Modul: Dílenské programování ISO, dialogové - soustruh I

Název projektu: Datum zahájení projektu: Datum ukončení projektu: Obor: Strojní mechanik Zpracoval: Zdeněk Ludvík

Modul:

Sbližování teorie s praxí 01.11.2010 30.06.2012 Ročník: Třetí

Dílenské programování ISO, dialogové - soustruh I

Střední odborná škola technická Uherské Hradiště, Revoluční 747, 686 06 Uherské Hradiště

ÚVOD ......................................................................................................................... 5 1.

ÚVOD DO PROBLEMATIKY CNC OBRÁBĚNÍ.................................................... 6 1.1

Vznik NC, CNC strojů .................................................................................... 6

1.2

Nejpoužívanější zkratky počítačem podporovaných činností strojírenského

podniku .................................................................................................................... 7

2.

1.3

Automatizace, mechanizace .......................................................................... 8

1.4

Řízení NC a CNC strojů ................................................................................. 9

1.5

Rozdělení, výhody a nevýhody CNC strojů.................................................. 10

1.5.1

Výhody a přednosti CNC strojů ............................................................. 11

1.5.2

Nevýhody NC strojů .............................................................................. 11

1.6

Porovnání výrobního postupu práce na konvenčním a CNC stroji............... 11

1.7

Kontrolní otázky ........................................................................................... 11

NÁSTROJE PRO CNC OBRÁBĚNÍ - SOUSTRUŽENÍ ...................................... 13 2.1

Charakteristika nástrojů pro obrábění kovů ................................................. 13

2.2

Vliv volby řezného nástroje .......................................................................... 13

2.3

Charakteristika nástrojů pro CNC stroje ...................................................... 13

2.4

Nástroje pro CNC soustruhy ........................................................................ 14

2.4.1

3.

4.

5.

Volba nástroje a vyměnitelné břitové destičky ....................................... 16

2.5

Upínání nástrojů .......................................................................................... 22

2.6


UPÍNANÍ OBROBKŮ NA CNC STROJÍCH – SOUSTRUH ................................ 23 3.1

Charakteristika upínacích prostředků .......................................................... 23

3.2

Požadavky na správné upnutí polotovaru .................................................... 23

3.3

Volba druhu upínacího zařízení ................................................................... 23

3.4

Způsoby upnutí obrobků na CNC soustruzích ............................................. 24

3.5


ŘEZNÉ PODMÍNKY ........................................................................................... 25 4.1

Stanovení řezných podmínek ...................................................................... 25

4.2

Možnosti stanovení řezných podmínek ........................................................ 26

4.3

Řezné podmínky pro soustružení ................................................................ 26

4.4


SOUŘADNÝ SYSTÉM CNC STROJE – SOUSTRUH ....................................... 31 5.1

Systém souřadnic ........................................................................................ 31

OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost

1

Název projektu: Sbližování teorie s praxí


5.2

Typy souřadných systémů ........................................................................... 31

5.2.1

6.

7.

8.

5.3

Pravidla umístnění souřadného sytému na stroji ......................................... 33

5.4

Souřadný systém u CNC soustruhu ............................................................. 33

5.5


VZTAŽNÉ BODY V PRACOVNÍM PROSTORU CNC STROJE - SOUSTRUH.. 36 6.1

Účel vztažných bodů .................................................................................... 36

6.2

Značení a charakteristika vztažných bodů ................................................... 36

6.3

Umístění vztažných bodů v pracovním prostoru CNC soustruhu................. 38

6.4


URČENÍ NULOVÉHO BODU OBROBKU, PŘESUN SOUŘADNÉ SOUSTAVY 39 7.1

Stanovení nulového bodu obrobku W .......................................................... 39

7.2

Určení nulového bodu obrobku .................................................................... 39

7.3

Přesun souřadné soustavy .......................................................................... 40

7.4


TECHNOLOGICKÁ PŘÍPRAVA VÝROBY ......................................................... 42 8.1

Význam technologické přípravy výroby ....................................................... 42

8.2

Etapy technologické přípravy výroby ........................................................... 42

8.2.1

Zařazení výrobku do součástkové základny.......................................... 42

8.2.2

Vypracování technologického postupu .................................................. 42

8.2.3

Vypracování řídicího programu ............................................................. 42

8.3

9.

Kartézský souřadný systém .................................................................. 31

Výrobní dokumentace a její zpracování ....................................................... 43

8.3.1

Výrobní dokumentace ........................................................................... 43

8.3.2

Zpracování programové dokumentace řídícího programu..................... 43

8.4

Podklady pro zpracování programové dokumentace ................................... 44

8.5

Simulace obrábění ....................................................................................... 45

8.6

Ekonomická skladba úkonů ......................................................................... 45

8.7


STAVBA CNC PROGRAMU, PROGRAMOVÁNÍ ............................................... 47 9.1

CNC program, stavba programu .................................................................. 47

9.1.1

Definice programu ................................................................................. 47

9.1.2

Stavba programu ................................................................................... 47

9.2

Struktura programu ...................................................................................... 48

9.2.1

Členění programu ................................................................................. 48


2



9.3

Rozdělení programování.............................................................................. 49

9.3.1

Podle způsobu programování ............................................................... 49

9.3.2

Podle způsobu vyjádření souřadnic ...................................................... 49

9.4

Zadávání programu ..................................................................................... 50

9.5


10.

KOREKCE NÁSTROJŮ .................................................................................. 51

10.1

Délková nástrojová korekce...................................................................... 51

10.1.1 10.2

Korekce na poloměr špičky nástroje ......................................................... 52

10.2.1 10.3 11.

Eliminace zaoblení špičky nože ......................................................... 52

Kontrolní otázky ........................................................................................ 54

SOUSTRUH SMT 160 CNC ............................................................................ 55

11.1

Popis stroje ............................................................................................... 55

11.1.1

Umístění a popis řídícího systému ..................................................... 55

11.1.2

Standardní funkce řídícího systému................................................... 56

11.1.3

Základní technické údaje soustruhu SMT 160 CNC .......................... 56

11.1.4

Souřadný systém stroje...................................................................... 57

11.2

OBP na stroji SMT 160 CNC .................................................................... 58

11.2.1

Všeobecné zásady pro práci na NC strojích ...................................... 58

11.2.2

Povinnosti obsluhy ............................................................................. 58

11.2.3

Bezpečnostní zařízení stroje .............................................................. 60

11.2.4

Upozornění na nebezpečný pracovní prostor stroje........................... 60

11.3 12.

Způsoby zjišťování nástrojových korekci............................................ 51


DÍLENSKÉ PROGRAMOVÁNÍ V ISO KÓDU – Ř.S. MIKROPROG ................ 62

12.1

Dílenské programování v ISO kódu .......................................................... 62

12.2

Řídící systémy MIKROPROG ................................................................... 62

12.2.1 12.3

Konstrukce řídících systémů MIKROPROG. ...................................... 62

Programování v řídícím systému MIKROPROG "S" ................................. 63

12.3.1

Ovládání řídícího systému ................................................................. 63

12.3.2

Režimy práce řídícího systému .......................................................... 63

12.4

Ovládací prvky .......................................................................................... 74

12.5

Ukázka tvorby programu v ŘS Mikroprog ................................................. 74

12.6


13.

DÍLENSKÉ PROGRAMOVÁNÍ – Ř.S. SINUMERIK ........................................ 75


3



13.1

Dílenské programování v řídícím sytému SINUMERIK - SHOPTURN ..... 75

13.2

Rychleji od výkresu k obrobku .................................................................. 75

13.2.1

Sestavování pracovního plánu namísto programování ...................... 75

13.2.2

Ukázka tvorby pracovního plánu ........................................................ 76

13.2.3

Kontrolní otázky ................................................................................. 76

POUŽITÁ LITERATURA ........................................................................................... 77 PŘÍLOHA 1 – VÝKRES SOUČÁSTI ......................................................................... 78 PŘÍLOHA 2 – PROGRAM V ŘÍDÍCÍM SYSTÉMU MIKROPROG, ISO KÓD ............ 79


4



ÚVOD Tento text je vytvořen pro žáky strojírenských oborů na SOŠT Uh. Hradiště, kteří nemají v učebních osnovách řešenu výuku problematiky CNC obrábění. Téma obrábění na CNC strojích je poměrně obsáhlé a také do určité míry náročné. Nabídnout žákům těchto oborů plnohodnotnou formu výuky (ta vyžaduje nejen dostatečnou časovou dotaci ale i množství znalostí z jiných oborů - matematiky, metrologie, strojírenské technologie atd.) v jejich přípravě pro budoucí povolání je tudíž spíše nereálné. Na začátku tvorby tohoto textu proto stála základní myšlenka – vytvořit pro tyto žáky výukový materiál, který bude názorný, srozumitelný a studentům pomůže pochopit základní problematiku strojírenské výroby realizované CNC stroji i v jejich podmínkách výuky. Takový výukový materiál umožňuje ŠVP (Školní vzdělávací plán) příslušných oborů začlenit do výuky a s podporou partnerských firemních zaměstnavatelů pomoci zvýšit zájem žáků účastnit se právě takové výroby. Výukový materiál si tedy neklade za hlavní úkol vyškolit specializované profese (programátory, technology, seřizovače), ale podpořit zájem o práci v provozech s CNC stroji. Obsah výukových textů také umožňuje proškolení případných zájemců z řad jiných škol, či oblasti mimoškolské. Jednotlivé kapitoly obsahují pouze základní

informace,

vztaženy

k výrobě

které na

jsou

číslicově

řízených obráběcích strojích, ale pro zaměstnavatele strojírenských firem

se

požadavkem

stávají

základním

na

přijímané

pracovníky.


5



1. ÚVOD DO PROBLEMATIKY CNC OBRÁBĚNÍ 1.1 Vznik NC, CNC strojů Myšlenka číslicového řízení obráběcích strojů vznikla v USA koncem 2. Světové války ve spojení s výrobou tvarově velmi náročných součástí (lopatky kompresorů, turbíny atd.), které musely splňovat velmi přísná kriteria kvality. Tyto součásti byly do té doby vyráběny kopírováním pracně zhotovených modelů. Konvenční způsob výroby byl časově velmi zdlouhavý a tím velmi náročný. Automatizace výrobních operací pomocí číslicového řízení byla, tak jako většina činností, ovlivněna znalostním vývojem, schopnostmi techniky a technologií. Vzhledem k tomu, že v průběhu 2. Světové války byly sestaveny první elektronické počítače, které mohly být použity jako základ řídícího systému stroje, bylo možné zkonstruovat první stroje řízené číslicovým řídícím systémem.


