NC technika alapjai Összeállította: Dr. Zsiga Zoltán főiskolai docens
Készült az ESZA 02040002 projekt keretében
Bevezetés Az NC technika alapjai c. tantárgy keretében áttekintjük:
a diszkrét gyártás automatizálásának jellemzőit az NC, CNC gépek felépítésének, alkalmazásának alapismereteit, legfontosabb építőelemeit a CNC gépek geometriai rendszereit, összefüggéseit, használatát a CNC gépek kézi programozásának alapjait, sajátosságait A szerszámozások jellemzőit 2
A diszkrét gyártási folyamatok jellemzői: • A munkadarabok és gyártási részfolyamataik időben és térben elhatárolhatóak • A folyamatok ciklikusak, s ehhez jellemzően alkalmasak a programvezérelt gyártóeszközök • Irányításuk összetett, sok funkcióra irányuló tevékenység, melyben a számítógép alkalmazásának különös jelentősége van A technikai fejlődés ma már lehetővé teszi és megköveteli a számítógép alkalmazását a termelő rendszerek, a termelési és gyártási folyamatok • •
irányítása tervezése terén egyaránt.
A számítógépet integrált rendszerben használó rendszerek a CIM rendszerek (Computer Integrated Manufacturing) 3
Egy lehetséges CIM modell Vállalat irányitás Igazgatás, ügyvitel MIS
Konstrukciós terv. CAD
Központi adatbázis
Technológiai terv. CAPP
Termelés tervezés PPS
Anyaggazdálk., raktározás CAST
A n yag, En ergia
Gyártásirányitás CAM
Minőségbiztositás CAQA
Technológiai folyamatok CNC, ROC, PLC,FMS, FMC,AGV
T ermék
4
Számítógépes gyártás jellegzetes kifejezései (1) NC CNC CIM DNC MIS Caxx CAD CAE CAPP CAM CAQA CAST CASE MRP PPS
Numerical Control Computer Numerical Control Computer Integrated Manufacturing Distributed Numerical Control Management Information System Computer Aided…….. Design Engineering Process Planning Manufacturing Quality Assurance Storing & Transport Software Engineering Manufacturing Resource Planning Production Planning & Scheduling
Számjegyes Vezérlés Számítógépes Számjegyes Vezérlés Számítógéppel Integrált Gyártás Elosztott NC Vezetési Információs Rendszer Számítógéppel Segített……. Tervezés (termék) Mérnöki Tevékenység Folyamat tervezés (technológiai) Gyártás Minõségbiztosítás Raktározás és szállítás Szoftver készítés Gyártás Erõforrás Tervezés Termelési Folyamat Tervezés és Ütemezés
5
Számítógépes gyártás jellegzetes kifejezései (2) ROC PLC FMC FMS AGV LAN MAP WS HOST C. NCL APT W OP ONC UIC
Robot Controller Program m able Logical Controller Flexible M anufacturing Cell Flexible M anufacturing System Autom atically Guided Vehicle Local Area Network Manufacturing Autom ation Protocol W orkstation Host Com puter Num erical Control Language Autom atically Program m ed Tool W orkshop Oriented Program m ing Open NC Universal Industrial Controller
Robot Vezérlés Program ozható Logikai Vezérlés Rugalm as Gyártócella Rugalm as Gyártórendszer Robotkocsi Helyi Hálózat Gyártásautom atizálási Protokoll Munkaállom ás Rendszergazda Szám ítógép NC Program nyelv Autom atikus Szerszám pálya Program ozás Muhelyszintu Program ozás Nyitott Struktúrájú NC Általános Ipari Vezérlo
6
A diszkrét gyártási folyamatok jellegzetes automatizált gyártóeszközei Merev programú, kötött ütemű gépek
Tömegszerűség
Gépsorok Célgépek Átállitható gépek
Mechanikus automata Ü tközős programvez.
