pouze ty parametry, které je možno pro provedení zvoleného cyklu zadat a jsou zde většinou zvýrazněné parametry, které jsou pro provedení cyklu povinné. Obyčejně je tento formulář ještě doplněn grafickou nápovědou, kde je na zakótovaném obrázku zřetelně vidět, co který parametr znamená a jakou hodnotu je třeba odečíst z výrobního výkresu. Z hlediska zadávání dat z výrobního výkresu je možno rozdělit jednotlivé cykly na: jednoduché obráběcí cykly – tyto cykly slouží k provádění jednoduchých obráběcích operací, kde stačí zadat pouze odkud a do jakého místa se má nástroj pohybovat a jakými technologickými podmínkami. Po dojetí do koncového bodu se vrací do místa počátku (např. vyvrtání díry, podélné a příčné soustružení, frézování drážky) úběrové obráběcí cykly – tyto cykly již umožňují obrábění daných tvarů a to většinou jak v režimu hrubovacím, tak obrábění na čisto. Příkladem je např. soustružení osazení. Zadáním výchozího rozměru a koncového rozměru osazení, hloubky řezu a přídavku pro obrábění na čisto dojde z pohledu řídícího systému k optimálnímu určení drah nástroje. Je zde možnost dále zadat zkosení, přechodové rádiusy, kuželové plochy, ale pouze tak, jak umožňují jednotlivé parametry daného cyklu obrábění. Dalšími příklady jsou např. (frézování rovinné plochy, frézování čepu, frézování vybrání, hluboké vrtání) úběrové obráběcí cykly dle zadané kontury – oproti předchozím cyklům zde lze vytvořit libovolný obrys součásti pomocí editoru. Problémem zde nejsou většinou ani chybějící rozměry, jelikož vestavěné funkce pro výpočet kontur dopočítají neurčité tvary či různé přechody. V některých řídících systémech se kontura tvoří přímo v cyklu a je využitelná pouze zde. Některé řídící systémy umožňují konturu uložit a použít jí i v jiném cyklu. Takto vytvořené kontuře jsou dále přiřazovány dané obráběcí cykly. Dráhy nástroje jsou vytvářeny buď přímočaře (tj. dráhy jsou vytvořeny s ohledem na hloubku třísky buď ve vodorovném nebo svislém směru) nebo jako jednotlivé ekvidistanty, jejichž vzdálenost je rovna hloubce řezu (tzn. výchozí tvar je od počátku vytvářen jako budoucí tvar). Program je postupně tvořen jednotlivými obráběcími cykly v grafickém rozhraní stroje krok po kroku a ve většině případech je zde možnost každý krok odsimulovat a zkontrolovat průběh drah nástroje přímo na monitoru stroje. V případě chyb lze program jednoduše editovat. V některých případech obrábění je výhodné mít správně definované parametry nástrojů s ohledem na jejich geometrii, jelikož jednotlivé cykly dokáží ohlídat např. podříznutí nebo naopak zbytky materiálu vlivem špatně zvolené geometrie. Pokud je geometrie správně zadaná, systém upravuje dráhy nástrojů tak, aby nedošlo k poškození obrobku či nástroje. - 107 -

Modul VI.


Jak už z výše uvedeného vyplývá, není pro vytvoření NC programu užitím cyklů zapotřebí ISO/DIN kód, což snižuje nároky na obsluhu stroje. Možnost vkládání jednotlivých bloků pomocí G-funkcí je ale umožněna. Na druhou stranu je ale třeba říci, že při práci s cykly není u předem definovaných tvarů velká možnost volby počátku a konce obrábění a je nutno se spokojit s předdefinovanými algoritmy, které určují vlastní dráhy nástroje, do kterých není možno zasahovat. Proto v některých případech dochází k tomu, že obsluha musí složitě zadávat omezující tvary nebo se musí spokojit s tím, že nástrojový cyklus bude trvat delší dobu vlivem např. zbytečného přejíždění nástroje mimo řez. Další problém je, že většina starších řídících systémů neumí pracovat s jiným polotovarem, než-li kruhová tyč, v případě frézování polotovarem ve tvaru kvádru, krychle, či válce a není zde možnost zadat polotovar typu odlitek, výkovek atd. V dalším textu budou popsány jednotlivé používané cykly používané u řídících systémů SINUMERIK a HEIDENHAIN. Snahou bylo vybrat zástupce pro jednotlivé výrobní operace se stručným popisem zadávaných hodnot. Pozn: Jelikož všechny obrázky uvedené v dalším textu patří vždy k aktuálnímu popisu, nebudou číslovány a v textu na ně nebude odkazováno.

6.2.1. Řídící systém Sinumerik – jednotlivé obráběcí cykly pro verze 840D a nižší Cykly pro vrtání a vrtací vzory Vrtání, navrtávání středicích důlků – CYCLE81 CYCLE81 (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR) RFP a RTP (referenční rovina a návratová rovina) Referenční (RFP) a návratová (RTP) rovina se od sebe obvykle liší. V cyklu se vychází z toho, že návratová rovina se nachází před rovinou referenční. Vzdálenost návratové roviny a konečné vrtané hloubky je tedy větší než vzdálenost mezi referenční rovinou a konečnou vrtanou hloubkou. SDIS (bezpečnostní vzdálenost) Bezpečnostní vzdálenost (SDIS) je vztažena k referenční rovině. Bezpečnostní vzdálenost udává posunutí této roviny směrem k obrobku. Směr, ve kterém se bezpečnostní vzdálenost přičítá, je automaticky určován cyklem. DP a DPR (konečná vrtaná hloubka) Konečná vrtaná hloubka může být zadána podle potřeby buď absolutně (DP) nebo relativně (DPR) vzhledem k referenční rovině. V případě relativního zadání vypočítává cyklus výslednou hloubku samostatně na základě polohy referenční a návratové roviny. Vrtání, čelní zahlubování – CYCLE82 CYCLE82 (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, DTB) DTB doba prodlevy (v sekundách) Do parametru DTB se programuje doba, po kterou má nástroj setrvat na konečné vrtané hloubce (ulomení třísky) . - 108 -

Modul VI.


Vrtání hlubokých děr – CYCLE83 CYCLE83 (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, FDEP, FDPR, DAM, DTB, DTS, FRF, VARI, _AXN, _MDEP, _VRT, _DTD, _DIS1) FDEP a FDPR (první vrtaná hloubka absolutně, příp. relativně) Pomocí jednoho z těchto parametrů je možnost naprogramovat první vrtanou hloubku. Parametr FDPR se v cyklu chová stejně jako parametr DPR. Pokud jsou hodnoty pro referenční a návratovou rovinu identické, je relativní zadání první vrtané hloubky možné. DAM (degrese) U hlubokých děr, které se vrtají ve více krocích, bývá výhodné pracovat se zmenšujícími se délkami jednotlivých vrtaných úseků (degrese). Díky tomu se mohou třísky dostávat pryč a nedojde ke zlomení nástroje. Za tím účelem může být do parametru naprogramována buď inkrementální hodnota degrese, o kterou se má vrtaná hloubka v každém kroku zmenšit, nebo procentuální hodnota chovající se jako degresní faktor. VARI (způsob obrábění) Pokud je do parametru dosazena hodnota VARI=0, po dosažení každé vrtané hloubky vrták bude vyjíždět zpět o naprogramovanou dráhu, aby se ulomila tříska. Pokud je nastaveno VARI=1 (odstraňování třísek), bude vrták vyjíždět ven až na referenční rovinu posunutou o bezpečnostní vzdálenost. Řezání závitů – CYCLE84 CYCLE84 (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, DTB, SDAC, MPIT, PIT, POSS, SST, SST1, _AXN, _PTAB, _TECHNO, _VARI, _DAM, _VRT) SDAC (směr otáčení po ukončení cyklu) Do parametru SDAC se programuje směr otáčení po ukončení cyklu. Přepnutí směru otáčení uvnitř cyklu se při řezání závitů uskutečňuje automaticky. MPIT a PIT (jako velikost závitu a jako hodnota) Může se zde vybrat, zda zadat stoupání závitu jako velikost závitu (jen pro metrické závity mezi M3 a M48) nebo jako hodnotu (vzdálenost mezi jednotlivými chody závitu jako číselný údaj). To, zda závit bude pravý nebo levý, je definováno znaménkem u parametru stoupání: • kladná hodnota → pravý (jako M3) • záporná hodnota → levý (jako M4) Jestliže jsou oběma parametrům stoupání dosazeny vzájemně si odporující hodnoty, aktivuje se v cyklu alarm „Nesprávné stoupání závitu“ a zpracovávání cyklu se přeruší. SST (otáčky) Parametr SST obsahuje hodnotu otáček vřetena pro blok řezání závitu SST1 (otáčky pro zpětný pohyb) Do parametru SST1 se programují otáčky pro zpětný pohyb řezaného závitu. Pokud je tento parametr nulový, použijí se otáčky naprogramované v parametru SST.

- 109 -

Modul VI.


Vyvrtávání 2 – CYCLE86 CYCLE86 (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, DTB, SDIR, RPA, RPO, RPAP, POSS) SDIR (směr otáčení) Pomocí tohoto parametru se určuje směr otáčení v cyklu, se kterým má být vrtaná díra vyrobena. V případě jiné hodnoty než 3 nebo 4 (M3/M4) se aktivuje alarm „Nenaprogramován směr otáčení) a cyklus se neuskuteční. RPA, RPO, RPAP (dráha zpětného pohybu až ve třech osách) Pomocí tohoto parametru se definuje zpětný pohyb, který se uskuteční po dosažení konečné vrtané hloubky a orientovaném zastavení vřetena. POSS (poloha vřetena) Parametr POSS definuje polohu pro orientované zastavení vřetena ve stupních, které se uskuteční po dosažení konečné vrtané hloubky. Vrtací vzory Řada děr – HOLES1 HOLES1 (SPCA, SPCO, STA1, FDIS, DBH, NUM) SPCA a SPCO (souřadnice vztažného bodu) Je nezbytné zadat bod na přímce, na které má řada děr ležet, který bude sloužit jako vztažný pro určování vzdáleností mezi jednotlivými vrtanými dírami. STA1 (úhel) Přímka se může nacházet v libovolné poloze v rovině. Tato přímka je definována jednak bodem určeným parametry SPCA a SPCO, jednak úhlem, který tato přímka svírá s osou souřadného systému obrobku platného v okamžiku volání cyklu. FDIS a DBH (vzdálenost) Do parametru FDIS se zadává vzdálenost první díry od vztažného bodu definovaného parametry SPCA a SPCO. Parametr DBH obsahuje vzdálenost mezi sousedními dírami. NUM (počet) Pomocí parametru NUM se určuje počet vrtaných děr. Díry na kruhovém oblouku – HOLES2 HOLES2 (CPA, CPO, RAD, STA1, INDA, NUM) CPA, CPO a RAD (střed a rádius) Poloha kruhového oblouku, na němž jsou díry rozmístěny, je v pracovní rovině definována středem (parametry CPA a CPO) a rádiusem (parametr RAD). STA1 a INDA (počáteční úhel a úhlový krok) Prostřednictvím těchto parametrů je určeno uspořádání děr na kruhovém oblouku. Parametr STA1 udává úhel mezi kladným směrem osy souřadného systému obrobku platného těsně před voláním cyklu a první vrtanou dírou. Parametr INDA - 110 -

Modul VI.


obsahuje úhel mezi sousedními dírami. Pokud má parametr INDA nulovou hodnotu, bude uvnitř cyklu vypočten úhlový krok na základě počtu děr tak, aby byly tyto díry rozloženy na kružnici rovnoměrně. Díry uspořádané v mřížce – CYCLE801 CYCLE801 (_SPCA, _SPCO, _STA, _DIS1, _DIS2, _NUM1, _NUM2) _SPCA a _SPCO (vztažný bod) Oba tyto parametry určují první bod mřížky děr. Od tohoto bodu se udávají vzdálenost řádků a vzdálenost sloupců. _STA (úhel) Mřížka děr se může nacházet skloněná pod libovolným úhlem v rovině. Tento úhel se programuje do parametru _STA ve stupních a je vztažen na osu souřadného systému obrobku platného v okamžiku volání. _DIS1 a _DIS2 (vzdálenost mezi sloupci a řádky) Tyto vzdálenosti se zadávají bez znaménka. Aby se zabránilo zbytečným pohybům naprázdno, na základě porovnání těchto dvou hodnot se při obrábění bodů na mřížce postupuje buď po sloupcích nebo po řádcích. _NUM1 a _NUM2 (počet) Pomocí tohoto parametru se určuje počet sloupců, příp. řádků. Cykly pro frézování Frézování závitů – CYCLE90 CYCLE90 (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, DIATH, KDIAM, PIT, FFR, CDIR, TYPTH, CPA, CPO) Parametry RTP, RFP, SDIS, DP a DPR jsou popsány výše. DIATH, KDIAM a PIT (jmenovitý průměr a průměr jádra závitu a stoupání závitu) Pomocí těchto parametrů jsou určeny parametry závitu, jako jsou jeho jmenovitý průměr, průměr jeho jádra a stoupání. Parametr DIATH je vnější, KDIAM vnitřní průměr závitu. Za základě těchto parametrů se budou uvnitř cyklu vypočítávat najížděcí a odjížděcí pohyby. FFR (posuv) Hodnota parametru FFR se u frézování závitu zadává jako hodnota aktuálního posuvu. Během frézování závitu se uplatňuje na šroubovicové dráze. Pro najížděcí a odjížděcí pohyby se tato hodnota uvnitř cyklu snižuje. CDIR (směr otáčení) Do tohoto parametru se zadává hodnota pro směr obrábění závitu. Pokud je do parametru dosazena nepřípustná hodnota, objeví se hlášení „Nesprávný směr frézování“ TYPTH (typ závitu) Pomocí parametru TYPTH se určuje, zda se má obrábět vnější nebo vnitřní závit. CPA a CPO (střed) Do tohoto parametru se dosazuje souřadnice středu díry nebo čepu, ve které nebo na kterém se má závit vyrobit. - 111 -

Modul VI.