6



1.2 Nejpoužívanější zkratky počítačem podporovaných činností strojírenského podniku ZKRATKA

CAA

CAD

CAE

CAM

CAO

CAP

CAPP

DNC

ANGLICKÝ EKVIVALENT Computer aided assembly

ČESKÝ EKVIVALENT ČINNOSTI

Montáž podporovaná počítačem

Computer Aided

Počítačová podpora konstrukce, 2D, 3D

Design

návrhy,tvorba výkresové dokumentace

Computer Aided Engineering

Počítačová podpora inženýrských a projekčních činností, pevnostní výpočty, tepelné namáhání, technologické výpočty

Computer Aided

Počítačová podpora návrhu drah

Manufacturing

nástrojů při obrábění

Computer Aided Organisation

Počítačová podpora obchodních činností

Computer Aided

Počítačová podpora technologické výroby

Production

tvorba technologických podkladů

Computer Aided Process Planing

Direct Numerical Control

Počítačová podpora plánovacích funkcí operativního řízení výroby, plánování procesů, projektová analýza Stroje řízené z centrálního počítače Počítačová podpora a kontrola výroby, test

CAT

Computer Aided Testing

materiálů, polotovarů a výrobků, rozměrová kontrola, zpětné inženýrství

CIM

Computer Integramted Manufacturing


Integrovaný systém řízení

7



1.3 Automatizace, mechanizace Automatizace a mechanizace ve výrobním procesu jsou

taková opatření, která

záleží na zavedení vysoce výkonných a s minimálním zásahem člověka pracujících výrobních prostředků. Mechanizace

– nahrazuje lidskou svalovou práci. (Ruční upínání obrobků je

nahraženo pneumaticky, hydraulicky, elektricky) Automatizace

– je náhrada lidské činnosti fyzické i duševní - automaty. (Upínání

nástrojů systémy AVN) Automatizaci výrobního procesu lze provést pomocí mechanizace a řídící techniky. Řídící technika – nahrazuje myšlenkové a paměťové pochody číslicovými řídícími systémy. Automat je zařízení nebo stroj, který podle předem zadaného programu úplně nebo částečně vykonává předem určenou činnost. Pokud se mechanická a automatická činnost spojí s řídícím systémem vznikne číslicově řízený stroj , který může vykonávat mnoho činností:

Řízení všech pracovních i vedlejších pohybů

Pohyby všech částí stroje zadanou rychlostí v uvedených mezích

Vzájemné blokování funkčních skupin strojů a linek

Regulací technologického procesu za účelem odstranění zmetků

Ovládání stroje při seřizování

Signalizace chodu stroje

Rozdělení těchto funkcí způsobuje i různorodost řízení výrobního procesu. Základní rozdělení je na nepružnou (tvrdou)

a

pružnou (měkkou) automatizaci Tvrdá automatizace je v součastné době již zastaralý

způsob

řízení.

V podstatě

se

využívají dvě varianty. Tvrdá automatizace spočívá ve využití vaček a narážek. Vačky jsou vhodné jen pro krátké zdvihy a menší řezné síly. Nejčastěji se vačkové řídící systémy používaly jen pro velmi jednoduché součásti, pro každou součást se museli vačky vyměnit, tím je určeno její využití jen pro


8



sériovou výrobu. Druhou variantou je tzv. narážkový řídící systém, jde v podstatě o podobný princip jako řídící systémy vačkové. Vačky se používaly převážně pro řazení otáček a ovládání posuvů. Oba tyto systémy byly překonány a nahrazeny NC nebo CNC stroji, patřící do pružné automatizace. Pružná automatizace je prováděna pomocí NC nebo CNC strojů, které využívají počítače a řízené mikroprocesory. Jsou to stroje, u kterých lze program velmi jednoduše a rychle (podstatně rychleji než u tvrdé automatizace) seřídit, popřípadě změnit výrobní program. Proto je takový druh automatizace mnohem vhodnější pro kusovou a malosériovou výrobu., při které se stroj mnohem rychleji nastaví pro daný kus. Jeho uplatnění je i ve výrobě sériové nebo velkosériové, u které dochází ke snížení pracovních i vedlejších časů a tím samozřejmě i ke zvýšení produktivity a ekonomičnosti výroby.

1.4 Řízení NC a CNC strojů Číslicově řízené stroje (NC i CNC) jsou charakteristické tím, že ovládání všech funkcí stroje je prováděno výhradně řídícím systémem stroje pomocí programu. Všechny údaje potřebné k obrobení součásti na požadovaný tvar a s požadovanou přesností jsou připraveny ve formě řady čísel a písmen. Tato řada je uspořádaná v určitém kódu, srozumitelném pro daný řídící systém, který aktivuje a řídí silové a ovládací prvky stroje s následnou výrobou. NC (Numerical Control) – číslicově řízené stroje (v praxi jeto označení pro stroje, které ke svému řízení používaly děrnou pásku nebo děrný štítek). Úroveň ŘS je hardwarovou záležitostí.

Do paměti systému se načítá pouze jedna věta, která se vykonává

Po provedení věty se načte nová

Při načtení nové věty se stávající obsah paměti přemaže

Informace jsou zadány ve formě programu na děrné pásce nebo ručně z klávesnice

Program na děrné pásce se opakovaně načítá při výrobě nového kusu


9



Pro zhotovení nového kusu se děrná páska přetočit na začátek

Jakákoli úprava programu je možná pouze úpravou děrné pásky

V programu se nedá využít parametrů

Program nelze simulovat

CNC (Computerized Numerical CONTROL) – počítačem řízené stroje (stroj je řízen a ovládán programem, který je uložen v počítači stroje). Systém načítá do paměti celý program z přenosných medií. Na rozdíl od NC systémů obsahuje interpolátor a úroveň ŘS je softwarovou záležitostí. Ke generování dráhy je možné použít přímého matematického popisu tvaru dráhy. Je tedy možné generovat paraboly i křivky (spline)

Snadno editovat (upravit) program

Větvit program

Pracovat s parametry

Pracovat s podprogramy

Využívat grafickou simulaci obrábění

Užívat diagnostických programů

Kompenzovat nepřesnosti systémů a strojních částí

1.5 Rozdělení, výhody a nevýhody CNC strojů

tvářecí stroje

svařovací stroje

měřící a manipulační technika

stroje na kontrolu vad materiálu

obráběcí stroje 1. podle počtu operací při jednom upnutí o jednoprofesní (pro jeden druh operace) – soustružení, frézování, vrtání, atd. o víceprofesní (pro více druhů operací) – obráběcí centra (OC) •

OC pro výrobu rotačních výrobků (hřídelové a přírubové)

•

OC pro výrobu skříňových obrobků

•

OC umožňujících výrobu rotačních i nerotačních součástí s určitým omezením operací

2. podle vývojových etap a to na stroje 1.- 4.vývojového stupně


10



1.5.1 Výhody a přednosti CNC strojů

výroba je produktivnější a hospodárnější

umožňují výrobu tvarově složitých součástí

výrobní čas je určen programem

zvýšení přizpůsobivosti výroby

zvýší se kvalita výrobků

vyšší využití strojů

odpadá skladování přípravků

snadná archivace výrobní dokumentace

zmenší se požadavky na kvalifikaci obsluhy

1.5.2 Nevýhody NC strojů

zvýšení pořizovací ceny

zvýšené nároky na technologickou přípravu

zvýšené nároky na údržbu a kvalifikaci údržby

zvýšené nároky na organizaci

1.6 Porovnání výrobního postupu práce na konvenčním a CNC stroji Výrobní postup na konvenčním stroji – plánování a výroba se neustále střídají. Výrobní postup na CNC stroji – veškerý plán postupu výroby musí být vytvořen před vlastním obráběním.

1.7 Kontrolní otázky 1. Vysvětlete pojem mechanizace – příklad. 2. Vysvětlete pojem automatizace – příklad. 3. Charakterizujte tvrdou automatizaci. 4. Pro jaký typ výroby je vhodná tvrdá automatizace? 5. Čím je realizována tvrdá automatizace? 6. Charakterizujte pružnou automatizaci. 7. Pro jaký typ výroby je vhodná pružná automatizace? 8. Čím je realizována pružná automatizace? 9. Charakterizujte číslicové řízení. 10. Uveďte rozdělení ČŘS.


11



11. Uveďte výhody ČŘS. 12. Uveďte základní charakteristiku a znaky NC strojů. 13. Uveďte základní charakteristiku a znaky CNC strojů


12



2. NÁSTROJE PRO CNC OBRÁBĚNÍ - SOUSTRUŽENÍ 2.1 Charakteristika nástrojů pro obrábění kovů Obráběcí nástroj je aktivním prvkem v soustavě obrábění stroj – nástroj - obrobek. Stále probíhající vývoj nástrojů a nástrojových materiálů tak nutí i výrobce strojů k jejich zdokonalování. Správná volba řezného nástroje je při obrábění klíčovým faktorem (konstrukční provedení a VBD). Nástroj musí spolehlivě zajistit vysokou produktivitu v procesu obrábění, kvalitu obráběného povrchu a optimální trvanlivost při zajištění ekonomického poměru výkon - cena nástroje.

2.2 Vliv volby řezného nástroje Použité řezné nástroje mají významný vliv na: •

geometrický tvar součásti

•

přesnost součásti

•

ekonomické využití obráběcího stroje

2.3 Charakteristika nástrojů pro CNC stroje Hlavní rozdíly mezi nástroji pro konvenční stroje a nástroji pro CNC stroje spočívají :

seřizování nástrojů pro CNC stroje probíhá nejčastěji na specializovaném pracovišti mimo vlastní stroj.

u CNC obráběcích strojů se jako řezné materiály používají vyměnitelné břitové destičky ze slinutých karbidů, velmi často povlakované popř. jiné řezné materiály jako jsou keramické materiály, polykrystalický kubický nitrid boritý nebo i polykrystalický syntetický diamant, což vede ke změně řezných podmínek (zvýšení řezné rychlosti)

trvanlivost řezné časti nástrojů pro CNC obráběcí stroje je menší (u fréz cca 45 minut, u soustružnických nožů 15 – 20 minut)

nutností jsou vhodné utvařeče a děliče třísek

upínání nástrojů pomocí normalizovaného upínacího systému


13



u CNC obráběcích se používá tvz. nástrojový systém (tj. systematicky uspořádaná a udržovaná sada nástrojů). Nástroje jsou minimálně zdvojeny z hlediska náhodného otupení nebo vylomení ostří tak, aby byly při obrábění okamžitě k dispozici.

u CNC strojů se minimálně používají tvarové nástroje

Tyto skutečnosti využité na CNC strojích umožňují úspěšně nahradit dokončovací operace a to i s požadovanou přesností a jakostí povrchu ( Ra 0.8 s odpovídajícím stupněm přesnosti IT).

2.4 Nástroje pro CNC soustruhy Nástroje lze dělit podle různých hledisek, například:

materiálu břitu; jako materiál břitu nástroje jsou používány: 1. Nástrojová ocel 2. Slinutý karbid

3. Cermet


14



4. Keramika

5. Kubický nitrid bóru

6. Polykrystalický diamant

Velká rozmanitost materiálů obrobků a z toho plynoucí obrovské množství řezných podmínek, musí odpovídat vlastnosti řezného břitu. (Pro práci na CNC strojích první volbou nástroje s vyměnitelnými břitovými destičkami s optimalizovanou modulovou řadou držáků).

konstrukce nástroje; 1. celistvé 2. s pájenou břitovou destičkou 3. s mechanicky upínanou břitovou destičkou

směru posuvu; nástroje (soustružnické nože) můžeme rozdělit na: 1. pravé 2. levé 3. přímé


15



způsobu obrábění; soustružnické nože můžeme rozdělit na: 1. ubírací 2. hladicí 3. nabírací 4. zapichovací 5. upichovací 6. závitové 7. tvarové

Podle strany obrobku, na které se obrábí, jsou konstruovány nože pro vnější a vnitřní soustružení.