Rugalmasan programozható rendszerek
FMS FMC MC CNC
R ugalmasság, termék sokféleség
7
Mi az NC? Az NC vezérlés bonyolult (technológiai) berendezés irányítására szolgáló eszköz, amely:
Számítógép alapú (CNC) Digitális Rugalmasan programozható A program utasítások számjegyes formában megadott adatok vagy kódok A programot számjegyes formában tárolja A vezérlés valósidejű, a mozgáspályákat valós időben generálja
A technológiai folyamatok elemeikre bonthatóak, melyek számadatokkal vagy kódokkal megadhatóak, az elemek a gépi funkciók 8
Az NC vezérlés alapelve A z N C alapelve Z F
S
z3 z1 z2
Y
xk
yk
Gépi funkciók és az N C utasítások kapcsolata
X
N 5G 00X(x k )Y(y k )Z(z 3 )S500F0.2M4 N 10Z(z 1 )M8 N 15G1Z(z 2 )F0.2 N 20G00Z(z 1 ) N 25Z(z 3 )M5M9 ............. X
9
Az NC technika kialakulása, története
1949-52 USA: az első NC gép megjelenése (MIT Messachusetts Institute of Technology)
A repülőgép gyártás igénye: bonyolult alakú, monolit alkatrészek nagy darabszámban, megbízható minőségben
1950-es évek: Európai megjelenés 1963 Magyarország: MFS-320 marógép, 1965 ERI-250 eszterga, Csepeli Szerszámgépgyár, Vezérlések fejlesztése itthon: VILATI, SZTAKI, EMG 1974 mikroprocesszorok: CNC gépek 1981 multiprocesszoros vezérlések, FMS, FMC 1982 CNC fogazógépek, köszörűk 1985 CIM rendszerek 1990 OPEN CNC
10
Az NC (KNC) vezérlés fő jellemzői • • • • •
Rögzített logika Lyukszalagos, mágnesszalagos programbevitel Nincs programtárolás Nincs program javítási, szerkesztési lehetőség NC funkciók száma korlátozott
A CNC vezérlések fő jellemzői • • • • • • •
Szabadon programozható logika (nem a felhasználó!) Számítógépes programbevitel Tárolt alkatrészprogram Programszerkesztés, javítás, helyszíni programírás On, Off szimuláció Rendszerbe kapcsolhatóság FMS, FMC, DNC Nagy számú NC funkció
A mai gyakorlatban már kizárólag CNC gépeket építenek! 11
Az NC, CNC technika alkalmazási területei (a teljesség igénye nélkül)
Forgácsoló szerszámgépek • • • •
Marógépek, Fúró-maró megmunkáló központok Esztergák, Eszterga megmunkáló központok Fogazógépek Köszörűgépek
Forgács nélküli alakítógépek • Lemezalakító gépek, élhajlítók, ollók, kivágók, megmunkáló központok • Csőhajlítók
Különleges technológiák gépei • Lézeres kivágók • Vízsugaras kivágók • Fröccsöntő gépek
Faipari megmunkálógépek Mérőgépek Robotok
12
A CNC technika alkalmazásának hatásai Közvetlen előnyök
Bonyolult felületek gyárthatóak viszonylag egyszerűen és gazdaságosan (kúp, gömb, menet, szabad felület, stb.) Egyenletes az egyes gyártmányok minősége, egyszerűbb szerelési feladatok Nagyobb termelékenység, rövidebb mellékidők (szerszámcserélők, mérőrendszerek, pozicionáló rendszerek) Univerzális befogó és felfogó készülékek alkalmazhatóak Egy felfogásban komplexebb készremunkálás A technológia racionalizálási lehetősége (megmunkáló ciklusok, forgácsolási stratégiák) Egyszerű, szabványos szerszámok alkalmazási lehetősége (pályagenerálás)
13
Közvetett előnyök
Nagyobb technológiai fegyelmet kíván, növeli a technikai, technológiai kultúra színvonalát A gyártmánytervezés nagyobb szabadsága Magasabban kvalifikált kezelő személyzet Csökkennek a szubjektív hibák Rendszerbe szervezhetőek Biztosabb gyártástervezés, pontosabb gyártásütemezés Raktározási költségek csökkennek
Hátrányok
Viszonylag nagy beszerzési költség, magas gépköltség Szigorúbb, költségesebb előgyártmány Fegyelmezettebb környezet, pontos szerszám, program és munkadarab ellátás (ez természetesen egyben előny is!)
Az előnyök biztosításához természetesen az NC gépek építése is fokozott igényeket támaszt a gyártókkal szemben: korszerű eszközök, technikák, elvek alkalmazását.