Podlouhlé díry na kruhovém oblouku – LONGHOLE LONGHOLE (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, NUM, LENG, CPA, CPO, RAD, STA1, INDA, FFD, FFP1, MID) DP a DPR (hloubka podlouhlé díry) Hloubka podlouhlé díry může být zadána buď absolutně (DP) nebo relativně (DPR) vzhledem k referenční rovině. V případě relativního zadání cyklus samostatně vypočítává výslednou hloubku na základě polohy referenční a návratové roviny. NUM (počet) Pomocí parametru NUM se zadává počet podlouhlých děr. LENG (délka podlouhlé díry) Do parametru LENG se programuje délka podlouhlé díry. Pokud je v cyklu zjištěno, že délka je menší než průměr frézy, cyklus se přeruší s alarmem „Rádius frézy příliš velký“. MID (přísuvná hloubka) Pomocí tohoto parametru se určuje maximální přísuvná hloubka. V cyklu se celková hloubka rozdělí na stejně velké přísuvné kroky. FFD a FFP1 (posuv v rovině a do hloubky) Posuv FFP1 se uplatňuje při všech pohybech v rovině prováděných s pracovním posuvem. FFD se použije u přísuvů v kolmém směru na tuto rovinu. CPA, CPO a RAD (střed a rádius) Polohu kruhu v pracovní rovině se definuje pomocí středu (CPA, CPO) a rádiusu (RAD). STA1 a INDA (počáteční úhel a úhlový krok) Prostřednictvím tohoto parametru se určuje uspořádání podlouhlých děr na kruhovém oblouku. Frézování pravoúhlé dutiny – POCKET1 POCKET1 (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, LENG, WID, CRAD, CPA, CPO, STA1, FFD, FFP1, MID, CDIR, FAL, VARI, MIDF, FFP2, SSF) FFD a FFP1 (posuv do hloubky a v ploše) Posuv FFD se používá při zafrézování v kolmém směru na pracovní rovinu a při zajíždění nástroje kyvným pohybem. Posuv FFP1 se uplatňuje při obrábění nahrubo při všech pohybech, které je potřeba uskutečnit v pracovní rovině pracovním posuvem. MID (přísuvná hloubka) Pomocí tohoto parametru se definuje maximální přísuvná hloubka. CDIR (směr frézování) Do tohoto parametru se zadává směr obrábění při opracovávání drážky. Pomocí parametru CDIR mohou být naprogramovány směry obrábění: • Přímo „2 pro G2“ a „3 pro G3“ nebo „Sousledné“ nebo „Nesousledné“ frézování. Sousledné příp. nesousledné frézování se zjišťuje uvnitř cyklu na základě směru otáčení vřetena, které bylo nastaveno před voláním cyklu. FAL (přídavek rozměru pro obrábění načisto na stěnách drážky) Pomocí tohoto parametru se může naprogramovat přídavek rozměru pro obrábění načisto na bocích drážky. - 112 -

Modul VI.


VARI, MIDF, FFP2 a SSF (druh obrábění, přísuv do hloubky, posuv a otáčky) Pomocí parametru VARI se může definovat druh obrábění. Možné hodnoty jsou následující: MÍSTO JEDNOTEK: • 0 = kompletní opracování ve dvou krocích • 1 = Opracování nahrubo • 2 = Obrábění načisto Průměr frézy = šířka drážky (WID) • Při kompletním opracování se obrobení načisto provádí pouze na dně drážky. _FALD (přídavek rozměru pro obrobení dna drážky načisto) Při obrábění nahrubo se zohledňuje oddělený přídavek rozměru pro obrábění načisto na dně. _STA2 (úhel zajíždění) Pomocí parametru _STA2 definujete maximální úhel zajíždění pro kyvný pohyb. • Kolmé zajíždění (VARI=0X, VARI=1X) Kolmý přísuv do hloubky se provádí vždy na téže pozici v pracovní rovině, dokud není dosaženo konečné hloubky drážky. DP a DPR (hloubka dutiny) Hloubka dutiny může být zadána buď absolutně (DP) nebo relativně (DPR) vzhledem k referenční rovině. V případě relativního zadání cyklus samostatně vypočítává výslednou hloubku na základě polohy referenční a návratové roviny. LENG, WID a CRAD (délka, šířka a rádius) Pomocí parametrů LENG, WID a CRAD se určuje tvar dutiny v rovině. Jestliže s aktivním nástrojem není možné objet naprogramovaný rádius v rohu, protože rádius nástroje je větší, bude rádius v rohu vyrobené dutiny odpovídat rádiusu nástroje. Pokud je rádius frézy větší než je polovina délky nebo šířky dutiny, cyklus se přeruší a aktivuje se alarm „Rádius frézy příliš velký“. CPA, CPO (střed) Prostřednictvím parametrů CPA a CPO definujete střed dutiny. Frézování kruhové dutiny – POCKET2 POCKET2 (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, PRAD, CPA, CPO, FFD, FFP1, MID, CDIR, FAL, VARI, MIDF, FFP2, SSF) Většina fcí vysvětlena u POCKET1 PRAD (rádius dutiny) Tvaru kruhové dutiny je určen pouze jejím rádiusem. Pokud je tento rádius menší než průměr aktivního nástroje, cyklus se přeruší a aktivuje se alarm „Rádius frézy příliš velký“. CPA, CPO (střed dutiny) Prostřednictvím parametrů CPA a CPO se definuje střed kruhové dutiny. Rovinné frézování – CYCLE71 CYCLE71 (_RTP, _RFP, _SDIS, _DP, _PA, _PO, _LENG, _WID, _STA, _MID, _MIDA, _FDP, _FALD, _FFP1, _VARI, _FDP1) _DP (hloubka) Hloubka se může zadávat absolutně (_DP) vzhledem k referenční rovině.

- 113 -

Modul VI.


_PA, _PO (počáteční bod) Prostřednictvím parametrů _PA a _PO se definuje počáteční bod. _LENG, _WID (délka) Pomocí parametrů _LENG a _WID se určuje délka a šířka obdélníku v rovině. Ze znamének vyplývá poloha obdélníku vzhledem k _PA a _PO. _MIDA (max. přísuv do šířky) Tímto parametrem je definován maximální přísuv do šířky při odstraňování materiálu v rovině. _FDP (dráha volného pohybu) Pomocí tohoto parametru se definuje rozměr pro volný pohyb v rovině. Tomuto parametru musí být naprogramována hodnota větší než nula. _FDP1 (dráha přeběhu) Pomocí tohoto parametru je možné zadat dráhu přeběhu ve směru přísuvu v rovině (_MIDA). Díky tomu je možné vyrovnat rozdíl mezi aktuálním průměrem frézy a špičkou břitu (např. rádius břitu nebo šikmo uspořádané nože). _FALD (přídavek rozměru pro obrobení načisto) Při obrábění nahrubo se zohledňuje přídavek rozměru pro obrábění načisto směrem do hloubky zadávaný do tohoto parametru. Frézování po dráze – CYCLE72 CYCLE72 (_KNAME, _RTP, _RFP, _SDIS, _DP, _MID, _FAL, _FALD, _FFP1, _FFD, _VARI, _RL, _AS1, _LP1, _FF3, _AS2, _LP2) _KNAME (název) Požadovanou konturu je nutno celou naprogramovat do podprogramu. Parametrem _KNAME je určen název podprogramu kontury. Frézovaná kontura může být i úsekem volaného nebo libovolného jiného programu. Úsek se označuje počátečním nebo koncovým návěštím, příp. čísly bloků. Název programu a návěští/čísla bloků se přitom zapisují pomocí „:“. _RL (objíždění kontury) Pomocí parametru _RL se programuje objíždění kontury středem nástroje, vpravo nebo vlevo (G40, G41 nebo G42). Možné hodnoty jsou uvedeny v tabulce „Parametry“ pro tento cyklus. _AS1, _AS2 (dráha a směr pro najíždění/odjíždění) Prostřednictvím parametru _AS1 se programuje specifikace najížděcí dráhy a _AS2 dráhy pro odjíždění. Možné hodnoty jsou uvedeny na schématu „Parametry“ pro tento cyklus. Pokud _AS2 není naprogramováno, bude chování při odjíždění shodné s chováním při najíždění. Měkké najíždění na konturu po prostorové dráze (šroubovice nebo přímka) by mělo být naprogramováno jen tehdy, pokud nástroj není ještě v záběru nebo pokud je pro danou operaci vhodné. V případě objíždění kontury středem nástroje je možné pouze najíždění a odjíždění po přímkách.

- 114 -

referenční rovina _RFP

přídavek rozměru

_FALD _DP

konečná hloubka

Modul VI.


_LP1, _LP2 (délka, rádius) Pomocí parametru _LP1 se programuje dráha, příp. rádius pro najíždění (vzdálenost vnější hrany nástroje od počátečního bodu kontury) a pomocí parametru _LP2 dráha, příp. rádius pro odjíždění (vzdálenost vnější hrany nástroje od koncového bodu kontury). Hodnoty _LP1, _LP2 musí být > 0. Je-li zadána nula, vypíše se chybové hlášení „Najížděcí nebo odjížděcí dráha je nulová“. _FF3 (posuv při zpětném pohybu) Pomocí parametru _FF3 se definuje posuv při zpětném pohybu pro pomocné pohyby v rovině (ve volném prostoru), jestliže se tyto pomocné pohyby mají provádět s pracovním posuvem (G01). Pokud žádná hodnota tohoto posuvu není naprogramována, uskutečňují se pomocné pohyby s G01 s posuvem v rovině. Frézování pravoúhlého čepu – CYCLE76 CYCLE76 (_RTP, _RFP, _SDIS, _DP, _DPR, _LENG, _WID, _CRAD, _PA, _PO, _STA, _MID, _FAL, FALD, _FFP1, _FFD, _CDIR, _VARI, _AP1, _AP2) _LENG, _WID a _CRAD (délka čepu, šířka, čepu a rádius v rohu) Pomocí parametrů _LENG, Rozměry čepu jsou odvozeny od středu Čep je kótován od rohového bodu _WID a _CRAD se určuje tvar čepu v rovině. Rozměry čepu přitom mohou být odvozeny od rohového bodu nebo od středu. V případě kótování od rohového bodu je poloha čepu určena znaménky u parametrů _LENG a _WID. Délkový rozměr (_LENG) se vždy vztahuje na osu (při úhlu rovin 0 stupňů). _PA, _PO (vztažný bod) Prostřednictvím parametrů _PA a _PO se definuje vztažný bod čepu. Tímto bodem je buď střed čepu nebo některý z jeho rohových bodů. V případě kótování čepu od některého rohu je nutné u parametrů pro délku a šířku čepu (_LENG a _WID) zadat také znaménko, ze kterého potom poloha čepu jednoznačně vyplývá. _STA (úhel) _STA udává úhel mezi první osou roviny a podélnou osou čepu. CDIR (směr frézování) Do tohoto parametru se zadává směr obrábění při opracovávání čepu. _VARI (druh obrábění) Pomocí parametru _VARI se může definovat druh obrábění: • 1 = obrábění nahrubo • 2 = obrábění načisto _AP1, _AP2 (rozměry surového obrobku) Při obrábění čepu je cyklus schopen brát v úvahu rozměry surového obrobku (např. při obrábění odlitků). Délkový a šířkový rozměr surového obrobku (_AP1 a _AP2) se programují bez znaménka a cyklus tyto míry pokládá symetricky okolo středu čepu. V závislosti na těchto rozměrech se uvnitř cyklu vypočítává rádius najížděcí půlkruhové dráhy.

- 115 -

Modul VI.


Cykly pro soustružení Cyklus pro zápich – CYCLE93 CYCLE93 (SPD, SPL, WIDG, DIAG, STA1, ANG1, ANG2, RCO1, RCO2, RCI1, RCI2, FAL1, FAL2, IDEP, DTB, VARI, _VRT) SPD a SPL (počáteční bod) Pomocí těchto souřadnic se definuje počáteční bod zápichu, ze kterého bude cyklus vycházet při výpočtu jeho tvaru. Svůj výchozí bod, na který se bude na začátku najíždět, určuje cyklus sám. V případě vnějšího zápichu se napřed najíždí ve směru podélné osy, v případě vnitřního zápichu ve směru příčné osy. WIDG a DIAG (šířka a hloubka zápichu) Pomocí parametrů šířka zápichu (WIDG) a hloubka volba v podpoře cyklů zápichu (DIAG) se určuje tvar zápichu. Cyklus při svém výpočtu vždy vychází z bodu naprogramovaného do podélný, vnější, vlevo parametrů SPD a SPL. Jestliže je zápich širší než aktivní nástroj, bude šířka obráběna ve více krocích. Celková šířka podélný, vnější, vpravo přitom bude cyklem rovnoměrně rozdělena. Pokud je naprogramovaná šířka zápichu menší než skutečná šířka nástroje, objeví se chybové hlášení „Šířka podélný, vnitřní, vlevo nástroje nesprávně definována“. STA1 (úhel) Pomocí parametru STA1 se programuje úhel šikmé přímky, podélný, vnitřní, vpravo na které má být zápich vyroben. Úhel může nabývat hodnot v rozsahu 0 až 180 stupňů a je vždy vztažen k podélné ose. příčný, vnější, vlevo ANG1 a ANG2 (úhly stěn zápichu) Prostřednictvím odděleně zadávaných úhlů stěn zápichu se mohou vyrábět asymetrické zápichy. Úhel může nabývat příčný, vnější, vpravo hodnot v rozsahu 0 až 89.999 stupňů. RCO1, RCO2 a RCI1, RCI2 (rádius/faseta) Tvar zápichu může být modifikován zadáním rádiusů/faset příčný, vnitřní, vlevo na horním okraji nebo u dna zápichu. Přitom je nutné mít na paměti, že rádiusy se zadávají jako kladné hodnoty, příčný, vnitřní, zatímco fasety jako záporné hodnoty. V závislosti na místě vpravo desítek parametru VARI se určuje druh výpočtu naprogramované fasety. FAL1 a FAL2 (přídavek rozměru pro opracování načisto) Pro dno zápichu a pro jeho stěny mohou být naprogramovány oddělené přídavky rozměru pro obrobení načisto. IDEP (přísuv do hloubky) Naprogramováním tohoto parametru se může rozdělit celková hloubka zápichů rovnoběžných s osou na větší počet přísuvů do hloubky. VARI (druh obrábění) VARI se určuje způsob obrobení zápichu. Zápich může mít hodnoty uvedené na obrázku. - 116 -

Modul VI.