2.4.1 Volba nástroje a vyměnitelné břitové destičky Než začneme s výběrem, musíme vzít v úvahu možnosti nástrojových alternativ (stopkový nástroj, upínací systém Coromant Capto ) – nástrojové možnosti firmy, vybavení nástrojových hlav držáky atd.

Následuje volba:

upínací systém vyměnitelné břitové destičky (dále VBD) – výběr ovlivňuje především aplikace (hrubování, dokončování), soustružnická operace (vnější, vnitřní obecné ISO soustružení, zapichování, závitování atd.) a také rozměry obrobku.


16



velikost a typ držáku

- volba závisí na směru posuvu, velikosti řezu,

obrobku, na možnostech upnutí a také na požadavcích na přístupu do řezu. Nadefinujeme operaci a vybereme vhodný držák nástroje, který má především vazbu na tvar VBD, úhel nastavení a úhel špičky VBD – posuzujeme silové poměry, pevnost břitu a přístupnost do řezu. ( kopírovací úhel dovnitř ! ).

Důležitou roli při volbě nástrojového držáku hraje velikost úhlu nastavení hlavního ostří. Ten má vliv na odchod třísky, silové poměry atd. Volí se v rozmezí 45° - 95° (při kopírování může být větší).


17



Základním pravidlem je zvolit co největší držák. Vyložení nástroje by mělo být minimální.

vhodná VBD - k zajištění největší pevnosti a spolehlivosti VBD využijeme největší možný úhel špičky, nutno však přihlédnout k rozmanitosti řezů. Jako kompromis se jeví VBD kosočtverečného tvaru s úhlem špičky 80°.

velikost VBD - při volbě velikosti VBD musí být zohledněna největší hloubka řezu, která má být nožem obrobena. Aktivní délka VBD musí být větší než hloubka záběru.


18



geometrie - ta je určována především: typem aplikace, materiálem obrobku, dále pak výkonem stroje, stabilitou upnutí, přerušovaným řezem, sklonem k vibracím. 1. Pro výběr geometrie - první volba -

začneme identifikací materiálu

obrobku, typem aplikace a podmínkami při obrábění. 2. Geometrie má vliv na charakter řezu (vznik třísky, hloubka řezu, velikost posuvů). 3. Geometrie VBD jsou specializovány na určitý druh obráběného materiálu (materiály s rozdílnými vlastnostmi), se zaměřením na aplikací (rozličné požadavky na aplikace), přičemž nutno přihlédnout dalším podmínkám obrábění (pozitivní či negativní VBD, výkon stroje, přerušovaný řez , možnost vzniku vibrací atd.).


19



řezný materiál – třída VBD je vybírána především podle materiálu obrobku a typu aplikace, ke které má být použita. Třída VBD je označení typu materiálu nástroje.

1. Hlavní skupiny nástrojových materiálů: - slinutý karbid (HW) o povlakovaný slinutý karbid (HC) o cermet (HT, HC) o keramika (CA,CN, CC) o CBN (BN) o PKD (DP, HC) 2. Slinuté karbidy se obecně dělí na základní a doplňkovou třídu. 3. Materiály v základní třídě pokrývají široké rozmezí aplikací a měly by být první volbou. 4. Materiály v doplňkové třídě rozšiřují možnosti a přinášejí alternativy.

poloměr špičky - hodnota posuvu na otáčku má být přibližně polovina, max. však 2/3 poloměru špičky.


20



Zvolit největší zaoblení ( pozor na vibrace ) a nepřekračovat max. hodnotu doporučeného posuvu.

Při dokončování zvážit možnost použití hladících VBD.

řezné podmínky


21



2.5 Upínání nástrojů Nástroje pro použití na CNC strojích jsou upínány a seřizovány pro vlastní práci mimo provozní stroj a to na pracovišti k tomu určeném. Nástroje jsou upínány v jednotném systému nástrojových stopek a držáků pro automatickou výměnu.

Pro práci na CNC soustruzích se upínání provádí buď přímo do držáků revolverových hlav – stopkové nástroje s alternativou trvalejšího upnutí nástroje, nebo do nástrojových držáků v rámci jednotného systému příslušných upínačů (typ revolverové hlavy). Konstrukční uspořádání těchto upínacích pomůcek ovlivňuje pracovní prostor stroje a je charakteristické jednotlivému typu stroje.

2.6 Kontrolní otázky 1. Co charakterizuje nástroje pro CNC stroje 2. Jak se vlastnosti nástrojů pro CNC stroje projevují ve výrobě 3. Popiš postup volby nástrojového držáku 4. Popiš postup volby VBD 5. Jak a kde probíhá upínání nástrojů pro CNC stroje 6. Vyjmenuj způsoby upínání nástrojů pro CNC stroje


22



3. UPÍNANÍ OBROBKŮ NA CNC STROJÍCH – SOUSTRUH 3.1 Charakteristika upínacích prostředků Dobré a odborné upnutí obrobku je základní předpoklad úspěšného obrábění. Upnutí obrobků musí na CNC strojích zajistit pro každou obráběnou součást v dávce stejnou polohu. V automatickém provozu je usazení a upínání obrobků na stroji programově zajištěno pomocí funkcí M a slouží k tomu elektromagnetická, pneumatická a hydraulická zařízení ( ruční upínání polotovarů se používá jen výjimečně vzhledem k požadované produktivitě ).

3.2 Požadavky na správné upnutí polotovaru Upnutí obrobku má být :

pevné, tuhé (bezpečný přenos řezné síly)

rychlé

bezpečné

obrobek se nesmí zdeformovat

obrobené plochy se nesmí poškodit

nesmí bránit v přístupu k obráběným plochám

3.3 Volba druhu upínacího zařízení K upínání obrobků na CNC strojích používáme různé druhy upínacích prostředků, jejichž volba a způsobu upnutí je závislé na :

na velikosti a tvaru obrobku

na druhu a způsobu obrábění

na požadované přesnosti a jakosti obrobku

na celkovém počtu obráběných kusů


23



3.4 Způsoby upnutí obrobků na CNC soustruzích Nejčastěji se na CNC soustruzích obrobky upínají:

do sklíčidel ( tříčelisťová, čtyřčelisťová, za vnější i vnitřní plochy )

mezi hroty s čelním unášečem ( hřídelové typy součástí )

do kleštin ( nejčastěji tyčový materiál )

na lícní desku ( tvarové součásti )

do přípravků

3.5 Kontrolní otázky 1. Jaká zařízení se používají pro upínání obrobků? 2. Jaká všeobecná pravidla platí pro upínání obrobků? 3. Popiš způsoby upínání obrobků na soustruhu. 4. Na čem je závislá volba upínacích prostředků?


24



4. ŘEZNÉ PODMÍNKY Znalost řezných podmínek při třískovém obrábění je hlavním faktorem pro zajištění produktivity strojírenských firem. Dobrá znalost a optimální nastavení řezných podmínek je základem pro správné programování a maximální využití CNC strojů.

4.1 Stanovení řezných podmínek Efektivní uplatnění CNC strojů ve výrobě vyžaduje maximální nasazení moderních řezných nástrojů. Výrobci dodávají široký sortiment těchto nástrojů a také se aktivně podílejí na jejich zavádění do výrobních podmínek podniků, kde společně se zkušenými programátory, obsluhou aj., využívají dlouholeté zkušenosti a znalosti technologické problematiky.

Současné programové vybavení umožňuje velmi

efektivně odladit programy, ovšem mimo oblast řezných podmínek. Optimální řezné podmínky lze velmi těžko nastavit, což vyplývá s níže uvedených bodů. Řezné podmínky jsou stanovovány všeobecně, poněvadž

nemohou respektovat

konkrétní podmínky obrábění – upnutí, konkrétní stroj, konkrétní nástroj, atd.. Faktory ovlivňující řezné podmínky:

Obráběný materiál

Povrch obráběného materiálu

Druh obrábění - aplikaci

Způsob obrábění – vnitřní, vnějšíR

Přesnost a jakost povrchu

Nástroj

Výkon stroje, rozměry, dosahovaná přesnost při obrábění

Tuhost soustavy stroj – nástroj – obrobek


25



4.2 Možnosti stanovení řezných podmínek Řezné podmínky lze stanovit:

Výpočtem

v = Π * D * n / 1000

Tabulkově - normativy

S pomocí výrobců nástrojů 1. katalogy nástrojů, moduly řezných podmínek, údaje přímo na VBD, osobní zapojení.

Pomocí praktických zkušeností technologa, obsluhy atd.

4.3 Řezné podmínky pro soustružení Pro optimalizaci soustružení, která vede ke snižování

výrobních

rozlišovat

několik

soustružnických

nákladů,

je

nutno

základních

operací,

které

druhů vyžadují

použití příslušných typů řezných nástrojů a také

podmínek,

za

kterých

jsou

tento

požadavek optimalizace naplnit. Základní soustružnické operace:

obrábění vnějších/vnitřních válcových a kuželových ploch,

obrábění vnějších/vnitřních tvarových ploch,

soustružení čelní,

soustružení závitů,

upichování a zapichování.

Řezné podmínky (posuvovou rychlost, řeznou rychlost, hloubku řezu, použití procesní kapaliny) je nutné nastavit tak, aby byl zajištěn co možná nejekonomičtější proces obrábění.


26



Ten je svázán s požadavkem správné tvorby třísky, kdy je nežádoucí vytváření dlouhých třísek (ohrožení automatického chodu obrábění, zranění obsluhy při manipulaci, nevhodné skladování). Vhodné utváření třísek je tak jedním z klíčových faktorů soustružnických operací.

Každá geometrie soustružnické VBD je proto dnes speciálně konstruována pro určitou aplikační oblast (hrubování, dokončování) a s ní souvisí rozmezí řezné a posuvové rychlosti i hloubky řezu.


27



Faktory ovlivňující utváření třísky při soustružení:

úhel nastavení hlavního ostří,

geometrie soustružnické VBD, utvařeč, poloměr špičky

velikost posuvu

hloubka řezu

Soustružnické operace můžeme pro lepší identifikaci (popis) zařadit do dvou základních aplikačních oblastí hrubování a dokončování. Při práci v těchto aplikačních oblastech, mají výše uvedené základní operace své specifické požadavky a to se vztahuje i na řezné podmínky.

Cílem HRUBOVACÍ aplikace je v první řadě produktivita (maximální množství odebraného materiálu za časovou jednotku). Při hrubovacím soustružení je aplikační oblast nástroje směřována k větším posuvům, větší hloubce řezu a menší řezné rychlosti. Poloměr špičky VBD se zpravidla volí co největší, což snižuje sklon


28



soustavy stroj-nástroj-obrobek k vibracím, při současném zvýšení pevnosti břitu. Dalšího zvyšování pevnosti břitu je možno dosáhnout zvětšováním úhlu břitu, volbou geometrie VBD a z pohledu celkové tuhosti obrábění je vodítkem také pravidlo použití největšího držáku nástroje, který lze na daném stroji upnout. Orientační rozsahy řezných podmínek: ap=1.5 – 10, f = 0.12 – 0.8 mm/ot Při DOKONČOVACÍ aplikaci je kladen hlavní důraz na kvalitu obrobeného povrchu (je přímo závislá na kombinaci poloměru špičky VBD a velikosti posuvu), rozměry a geometrický tvar součásti. Technologie tzv. hladicích VBD ( Wiper ) dnes řeší zvyšování efektivnosti dokončovacích soustružnických operací nejen vývojem speciálních utvařečů třísek, ale také změnami geometrie špičky nástroje. Hladicí destičky zpravidla umožňují až dvojnásobné zvýšení posuvové rychlosti při zachování hodnoty maximální výšky nerovnosti obrobené plochy. Orientační rozsahy řezných podmínek: ap=0.4 – 2, f = 0.04 – 0.2 mm/ot

Do oblasti optimalizace procesu soustružení z pohledu minimalizace výrobních nákladů je dnes nutno zařadit i vliv aplikace procesní kapaliny. Soustružení bez tzv. chladicí kapaliny není výjimkou a lze tak ušetřit až 15 % nákladů na výrobu běžných součástí (vyloučení nebo minimalizace užití procesních kapalin má rovněž příznivý vliv na udržitelnost životního prostředí). Především VBD ze slinutých karbidů s tvrdými otěruvzdornými povlaky jsou schopny plného výkonu bez chlazení a dosahují potřebné kvality obrobeného povrchu i rozměrové přesnosti obrobků. V případech, kdy výrobní operace vyžadují procesní kapalinu pro odvod třísek z místa řezu, je možno jako alternativu využít stlačený vzduch. CNC soustruhy oproti konvenčním umožňují plynulou změnu otáček - zachovávají tedy při změnách průměrů konstantní řeznou rychlost až do maximálních pracovních otáček vřetene.


29



4.4 Kontrolní otázky 1. Vyjmenuj faktory ovlivňující řezné podmínky. 2. Vyjmenuj faktory ovlivňující utváření třísky při soustružení. 3. Vyjmenuj možnosti stanovení řezných podmínek. 4. Popiš obě základní aplikační oblasti v procesu soustružení. 5. Popiš význam konstantní řezné rychlosti.


30



5. SOUŘADNÝ SYSTÉM CNC STROJE – SOUSTRUH 5.1 Systém souřadnic Při programování CNC obráběcích strojů musíme udávat cílové body drah nástrojů na které má příslušný nástroj najíždět. Tyto jednotlivé body musíme přesně zadávat. Základem je jejich určení v pracovní rovině souřadného systému. Systém souřadnic určuje norma ČSN ISO 841 ( Terminologie os a pohybů ).

5.2 Typy souřadných systémů 5.2.1 Kartézský souřadný systém Je základem pro definování os číslicově řízených strojů a jedná se o pravoúhlou, pravotočivou souřadnou soustavu se základními osami X,Y, Z s rotačními osami A, B, C U CNC obráběcích strojů víceúčelové konstrukce je velmi časté použití více os pro translační pohyb ( tj.posuv) a přídavné osy rotační (tj. natočení) . Pro tyto účely se také používá tento základní systém doplněný o osy U, V, W - osy sekundární, kde osa U je rovnoběžná s X, osa V je rovnoběžná s Y, osa W je rovnoběžná se Z. Další potřebné osy se označují P, Q, R – osy terciální. Základní systém os X, Y, Z má vždy přednost. 5.2.1.1

Kartézský souřadný systém – základní


31



5.2.1.2

Polární souřadný systém

Používá se např. u obrobků s více uhlovými rozměry (např. otvory umístěné na kružnici, obrábění vačky apod.)

Takto popsaný souřadnicový systém se vztahuje na obrobek, pohyby popsané v CNC programu se vztahují na obrobek v klidu a uvažovaný pohyb vykonává nástroj.


32



5.3 Pravidla umístnění souřadného sytému na stroji Souřadný systém se orientuje v pracovním prostoru stroje tak, aby souřadné osy byly rovnoběžné s vodícími plochami stroje. Souřadný systém se na stroji umísťuje podle následujících pravidel: 1. osy jsou vztaženy k nehybnému obrobku 2. vždy je definována osa X a Z ( osa Y vyplývá z definice os Z a X ) 3. osa X leží v upínací rovině obrobku nebo je s ní rovnoběžná 4. osa Z je totožná nebo rovnoběžná s osou pracovního vřetena, které udílí hlavní řezný pohyb 5. kladný smysl os je od obrobku k nástroji, ve směru zvětšujícího se obrobku 6. pokud jsou na stroji další doplňkové pohyby v osách X,Y,Z, označují se U,V,W 7. Pokud se obrobek pohybuje proti nástroji, označují se takové osy X´, Y´, a Z´.

5.4 Souřadný systém u CNC soustruhu Pro definování os na soustruhu musíme rozlišovat polohy nástroje vůči ose soustružení.

soustruhy s nástroji před osou obrábění ( mluvíme o tzv. před osovém obrábění )

-X -Z

W

+Z

+X

F


33



soustruhy s nástroji za osou obrábění (mluvíme o tzv. za osovém obrábění)

F

+X -Z

W

+Z

-X

X/Y - G 17; Z/X - G 18; Y/Z - G 19


34



5.5 Kontrolní otázky 1. Jaké souřadnicové systémy se používají v programování CNC strojů 2. Popište na příkladu kartézský souřadný systém 3. Popište na příkladu polární souřadnicový systém 4. Jak jsou orientovány souřadné osy v pracovním prostoru CNC stroje 5. Co je základem pro definování os ČŘOS 6. Načrtněte pravoúhlý souřadný systém s primárními, sekundárními a rotačními osami 7. Charakterizujte osu Z (poloha a smysl+,-) 8. Charakterizujte osu X (poloha a smysl+,-) 9. Charakterizujte osu Y 10. Popište souřadný systém u soustruhů s nástroji před osou soustružení 11. Popište souřadný systém u soustruhů s nástroji za osou soustružení


35



6. VZTAŽNÉ BODY V PRACOVNÍM PROSTORU CNC STROJE - SOUSTRUH 6.1 Účel vztažných bodů Řídící systém CNC stroje po zapnutí hlavního vypínače stroje aktivuje souřadný systém ve vlastním stroji. Vztažné body stroje jsou body, které vymezují pracovní prostor obráběcího stroje nebo v tomto prostoru určují polohu daného bodu vzhledem k souřadnému systému. Vztažné body se dají rozdělit na vztažné body souřadného systému, které jsou pevně dány výrobcem a nemůžeme je měnit a na programovatelné body, jež volí sám programátor. Vztažné body definují vzájemnou polohu stroj – nástroj – obrobek.

6.2 Značení a charakteristika vztažných bodů NULOVÝ BOD STROJE Symbol

Označení

Význam Je počátkem souřadného systému pracovního

M

prostoru stroje. Je pevně určen konstrukcí a není možné ho měnit. Je to absolutní počátek souřadnic.

REFERENČNÍ BOD Symbol

Označení

Význam Je stanoven výrobcem stroje a aktivován koncovými spínači. Vzdálenost nulového bodu stroje M a referenčního bodu stroje R jsou výrobcem přesně odměřeny v souřadné soustavě stroje a vloženy do

R

paměti Ř.S. jako strojní konstanty. Aktivací dochází k sjednocení odměřovacího systému stroje.


36



NULOVÝ BOD NOSIČE NÁSTROJE Symbol

Označení

Význam Je bod na upínací (dosedací) ploše nosiče nástroje (například konec vřetena v ose vřetena) . Tento bod

F

vlastně řídí podle programu řídicí systém. V bodě F má nástroj nulové rozměry, proto je nutné skutečnou dráhu nástroje korigovat. K tomuto bodu se vztahují korekce nástroje. NULOVÝ BOD OBROBKU

Symbol

Označení

Význam Je počátkem souřadného systému obrobku. Polohu

W

volí libovolně programátor a je možné ji v průběhu programu měnit. DORAZOVÝ BOD

Symbol

Označení

Význam je takový bod na upínači na který dosedá obrobek a

A

který zajistí stejnou polohu všech obráběných polotovarů. VÝCHOZÍ BOD PROGRAMU

Symbol

Označení

Význam Je počátečním bodem programu (výchozí pozicí nástroje).

C

Stanovuje se tak, aby mohla být prováděna bez omezení výměna součásti nebo nástroje, případně mohla být provedena kontrola součásti.


37



6.3 Umístění vztažných bodů v pracovním prostoru CNC soustruhu

M

A

W

Z Kz

X

Kx

C R F

Na stroji SMT 160 CNC je umístěn nulový bod stroje M na čelní ploše upínací plochy sklíčidla a v ose soustružení ( M = A ). Referenční bod R je nastaven na koncové spinače osy X+ a Z -.

Nulový bod nosiče nástroje F je umístěn na průsečíku

upínacích rovin šestipolohové nástrojové hlavy.

6.4 Kontrolní otázky 1. Popiš účel vztažných bodů. 2. Vyjmenuj základní vztažné body v pracovním prostoru stroje a stručně je charakterizuj. 3. Zakresli vztažné body do pracovního prostoru soustruhu s nástrojem před osou soustružení.


38



7. URČENÍ NULOVÉHO BODU OBROBKU, PŘESUN SOUŘADNÉ SOUSTAVY 7.1 Stanovení nulového bodu obrobku W Nulový bod obrobku je pro technologa-programátora jedním ze základních bodů. Z tohoto bodu vychází při programování a jeho umístění musí být voleno s ohledem na optimální tvorbu řídicího programu. Pokud bychom měli při programování vztahovat souřadnice k nulovému bodu stroje, vznikla by nutnost pro nás ke všem rozměrům obrobku připočítávat rozměry polotovaru a upínače. Tato situace nastane i v případě jakéhokoliv jiného nevhodného nastavení, které se pro nás stane nepohodlným a značně by to zvyšovalo možnost vzniku chyb. Proto se nám nabízí možnost posunout nulový bod na libovolné místo pracovního prostoru stroje tak, aby bylo jeho umístění pro nás daleko přijatelnější.

7.2 Určení nulového bodu obrobku Poloha nulového bodu je libovolná, ale měla by být volena tak, aby počet pomocných výpočtů byl co nejmenší, a mohly se používat rozměry přímo z výkresu. U soustruhu posunujeme nulový bod pouze v ose Z tak, aby nulový bod ležel na ose a čele obrobku (ne polotovaru). Nulový bod obrobku můžeme nastavit během seřizování nebo ve vlastním programu. V jednom NC programu může být použito i více nulových bodů obrobku. NBO


NBO

39



7.3 Přesun souřadné soustavy Současné systému umožňují dvojí typ posunutí počátku:

absolutní posunutí - v programu se vyvolá přípravnou funkcí (G54 - G57) jednotlivá posunutí jsou absolutní - udávají vzdálenost bodu W od bodu M každé nové posunutí ruší předcházející

přírůstkové posunutí (G58 – G59) - je relativní - udává vzdálenost od v té době aktivního bodu W - přičítá se k absolutnímu posunutí .

Souřadnice nulového bodu (nulových bodů) je vepsána do tabulky řídicího systému. Posunutí počátku a v NC programu je zapsána pouze funkce, např. G54 Tyto způsoby jsou vztaženy k programovému přesunu souřadné soustavy. V praxi je potom velmi oblíbený a také často využíván RUČNÍ přesun souřadné soustavy. POSTUP - nástroj v režimu ručního ovládání přesuneme na místo požadovaného počátku souřadnic, zde se bod potvrdí a souřadnicový systém je platný během celého programu, popřípadě do dalšího požadavku na změnu polohy souřadné soustavy.