Cyklus pro odlehčovací zápich – CYCLE94 CYCLE94 (SPD, SPL, FORM, _VARI) SPD a SPL (počáteční bod) Do parametru SPD se zadává průměr obráběné součásti, na které má být zápich vyroben. Pomocí parametru SPL se určuje rozměr na obráběné součásti v podélné ose. FORM (definice) Tvary E a F jsou definovány normou DIN 509 a pomocí tohoto parametru jsou vybírány. _VARI (poloha odlehčovacího zápichu) Pomocí parametru _VARI může být poloha odlehčovacího zápichu určena buď přímo nebo na základě aktuální polohy břitu nástroje. Cyklus pro oddělování třísky – CYCLE95 CYCLE95 (NPP, MID, FALZ, FALX, FAL, FF1, FF2, FF3, VARI, DT, DAM, _VRT) NPP (název) Do tohoto parametru je zadáván název podprogramu kontury. Podprogramem kontury však nesmí být žádný podprogram se seznamem parametrů. Obráběná kontura může být součástí volajícího nebo libovolného jiného programu. Tento úsek je označen počátečním nebo koncovým návěštím, příp. čísly bloků. MID (přísuv do hloubky) Pomocí parametru MID se definuje maximální možný přísuv do hloubky při operaci obrábění nahrubo. FAL, FALZ a FALX (přídavek rozměru pro obrábění načisto) Zadání přídavku pro obrábění načisto pro operace hrubování se uskutečňuje buď pomocí parametrů FALZ a FALX, pokud je potřeba pro jednotlivé osy zadat různé přídavky rozměru pro obrábění načisto, nebo pomocí parametru FAL, který udává přídavek rozměru přičítaný ke kontuře. FF1, FF2 a FF3 (posuv) Pro odlišné průchody nástroje materiálem se mohou zadat odlišné hodnoty posuvu. VARI (druh obrábění) Druh obrábění se může vyvolávat následujícím způsobem: Obrábění (nahrubo, načisto, kompletní obrobení) Volba: (podélné/příčné) Volba: (vnější/vnitřní) - 117 -

Modul VI.


Závitový zápich – CYCLE96 CYCLE96 (DIATH, SPL, FORM, _VARI) DIATH (jmenovitý průměr) Pomocí tohoto cyklu se mohou vyrábět závitové odlehčovací zápichy pro metrické závity podle normy ISO o velikosti M3 až M68. SPL (počáteční bod) Pomocí parametru SPL se určuje konečný rozměr v podélné ose. FORM (definice) Závitové odlehčovací zápichy tvarů A a B jsou definovány pro vnější závity, tvar A pro normální výběr závitu, tvar B pro krátký výběh závitu. Závitové odlehčovací zápichy tvarů C a D se používají pro vnitřní závity, tvar C pro normální výběr závitu, tvar D pro krátký výběh závitu. _VARI (poloha zápichu) Pomocí parametru _VARI je možné polohu odlehčovacího zápichu definovat buď přímo nebo ji zadat na základě polohy břitu nástroje. Rozšířený cyklus oddělování třísky – CYCLE950 Nové funkce oproti cyklu CYCLE95: • Pro naprogramování surového obrobku jsou k dispozici různé možnosti. Může se naprogramovat kontura, může se zadat přídavek rozměru na hotové kontuře nebo se mohou zadat rozměry válcového surového materiálu (dutého válce při vnitřním obrábění), na kterých se má s oddělováním třísky začínat. • Existuje dále možnost rozpoznat zbytkový materiál, který není možné s právě aktivním nástrojem obrobit. Na základě toho cyklus může vygenerovat aktualizovanou konturu surového obrobku, která se uloží jako program v paměti výrobních programů. • Při oddělování třísky mohou být kontury zadány následujícími způsoby: - v samostatném programu - ve volajícím hlavním programu - jako úsek v libovolném jiném programu • Při obrábění nahrubo je možnost vybrat mezi obráběním rovnoběžně s osou nebo rovnoběžně s konturou. • Při obrábění kontury nahrubo je možnost vybrat mezi vyjížděním podél kontury, takže nezůstává žádný zbytkový materiál, nebo okamžitě kolmé odjetí nahoru po dosažení průsečíku obrábění nahrubo. • Je možné naprogramovat úhel, pod kterým při obrábění nahrubo nástroj odjíždí od kontury. • Je možné si vybrat, zda při obrábění nahrubo mají být obrobeny také prvky podříznutí nebo zda mají být ponechány.

- 118 -

Modul VI.


6.2.2. Řídící systém Heidenhain – jednotlivé obráběcí cykly pro verze TNC 530 a nižší Hloubkové vrtání (Cyklus 1) Bezpečnostní vzdálenost 1 (inkrementálně): vzdálenost hrotu nástroje (poloha startu) – povrch obrobku. Hloubka 2 (inkrementálně): vzdálenost povrchu obrobku – dno díry (hrot kužele vrtáku). Hloubka posuvu 3 (inkrementálně): rozměr, o který se nástroj pokaždé přisune. Hloubka nemusí být násobkem hloubky přísuvu a systém najede na hloubku vrtání v jediné operaci, jestliže: - hloubka přísuvu a konečná hloubka jsou stejné - hloubka přísuvu je větší než konečná hloubka Časová prodleva v sekundách: doba, po kterou setrvá nástroj na dně díry, aby došlo k uvolnění z řezu a oddělení třísky Posuv F: rychlost posuvu nástroje při vrtání v mm/min. Vrtání (cyklus 200) Bezpečnostní vzdálenost Q200 (inkrementálně): vzdálenost hrotu nástroje – povrchu obrobku; zadává se kladná hodnota Hloubka Q201 (inkrementálně): vzdálenost povrchu obrobku – dno díry (hrot kužele vrtáku). Posuv do hloubky Q206: rychlost posuvu nástroje při vrtání v mm/min. Hloubka přísuvu Q202 (inkrementálně): viz. hloubka posuvu u cyklus 1 Časová prodleva nahoře Q210: doba v sekundách, po kterou nástroj setrvá na bezpečnostní vzdálenosti poté, co TNC vyjelo z díry kvůli odstranění třísky. Souřadnice povrchu obrobku Q203 (absolutně): souřadnice povrchu obrobku. 2. bezpečnostní vzdálenost Q204 (inkrementálně): souřadnice osy vřetena, v níž nemůže dojít ke kolizi mezi nástrojem a obrobkem (upínadly). Časová prodleva dole Q211: doba v sekundách, po kterou nástroj setrvá na dně díry, aby došlo k uvolnění z řezu Vystružování (cyklus 201) Bezpečnostní vzdálenost Q200 (inkrementálně): vzdálenost hrot nástroje – povrch obrobku. Hloubka Q201 (inkrementálně): vzdálenost povrchu obrobku – dna díry. Posuv do hloubky Q206: rychlost posuvu nástroje při vystružování v mm/min. Zpětný posuv Q208: - 119 -

Modul VI.


pojezdová rychlost nástroje při vyjíždění z díry v mm/min. Zadáte-li Q208 = 0, pak platí posuv vystružování. Q203, Q204, Q211 viz. vrtání cyklus Vyvrtávání (cyklus 202) Posuv do hloubky Q206: pojezdová rychlost nástroje při vyvrtávání v mm/min Zpětný posuv Q208: pojezdová rychlost nástroje při vyjíždění z díry v mm/min. Zadá-li se Q208=0, pak platí posuv při vyvrtávání Směr vyjetí (0/1/2/3/4) Q214: definice směru, ve kterém se odjede nástrojem ze dna díry (po provedení orientace vřetena). 0 nevyjíždět nástrojem 1 vyjet nástrojem v záporném směru hlavní osy 2 vyjet nástrojem v záporném směru vedlejší osy 3 vyjet nástrojem v kladném směru hlavní osy 4 vyjet nástrojem v kladném směru vedlejší osy Úhel pro orientaci vřetena Q336 (absolutně): úhel, na nějž se napolohuje nástroj před odjetím Zpětné zahloubení (cyklus 204) Hloubka zahloubení Q249 (inkrementálně): vzdálenost spodní hrany obrobku – dno zahloubení Kladné znaménko vytvoří zahloubení v kladném směru osy vřetena Tloušťka materiálu Q250 (inkrementálně): tloušťka obrobku Hodnota vyosení Q251 (inkrementálně): hodnota vyosení vyvrtací tyče Výška břitu Q252 (inkrementálně): vzdálenost mezi spodní hranou vyvrtávací tyče – hlavním břitem Polohovací posuv Q253: pojezdová rychlost nástroje při zanořování do obrobku, případně při vyjíždění z obrobku v mm/min. Posuv při zahlubování Q254: pojezdová rychlost nástroje při zahlubování v mm/min. Časová prodleva Q255: doba prodlevy v sekundách na dně zahloubení. Souřadnice povrchu obrobku Q203 (absolutně): souřadnice povrchu obrobku. Vrtací frézování (cyklus 208) Hloubka přísuvu na šroubovici Q334 (inkrementálně): rozměr, o který je nástroj po každé obrátce šroubovice(=360°) vždy přisunut. Cílový průměr Q335 (absolutně): průměr díry. Jestliže je zadán průměr díry rovnající se průměru - 120 -

Modul VI.


nástroje, vrtá se přímo bez interpolace šroubovice na zadanou hloubku. Předvrtaný průměr Q342 (absolutně): Jestliže je zadána v Q342 hodnota větší než „0“, nebude se již provádět kontrola ohledně poměru cílového průměru a průměru nástroje. Tím je možnost vyfrézovat díry, jejichž průměr je více než dvakrát větší než průměr nástroje. Řezání závitu s vyrovnávací hlavou (cyklus 206) Řezání závitu bez vyrovnávací hlavou (cyklus 207) Bezpečnostní vzdálenost Q200 (inkrementálně): vzdálenost hrotu nástroje (startovní poloha) – povrch obrobku; směrná hodnota: 4x stoupání závitu Časová prodleva dole Q211: hodnota mezi 0 a 0,5 sekundy, aby se zabránilo zaklínění nástroje při návratu. Frézování závitu (cyklus 262) Frézování vnějšího závitu (cyklus 267)

Cílový průměr Q335: jmenovitý průměr závitu. Přesazování Q355: počet chodů závitu, o který se nástroj přesadí 0 =360 šroubovice na hloubku závitu 1 = kontinuální šroubovice po celkové délce závitu >1 = několik šroubovicových drah s najížděním a odjížděním, mezi nimiž se přesazuje nástroj o Q355 krát stoupání. Druh frézování Q351: druh obrábění frézováním u M03. +1 = sousledné frézování –1 = nesousledné frézování Vrtací frézování závitu (cyklus 264) Představná vzdálenost nahoře Q258 (inkrementálně): bezpečnostní vzdálenost při polohování rychloposuvem, když TNC po vyjetí nástroje z díry opět jede na aktuální hloubku přísuvu. Hloubka závitování do přerušení třísky Q257 (inkrementálně): přísuv, po němž TNC provede přerušení třísky. Bez odlamování třísky, zadá-li se „0“.

- 121 -

Modul VI.


Zpětný posuv při přerušení třísky Q256 (inkrementálně): hodnota, o niž se odjede nástrojem zpět při přerušení třísky. Hloubka čelního zahloubení Q358: (inkrementálně): vzdálenost mezi povrchem obrobku a špičkou nástroje při čelním zahlubování. Přesazení při čelním zahlubování Q359 (inkrementálně): vzdálenost, o niž TNC přesadí střed nástroje ze středu díry. Cykly k frézováni kapes, ostrůvků (čepů) a drážek Frézování kapes (cyklus 4) Bezpečnostní vzdálenost 1 (inkrementálně): vzdálenost hrot nástroje (poloha startu) – povrch obrobku. Hloubka 2 (inkrementálně): vzdálenost povrchu obrobku– dna kapsy. Hloubka přísuvu 3 (inkrementálně): rozměr, o který se nástroj pokaždé přisune. TNC najede na hloubku v jediné operaci, jestliže: - hloubka přísuvu a konečná hloubka jsou stejné - hloubka přísuvu je větší než konečná hloubka Posuv přísuvu do hloubky: pojezdová rychlost nástroje při zapichování 1. délka strany 4: délka kapsy paralelně s hlavní osou roviny obrábění 2. délka strany 5: šířka kapsy Posuv F: posuvová rychlost nástroje v rovině obrábění. Otáčení ve smyslu hodinových ručiček DR +: sousledné frézování při M3 DR –: nesousledné frézování při M3 Rádius zaoblení: rádius rohů kapsy. Pro rádius = 0 je rádius zaoblení stejný jako rádius nástroje. Výpočty: přísuv do strany k = K x R K: faktor překrytí, definovaný ve strojním parametru R: rádius frézy Kapsa na čisto (cyklus 212) Posuv přísuvu do hloubky Q206: posuvová rychlost nástroje při zanořování do hloubky v mm/min. Zadává se menší hodnota, než je definováno v Q207. Hloubka přísuvu Q202 (inkrementálně): rozměr, o nějž se nástroj pokaždé přisune; zadává se hodnota větší než 0. Posuv při frézování Q207: pojezdová rychlost nástroje při frézování v mm/min. Souřadnice povrchu obrobku Q203 (absolutně): souřadnice povrchu obrobku. - 122 -

Modul VI.