40



7.4 Kontrolní otázky 1. Proč je pro nás důležitá správná volba nulového bodu obrobku. 2. Vyjmenuj zásady volby nulového bodu obrobku. 3. Popiš postupy přesunu souřadné soustavy 4. Popiš obrázek


41



8. TECHNOLOGICKÁ PŘÍPRAVA VÝROBY 8.1 Význam technologické přípravy výroby Základním předpokladem hospodárného využívání CNC obráběcích strojů je správně stanovená technologie výroby na těchto strojích. Technologický postup výroby součástí musí být již od úvodních přípravných operací důsledně promyšlen. Z technologického postupu vycházející pracovní program CNC stroje musí využívat všech možností stroje a řídicího systému.

8.2 Etapy technologické přípravy výroby 8.2.1 Zařazení výrobku do součástkové základny Výběr součástí vhodných pro obrábění na CNC strojích provede technolog-postupář (řeší problematiku výroby celé součásti) a to po posouzení tvaru, přesnosti a požadavků na doplňkové konvenční obrábění. Zvolí také vhodný obráběcí stroj. Hlavním ukazatelem na převedení obrobku do součástkové základny pro CNC stroje musí být ekonomická výhodnost.

8.2.2 Vypracování technologického postupu Technolog-postupář vypracuje také návrh technologického postupu, který obsahuje přípravné operace, hlavní operace prováděné na CNC stroji a dokončovací práce. Ve spolupráci s technologem - programátorem (řeší problematiku jedné operace a obvykle vypracovává samostatný řídicí program pro každé upnutí) musí stanovit základní technologické plochy pro upnutí obrobku a navrhnout speciální nástroje. Po vypracování technologického postupu jej doplní schematickou sestavou upnutí obrobku.

8.2.3 Vypracování řídicího programu Ruční sestavování řídicího programu pro CNC stroj se skládá obecně z následujících činností bez ohledu na to, o jaký druh CNC stroje jde: 1. Určit pracovní postup obrábění a z něho plynoucí počet a sled nástrojů a jejich umístění v revolverové nástrojové hlavě 2. Určit nástroje a jejich seřizovací konstanty 3. Určit optimální řezné podmínky 4. Určit způsob upnutí obrobku OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost

42



5. Sestavit hrubovací cykly pro zvolené nástroje 6. Sestavit dokončovací cykly s ohledem na požadovanou drsnost a toleranci. 7. Určit místa pro výměnu nástrojů (bod výměny nástroje) 8. Provést kontrolu možných kolizí nástrojů s obrobkem, upínačem nebo jinými částmi NC stroje při najíždění k obrobku, výměně nástroje nebo otáčení

revolverové

hlavy.

Využít

graficko-simulační

možnosti

programovacího systému už v průběhu přípravy NC programu. 9. Vytvořit a ověřit řídicí program na obráběcím stroji

Zhotovený program se ověřuje na stroji za přítomnosti programátora a obsluhy stroje. Spolu s programem se ověřuje vhodnost nástrojů, řezné podmínky a upnutí obrobku. Po ověření a opravách programátor zhotoví konečné provedení originálu řídicího programu a zajistí archivaci. Při opakované výrobě je možnost jednou vypracovaný program a uložený na některém nositeli informací kdykoliv využít.

8.3

Výrobní dokumentace a její zpracování

8.3.1 Výrobní dokumentace Výrobní dokumentace zahrnuje výrobní výkres a technologickou dokumentaci včetně programové. Programová dokumentace je vytvářena dle zvyklosti podniku a zahrnuje především:

Pracovní postup

Seřizovací list

Nástrojový list

Programový list

8.3.2 Zpracování programové dokumentace řídícího programu Pracovní postup Obsahuje úvodní hlavičku (polotovar, materiál, l.), dále stručný a jednoznačný popis činností, velikost řezných podmínek a polohu nástroje, která zpracovává příslušnou operaci, měřidla, přípravky, způsob kontroly.


43



Seřizovací list Seřizovací list určuje údaje potřebné pro vlastní program (organizační, technologické a doplňkové). Může být proveden různou formou např. včetně výrobního výkresu součásti a výchozího polotovaru, popř. jejího náčrtu se zakreslením souřadného systému, nulového bodu obrobku, způsobu upnutí součásti a použitého upínače, výchozího bodu nástroje i dalších bodů pro obsluhu CNC stroje atd. Seřizovací list u automatického programování je generován CAM systémem. Technologický náčrt upnutí součásti je kreslen dle zásad technické dokumentace. Obsahuje způsoby upnutí součásti během obrábění (upnutí 1, upnutí 2, atd.l..). Dále obsahuje vyznačení výchozích a koncových bodů pro obrábění, nulových bodů, konturových přechodových bodů (P1 – Px). Pro každý způsob upnutí dále obsahuje zvýraznění dorazové plochy a je kreslen v poloze, ve které se obrábí součást. Nástrojová sestava Nástrojový list představuje vlastně zápis nástrojů potřebných pro daný program (nástroje dle ČSN, operační nástroje, seřízení, rozměry, hodnoty korekcí, technologické podmínky, pořadí nástrojů aj.). U CNC systémů může být součástí softwaru. Programový list Řídící program popisuje pracovní postup činnosti stroje a to srozumitelnou formou pro řídící systém daného stroje. Program je tvořen jednotlivými bloky s určitou strukturou a obsahem. Při tvorbě programu je tedy nutné dodržovat vždy pravidla příslušného řídícího systému. Údaje jsou zadávány v číselné podobě a popisuj jednak dráhy a jednak technologické podmínky obrábění. Součástí dokumentace může být i souřadnicový list, kde zapisujeme souřadnice obrysových, přechodových bodů, bodů výměny nástroje a výchozích či koncových bodů obrábění, pro každý způsob upnutí zvlášť. (Využívat tuto formu dokumentace je vhodné hlavně v začátcích tvorby programů).

8.4 Podklady pro zpracování programové dokumentace Výkres součásti Detailní výkres součásti musí obsahovat všechny potřebné údaje o obrobku. Geometrický tvar obrobku je definován rozměrovými údaji a rozměrovými tolerancemi.


44



Údaje o stroji Velikost pracovního prostoru omezuje velikost obrobku, který může být obroben. Výkon hlavního pohonu určuje výkon obrábění, tzn., že velikostí tohoto výkonu jsou omezeny maximální posuvy a hloubky řezu. Údaje o polotovaru Tvar, velikost a kvalita povrchu polotovaru mají vliv na upínání obrobku, volbu nástrojů, technologii. Upínací prostředky Mají zajistit nejbezpečnější a nejpřesnější upnutí obrobku a nástroje z ohledem na polotovar a technologii obrábění. Údaje o nástrojích Na základě tvaru obrobku, materiálu obrobku a požadované kvality povrchu a aplikace je třeba volit nástroje. (Geometrii a materiál) Řezné podmínky Optimální řezné podmínky zaručují efektivnost výroby.(Katalogy nástrojů, výrobci nástrojů, normativy)

8.5 Simulace obrábění Simulace obrábění má za úkol především sledovat průběh obrábění a pomoci odstranit

možné

kolize.

Dalším

úkolem

je

umožnění

kontroly

geometrie

opracovaných ploch (rozměry, tvary, drsnost) a zajistit hospodárnost obrábění.

8.6 Ekonomická skladba úkonů

Rozlišovat operace hrubovací a dokončovací

Upřednostnit podélné soustružení před čelním

Plně využívat funkce konstantní řezné rychlosti (G96)

Zarovnání čela provádět podle konkrétní situace (nemusí být vždy na začátku)

U součástí typu „Příruba“ používat funkce pro čelní soustružení

Zvažovat možnosti využití práce s korekcemi, použití vhodných obráběcích nástrojů a technologií, zvažovat výskyt rizikových operací v soustavě stroj – nástroj – obrobek.


45



8.7 Kontrolní otázky 1. Jaké podklady jsou nutné pro zpracování řídícího programu CNC stroje 2. Popiš etapy technologické přípravy CNC výroby 3. Stručně charakterizuj jednotlivé fáze vypracování řídícího programu


46



9. STAVBA CNC PROGRAMU, PROGRAMOVÁNÍ 9.1 CNC program, stavba programu 9.1.1 Definice programu Je to soubor geometrických a technologických informací, které vyžaduje řídící systém obráběcího stroje, program je zapsán pomocí jednotlivých bloků, každý blok má své číslo. Programové informace podrobně popisují požadavky na činnost stroje a zapisují se v tzv. strojovém kódu. Při programování číslicově řízených strojů se v principu vychází z toho, že se nástroj relativně pohybuje vůči nehybnému obrobku.

9.1.2 Stavba programu Každý řídící program obsahuje •

geometrické informace (přípravné funkce) - vyjadřují způsob pohybu nástroje (kruhový, lineární, posuvem, rychloposuvem..). Tvoří je funkce s adresou G.

technologické informace - vyjadřují technologické podmínky obrábění (řeznou rychlost, otáčky, posuv..)

pomocné technologické informace (pomocné funkce) - mají většinou charakter logických funkcí (zapínání a vypínání otáček, chlazení, výměny nástrojů..). Tvoří je funkce s adresou M.

Směr pohledu


47



Program se skládá z jednotlivých bloků, tzv. vět (řádků) N10 G00 X30 Y-40 Z50, N20 G01 X40 Y-50 Z50 F80 Blok se skládá z jednotlivých příkazů, tzv. slov: G00, X30, Y-40, Z50 Slova mohou mít

rozměrový význam - vyjadřují fyzikální veličinu (rychlost, dráha... X30, S2000)

bezrozměrový význam - vyjadřují programové funkce (M30, G0..)

Každý příkaz se skládá z adresy a významové části:

G, X, Y, Z – adresa určuje druh instrukce

00, 30, -40, 50 – významová část určuje konkrétní hodnotu adresy

9.2 Struktura programu Struktura NC programu je tvořena jednotlivými skupinami řídících bloků, jejichž obsah je závislý na konkrétním řídícím systému a CNC obráběcím stroji. Určuje ji norma ISO 1058. Formáty bloků mohou mít

konstantní délku bloku (dnes již nepoužívaný)

proměnnou délkou bloku (dovolují vynechat slova, která se nemění, není důležité pořadí slov, zápis malých či velkých písmen..)

Výhodou dodržování jednotné programové struktury je především snadnější orientace v programu a pro řídící systém snadnější vyhledávání formálních chyb.

9.2.1 Členění programu Program je rozčleněn na:

začátek programu (závislý na řídícím programu)

standartní věty (volba počátku, posouvání souřadného systému, pracovní rovina...)

věty pro opracování součásti (geometrické, technologické, pomocné, cykly)

podprogramy

konec programu (M30,.)


48



9.3 Rozdělení programování 9.3.1 Podle způsobu programování

Ruční programovaní - programu je vypisován na klávesnici PC na externím pracovišti nebo přímo na stroji

Strojni programování - při strojním programování nejprve definujeme obrys obrobku, dále jednotlivým dílům obrysu přiřazujeme způsob obrábění, nástroje a řezné podmínky.

Vzniklý zdrojový program (editujeme v simulaci) postprocesor přeloží do programu konkrétního řídícího systému.

9.3.2 Podle způsobu vyjádření souřadnic

Absolutni programování - programování dráhy se vztahuje k NBO. Zadávají se souřadnice, na které se nástroj pohybuje.

Přírustkové programování - programuje se o jakou hodnotu a v jakém směru se má nástroj přesunout. Každá poloha se stává novým počátkem.


49



9.4 Zadávání programu NC program lze vytvářet přímo na obráběcím stroji nebo jej lze vygenerovat a importovat do řídícího počítače z CAD/CAM pracoviště za pomoci notebooku či přenosného media (CD, flash disk) a pokud je ve firmě vytvořena počítačová síť, tak pomocí jí)

9.5 Kontrolní otázky 1. Jak je definován pohyb „nástroj – obrobek“, nutný pro tvorbu programu? 2. Definuj pojem „program“ pro ČŘS 3. Popiš strukturu programu pro ČŠS 4. Proveď rozdělení a charakteristiku jednotlivých způsobů programování 5. Vysvětli na příkladu pojmy rozměrové a bezrozměrové slovo 6. Jakými způsoby můžeme zadávat programy?


50



10. KOREKCE NÁSTROJŮ 10.1 Délková nástrojová korekce Poloha špičky nástroje v závislosti na poloze NBN je nazývána délkovou nástrojovou korekcí. Při obrábění je nutné, aby systém nenastavoval na programované souřadnice NBN, ale korigoval jeho dráhu o hodnoty korekcí tak, aby se po programované dráze pohybovala špička nástroje. Nástroje používané pro obrábění nemají stejné rozměry (břity se nachází v různých polohách), tudíž při programování by to znamenalo definovat dráhy každého jednotlivého nástroje. Funkce korekcí nástrojů umožňuje programovat bez ohledu na tento fakt, neboť hodnoty koncových bodů pojezdových drah si systém CNC dopočítá sám na základě zadaných hodnot uložených v paměti korekcí.

Kx

Kz

Výměna nástroje je doprovázena načtením příslušných korekcí daného nástroje.

10.1.1 Způsoby zjišťování nástrojových korekci 1. Na Stroji pomocí elektrokontaktní sondy (Po spuštění běhu programu zcela automatické proměření korekcí sekvencí dotyků nástroje o měřící


51



plochy sondy, po automatickém proměření se vypíše tabulka s naměřenými hodnotami korekcí.) 1. pomocí mechanické sondy (Zásadní rozdíl oproti měření pomocí elektrokontaktní sondy spočívá v ručním najíždění nástrojem na měřící plochu sondy) 2. pomocí zkušebního kusu 2. Mimo stroj – pomocí speciálních optických přístrojů

10.2 Korekce na poloměr špičky nástroje Poloha nástroje je dána polohou jeho teoretické špičky – bodem P. Protože je špička nástroje zaoblena určitým poloměrem, není skutečný tzv. utvářející bod ostří totožný s bodem P. Jeho poloha na špičce se mění podle směru pohybu nástroje. K odchylce skutečného tvaru od tvaru programovaného dochází na kuželových a rádiusových plochách. Velikost vzniklé chyby závisí na poloměru špičky a na sklonu obráběné plochy. Programovaná Skutečná

10.2.1 Eliminace zaoblení špičky nože Aby při obrábění nedocházelo tedy ke zkreslení skutečného tvaru musí se nástroj pohybovat po tzv. ekvidistantách (křivka v konstantní vzdálenosti od požadované kontury). K tomu nám může posloužit funkce G41 a G42. Tyto funkce rozlišují, zda tato ekvidistanta leží nalevo nebo napravo od programového tvaru. G41 - nástroj se nachází nalevo od obrysu obrobku G42 - nástroj se nachází napravo od obrysu obrobku


52



Pro zjištění pohybu musíme posuzovat polohu pohledem ve směru posuvu.

Aby systém mohl využít těchto funkcí, musí být ještě informován o velikosti poloměru špičky a o poloze teoretické špičky, vyjádřené čísly 1 - 9. Tyto údaje je nutné zapsat do tabulky v režimu Korekce nástrojů.

Pro bezchybnou činnost korekčních funkcí je třeba k obráběné ploše nástrojem přijet již se zařazenou korekcí a to z té strany obráběného obrysu, po které se nástroj bude dále pohybovat. Informace o nástrojových korekcí všech nástrojů jsou uloženy v paměti řídícího systému (režim Korekce nástrojů). CNC řídící systém obráběcího stroje s těmito informacemi pracuje a využívá je v průběhu obrábění při polohování nástrojů. Programovaná Ekvidistanta


53



10.3 Kontrolní otázky 1. Vysvětli pojem „korekce nástrojů“ 2. Graficky

znázorni

délkovou

nástrojovou

korekci

pro

pravý

stranový

soustružnický nůž 3. Jakými způsoby můžeme zjišťovat nástrojovou korekci a popiš jednotlivé způsoby – pro soustružení 4. Jak předáváme řídícímu systému informaci o velikosti nástrojové korekce, jak ji dále ŘS využívá ? 5. Jak se na obrábění projevuje zaoblení špičky soustružnického nože? 6. Popiš způsob eliminace (odstranění) nežádoucího vlivu zaoblení špičky soustružnického nože na obrábění


54



11. SOUSTRUH SMT 160 CNC 11.1 Popis stroje Soustruh SMT 160 CNC je určen pro výrobu menších součástí z kovových materiálů, plastů případně dřeva. Vlastnosti soustruhu vyniknou především při obrábění tvarově složitých a přesných součástí. Soustruh je velmi vhodný pro výuku programování a obsluhy číslicově řízených obráběcích strojů. Rám stroje svařený z ocelových profilů a uzavřený odnímatelnými kryty tvoří tuhou prostorovou konstrukci pro upevnění lože stroje, a vřeteníku. Na šikmém loži soustruhu se po samostatných valivých vedeních pohybují suport a koník. Ovládání koníku je mechanické ruční (nožnost pneumatického ovládání s programovým řízením). Na příčném valivém vedení je upevněn upínač nástrojů - šestipolohová revolverová hlava pro automatickou výměnu nástrojů. Do upínače se vnější, vnitřní i osové nástroje upínají prostřednictvím speciálních držáků. Pohybové přesné kuličkové šrouby podélného i příčného posuvu jsou poháněny krokovými motory. Krajní poloha pohybů je na obou stranách jištěna přesnými koncovými spínači, které slouží zároveň jako spínač referenční. Pracovní vřeteno je uloženo v předepjatých kuličkových ložiscích s kosoúhlým stykem a je poháněno motorem s plynulou změnou otáček frekvenčním měničem. Pro přesné měření otáček nutné pro závitování je instalován rotační snímač. K upínání obrobků je stroj vybaven universální hlavou, alternativně je možné stroj vybavit kleštinovým upínačem ovládaným ručně nebo pneumaticky. Pracovní prostor stroje je osvětlen a dokonale krytován, tak že je možné chlazení nástrojů kapalinou. Chladící agregát a rozvod chladící kapaliny jsou součástí zvláštního příslušenství.

11.1.1 Umístění a popis řídícího systému CNC řídící systém stroje je umístěn na otočné konzole připevněné k rámu stroje. Napaječe motorů jsou umístěny v elektroskříni, která je zabudovaná v rámu stroje. Na čelním panelu systému jsou soustředěny všechny ovládací prvky. Systém je rovněž vybaven dostatečným počtem programovatelných vstupů a výstupů tak, aby umožnil připojení zákaznických periferii např. spouštění chladící kapaliny, elektrický upínač, referenční koncové spínače, připojení manipulátoru a.j.


55



Zápis programů do řídícího systému je ve standardním ISO kódu, data jsou uložena ve formátu ASCII. Tím je zaručena vysoká kompatibilita s NC programy generovanými vyššími programovacími jazyky. Specialisovaný editor vhodným

způsobem podporuje správný zápis programu

(automatické číslování, formátování, testy, blokové operace...). Vytvořené programy je možno testovat kontrolním během a grafickou simulací obrábění. Řídící systém umožňuje přenos programů vytvořených jinými editory nebo programovacími jazyky, popřípadě je možno řídící systém přímo vybavit některým vyšším programovacím jazykem dle výběru zákazníka.

11.1.2 Standardní funkce řídícího systému

absolutní a relativní souřadnice

lineární a kruhová interpolace

funkce owerride pro posuvy a rychloposuvy

řezání závitů na válci a na kuželi

konstantní řezná rychlost

parametrické programování

tvorba podprogramů

pevné cykly pro obrábění standardních tvarů

korekce na poloměr špičky nástroje

výměna nástroje včetně korekce polohy špičky nástroje

funkce pro práci s dotykovou sondou

programově řízené výstupy pro spolupráci s periferiemi

možnost zpracování uživatelských vstupů

Kromě uvedených funkcí může být řídící systém vybaven dalšími funkcemi podle specifických přání zákazníka.

11.1.3 Základní technické údaje soustruhu SMT 160 CNC oběžný průměr nad ložem

160 mm

oběžný průměr nad suportem

100 mm

vzdálenost mezi hroty

300 mm

průměr průchozího otvoru vřetene

16 mm


56



maximální hmotnost obrobku

8 kg

výkon hlavního motoru

2.2 kW

maximální otáčky

3000 1/min

maximální rychlost posuvu

2000 mm/min

inkrement posuvu

0.002 mm

průřez tělesa nástroje v rychloupínací hlavě

max.15 x 15 mm

půdorysná plocha stroje (bez řídícího systému)

1000x780 mm

největší výška stroje

1700 mm

celková hmotnost stroje

385 kg

napájecí napětí

3x400 V

11.1.4 Souřadný systém stroje. Souřadný systém soustruhu je tvořen osami X a Z. Osa Z je totožná s osou vřetene stroje (tato definice platí pro všechny obráběcí stroje), osa X je kolmá na osu Z ve směru posuvu suportu. Počátek souřadného systému bod M je dán průsečíkem os X a Z. Tento tzv. nulový bod stroje leží na čele upínače obrobků. Informace o poloze zachovává řídící systém trvale i po vypnutí stroje. Pouze po výpadku napájení, po použití tlačítka centrál stop, po kolizi pohybu stroje dojde ke ztrátě souřadnic a jejich obnovení. K tomu slouží referenční (zároveň koncové) spínače na obou osách, které tvoří tzv. referenční bod R. (Ve většině případů je pro referenci používán spínač na nejvzdálenějším místě pracovního prostoru, ale ve speciálních případech je možno požít i spínače na opačné straně.) Protože přesné najetí na referenční spínače vyžaduje dodržet určitou sekvenci pohybů a nízkou rychlost je najetí možné pouze programově funkcí G98. Po najetí do referenčního bodu se okamžité souřadnice polohy přepíší souřadnicemi, které jsou uloženy v tabulce Strojní konstanty. Velikost konstant odpovídá dráze pohybu bodu T nástrojového držáku z nulového bodu stroje M do referenčního bodu R. Prvotní nastavení strojních konstant zajišťuje dodavatel stroje podle použitého upínače obrobků a upínače nástrojů. Pokud uživatel potřebuje zaměnit upínač obrobků za jiný s rozdílným vyložením musí být současně změněna hodnoty


57



konstanty v ose Z. Pokud dojde ke změně upínače nástrojů, mohou se současně změnit konstanty v obou osách.

11.2 OBP na stroji SMT 160 CNC 11.2.1 Všeobecné zásady pro práci na NC strojích 1. Umožnit

pracovníkovi

seznámit

se

s

kompletní

původní

technickou

dokumentací, dodávanou k jednotlivým strojům, zejména s částí "Bezpečností práce a ochrana zdraví". 2. Zabezpečit proškolení pracovníků. 3. Používat ochranné a pojistné elementy. 4. Důkladně se seznámit s příslušnými předpisy, zejména s přepisy normy ČSN 20 0700.