Střed 1. osy Q216 (absolutně): střed kapsy v hlavní ose roviny obrábění Střed 2. osy Q217 (absolutně): střed kapsy ve vedlejší ose roviny obrábění 1. délka strany Q218 (inkrementálně): délka kapsy paralelně s hlavní osou roviny obrábění 2. délka strany Q219 (inkrementálně): délka kapsy paralelně s vedlejší osou roviny obrábění Rohový rádius Q220: rádius rohu kapsy. Není-li zadán, nastaví se rádius rohu kapsy, rovný rádiusu nástroje Přídavek 1. osy Q221 (inkrementálně): přídavek pro výpočet předběžné polohy v hlavní ose roviny obrábění vztažený k délce kapsy. Čepy na čisto (cyklus 213) Posuv přísuvu do hloubky Q206: posuvová rychlost přísuvu nástroje do hloubky v mm/min. Zapichuje-li se do materiálu, zadává se malá hodnota, jede-li do volného prostoru, zadává se hodnota vyšší Hloubka přísuvu Q202 rozměr, o který se nástroj pokaždé posune na další hloubku řezu. Zadává se hodnota větší než 0. Kruhová kapsa (cyklus 5) Hloubka frézování 2: vzdálenost povrchu obrobku–dna kapsy. Hloubka přísuvu 3 (inkrementálně): rozměr, o který se nástroj pokaždé přisune. TNC najede na hloubku v jediné operaci, jestliže: - hloubka přísuvu a konečná hloubka jsou stejné - hloubka přísuvu je větší než konečná hloubka Posuv nástroje do hloubky: pojezdová rychlost nástroje při zapichování Rádius kruhu: rádius kruhové kapsy. Posuv F: pojezdová rychlost nástroje v rovině obrábění.

- 123 -

Modul VI.


Kapsa na čisto (cyklus 214) Kruhový čep na čisto (cyklus 215) Průměr polotovaru Q222: průměr předhrubované kapsy pro výpočet napolohování průměr polotovaru se zadává menší než je průměr hotového dílce. Průměr hotového dílce Q223: průměr načisto obrobené kapsy; průměr hotového dílce se zadává větší než je průměr polotovaru a větší než je průměr nástroje Frézování drážky (cyklus 3) Hloubka frézování 2 (inkrementálně): vzdálenost povrchu obrobku– dna kapsy. Hloubka přísuvu 3 (inkrementálně): rozměr, o nějž se nástroj pokaždé přisune Posuv přísuvu do hloubky: pojezdová rychlost při zapichování 1. délka strany 4: délka drážky; 1. směr řezu se definuje znaménkem. 2. délka strany 5: šířka drážky. Posuv F: pojezdová rychlost nástroje v rovině obrábění. Drážka (podélný otvor) se střídavým zapichováním (cyklus 210) Rozsah obrábění (0/1/2) Q215: definice rozsahu obrábění: 0: hrubování a obrábění načisto 1: pouze hrubování 2: pouze načisto Souřadnice povrchu obrobku Q203 (absolutně): souřadnice povrchu obrobku. Střed 1. osy Q216 (absolutně): střed drážky v hlavní ose roviny obrábění Střed 2. osy Q217 (absolutně): střed drážky ve vedlejší ose roviny obrábění 1. délka strany Q218 (hodnota rovnoběžně s hlavní osou roviny obrábění): zadává se delší strana drážky. 2. délka strany Q219 (hodnota rovnoběžně s vedlejší osou roviny obrábění): zadá-li se šířka drážky rovnající se průměru nástroje, pak se - 124 -

Modul VI.


provede pouze hrubování (frézování podélné díry). Úhel natočení Q224 (absolutně): úhel, o který je celá drážka natočena; střed otáčení leží ve středu drážky. Přísuv při dokončování Q338 (inkrementálně): rozměr, o který se nástroj v ose vřetena přisune při dokončování. Q338=0: dokončení jedním přísuvem Kruhová drážka (podélný otvor) se střídavým zapichováním (cyklus 211) Průměr roztečné kružnice Q244: zadává se průměr roztečné kružnice. Úhel startu Q245 (absolutně): zadává se polární úhel bodu startu. Úhel otevření drážky Q248 (inkrementálně): zadává se úhel otevření drážky. Cykly k vytvoření bodových rastrů Rastr bodů na kruhu (cyklus 220) Střed 1. osy Q216 (absolutně): střed roztečné kružnice v hlavní ose roviny obrábění Střed 2. osy Q217 (absolutně): střed roztečné kružnice ve vedlejší ose roviny obrábění Průměr roztečné kružnice Q244: průměr roztečné kružnice. Úhel startu Q245 (absolutně): úhel mezi hlavní osou roviny obrábění a bodem startu první operace obrábění na roztečné kružnici. Koncový úhel Q246 (absolutně): úhel mezi hlavní osou roviny obrábění a bodem startu poslední operace obrábění na roztečné kružnici (neplatí pro úplné kruhy); koncový úhel se zadává různý od úhlu startu; je-li koncový úhel větší než úhel startu, pak probíhá obrábění proti smyslu hodinových ručiček, jinak se obrábí ve smyslu hodinových ručiček Úhlová rozteč Q247 (inkrementálně): úhel mezi dvěma obráběcími operacemi na roztečné kružnici; je-li úhlová rozteč rovna nule, vypočte TNC úhlovou rozteč z úhlu startu, koncového úhlu a počtu operací; je-li úhlová rozteč zadána, pak TNC ignoruje koncový úhel; znaménko úhlové rozteče určuje směr obrábění (– = ve smyslu hodinových ručiček). Počet obráběcích operaci Q241: počet obráběcích operací na roztečné kružnici Odjeti na bezpečnou výšku Q301: stanovení, jak má nástroj mezi obráběcími operacemi pojíždět: 0: mezi operacemi odjíždět na bezpečnostní vzdálenost 1: mezi operacemi odjíždět na 2. bezpečnostní vzdálenost.

- 125 -

Modul VI.


Rastr bodů v řadě (cyklus 221) Startovní bod 1. osy Q225 (absolutně): souřadnice bodu startu v hlavní ose roviny obrábění Startovní bod 2. osy Q226 (absolutně): souřadnice bodu startu ve vedlejší ose roviny obrábění Odstup 1. osy Q237 (inkrementálně): rozteč jednotlivých bodů v řádku. Odstup 2. osy Q238 (inkrementálně): vzájemná rozteč jednotlivých řádků. Počet sloupců Q242: počet obrábění na řádku. Počet řádků Q243: počet řádků Úhel natočení Q224 (absolutně): úhel, o který je celý rastr natočen; střed natáčení je v bodě startu

6.3.

Systém dílenského programování MANUALplus 4110

V této kapitole bude ukázáno využití dílenského programování pomocí obráběcích cyklů v systému MANUALplus 4110 od firmy Heidenhain. Použití bude vysvětleno na jednoduchém příkladě.

6.3.1. Popis jednotlivých obráběcích cyklů Jednotlivé možnosti využití soustružnických obráběcích cyklů budou vysvětleny na příkladech:

samostatné řezy úběrové cykly podélné / příčné zapichovací cykly závitové cykly vrtací cykly DIN makra frézovací cykly samostatné řezy – polohování rychloposuvem, lineární a kruhové obrábění, zkosení, zaoblení úběrové cykly podélné / příčné – hrubovací a dokončovací cykly pro axiální a radiální obrábění

- 126 -

Modul VI.


zapichovací cykly – cykly pro zapichování, obrysové a odlehčovací zapichování a upichování vrtací cykly – vrtací cykly a obrábění plánů (rastrů) na čelní ploše – práce s osou C a polohováním vřetene frézovací cykly – frézovací cykly a obrábění plánů (rastrů) na čelní ploše – práce s osou C DIN - makra – v jazyce DIN napsané části programu, které jsou začleňovány do programů cyklů

6.3.2. Tvorba NC programu pomocí obráběcích cyklů

Navolit „modus učení“ Zvolení programu cyklů. Zadat zvolené číslo programu a stisknout

Pomocí změny textu se zapíše název programu a uloží. Objeví se prázdný program cyklů.

Jednotlivé cykly se vkládají pomocí Přidej cyklus - 127 -

Modul VI.


1. Roztočení vřetene Zvolí se samostatné řezy

M – funkce a zvolí se M3 a potvrdí se „Vstup dokončení“

2. Hrubovací cyklus 1 pomocí tohoto cyklu bude provedena operace Ø 68 hrubovat s přídavkem 0,3 mm na Ø a 0,2 na čelo Zvolí se úběrové cykly podélné / příčné

Podélný řez a fční klávesa a objeví se následující okno Bod X, Z se položí před obráběnou plochu – najíždění rychloposuvem Jednotlivé požadované hodnoty viz. výrobní výkres Opět se potvrdí „Vstup dokončení“ Při každém dokončení se musí daný cyklus odsimulovat a to pomocí Poté se objeví následující okno. Možnosti simulace: dráha nástroje se zobrazuje postupně krok po kroku. zvětšení či zmenšení vykreslované oblasti

- 128 -

Modul VI.

Technologické programování Zvolením této fce je možnost volit zda chceme zobrazovat nástroj (musí být zadefinován ve správě nástrojů), stopu, tvar, obráběcí čas.

!!!!!!!Uložit můžeme až po grafické kontrole!!!!!!! Stejný postup bude u dalších hrubovacích cyklů. Viz. následující obrázky 3. Hrubovací cyklus 2 pomocí tohoto cyklu bude provedena operace Ø 50 hrubovat s přídavkem 0,3 mm na Ø a 0,2 na čelo včetně sražení 3x45° a rádiusu R3

4. Hrubovací cyklus 3 pomocí tohoto cyklu bude provedena operace Ø 35 hrubovat s přídavkem 0,3 mm na Ø a 0,2 na čelo včetně rádiusů R2

5. Polohování pro výměnu nástroje Zvolí se samostatné řezy

Polohování rychloposuvem

přepnout se do polohování nástroje a je nastaven směr odjezdu Q a zvoleno číslo nástroje, který bude následovat.

- 129 -

Modul VI.


Nástroj odjede do bodu výměny nástroje, která musí být při seřizování stroje zadána. Jelikož je nastaveno jiné číslo nástroje, vřeteno se zastaví automaticky – nemusí se zadávat M5. 6. Roztočení vřetene fce M3, viz. bod 1 7. Sražení hrany 2 x 45° Zvolí se samostatné řezy

Lineární úhlové obrábění - druhý bod je možno zadat buď souřadnicemi nebo souřadnicí a úhlem. Následující tři dokončovací cykly obrobí na čisto požadovanou součást. Volba jednotlivých cyklů je stejná, tedy používá se opět rozšířený modus, aby bylo možno obrobit zkosení, zaoblení, úkosy atd. V každém z hrubovacích cyklů se navíc zvolí dokončovací běh Druhá možnost je zkopírovat hrubovací cykly a editovat na cykly dokončovací. 8. Dokončovací cyklus 1 pomocí tohoto cyklu bude provedena operace Ø 35 na čisto včetně rádiusů R2

9. Dokončovací cyklus 2 pomocí tohoto cyklu bude provedena operace Ø 50 na čisto včetně sražení 3x45° a rádiusu R3

- 130 -

Modul VI.


10. Dokončovací cyklus 3 pomocí tohoto cyklu operace Ø 68 na čisto

bude

provedena

11. Polohování pro výměnu nástroje viz. bod 5 12. Zastavení vřetene fce M5, jelikož již nedochází k fyzické výměně nástroje, proto se vřeteno automaticky nezastaví. Zadaní je stejné jako u M3 13. Konec programu M30 – zadání stejné jako u M3 nebo M5 Konečná simulace obrábění Vytvořený program se simuluje v režimu provádění programu. V hlavním menu poté start programu grafická simulace viz. simulace 1. hrubovací cyklus Po grafické kontrole a případných opravách může být program použit pro výrobu dané součásti. Na začátku NC obrábění je třeba zkontrolovat, zda je dobře nastaven nulový bod obrobku a zda jsou správně seřízeny nástroje. Dále je třeba dbát, aby byly přiřazeny správné nástroje k jednotlivým adresám nástrojů T1 až T.. a při spuštění musí být nastaven stejný nástroj, který je používán v prvním cyklu NC programu.

6.3.3. Příklad programovaní pomocí ICP Výběr, zadání čísla a názvu programu je uvedeno v předchozí kapitole. Vkládání cyklů je též podobné, takže budou popsány jenom cykly s ICP.

- 131 -

Modul VI.


1. Vytvoření obrysu ICP Zvolí se úběrové cykly podélné / příčné

ICP obrys poté umožňuje: ICP – kontur. podélné obrábění ICP podélné obrábění

zde se zadají hodnoty dle výkresu, definuje se start cyklu, řezné podmínky. „N“ je číslo ICP obrysu. Tvorba ICP obrysu se vyvolá pomocí klávesy Zde se pracuje podobně jako při tvorbě nového programu: Zadá se číslo obrysu, v tomto případě 21 a potvrzením se vyvolí ICP editor. Zde se, podobně jako při vkládání jednotlivých cyklů vkládají jednotlivé prvky (obrysy) a postupně se tvoří výsledný obrys.

1. obrysový prvek Obrys začíná zkosením 2x45°. Zadání výchozího bodu se provádí u prvního prvku souřadnicemi XS, ZS. Tento prvek by šel zadat i přes zkosení

Prvek se potvrdí „Ulož“ a může se zadávat další prvek. V jednotlivých tvarových prvcích je možnost volit specifickou rychlost posuvu pro daný prvek. Tj. jiný posuv, než-li je definován na celkový obráběcí cyklus

- 132 -

Modul VI.