11.2.2 Povinnosti obsluhy a)

Podřídit se všem příkazům, vydaným nadřízenou osobou, aby byla zajištěna bezpečnost a ochrana zdraví,

b)

podřídit se všem ostatním nařízením a provozním předpisům, které jsou platné u provozovatele,

c)

postupovat při práci tak, aby nedošlo k ohrožení jiných osob a poškození stroje.

Povinnosti obsluhy před zahájením práce na stroji Před zahájením práce musí obsluha stroje provést kontrolu a preventivní údržbu. Pokud zjistí závadu, ohlásí ji svému nadřízenému, který je pivinen zajistit její odstranění. Povinnosti obsluhy za provozu stroje a) Na stroji pracovat takovým způsobem¨, který je označen za bezpečný a správný. Je třeba dodržovat pokyny a poučení pro obsluhu, obsažené v návodu stroje, případně další provozně bezpečnostní předpisy. b) Není dovoleno vyřazovat ochranná zařízení z činnosti, např. koncový spínač pojizdného krytu. c) Při mazání, čištění nebo opuštění pracoviště musí byt stroj vypnut. d) Při výměně nástrojů, kontrole obrobku nebo ručním upínaní a odebrání obrobků se musí zastavit vřeteno stroje a odejít do bezpečné polohy.


58



e) Při ručním zapnutí rychloposuvu nemusí obsluha sledovat přibližující se nástroj a v bezp. vzdálenosti od obrobku jej vypnout. f)

Do upínacího zařízení je dovoleno upínat pouze předměty, pro které je konstruováno a jejichž tvar a velikost zaručují dokonalé upnutí.

g) Při výměně nástrojů musí obsluha dbát na to, aby upínací plochy byly čisté a nepoškozené. h) K upínaní může být použito jen vhodné a nepoškozené nářadí. i)

Nástroj a měřidla se musí odkládat pouze na vyhrazená místa.

j)

Ruční manipulace s hnacími agregáty za chodu stroje je zakázána.

Povinnosti obsluhy po skončení směny Obsluha musí uvést do pořádku pracoviště, odtranit ze stroje třísky, zbytky řezné kapaliny, očistit nekryté vodící a upínací plochy, uklidit měřidla, nástroje, obrobky a pod. Ustrojení obsluhujícího pracovníka a) Obsluhující smí nosit jen nepoškozený přiléhavý pracovní oblek, blůza musí být zasunuta do pracovních kalhot, používat pláště je zakázáno. b) Není dovoleno pracovat v lehké plátěné obuvi nebo, otevřených sandálech. c) Při obsluze není dovoleno nosit prstýnky, řetízky hodinky, šálu a pod. nebo pracovat s nevhodným obvazem na rukou nebo prstenem. d) Při práci si obsluhující musí podle potřeby zajistit vlasy vhodnou pokrývkou hlavy. e) Ochranných rukavic se používá pouze při upínání nebo výměně obrobku a nástrojů. Vřeteno stroje při tom nesmí být v chodu. Odstranění Třísek a čištění stroje a) Při odstraňování třísek ze stroje se musí používat háčku s rukojetí a chráničem ruky, škrabek, smetáku atd. b) Hadry a čisticí vlna se smí používat pouze k čištění stroje v klidu, a to až po odstranění třísek c) Čistění stroje stlačeným vzduchem je zakázáno!


59



11.2.3 Bezpečnostní zařízení stroje Obsluhujícího pracovníka chrání před odletujícími třískami a odstřikem řezné kapaliny krytování pracovního prostoru. Správná poloha pojízdného krytu je kontrolována koncovým spínačem. Pokud není kryt úplně uzavřen, nelze ovládat start vřetene, posuvy suportů, otáčení nástrojové hlavy a odebírání obrobku. Při otevření krytu v režimech, ovládaných řídícím systémem, se pracovní cyklus zastaví. Pro seřizování je dovoleno vyřadit koncový spínač krytu z činnosti. Po ukončení seřizování se musí koncový spínač uvést opět do funkce. Vstup do paměti řídicího systému je umožněn jen po odemknutí uzamykatelného tlačítka. Signální světla na ovládacím panelu signalizují stav funkcí stroje a řídicího systému. V případě poruchy usnadňují diagnostiku. Za havarijní situace, vyvolané jakoukoliv příčinou je třeba co nejrychleji uvést stroj do klidu pomocí tlačítka CENTRAL STOP! Havárie musí být ihned ohlášena nadřízenému. Obsluha stroje nesmí závadu sama odstraňovat!

11.2.4 Upozornění na nebezpečný pracovní prostor stroje Nebezpečné místo pro obsluhu:

poloha suportu v zadní úvrati a jeho pojezd směrem ke vřetenu (při otevřeném krytu),

manipulace s upínacím zařízením, obrobkem nebo nástrojem, kdy je obsluha nakloněna v pracovním prostoru,

otevřené skříně elektroinstalace nebo řídicího systému,

prostor pro manipulaci s materiálem,

prostor hlavního pohonu stroje při otevřených krytech.


60



11.3 Kontrolní otázky 1. Pro jaké práce je určen stroj SMT 160 CNC? 2. Vyjmenuj základní technické údaje stroje 3. Popiš souřadný systém stroje 4. Vyjmenuj všeobecné povinnosti obsluhy při práci na CNC stroji 5. Vyjmenuj nebezpečné prostory v pracovním prostoru stroje


61



12. DÍLENSKÉ PROGRAMOVÁNÍ V ISO KÓDU – Ř.S. MIKROPROG 12.1 Dílenské programování v ISO kódu Dílensky orientované programování je způsob tvorby programu, který umožňuje tvořit jednotlivé programové řádky (bloky) přímo na panelu obráběcího stroje. Nejznámějším a nejstarším způsobem NC programování, je tvorba programu v ISO kódu, neboli tzv. G-kódu. Jedná se o způsob, při kterém je základní tvorba programových bloků psána v textovém editoru. Tvorba bloků je doplněna i grafickou nadstavbou pro podporu zápisu cyklů. Při tvorbě programu v ISO kódu plyne nutnost znalosti jednotlivých příkazů, znalosti struktury programu a posloupnosti bloků. I když tento charakterizovaný způsob programování je zdlouhavý a neobejde se bez chyb způsobených tvůrcem programu, stále má svůj význam a to hlavně při výuce začátečníků.

12.2 Řídící systémy MIKROPROG Řídící systémy MIKROPROG jsou určeny pro řízení strojů používajících krokové servopohony. K dispozici jsou systémy MIKROPROG ve čtyřech softwarově odlišných variantách: MIKROPROG S - určený pro stroje dvěma řízenými osami a odměřovaným vřetenem (nejčastěji soustruhy). MIKROPROG F - určený pro stroje se čtyřmi řízenými osami (nejčastěji frézky). MIKROPROG P - určený pro řezací a pálící stroje se třemi řízenými osami (třetí osa přímo nebo závisle řízená). MIKROPROG B - určený pro brousící stroje se čtyřmi řízenými osami. V rámci každé varianty mohou být systémy ještě přizpůsobeny konkrétním požadavkům uživatele například rozšířením souboru přípravných a pomocných funkcí o specifické funkce na základě požadavku, změnou v chování editoru a pod. Jejich jednoduchost je předurčuje právě pro výuku programování v ISO kódu.

12.2.1 Konstrukce řídících systémů MIKROPROG. Řídící systémy jsou postaveny modulově. Skládají se z NC části, PLC části, pohonů, případně pomocných bloků. Systémy jsou podle užití buď osazovány do samostatných rozvaděčů s vysokým krytím, nebo zabudovány přímo do strojů.


62



NC část je tvořena 32 bitovým počítačem kompatibilním IBM/PC s operačním systémem WINDOWS. Počítač je vybaven pevným diskem, disketovou jednotkou 3.5", rozhraním RS 232 C a CENTRONIX, které jsou přístupné uživateli. Zobrazovací jednotka SVGA Color se dodává v provedení podle přání zákazníka. Klávesnice 101 PC kompatibilní se dodává buď v provedení kancelářském s ochranou folií nebo v průmyslovém provedení s krytím až IP 67. PLC část je tvořena samostatným výkonným počítačem, který obsahuje 64 binárních vstupů/výstupů. Uživateli je přístupných 12 opticky oddělených vstupů a 5 reléových výstupů přímo programovatelných z NC části. PLC část přímo řídí až 4 krokové servopohony a pohon vřetene či nepřímo řízené osy. Z PLC části je rovněž obsluhována uživatelská klávesnice, která je napojena na galvanicky oddělené vstupy a výstupy a může být proto umístěna až 20 m od systému.

12.3 Programování v řídícím systému MIKROPROG "S" Řídící systém Mikroprog "S" je určen pro pro ovládání strojů se dvěma osami nejčastěji soustruhů. Tvorba programů v tomto řídícím systému je realizována zápisem v ISO kódu (tzv.G kódu) a řídí se níže uvedenými pravidly.

12.3.1 Ovládání řídícího systému Ovládání vychází ze zvyklostí operačního systému Windows. Požadovaná činnost se spouští stisknutím tlačítek F1 až F10, Enter a Esc. Systém je navržen tak, aby pro jeho ovládání nebyla nutná instalace myši, její užití však zvyšuje ovládací komfort, neboť většina funkcí je pomocí myši snadněji dostupná. Některé doplňkové rozšiřující funkce jsou přístupné pouze pomocí myši. Pokud myš není použita, slouží k ovládání funkční tlačítka, klávesové zkratky a pohyb po jednotlivých oknech v daném obraze je možný tlačítkem Tab (standardní funkce Windows).

12.3.2 Režimy práce řídícího systému Pro komunikaci s uživatelem má řídící systém vytvořeno několik specifických obrazů určených vždy pro určité režimy práce. Výjimkou je režim ručního řízení, který nemá specifický obraz. Přechod do jiného režimu se uskuteční stisknutím některého z tlačítek podle výběru nabízeného ve spodním řádku nastaveného obrazu. Struktura


63



režimů řídícího systému a možných přechodů (kromě výjimek) je na následujícím schématu. 12.3.2.1 Schéma režimů řídícího systému

12.3.2.2 Základní význam jednotlivých režimů Hlavní panel - Úvodní obraz, který informuje o průběhu inicializace a umožní výběr uživatele stroje.

Obraz hlavní panel se objeví vždy po zapnutí řídícího systému


64



Archiv NC programů - Obsahuje seznam NC programů uložených v paměti, náhled NC programů a umožňuje operace s nimi.

V levém okně je seznam všech programů ve zvoleném adresáři se zvolenou příponou. V pravém okně je náhled začátku programu označeného kursorem. S programy je možno pracovat podle nabídky na spodní liště.


65



Editor - Režim pro tvorbu a editaci NC programů.

Režim a obraz editor jsou určeny pro zápis a opravy NC programů. Zápis delšího programu je časově náročný a je proto vhodnější tuto činnost oddělit na samostatné programátorské pracoviště vybavené potřebnou výpočetní technikou a vhodným programovým vybavením. V tomto případě se režim editor využívá pouze k opravám a změnám programů přenesených z programátorského pracoviště.


66



Simulace - Režim grafické simulace obrábění pro kontrolu správnosti programů.

Simulace umožňuje odzkoušení zapsaného programu grafickou simulací pohybu nástroje bez spouštění stroje. Při této kontrole se zjistí jednak formální chyby, které nebylo možno zjistit již při zápisu programu, jednak další možné chyby, které sice běh programu umožňují ale vedou ke kolizím a zmetkům.


67



CNC režim - Režim, ve kterém je možné spuštění automatického běhu stroje.

CNC Režim slouží k přípravě hotového programu ke spuštění, vlastnímu spuštění programu a ke kontrole automatického běhu. V obraze

jsou vypsány všechny

důležité informace o stavu stroje, průběhu programu, dosažených souřadnicích, případně chybová hlášení o závadách v automatickém běhu programu.


68



Tabulka nástrojů - Obsahuje seznam používaných nástrojů a jejich korekcí.

Tabulka nástrojů obsahuje údaje o nástrojích používaných v NC programech. Údaje z tabulky jsou systémem využívány při výměně nástroje a v některých dalších funkcích pro výpočet drah nástroje korigovaných o rozměry nástroje.


69



Nastavení systému - Umožňuje individuální nastavení všech režimů řídícího systému

Nastavení systému je režim pro zadávání parametrů a nastavení pro jednotlivé režimy a obrazy řídicího systému stroje. Pro přehlednost jsou data rozdělena do osmi významových oblastí, tabulek, vypsaných v okně vlevo. Proti neoprávněnému zápisu jsou některé klíčové tabulky chráněny požadováním kódu.


70



Servisní režim - Určený pro testování funkčnosti systému.

Servisní režim slouží pro servisní a kontrolní činnosti a umožňuje editovat a nastavovat jinak nepřístupné parametry systému. Umožňuje sledovat stavy jednotlivých skupin stroje jako je např. klávesnice, odměřovací systém, koncové spínače apod.


71



Uživatelské menu - Zvláštní režim pro snadné používání stroje např. v sériové výrobě méně kvalifikovanou obsluhou.


72



Nastavení uživatele - Umožňuje nastavení uživatelských práv.

Režim Nastavení uživatele slouží pro konfiguraci práv a možností jednotlivých uživatelů systému. Definuje jednak podmínky provozu a práv uživatele, dále povoluje užití jednotlivých součástí systému a nastavuje sdílení konstant a nastavení systému jednotlivými uživateli. Režim Ruční řízení - Režim Ruční řízení má vždy u NC stroje pomocný význam. Slouží především pro uvedení stroje do výchozí polohy před spuštěním automatického běhu. Pro vlastní obrábění se ruční řízení používá pouze zcela výjimečně. Režim Ruční řízení, který nemá svůj vlastní specifický obraz je aktivní v každém režimu řídícího systému. Jedinou výjimkou je stav, kdy stroj pracuje v automatickém cyklu. Pokud je třeba při ručním řízení sledovat nastavené souřadnice, je nutno ruční řízení použít v CNC režimu. Pokud je automatický běh přerušen v bloku či mezi bloky, je ruční řízení opět aktivní.


73



12.4 Ovládací prvky Pro ovládání stroje s řídícím systémem MIKROPROG slouží jednak počítačová klávesnice a jednak klávesnice speciální zabudovaná do ovládacího panelu nebo v jiných případech umístěná na ručním ovladači připevněná pohyblivým kabelem. Mezi oběma klávesnicemi je rozdělení funkcí provedeno z bezpečnostních důvodů tak, že z klávesnice počítače nelze spustit žádný pohyb stroje.

Řídící panel stroje SMT 160 CNC 12.5 Ukázka tvorby programu v ŘS Mikroprog

Zadání, výkres součásti

Zpracování technologické dokumentace

Definice základních podmínek obrábění

Definice kontury obrobku

Tvorba programu

Simulace obrábění

Praktická ukázka výroby na stroji SMT 160 CNC

12.6 Kontrolní otázky 1. Popiš význam dílenského programování 2. Popiš stručně význam jednotlivých pracovních režimů (obrazů) 3. Vysvětli funkci režimu Ruční řízení 4. Popiš schéma řídícího systému Mikroprog


74



13. DÍLENSKÉ PROGRAMOVÁNÍ – Ř.S. SINUMERIK 13.1 Dílenské programování v řídícím sytému SINUMERIK - SHOPTURN ShopTurn je software pro obsluhu a programování soustruhů, který umožňuje pohodlné ovládání stroje a jednoduché programování obrobků. ShopTurn se vyvinul ze systému SINUMERIK 810D

13.2 Rychleji od výkresu k obrobku Až dosud byla výroba na NC systémech většinou spojena s komplikovanými, abstraktně kódovanými NC programy. Tuto práci mohli dělat jedině specialisté. Ale každý kvalifikovaný dělník se naučil své řemeslo a je díky svým zkušenostem v oblasti konvenčního obrábění se kdykoli schopen vypořádat i s těmi nejtěžšími úkoly -hospodárnost přitom často v zůstává jen na půli cesty. Pro tyto kvalifikované pracovníky musela být vytvořena možnost, jak své znalosti efektivně využívat prostřednictvím CNC obráběcích strojů. Systém ShopTurn firmy SIEMENS tedy razí novou cestu, která dělníky zbaví veškeré práce s kódem. Místo toho dává firma SIEMENS těmto kvalifikovaným pracovníkům do rukou novou generaci řídícího systému SINUMERIK. Tak jak systém ShopTurn vzešel ze spolupráce s kvalifikovanými dělníky, tak i tyto podklady pro výuku byly sestaveny ve spolupráci s lidmi z praxe.

13.2.1 Sestavování pracovního plánu namísto programování Při sestavování pracovních plánů s jednoduchými postupy se kvalifikovaný dělník v prostředí ShopTurn může orientovat na vlastní dovednost a vlastní know-how. Sestavování programu Programování obrobku v systému ShopTurn je velmi snadné, jelikož je graficky podporováno a nevyžaduje žádné znalosti G-kódu. Systém ShopTurn zobrazuje program formou přehledného pracovního plánu a jednotlivé cykly a prvky kontur znázorňuje prostřednictvím dynamické grafiky. Výkonný konturový počítač umožňuje zadávání libovolných kontur. Jeho obsluha je velice jednoduchá a přehledná díky piktogramům a on-line grafice. Všechny kroky obrábění jsou zobrazeny kompaktním a přehledným způsobem. Díky tomu máte dokonalý přehled a také ty nejlepší možnosti editace i v případě rozsáhlých výrobních postupů.


75



13.2.2 Ukázka tvorby pracovního plánu

Zadání, výkres součásti

Založení pracovního plánu

Definice základních podmínek obrábění

Zarovnání čelní plochy obrobku

Definice kontury obrobku

Definice podmínek obrábění kontury

Pracovní plán

Simulace obrábění

Virtuální stroj

13.2.3 Kontrolní otázky 1. Uveď základní princip tvorby řídícího programu v řídícím systému Sinumerik 2. Popiš stručně tvorbu řídícího programu 3. Porovnej tvorbu programu v řídícím systému Mikroprog a Sinumerik


76



POUŽITÁ LITERATURA

SINUMERIK 840D sl Obsluha/Programování ShopTurn (BAT) - Vydání 08/2005

ShopTurn jednodušší soustružení, vydání 2006

Výukové texty VÚT Brno, ing. Aleš Polzer, Ph.D.

MIKRONEX, Návod na obsluhu řídícího systému Mikroprog

SANDVIK Coromant, Technická příručka obrábění¨

Technický týdeník, Akademie CNC obrábění, ing. Aleš Polzer, Ph.D.


77



PŘÍLOHA 1 – VÝKRES SOUČÁSTI

Ra 3,2

42 42 01 O30 - 54 ISO E

NENÍ

Ludvík

CVIČNÁ - STROJNÍ MECHANIK 10.1. 2011


78

M3 - 01 - 09



PŘÍLOHA 2 – PROGRAM V ŘÍDÍCÍM SYSTÉMU MIKROPROG, ISO KÓD ;pol.30-54 N10 G95 N20 G0 X40 Z80 N30 m6 T1 n40 G0 X29 Z54.5 N50 G51 Z1.5 N60 m3 S666 N70 g96 A1500 N80 G64 X26.5 Z-32 N90 G0 X26.5 N100 G64 X22.5 Z-22 N110 G0 X22.5 N120 G64 X16.5 Z-15 N130 G0 X16.5 N140 G64 X10.5 Z-5 N150 G0 X10.5 N160 G64 X-0.5 Z0 N170 G0 X16.5 Z-4 N180 G1 X16.5 Z-5

;nastavení posuvu na otáčku ;najetí k výměně nástroje ;výměna nástroje ;najetí na výchozí polohu ;nastavení souřadného systému ;zapnutí otáček ;nastavení konstantní řezné rychlosti U0.5 F0.2 ;hrubování průměru 26+0.5, nastavení posuvu ;výchozí poloha pro hrubování průměru 22+0.5 U0.5 ;hrubování průměru22+0.5 ;výchozí poloha pro hrubování průměru 16+0.5 U0.5 ;hrubování průměru16+0.5 ;výchozí poloha pro hrubování průměru 10+0.5 U0.5 ;hrubování průměru10+0.5 ;výchozí poloha pro zarovnání čela U0.5 ;zarovnání čela

N190 G61 X10.5 Z-10 U0.5 N200 N210 N220 N230 N240

G0 G1 G63 G0 G1

X22.5 X22.5 X16.5 X26.5 X26.5

Z-14 Z-15 Z-18 U0.5 Z-21 Z-22

N250 G61 X22.5 Z-27 U0.5 N260 G0 N270 G1

X29 X29

Z-31 Z-32

N280 G61 X26.5 Z-38 U0.5 N290 N300 N310 N320 N330 N340 N350 N360 N370 N380 N390 N400 N410

G0 G0 G1 G1 G1 G1 G3 G1 G1 G1 G1 G0 m30

X18 X9 X10 X10 X16 X16 X22 X22 X26 X26 X29 X60

Z1 Z0.5 Z-0.5 f0.08 Z-5 Z-10 Z-15 Z-18 R3 Z-22 Z-27 Z-32 Z-38 Z30


;výchozí poloha pro hrubování kuželové plochy průměru 10+0.5/16+0.5 ;hrubování kuželové plochy průměru 10+0.5/16+0.5 ;výchozí polohu pro hrubování rádiusu r3.5 ;hrubování rádisu r3.5 ;výchozí poloha pro hrubování kuželové plochy průměru 22+0.5/26+0.5 ;hrubování kuželové plochy průměru 22+0.5/26+0.5 ;výchozí poloha pro hrubování kuželové plochy průměru 26+0.5/29+0.5 ;hrubování kuželové plochy průměru 26+0.5/29+0.5 ;výchozí poloha pro dokončení obrobku ;jehlení hrany + nastavení posuvu ;dokončení průměru 10 ;dokončení kuželové plochy průměru 10/16 ;dokončení průměru 16 ;dokončení rádiusu r3 ;dokončení průměru 22 ;dokončení kuželové plochy průměru 22/26 ;dokončení průměru 26 ;dokončení kuželové plochy průměru 26/29 ;odjetí od obrobku ;konec programu

79


Modul: Dílenské programování ISO, dialogové - soustruh I

Recommend Documents