2. obrysový prvek

Zadává se buď hodnota v ose Z přepnutím fční klávesou délkou (přírůstkem) Tangenciální z přímkového

na

nebo

přechod kruhový

prvek 3. obrysový prvek zvolí se tvarová forma prvku

a poté zaoblení Tento prvek se zatím nevykreslí, vykreslí se zároveň s dalším prvkem, kvůli přechodu (napojení). Další možnost by byla zadat obrys, jako by zde vůbec rádius nebyl a poté zde nadefinovat zaoblení. 4. obrysový prvek Jak je vidět, při zadávání tohoto prvku nejsou ještě vyplněny souřadnice XS, ZS. Stačí zadat jen X souřadnici a úhel sklonu přímky a souřadnice jsou automaticky dopočítané. Po uložení tohoto prvku se vykreslí zaoblení a tato přímka. Jednotlivé prvky se vykreslují po každém uložení, výjimkou jsou prvky, kde nejsou známé průniky.

- 133 -

Modul VI.


Samozřejmě jednotlivé prvky se nechají měnit nebo mazat.

Dalšími obrysovými prvky jsou zaoblení, přímka, zaoblení, přímka, zkosení, přímka. Jelikož se budou měnit jenom čísla, budou ukázány jenom vyplněné tabulky. 5. obrysový prvek

6. obrysový prvek

9. obrysový prvek

10 obrysový prvek

7. obrysový prvek

8. obrysový prvek

Celkový ICP obrys Pro úpravy opět slouží „Zrušit prvek“, „Změnit prvek“, „Vložit prvek“

vloží tvarový prvek

otočí orientaci obrysu Vrátíme se zpět do ICP obráběcího cyklu. Kontrola zda jsou všechna pole správně vyplněna, zda číslo ICP obrysu odpovídá vytvořenému cyklu a dokončíme. Nyní se postupuje stejně jako u programování cyklů. Provedení simulace a uložení. 3. Polohování pro výměnu nástroje 4. Roztočení vřetene

viz. předchozí příklad

- 134 -

Modul VI.


5. Dokončovací cyklus Zvolí se úběrové cykly podélné / příčné

ICP podélné obrábění rozšířené o dokončovací běh. Jako obrys použijeme opět obrys 21, který byl pro cyklus hrubovací Další možnost by byla zkopírovat cyklus předchozí a pomocí editace se přepnout do dokončovacího běhu a zde změnit pouze případně řezné podmínky a číslo nástroje. Dále je už všechno stejné jako v příkladu 1. 6. Polohování pro výměnu nástroje 7. Zastavení vřetene 8. Konec programu Kapitola 6.3 měla ukázat možnosti využití systému MANUALplus, jako jednoho z představitelů systémů dílenského programování a postup tvorby technologie obrábění přímo na stroji.

6.4.

Systém dílenského programování DIALOG

DIALOG je dalším systémem dílenského programování a nachází se na řídících systémech firmy Heidenhain. Název přímo vystihuje definici systémů dílenského programování. Vždy zde dochází k určitému dialogu mezi obrazovkou stroje a obsluhou. Jako největší předností programovacího systému DIALOG se jeví možnost využití tzv. volného programování (FK), (mohou být jednotlivé prvky kontury neurčité, dokud není určena celková kontura sama o sobě). Systém je schopen z hlediska návaznosti jednotlivých prvků si některé body potřebné pro výpočet pohybu nástroje sám dopočítat, aniž by to musela a někdy i dosti pracně provádět obsluha. Vedou-li data k několika matematickým řešením, jsou nabídnuta užitečnou programovací grafikou systému k rozhodnutí. Na řídícím systému je skupina kláves, která je vyhrazená přímo pro ovládání systému dílenského programování DIALOG. Při programování v systému DIALOG je výhodné používat pro znázornění programované dráhy grafický systém řídícího systému. Barvou v grafice je rozlišeno, zda daný prvek je již plně určený (definovaný) – barva bílá, nebo je určený neúplně – barva červená a nebo u daného prvku existuje několik možných variant barva zelená. - 135 -

Modul VI.


V programovacím systému DIALOG se pracuje se základními geometrickými entitami tj. přímka ( L ) a kružnice (C). Kromě toho má funkce pro najetí k obrysu (APPR) a funkce pro odjetí nástroje od obráběného obrysu (DEP). Lze pracovat v kartézkém nebo polárním systému souřadnic. Z hlediska technologického lze v systému DIALOG využívat všech technologických cyklů, které řídící systém má k dispozici.

Základní příkazy pro programování v systému DIALOG Nájezdy (APPR) a odjezdy (DEP) k a od obrobku přímka s tangenciálním napojením

přímka kolmo k bodu obrysu

kruhová dráha s tangenciálním napojením

kruhová dráha s tangenciálním napojením na obrys Dráhové pohyby – pravoúhlé souřadnice

Dráhové pohyby – polární souřadnice

- 136 -

Modul VI.


Dráhové pohyby - volné programování obrysu FK

Příklad použití volného programování v systému DIALOG

Program tvaru obrysu vytvořeného FK-programováním a různé alternativy tvaru obrysu v FK-grafice, které nabízí TNC: 0 BEGIN PGM Fkrezi4 MM 1 BLK FORM 0.1 Z X+0 Y+0 Z-20 2 BLK FORM 0.2 X+180 Y+120 Z+0 3 TOOL CALL 1 Z S1500 4 L Z+250 R0 FMAX 5 L X+60 Y+40 R0 FMAX M3 6 L Z+50 FMAX

- jméno programu - zde jsou definovány osa vřetena a minimální bod polotovaru - zde je definován maximální bod polotovaru - vyvolání nástroje, číslo nástroje 1, osa nástroje Z, velikost otáček je 1500 ot/min - vyjetí nástroje - polohování po přímce rychloposuvem, roztočení vřetena ve smyslu M3 - polohování po přímce rychloposuvem - 137 -

Modul VI.


7 APPR CT X+25 Y+60 Z-10 CCA20 R+10 RR F100 - APPR CT najetí k obrysu po kruhové dráze do bodu [25;60;-10]. - CCA 20 úhel mezi počátečním a koncovým bodem kruhové dráhy je 20° maximálně 360°, - R+10 rádius kruhové dráhy je 10 mm, znaménko značí z jaké strany má najet nástroj ve smyslu korekce: + na stejnou stranu, - od této strany - RR – značí smysl korekce zprava, RL by byla korekce z leva - F100 – rychlost posuvu [m/min] 8 FC DR- R35 CLSD+ CCX+60 CCY+60 F300 u FK je vždy zapotřebí zadat všechna známá data, jinak je systém bere jako neznámé

kruhová dráha [25;60;-10]

[60;40;50]

Světle modrá barva zde zobrazuje bloky 4, 5, 6 a tmavě modrá barva představuje blok 7. Přímková dráha s najetím po kruhové dráze. V bloku 8 je již definována první kružnice. Kružnice bez tangenciálního napojení nedefinuje dostatečně prvek obrysu. Proto červená barva. FC DR- - oblouk bez tečného napojení, rádius 35, znaménko značí typ rádiusu, kdyby bylo plus - obrácený rádius CLSD+ - počátek obrysu CCX a CCY – souřadnice středu kružnice [60;60]

9 FC DR- R35 CCX+120 CCY+60

- navázání dalším rádiusem

FSELECT 1

FSELECT 2

TNC nabízí dvě alternativy navázání dvou kružnic bez tangenciálního napojení. Vybrána byla druhá alternativa řešení (FSELECT 2). 10 FSELECT 2 11 FC DR- R35 CLSD- CCX+60 CCY+60

FSELECT 1

- definice konce obrysu pomocí CLSD-

FSELECT 2 - 138 -

Modul VI.


Systém nabízí dvě alternativy dokončení obrysu pro dvě kružnice bez tangenciálního napojení. Vybrána byla druhá alternativa řešení (FSELECT 2). 12 FSELECT 2 13 DEP CT CCA20 R+10 - DEP CT odjetí od obrysu po kruhové dráze - CCA 20 úhel mezi počátečním a koncovým bodem kruhové dráhy je 20° max. 360° - R+10 rádius kruhové dráhy je 10 mm, znaménko značí z jaké strany má najet nástroj ve smyslu korekce: + na stejnou stranu, - od této strany 14 L Z+250 R0 FMAX M5 - vyjet v ose Z na 250 mm, zastavení vřetene 15 END PGM Fkrezi4 MM - konec programu

Zobrazení dokončeného obrysu v FK-grafice 3D simulace programu na definovaném polotovaru v FK-grafice:

3D simulace v FK-grafice

- 139 -

Modul VII.

7.1.

Automatické programování

Charakteristika systémů automatického programování

Počítače se v současnosti vyskytují ve všech oblastech lidské činnosti. Stejně tak je tomu i ve strojírenství, kde jsou počítače využívány od počátečních návrhů nových výrobků přes jejich výrobu až po měření hotových výrobků nebo plánování jejich ekologické likvidace. K největšímu nárůstu však došlo během posledních patnácti let, i když počátky počítačem podporovaného návrhu (Computer Aided Design – CAD) a počítačem podporované výroby (Computer Aided Manufacturing – CAM) sahají až do poloviny padesátých let dvacátého století. Tehdejší systémy sloužily výhradně pro účely armády, konkrétně pro návrh a výrobu tvarově složitých dílů pro letecký a kosmický průmysl. I když z dnešního pohledu působí tehdejší systémy značně jednoduše (kreslení několika čar), položily základ moderním trojrozměrným (Three-Dimensional – 3D) CAD/CAM systémům. Během sedmdesátých let se pomalu začaly tehdejší systémy prosazovat v automobilovém průmyslu, kde sloužily především pro návrh karosérií. Jedním z prvních CAD/CAM systémů byl například UNISURF (1971 u firmy Renault), za jehož vývojem stál Pierre Bézier. Schopnosti tehdejších systémů byly samozřejmě přímo úměrné výkonu tehdejších počítačů (obvykle sálových). Zlom ve vývoji (rozšíření) CAD/CAM systémů přineslo využití osobního počítače. Jednou z prvních společností, které přinesly tyto systémy na PC, byl například Autodesk (založený roku 1982). Dalším a možná ještě významnějším milníkem byl rok 1989, kdy byl vytvořen první trojrozměrný parametrický CAD systém (T-FLEX). Až do té doby nebylo možné jednou vytvořenou geometrii modifikovat, pouze smazat, posunout či otočit a vytvořit novou. S příchodem parametrizace již bylo možné ovlivňovat jednotlivé rozměry vytvářené geometrie, kdykoli to bylo potřeba. Devadesátá léta se nesla především v přidávání schopností CAD/CAM systémů a později přechodem k systému Windows, i když v současnosti všechny velké CAD/CAM systémy (CATIA, NX (dřívější Unigraphics a IDEAS) a Pro/Engineer) UNIX podporují a jsou nad ním hojně provozovány. V současnosti je možné CAM systémy rozdělit na několik skupin. Základní dělení může být provedeno například podle toho, zde se jedná o obecné řešení (určené pro obrábění všeobecných součástí) nebo o specializované řešení (určené například pro obrábění turbínových lopatek nebo kol kompresorů). Dále je možné systémy dělit například podle metody obrábění (soustružení, frézování, broušení, řezání drátem, atd.) nebo počtu maximálně řízených os (2 a více). Je samozřejmé, že množství funkcí obsažené v CAM systému ovlivňuje do značné míry jeho cenu. Dalším velmi důležitým hlediskem je například schopnost CAM systému reagovat na změny tvaru součásti z CAD systému. To znamená, co se stane s drahami nástroje, když konstruktér změní součást. V tomto ohledu jasně vítězí CAM systémy, které jsou přímo součástí tzv. velkých CAD/CAM systémů, protože tam u jednodušších změn (prodloužení hřídele, změna rozměru kapsy, atd.) obvykle dojde k přepočítání dráhy bez nutnosti větších zásahů. (Toto však neplatí všeobecně, protože musí být dodrženy určité zásady. Nesmí například dojít k nahrazení rovinné plochy tvarovou plochou.)

- 140 -

Modul VII.

7.2.


Systém automatického programování - KOVOPROG

Kovoprog je jediný český CAM systém na trhu. Jedná se o původní český produkt s dlouhou tradicí. Slouží k přípravě programů pro obrábění na NC obráběcích strojích a v současné době je dostupný ve třech základních modulech: • Třískové obrábění - soustružení s vodorovnou i svislou osou včetně naháněných nástrojů • Třískové obrábění - 2.5 D frézování a vrtání • Drátové řezání - obrábění na elektroerozivních vyřezávacích strojích Nejdůležitější vlastnosti: • • • • • • • • • • • • • •

přehledná a jednoduchá obsluha možnost spojení soustružení s vodorovnou i svislou osou a frézování do jednoho programu grafický editor pro konstrukci tvaru součásti i polotovaru import grafických dat ve formátech DXF a IGES export ve formátu DXF, KPG (formát Kovoprogu) přehledný grafický manažer pro vytváření a editaci postupu obrábění grafický návrh jednotlivých technologických operací včetně okamžité simulace výsledných drah nástroje průběžný výpočet rotačního tvaru obrobku a podpora operací s naháněnými rotačními nástroji podpora více vřeten a obrábění ze strany upnutí katalog nástrojů možnost importu dat z předchozích verzí ve formátu PPR vlastní programovací jazyk, který lze použít pro tvorbu uživatelských maker přehledný grafický manažer pro správu knihoven maker generátor postprocesorů

Postupový list Samostatný panel, který je možno různými způsoby umístit na vhodném místě pracovní plochy je ústředním ovládacím prvkem programu. Na něm jsou formou záložek uspořádány všechny prostředky potřebné k vytvoření popisu obrábění viz. obr. 7.1: • manažer geometrických rovin - slouží k nastavení hlavních geometrických parametrů jako jsou rozměry obrobku. Dále poskytuje přehledný způsob práce s rovinami obrábění. Je možno přidávat a ubírat roviny v ose C, měnit jejich polohu. • manažer technologických operací - soustřeďuje funkce týkající se obrábění součásti. Součást je možno označit popisem, který může být i víceřádkový. Nejpozději před generováním NC programu musí být v tomto manažeru vybrán stroj a jeho řídící systém pro nějž bude NC kód generován. • manažer maker - jednoduše a obecně řečeno, makro je podprogram, nebo-li sled příkazů, které je možno v Kovoprogu vytvořit, uložit a pak používat na podobné situace a příklady v geometrii, nebo technologii. V Kovoprogu je možno vytvářet makra TECHNOLOGICKÁ a GEOMETRICKÁ. Manažer maker poskytuje přehledný aparát pro správu maker. Umožňuje jednoduše budovat knihovny maker používané programem a editovat v nich jednotlivá makra. Poskytuje i nástroj k vyhledávání a prohlížení nepoužívaných knihoven.

- 141 -

Modul VII. • •


manažer osazení - poskytuje přehledný aparát pro vkládání, editaci a rušení nástroje v nástrojové hlavě a čelistí ve vřetenu. Umožňuje taktéž načíst a uložit osazení nástrojů a čelistí. Dále je možno označený nástroj vložit přímo do postupového listu. manažer nástrojů – možnost editovat obsah katalogu, ale i vkládat nástroje z katalogu přímo do postupového listu. Přímo z manažeru nástrojů je možno vytvářet nové nástroje a upravovat stávající. Editor nástroje slouží jak k definování tvaru řezné části a držáku, tak k nastavení nezbytných parametrů jednotlivých typů nástrojů. manažer geometrických rovin

manažer technologických operací

manažer nástrojů

manažer osazení nástrojové hlavy

manažer technologických maker

Obr. 7.1 Obsah postupového listu - 142 -

Modul VII.


Definice tvaru obrobku Obráběné tvary se definují pomocí rovinných křivek. Program umožňuje přejímat grafická data z CAD systémů ve formátech DXF a IGES. Kromě toho je možno tvary konstruovat ve vlastním jednoduchém a intuitivním 2D (soustružení) a 3D (frézování) grafickém editoru. Jeho filosofie je založena na využití podkladové konstrukční geometrie a následném vytvoření obrysového tvaru jako souvislé křivky složené z úseček, oblouků a Bezierových křivek. Rovinné křivky v prostoru - program nabízí dvě nezávislé roviny pro konstrukci tvaru obrobku a polotovaru, přičemž polotovar není třeba konstruovat, jedná-li se o přířez. Pro obrábění naháněnými nástroji může uživatel vytvořit libovolný počet rovin rovnoběžných s osami X a Y a v nich konstruovat křivky pro frézovací operace a množiny bodů pro vrtací operace. Geometrické elementy vytvořené editorem si zachovávají své geometrické vlastnosti a je možno je snadným způsobem editovat, takže není problém změnit poloměr zaoblení, velikost sražení, či polohu některého konstrukčního prvku tak, aby si zbytek konstrukce zachoval své původní vlastnosti, např. tečnou, či kolmou návaznost, rovnoběžnost apod.. Vytvořený tvar je možno opatřit kótami, které jsou asociativní, tzn. že po jakékoliv změně geometrických elementů kóta vždy zobrazuje aktuální rozměr okótované veličiny. Každá změna geometrických dat se okamžitě automaticky promítne do celého postupového listu včetně přepočítání drah nástroje, popřípadě výsledného NC programu. Grafický editor může pracovat s rovinnými křivkami sestrojenými pomocí uživatelských maker, což umožňuje pracovat s uživatelsky definovanými křivkami. Definice postupu obrábění Postup obrábění je definován posloupností nástrojů a technologických operací. Snadnou tvorbu, editaci a verifikaci postupu obrábění umožňuje přehledný manažer technologických operací. Postup obrábění vytváří uživatel vkládáním jednotlivých nástrojů do panelu, a to buď přímo z nástrojové hlavy, nebo z katalogu nástrojů. V případě potřeby je zde možno jednoduše nadefinovat nový nástroj (a ten pak popřípadě uložit do katalogu). Ke každému nástroji pak uživatel přidá operace, které budou s tímto nástrojem provedeny. Jednotlivé technologické operace uživatel upravuje v grafickém okně. V režimu editace se zobrazuje schematické znázornění nástrojových drah a uživatel může myší upravovat geometrické parametry dané operace. Současně může na pomocném panelu nastavit další parametry operace tak, aby dosáhl požadovaného postupu obrábění. Kdykoliv je možno přepnout okno do simulačního režimu a získat simulaci pohybů nástroje. Kteroukoliv operaci v technologickém postupu je možno kdykoliv libovolně měnit. Po změně operace program přepočte všechny další tak, aby se provedená změna promítla do celého postupu obrábění. Stejně tak je možno snadno upravovat postup obrábění. Operace je možno přemisťovat i kopírovat mezi nástroji pouhým přetažením myší. Stejně snadno je možno měnit pořadí práce jednotlivých nástrojů. Libovolnou část postupu je možno dočasně vyřadit z činnosti. Změny se okamžitě promítnou do výpočtu drah nástrojů. Díky tomu, že program průběžně počítá aktuální profil obrobku a používá jej automaticky jako polotovar pro následující operaci, je stále zaručeno, že po jakékoliv změně v postupovém listu počítá program se správným polotovarem a vygeneruje dráhy nástroje odpovídající aktuálnímu průběžnému stavu obrobku. Panel postupového listu dává uživateli možnost okamžitě zobrazit prostorovou simulaci pohybů nástroje při obrábění pro jednotlivou operaci, pro jeden nástroj nebo pro celý

- 143 -

Modul VII.


technologický postup. Pro pečlivou kontrolu drah nástroje je k dispozici náhled na číselné hodnoty souřadnic vygenerovaných drah jednotlivých operací. Postprocesory slouží k převedení technologických a geometrických dat do formátu NC programu příslušného pro jednotlivé stroje a řídící systémy. Jsou vytvářeny (podobně jako makra) ve vnitřním programovacím jazyce systému a dodávány jako tzv. GEN soubory, takže uživatel může konfiguraci svého programu kdykoliv rozšiřovat. Programem vytvořený kód programu je automaticky zobrazen v interním editoru NC programu. Ten umožňuje prohlížení a editaci výsledného NC kódu včetně možnosti přečíslování řádek. Pro snadnější orientaci v programu poskytuje zobrazení pomocných informací jako jsou například hodnoty aktuálních souřadnic pro každou řádku NC programu a podobně. Editor také realizuje přenos NC kódu v požadovaném formátu do NC stroje, do souboru či na speciální periferní zařízení. Je vybaven též funkcí pro načtení NC kódu z příslušné periferie. Postup tvorby programu ve verzi pro soustružení V této části bude ukázán stručný postup tvorby technologického postupu a následného vygenerování NC kódu pro součást z kapitoly 5. 1. Prvním krokem je zvolení základní roviny obrábění a definice rozměrů pracovní plochy. Nastavené rozměry se používají pouze k zobrazení měřítka geometrie. Po tomto kroku je možno začít tvořit geometrii – obrys obráběné součásti. Geometrie je tvořena základními prvky, rovnoběžka v dané vzdálenosti (bodě) dle výkresu se svislou a vodorovnou osou, kružnice, přímkou a úhlem, tečnou ke kružnici, atd. Výsledný obrys vznikne spojením jednotlivých průsečíků bodů. Základní obrys může být tvořen bez rádiusů a zkosení. Viz. obr. 7.2.

Obr. 7.2 Definice obrysu součásti - 144 -

Modul VII.


Tyto prvky mohou být vytvořeny až následně v modifikačním režimu pomocí funkcí zaoblení, zkosení. Pokud se jedná např. při frézování o symetrickou součást, lze zadat jen polovinu obrysu a výsledný obrys zrcadlit. Při soustružení se zadává pouze polovina součásti a vždy nad osou. Tzn. že poloha nástroje nad či pod osou je rozeznávána až volbou stroje a řídícího systému při generování NC kódu. Obr. 7.3 Upravený obrys Po zadání požadovaného tvaru součásti dle výrobního výkresu je potřeba zadat výchozí polotovar viz. obr. 7.1 pomocí manažeru geometrie – položka rovina polotovar. Polotovar je tvořen stejným způsobem, jako tvar obrobku v rovině obrobku. Je zde výhoda, že pokud mám např. výkovek, odlitek, je možnost této kontuře přiřadit libovolný přídavek a tento konstantní přídavek konturu posunout. Pokud se jedná o polotovar např. tyče, nakreslí se polotovar tyč viz. obr. 7.4.

Obr. 7.4 Typy zadávání polotovaru Nadefinováním polotovaru je možnost tvorby technologického postupu. V postupovém listu se vyvolá položka manažer technologie, kde se zadá jméno, stroj na kterém bude výroba probíhat atd. a aktivuje se tvorba technologického postupu. V první fázi je třeba definovat výchozí bod nástroje, polohu výměny nástroje (mohou být shodné) a bezpečnostní vzdálenost k najetí materiálu (to je, jak daleko nad polotovar či výrobek pojede nástroj rychloposuvem), omezující otáčky viz. obr. 7.5. Další fází je definice nástroje. Buď je možnost nadefinovat nástroj zcela nový nebo použít nástroj z databáze nástrojů. Zde je definována geometrie Obr. 7.5 Obsah postupového listu nástroje, typ nože pravý, levý, seřizovací bod (poloha nástroje viz. korekce nástrojů), řezná rychlost (konstantní otáčky, konstantní řezná rychlost). Dále je třeba definovat v jaké pozici např. revolverové hlavy se bude nacházet, v jaké nástrojové hlavě (spodní, horní) viz. obr. 7.6. - 145 -

Modul VII.


Obr. 7.6 Definice nástroje 1) zarovnání čela s přídavkem na čisto: Vybráním hrubovací operace a následnou volbou ve formuláři se navolí obrábění příčné. Označí se ta část kontury, která se bude opracovávat a vyplní se tabulka parametrů. Velikost posuvu (hodnota µm/ot), hloubka třísky, velikost najetí a odskoku od čela. Dokončení

Obr. 7.7 Definice operace zarovnání čela třísky – znamená, že řez bude dokončen (tj. nezůstane materiál díky geometrii obrábění). Možnosti (nikdy – bude zůstávat materiál díky řezné hraně, vynechat – dokončení do určité hodnoty zbytku materiálu, následné obrábění je prováděno buď jako poslední tříska tj. během jednotlivých třísek materiál vlivem geometrie zůstává a na konci cyklu je celá kontura objeta - 146 -

Modul VII.


se zadaným přídavkem načisto se tento materiál odstraní nebo je odstranění prováděno po každé třísce). Hodnota vždy znamená, že žádné „schody materiálu“ nemohou pro dokončení na čisto zůstat a po celé ploše musí být konstantní přídavek, který je nastaven v jednotlivých osách. 2) Předhrubování tvaru – pro vyplnění platí stejný popis, jako pro zarovnání čela. Pouze v tabulce není zaškrtnuto obrábění příčné.

3) zarovnání čela na čisto

Obr. 7.8 Definice hrubování tvaru

4) kontura na čisto

Obr. 7.9 Definice obrábění součásti na čisto Před operací na čisto musí být samozřejmě vyměněn nástroj, pokud není požadavek, že bude stejný, jako pro hrubování. To znamená, že stejným způsobem, jako před hrubováním je zvolen nástroj, přidělena jeho poloha v revolverové hlavě a jemu jsou následně jsou mu přiděleny operace. Obrobení součásti na čisto se provádí pomocí konturování, kdy je nastaven přídavek 0. Tato funkce může být použita v případě, kdy by bylo výhodnější hrubovat tvar postupným způsobem. Tzn. opakováním této funkce s přídavkem (hloubkou třísky) např. 6, 4, 2 mm s ponecháním přídavku na čisto. Posledním krokem je odjetí do místa výměny nástroje. Z takto vytvořené technologie již Generování zbývá pouze vygenerovat NC kód. Jak bylo NC kódu popsáno výše, měl by být již definován stroj s řídícím systémem. Součástí programu musí být postprocesor, který předchozí data převede do příslušného NC kódu pro daný řídící systém stroje viz. obr. 7.10. Obr. 7.10 Ukázka části NC kódu - 147 -

Modul VII.

7.3.


CAD/CAM systém CATIA V5

Computer-Graphics Aided Three Dimensional Interactive Application systém CATIA V5 je produktem francouzské firmy Dassault Systemes, je distribuován prostřednictvím firmy IBM a jejích obchodních partnerů. Je řešením pro počítačovou podporu technické přípravy výroby v oblastech CAD/CAM/CAE/PDM. Umožňuje pokrytí celého procesu životního cyklu produktu od návrhu, přes konstrukci, simulace, analýzy, až po vlastní výrobu a údržbu. CATIA je "hybridní modelář", což znamená, že kombinuje v jednom modelu jak plošné (surface) tak i objemové (solid) elementy. Právě tato volnost při výběru modelářských technik a možnost je kdykoliv kombinovat, činí software CATIA silným systémem. Velkou výhodou je také možnost nepovinné parametrizace. Díky tomu se konstruktér může rozhodnout jestli díl zparametrizuje a využije tím výhod parametrických modifikací, nebo bude provádět změny prostřednictvím modifikací jednotlivých elementů. Všechny moduly a modelářské techniky jsou integrovány, takže změny jednotlivých modelů či elementů se okamžitě projeví i na souvisejících dílech. Samozřejmostí je podpora tvorby digitálního prototypu (Digital Mock-Up) a souběžného konstruování (Concurent Engineering).

Obr. 7. 11 Představení software Catia CATIA V5 má implementovánu filozofii NT (funkce Cut/ Copy/ Paste/ Drag&Drop) a standardy NT (Plug&Play, OLE, Visual Basic, WEB, API, atd.). Architektura systému umožňuje definovat, sdílet, modifikovat a vyhodnocovat všechny technologické informace o celém životním cyklu výrobku (PLM). Digitální geometrická reprezentace může být rozšířena o řadu specifikací, jako například materiálové vlastnosti, lidské zdroje, výrobní zdroje, know – how, informace o procesech apod. Umožňuje konstrukci v kontextu rozsáhlých sestav, přímé manipulace a řízení geometrie v reálném čase a podporuje technologie virtuální reality. Tvorba numerických řídících dat pro počítačově řízené výrobní technologie na základě geometrie CAD modelů a zabudovaného technologického know – how je předmětem specializovaných CAM aplikací. Zachovává plnou provázanost mezi modelem – výkresem – NC programem. CATIA V5 je vyvíjena ve třech různých kvalitativních, variantách platformách, které jsou určeny pro uživatele s různou úrovní využívání CAD/CAM/CAE/PDM systémů: Platforma P1 poskytuje soubor softwarových modulů orientovaných na objemové modelování na bázi features a je vhodným startovacím řešením pro nové uživatele systému CATIA V5. V rámci větších konfigurací systému lze tuto platformu doporučit i pro občasné uživatele, kteří pro své výkony v rámci týmových struktur nepotřebují plný rozsah aplikací a funkcionalit systému.

- 148 -

Modul VII.


Platforma P2 zahrnuje rozšířený soubor konfigurací a aplikačních modulů založených na hybridní modelovací technologii s doporučením pro produktově a technologicky orientovaný vývojový proces a pro výrobce s nejvyššími požadavky na komplexní elektronickou definici výrobků a technologií. Platforma P3 přináší vysokou úroveň specifické funkční výbavy jak zvláštním zákazníkům, tak úsekům rozsáhlých průmyslových komplexů.

Obr. 7.12 Možnosti softwaru Catia V5 Jednotlivé produkty (moduly) jsou součástí konfigurací a vše je pak děleno dle oborů na oblasti použití: Infrastructure – zahrnuje převodníky mezi CATIA V5 a jinými CAD systémy a jejich standardními formáty, umožňuje výměnu dat s předchozí verzí CATIA V4. Dále skupina obsahuje podpůrné funkce pro správu dat, správu katalogů a transfery objektů. Mechanical Design – poskytuje produkty pro intuitivní 3D objemové modelování (Part Design), pro modelování ploch (Wireframe and Surface Design), pro práci s plechy (Sheet Metal Design), tvorbu a práci se sestavami (Assembly Design), pro tvorbu výkresové dokumentace (Drafting) atd. Shape – poskytuje produkty pro intuitivní 3D povrchové modelování (Generative Shape Design), modelování ploch na základě digitalizovaných dat, editace a rekonstrukce ploch apod. Specializované aplikace pro nejvyšší požadavky v oblasti volného i parametrického designu. Zahrnuje také specializované nástroje určené pro profesionální požadavky vývoje v oblasti automobilového karosářství. Analysis & Simulation – poskytuje produkty pro pevnostní výpočty pomocí FEM jednotlivých dílů, tak i sestav, umožňuje analyzovat napětí a vibrace. Aplikace jsou určeny zejména pro předběžné posouzení správnosti navrženého dimenzování konstrukce konstruktérem a zajišťují rychle dostupnou informaci o stabilitě konstrukce přímo při jejím vzniku. AEC Plant – umožňuje navrhnout a optimalizovat budoucí výrobní linky v podniku. Modelování prostorové dispozice výrobních celků od samostatných provozních souborů až po celé výrobní podniky zajišťuje specializovaná skupina aplikací, disponující funkcemi pro rozmístění jednotlivých technologických zařízení, konstrukcí a sítí do dispozice výrobních prostorů a budov. NC Manufacturing – tvorba numerických řídících dat pro počítačově řízené výrobní technologie na základě geometrie CAD modelů a zabudovaného technologického know – how je předmětem specializovaných CAM aplikací (frézování a soustružení). Digital Mockup – poskytuje nástroje pro definování, simulaci a ověřování digitálních modelů (analýza jeho kinematiky, analýza montáže a demontáže, vizualizace modelu apod.). Softwarové aplikace určené pro virtuální analýzu a hodnocení funkčnosti komplexního průmyslového výrobku během celého jeho životního cyklu. Tento zahrnuje jeho finální montáž, simulace užitných funkcí, vlastností a servisních výkonů a také závěrečnou demontáž - 149 -

Modul VII.


po uplynutí životnosti. Aplikace jsou uzpůsobeny pro práci s velmi rozsáhlými sestavami ve formě tzv. digitálních prototypů (Digital Mock-Up - DMU) a poporují prvky virtuální reality. Equipment and Systems – obsahuje produkty pro návrhy elektrických zařízení, kabelových svazků a rozvodů. Aplikace pro návrh, modifikaci a analýzu elektrických a kapalinových systémů s cílem řešit celkové uspořádání prostorových poměrů v rámci průmyslového výrobku. Digital Process for Manufacturing – nástroj pro definování tolerancí a úchylek tvaru a polohy na jednotlivých dílech v rámci vytvořených sestav. Ergonomics Design & Analysis – nástroje pro tvorbu a manipulaci digitálních modelů lidského těla v prostředí digitálního modelu. Návrh a analýza vytvářeného digitálního modelu s ohledem na postavu člověka. Knowledgeware – nástroje pro konstruktéry a projektanty používané k tomu, aby se využívaly vědomosti a poznatky již dříve zjištěné a tak, aby se urychloval a automatizoval návrh konstrukce, popř. technologie. Je to skupina aplikací na bázi znalostního inženýrství umožňující nejvyšší úroveň sdílení a využívání know – how v rámci struktury podniku. Vědecko – technické poznatky a know – how vznikající a definované během vývojových procesů v organizaci lze implementovat do systému jako soubor závazných pravidel a standardizovaných postupů, které následně sdílejí všichni účastníci vývoje. Pomocí těchto znalostí systému lze testovat vytvářené konstrukce, případně znalosti dědit a využívat přímo při vzniku nových konstrukcí. Systém CATIA využívá více jak 13 000 zákazníků, kteří mají 127 000 pracovišť. CATIA umožňuje pokrýt celý proces životního cyklu produktu – od návrhu, přes konstrukci, simulace, analýzy, až po vlastní výrobu a údržbu. Díky integraci celého procesu a jeho simulaci, se snižuje potřeba fyzických prototypů, zkracuje se vývojový cyklus, snižují se náklady a zvyšuje se kvalita konečného výrobku. CATIA V5 nabízí řešení, které je odpovědí na požadavky jak malých a středních podniků, tak i velkých průmyslových korporací ve všech oblastech průmyslu. Již tradičně je CATIA velmi silná v oblasti leteckého (Boeing, Bombardier, Cessna…) a automobilového průmyslu (VW, Škoda, BMW, Daimler Chrysler …).

Obr. 7.13 Ukázky využití Catie v praxi - 150 -

Modul VII.


Pozadu nezůstává však ani ve strojírenství, které využívá především možnosti vytvářet a pracovat s velkými sestavami. Mezi zákazníky patří například velké společnosti jako Staubli a Giddings & Lewis, nebo i menší výrobci jako Klippan, Polynorm nebo Tweko. Díky rozsáhlým možnostem při modelování plošných povrchů, návrhu a výrobě forem, či kvalitnímu renderingu, je CATIA velmi dobrým nástrojem i pro průmysl spotřebního zboží. Jedním z příkladů může být GoodYear nebo L'Oréal, který využívá nástroje CATIA pro návrh obalů na šampóny. Stejně jako pro spotřební zboží je CATIA velmi vhodná i pro návrhy elektrického nářadí, či produktů spotřební elektroniky. Pro návrhy svých výrobků používají CATIA firmy jako Electrolux, Husqvarna a Black & Decker. V systému CATIA vznikají například i televizory Philips a byl v něm vytvořen i počítač IBM.

Tvorba technologie pomocí systému Catia V5 Jak bylo řečeno výše, Catia V5 svými možnosti pokrývá značnou oblast využití. V dalším textu bude blíže představen na jednoduchém příkladu modul NC Manufacturing, který umožňuje vytvoření technologie, která je následně generována pomocí postprocesoru do NC kódu – tedy kódu, který umožňuje přečíst řídící systém NC stroje. Podmínkou pro tvorbu technologie v systému Catia V5 je prostorový model součásti. Technolog již většinou součást dostává namodelovanou a pak již zpracovává jenom její technologii. 1. krok načíst Part (model) dané součásti Na levé straně je zobrazen strom, který udává informace o tvorbě vytvořeného 3D modelu obráběné součásti. Na daném 3D modelu můžeme začít tvořit technologii přepnutím se do modulu NC Manufacturing (NC výroba), kde jsou na levé straně zobrazeny ikonky pro obrábění a v pravé části ikony související s technologií.

Obr. 7.14 Prostředí Catia V5 - 151 -

Modul VII.


Obr. 7.15 Prostředí NC Manufacturing Strom je rozdělen na tři části • ProcessList veškeré informace o technologii • ProductList veškeré informace o geometrii, tj. předem vytvořený model, polotovar, model pracovního prostoru (upínací prvky) a pomocné prvky • ResourcestList informace o stroji a použitém nářadí Mezi jednotlivými částmi je možnost libovolně se přepínat, bude-li potřeba něco na součásti upravit, dokreslit atd. Na začátku se musí provést základní nastavení, a to definice typu stroje, počátku souřadného systému a polotovaru. 2. Vybrat stroj rozbalí se další menu Editor NC stroje, dle ikonek se určí typ stroje, na kterém bude součást vyráběna.

Obr. 7.16 Definice typu obráběcího stroje - 152 -

Modul VII.


3. Souřadný systém obrábění

Obr. 7.17 Definice počátku souřadného systému Kliknutím na osový kříž vyznačený oranžovou tečkou v záložce souřadný systém obrábění viz. obr. 7.17 se přesune souřadný systém do potřebného bodu. Umístění počátku souřadného systému je v pravém dolním rohu součásti a osový kříž se vybarvil zeleně – tento bod je určen. 4. Zadání dílu pro simulaci. vybere se geometrie hotové součásti a to kliknutím na znázorněný symbol a poté ve stromě na Těleso dílu. 5. Zvolení polotovaru Stejný postup jako předtím, ale ve stromě se vybírá záložka Těleso (body) 2, což je vytvořený polotovar.

Obr. 7.18 Definování dílu pro simulaci Základní technologické informace o stroji, obrobku, polotovaru, počátku souřadného systému jsou nastaveny a může se přejít na vlastní technologii výroby. Výroba bude probíhat v následujícím sledu: 1. hrubování tvaru 2. obrábění rovinné plochy na čisto 3. předdokončování kulové plochy s konstantním přídavkem

4. obrábění kulové plochy včetně přechodového rádiusu na čisto 5. obrábění otvorů včetně osazení

Hrubování součásti: - 153 -

Modul VII.


1. Hrubování součásti: volbou funkce pro hrubování se otevře záložka na obr. 7.19. • • •

kliknutím na obrobek se vybere povrch součásti kliknutím na polotovar a poté kliknutím do stromu na záložku Těleso (body 2) se vybere polotovar kliknutím na spodní rovinu je vybrána rovina, pod kterou se nesmí nástroj dostat a po vybrání je vysvícena čárkovanou čarou.

Obr. 7.19 Nastavení parametrů a definice ploch pro hrubování Na obr. 7.20 jsou zelenou barvou obrobek a polotovar tzn. že už jsou vybrány. Kliknutím pravým tlačítkem na spodní rovinu se rozvine další menu. Zde je možnost provést nový výběr, zrušit stávající výběr, provést analýzu výběru a nastavit tzv. Offset, např. 1 mm, což představuje přídavek na obrábění na čisto.

Všechny výše vybrané položky po nastavení musí mít zelenou barvu, tzn. jsou vybrány.

Obr. 7.20 Nadefinování obráběné plochy - 154 -

Modul VII.


otevře se další záložka hrubování definice dráhy nástroje Řádek Typ dráhy nástroje. Volí se zde, po jaké dráze bude nástroj odebírat třísku. Dráha je vždy zobrazena na obrázku. V tomto případě se jedná o obrábění spirálové, ale může být nastaveno v jednom směru (buď pouze sousledné nebo nesousledné) nebo obousměrné atd. V dalších záložkách je definováno: • jaká část se má obrábět – vnější obrys, nebo kapsa • jaká má být dodržena přesnost obrábění • maximální hloubka třísky • maximální přesazení nástroje při obrábění vyjádřené délkově nebo procentuelně Prostředí Catie je ve většině případech doprovázeno obrázkovou nápovědou. Na obr. 7.21 jsou u jednotlivých požadovaných údajů otazníky. kliknutím na ně se zobrazí nápověda viz. obr. 7.22.

Obr. 7.21 Definování dráhy nástroje Obr. 7.22 ukázka nápověd záložka volba nástroje zde je možnost definice libovolného nástroje a kliknutím na jednotlivé kóty je možno měnit jednotlivé rozměry nástroje a poté uložit pod daným jménem obr. 7.23. Př. fréza válcová D 20, fréza kulová D 14 atd. záložka volba řezných podmínek

Obr. 7.24 Řezné podmínky

Nástroj je definovaný a je potřeba definovat řezné podmínky. Zde se volí jednotlivé posuvy a to buď v jednotkách mm/min nebo mm/ot. Řezná rychlost se může zadávat v jednotkách m/min nebo ot/min Obr. 7. 23 Definování nástroje viz. obr. 7.24. - 155 -

Modul VII.

Automatické programování Nájezdy a odjezdy nástroje Režim - jak má nástroj najíždět • vnořující • vrtající • šikmý • po šroubovici Pro tento případ bude nejlepší volba po šroubovici. Operace hrubování je nadefinována. Pokud chceme odsimulovat danou operaci, klikneme na tlačítko Replay. Tento příkaz vypočítá dráhu nástroje a popřípadě vypíše chyby, když není něco zadáno v pořádku.

Obr. 7.25 definice nájezdů a odjezdů Simulace kliknutím na se spustí simulace odebírání materiálu a následně se ovládá jako běžný přehrávač Další tlačítka umožňují volbu simulace.

.

rozbalením tohoto menu je možnost přehrát dráhu nástroje plynule, rovinu po rovině, posuv po posuvu a dráha se bude zobrazovat pomocí čar rozbalením tohoto menu je možnost vidět jen poslední osu nástroje, všechny osy nástroje, všechny osy včetně nástrojů zde je možnost volby barevného odlišení drah nájezdů, odjezdů a pracovních posuvů

Obr. 7.26 Dráhová simulace nástroje - 156 -

Modul VII.


Obrr.

Obr. 7.27 Simulace objemová, bez vyznačených drah nástroje Všechno, co je doposud uděláno je možno pořád měnit a upravit, včetně malých zásahů do geometrie součásti. 2. Obrábění rovinné plochy na čisto S výhodou lze využít obrábění mezi plochou a křivkou stejným nástrojem jako při hrubování. Za hrubovací operaci se může hned přiradit další operace: rozbalí se záložka frézování podle kontury a vybere ikona Objeví se záložka viz. obr. 7.28. Pro tento případ vhodně zvolit záložku mezi křivkou a rovinou - between curve and part. Pokud nebyla v předchozí práci používána, je třeba jí vybrat. Kliknutím na červenou plochu a označením plochy podstavy koule na modelu součásti se definuje obráběná plocha. Ještě musí být označena omezující křivka, za kterou se nástroj nesmí dostat. Výběr se provede kliknutím na červenou čáru a na modelu se vybere kružnice, která omezuje počátek přechodového rádiusu a rovinné plochy.

Obr. 7.28 Výběr obráběné plochy - 157 -

Modul VII.


Definice dráhy nástroje V této záložce se změní tolerance obrábění na 0,05 mm, protože se jedná o obrábění na čisto. Další volby jsou Forced contour (uzavření kontury), změní se na zavřít a přesah uzavření kontury se přepíše na 80 %. Tzn. že nástroj přejede o 80 % svého průměru a nedojde ke vzniku např. otřepu materiálu. Viz. obr. 7.29. V dalších záložkách na obr. 7.29 je následně volena strategie obrábění. Záložka pro nástroj Bude stejná jako při hrubování, jelikož je používán stejný nástroj Záložka přejezdy a odjezdy nástroje V záložce na obr. 7.30 jsou jednotlivé možnosti dráhy: první - na sebe kolmé pohyby po přímce druhý - příjezd po kružnici třetí - příjezd po přímce čtvrtý - vlastní definovaný pohyb Pro nájezd se bude volit příjezd po kružnice viz obr. Obr. 7.29 Úprava dráhy nástroje 7.30 vpravo. Úprava parametrů se provádí přepsáním jednotlivých rozměrů. U jednotlivých úseků je možnost definice, zda se bude jednat o rychloposuv nástroje, či pracovní posuv nástroje.

Obr. 7.30 Úprava nájezdu a odjezdu nástroje

- 158 -

Modul VII.


Zbývá již jen kontrola přepočtení dráhy nástroje, aby se odhalily případné kontakty nástroje s obrobkem rychloposuvem a zkontrolovaly dráhy při obrábění.

Obr. 7.31 Simulace drah nástroje 3. Předdokončování koule: Tato je operace je zařazena z důvodu velké zbytku materiálu po hrubování kulové plochy. Pro dokončovací operaci je zapotřebí, aby obráběná plocha měla konstantní přídavek pro obrábění na čisto. Pro tuto technologickou operaci bude zvolena předdokončovací strategie obrábění dle kontury obr. 7.32. Objeví se již známá záložka, kde je jako obrobek nastavena kulová plocha včetně rádiusu. Jelikož ale nesmí nástroj poškodit již obrobené plochy na čisto, proto je třeba je zakázat pro obrábění (kontextová plocha) – přídavek 0,1mm. Přídavek pro obrábění na čisto na kulovou plochu bude 0,4 mm. Obráběné plochy jsou nastaveny a přepneme se do první záložky pro definování dráhy nástroje obr. 7.33. Pro tento případ obráběné plochy je vhodnou volbou obrábění po kontuře. Vybrání ploch pro obrábění je podobné jako v předchozích případech. Obr. 7.33 Definice dráhy nástroje

Obr. 7.32 Volba obráběných ploch - 159 -

Modul VII.


Jako nástroj je definována kulová fréza kulová fréza s rádiusem 4 mm. Zadání řezných parametrů a definice drah příjezdů a odjezdů je opět podobná jako v předchozích případech.

Obr. 7.34 Simulace drah nástroje 4. Obrábění kulové plochy včetně přechodového rádiusu na čisto: Bude se postupovat stejným způsobem (metodou) jako při předdokončování, takže můžeme buď předchozí operaci obrábění dle kontury zkopírovat běžným způsobem Ctrl+C a Ctrl+V a jen měnit některé údaje. Nastavit nulové přídavky na obrábění, dále bude muset být zvolen menší průměr nástroje a zmenšeny přesahy mezi jednotlivými dráhami nástroje z důvodu dosažení kvality povrhu a přesnosti a změnit řezné podmínky nebo začít znovu od začátku.

Obr. 7.35 Simulace drah nástroje - 160 -

Modul VII.


Pro dokončení kulové plochy musí ještě následovat vyhlazení přechodového rádiusu kvůli zbytkovému materiálu po předchozí operaci viz. obr. 7.35. Obr. 7.36 Zbytkový Pro provedení této operace zvolíme funkci obrábění v rozích objem materiálu Po zvolení této funkce se zobrazí již známá záložka pro vybrání jednotlivých ploch, jako v předchozích případech. Pro obrábění v rozích se musí nastavit jako obráběné plochy ty, mezi kterými se chce obrábět. Proto se jako obrobek nastaví podstava kulové plochy a samotná kulová plocha bez přechodového rádiusu, ten bude obráběn. Obr. 7.37 Simulace drah obrábění Přídavek na obrobek bude samozřejmě nulový. Nástroj je stejný jako u předchozí operace, tudíž kulová fréza D4. Opět se ale musí definovat příjezd a odjezd nástroje. 5. Zhotovení otvorů První operací je navrtání otvorů, na průměru 10 je sražení 1 x 45°, které se provede společně s navrtáním otvoru vrtákem o průměru 15 mm s vrcholovým úhlem 90°. navrtání otvoru se rozbalí menu pro vrtání

a

vybere navrtávání

Obr. 7.38 Volba parametrů a ploch

Pro navrtání i vrtání otvoru se musí zadat základna, od které se bude vrtat otvor a poté se od ní nastavuje i hloubka vrtání. Je definována podobným způsobem, jako v předchozích případech výběrem základny v záložce pro tuto operaci a na výrobku podstavou kulové plochy. Vybráním plochy vyznačující navrtání vybereme otvory, které chceme navrtat. Důležité je, vybírat otvory tak, jak se po té budou navrtávat, tedy nejlépe za sebou např. po obvodu našeho čtverce, který tvoří dané středy otvorů. Dále musí být nastaveny parametry a to průměr, který je na díře 10 se sražením 1 x 45°, roven 12 mm a dále hloubku vrtání, která je v tomto případě 6 mm. V záložce nástroj vybereme vrták a jeho rozměry včetně úhlu 90 °. Pro příjezdy a nájezdy se zvolí kolmý odjezd i příjezd s velikostí 20 mm. Podobným způsobem budou vyrobeny otvory a jejich válcové zahloubení. - 161 -

Modul VII.


Ukázka hotového výrobku včetně toho, jak vypadá strom po zhotovení celé součástky je vidět na obr. 7.39. Každá operace má přiřazený nějaký nástroj. Př. kulovou frézou průměru 4 se obrábí na čisto kulová plocha a hned po té ještě dokončuje přechodový rádius, tedy nedochází k výměně nástroje mezi těmito operacemi. Znázornění je vidět ve stromě.

Obr. 7.39 Kompletně zhotovená technologie pro danou součást Generování NC kódu Takto vytvořenou technologii, ale do stroje nepřeneseme a ani jí stroj nebude rozumět. Tento formát dat se nazývá CL data. CL data jsou ve formátu, který obsahuje srozumitelný popis interní struktury činnosti technologického modulu CAD/CAM systému. Jsou ve formátu ASCII a v podstatě obsahují prostorové souřadnice koncového pohybu nástroje. Pomocí postprosesoru jsou tato data přetransformována do formy řídícího NC programu. Výběrem ikony generovaní NC kódu se zobrazí záložka, kde se vyplňuje kromě cest, ty samozřejmě budou všude jiné, dle toho odkud jsou zdrojová data a kam se budou ukládat kliknutim na Output File, zadám cestu kam má generovat NC kód. V záložce NC Code je vybrán Postprocesor.

Obr. 7.40 Generování NC kódu

- 162 -

Modul VII.


Na disku ve zvoleném adresáři se vygeneruje několik souborů. Soubor s příponou *.CATNCCode obsahuje NC kód, který je přenesen pomocí médií nebo DNC sítě na stroj. Ukázka malé části vygenerovaného NC kódu, celý má 9 670 řádků 0 BEGIN PGM PART TO BE MACHINED MM 1 M08 2 L X+0 Y+0 Z+100 R0 FMAX 3 TOOL CALL 1 Z S2000 M13 4 L X+26 Y-55.576 Z+42.167 F1200 5 L Z+32.167 6 L X+14 7 L Y-61.401 F1000 8 L X+13.214 Y-64.645 9 L X+11.687 Y-67.614 10 L X+9.505 Y-70.14 11 L X+6.79 Y-72.082 Tento příklad měl prezentovat postup tvorby NC programu v CAD/CAM systému vyšší verze. I když lze říci, že takto jednoduchý výrobek není typickým představitelem pro využití tohoto systému. Jak již bylo řečeno na začátku, Catia je systémem, který má širokou oblast působnosti od vyhotovení modelu součásti, možnosti její analýzy pomocí metody konečných prvků FEM až po samotnou výrobu výroby. Na závěr této kapitoly bude ještě uvedeno několik příkladů z využití systému Catia V5 např. pro návrh zápustky pro klikové hřídele viz. obr 7.41 a komplexního návrhu nástroje viz. obr 7.42.

7. 41 Výroba zápustky pro klikovou hřídele - 163 -

Modul VII.


Sestava nástroje

Jednotlivé díly nástroje

Pevnostní analýza

Výkresová dokumentace

Obrábění tělesa a upínek nástroje Obr. 7.42 Komplexní návrh nástroje včetně výroby - 164 -

Použitá literatura: [1]

OPLATEK, F.; Číslicové řízení obráběcích strojů, Havlíčkův Brod: Fragment, 1998, ISBN 80-7200-294-5

[2]

OPLATEK, F.; Automatizace výrobních procesů, Havlíčkův Brod: Fragment, 1998, ISBN 80-7200-207-4

[3]

JANDEČKA, K.; ČESÁNEK, J.; KOŽMÍN, P.; Programování NC strojů, Plzeň: ZČU v Plzni, 2000, ISBN 80-7082-692-4

[4]

SVOBODA, E.; Technologie programování NC strojů, Havlíčkův Brod: Fragment, 1998, ISBN 80-7200-297-X

[5]

KRÁL, M. a kol; Základy CNC obráběcích strojů, Havlíčkův Brod: Fragment, 1998, ISBN 80-7200-295-3

[6]

MM Průmyslové spektrum; Speciální vydání, Konstrukce CNC obráběcích strojů, Praha, MM Publishing, ISSN 1212-2572

[7]

KUBÍČEK, J.; Základy stavby výrobních strojů, Plzeň, ZČU v Plzni, 2001, ISBN 807082-710-6

[8]

NOVOTNÝ, R.; Technika a programování NC strojů, Praha: Wahlberg, 1994, ISBN 80-901-657-5-3

[9]

BEUKE, D., CONRAD, K.; CNC-Technik und Qualitätsprüfung, München: Carl Hanser, 1998, ISBN 3-446-21243-4

[10]

SOVA, F.; Automatizace výrobních procesů, Plzeň: VŠSE v Plzni, 1979, 55-084-79

[11]

SOVA, F.; Programování NC strojů, Plzeň: VŠSE v Plzni, 1990

[12]

JANDEČKA K.; Využití moderních CAD/CAM systémů při programování NC strojů, Plzeň: ZČU v Plzni, 1996, ISBN 80-7082-260-0

[13]

KŘÍŽ, R.; VÁVRA, P.; Strojírenská příručka, Praha: Scientia, 1996, ISBN 80-7183024-0

[14]

POPPEOVÁ, V.; CUBONOVÁ, N.; Programovanie CNC strojov, Žilina: Žilinská univerzita, 2000, ISBN 80-7100-777-3

[15]

SMITH, G. T.; CNC Machining Technology, 1 – Design, Development and CIM Strategies, London: Springer- Verlag, London 1993, ISBN 0-387-19828-8

[16]

KRAUS, G.; Základy číslicového řízení a programování strojů, Opava: OPTYS, s. r. o., 1992

[17]

Podkladové materiály KOVOPROG, www.kovoprog.cz

[18]

Podkladové materiály: HEIDENHAIN, www.heidenhain.com

[19]

Podkladové materiály: SINUMERIK, www.siemens.cz

[20]

Podkladové materiály: FANUC, www.fanuc.co.jp/en/product/cnc/index.html

[21]

Podkladové materiály: MAZAK, www.mazak.com

[22]

Podkladové materiály: Kovosvit, www.kovosvit.cz

[23]

Podkladové materiály: DECKEL MAHO, http://www.dmgczech.com

[24]

Podkladové materiály: CATIA V5, www.technodat.cz

Kurz. Programování NC strojů

Recommend Documents