14
Tipikus CNC gépek Az EPA-320-01 Sinumerik 810T eszterga 1. Felépitési vázlat
15
2. Főhajtás és fordulatszám ábra
16
3. Teljesitmény-nyomaték karakterisztika
17
4. Lábazati hajtómű
18
5. Főorsó
19
6. X-Z szánrendszer kinematikai vázlata
20
7. A szánhajtások konstrukciós kialakitása
21
8. A szerszámokat tároló revolverfej
22
9. A Sinumerik 810T vezérlés kezelőpultja
23
TC-3 5D-s fúró-maró megmunkáló központ Szerszámtár
Szerszámcserélõ
Körasztal
Y-szán
X-szán Fõhajtómû
Y X
Z
Z-szán
24
TC3 szánrendszerek kinematikai vázlatai
25
TC-3 Szerszámcserélő rendszere
26
TC3 Főhajtás és körasztal vázlat
27
A CNC-vel történő gyártás információ feldolgozási folyamata Feladat leírás
Alapjel képzés
Információ leképzés
Munkadarab Rajz / Grafikus modell
Külsõ adatfeldolgozás
Programozás
Kézi programozás Számítógéppel segített programozás
Program hordozó Lyukszalag Mágnesszalag Mágneslemez Memória kártya
Belsõ adatfeldolgozás CNC
P L C D A
Fõbb feladatok Kommunikácíó Program ellenõrzés Program tárolás Vezérlési feladatok Pozicionálás irányítás Felügyelet
MST Pozicionálás
CNC-k kézi programozásának folyamata Rajz
Felfogási terv
CNC utasitásrendszer Programozói tudás ISO NCL ASCII kód
NC mûveleterv
Szerszámterv
Mozgásciklus terv
Programkézirat
Szövegszerkesztõ
Programhordozó
Próbaforgácsolás Dokumentálás
29
Számítógéppel segített CNC programozás folyamata (CAM, CAPP, WOP)
Posztprocesszor: az adott géphez a CLDATA-t illesztő program
C LD ATA File : technológiától függő, általános programform átum
NCL File
Próbaforgácsolás Dokumentálás
CLDATA File
Posztprocesszorok
Posztprocesszálás
Szerszámpálya generálás
CAD File
Technológiai feldolgozás
NCm űvelet terv
Geometriai feldolgozás
R ajz
Tecnológiai és Szerszám adatok
Interaktiv bevitel CAD
APT program
Szimuláció Editálás ISO NC L
30
CNC vezérlés funkciói és hardver struktúrája LAN Kezelőpult
D isplay Kijelzők
Program I/O
Memória CPU
RAM ROM
DNC Komm unikáció
BU S ill.
Hálózati modul
BELSŐ B US
PLC Vezérlési funkciók
Vezérelt mechanizmusok, jeladók
Tengelyek Pozicionálás, Útmérés
Alpjelképző Interpolátor
Pozicionáló rendszerek GÉP
Felügyelet
Szenzorok
31
CNC vezérlés szoftver felépítése Alkatrész program file
Szerszám file
User Makrók
Egyéb File-ok
NCL program Interpreter
W OP Taszkok
Gyári Makrók
Grafikus Taszkok
Belső adatbázis
Control Data
Machine Data
Executiv Vezérlő taszkok
1. 2. Taszk Taszk Valósidejű Operációs Rendszer
n-ik Taszk
Segédprogramok Meghajtók
Hardver kezelő rutinok
32
Tipikus CNC üzemmódok (1)
(Az általánosan használatosakat említjük, természetesen vezérlésenként adódnak eltérések, sajátos elnevezések)
JOG v. BEÁLLÍTÓ üzemmód
REF referencia pont felvétel
Program és egyéb adatok (PLC , szerszám, gépi stb.) betöltése ill. kimentése
MDI kézi adatbevitel
A gép geometriai rendszerének bekapcsolás utáni aktualizálása növekményes útmérés esetén
DATA IN-OUT
Bekapcsolás után szánmozgatások Kézikerékkel folyamatosan, ill. diszkrét lépésekkel Különféle funkciók működtetése nyomógombokkal
a gép működtetése komplett mondatokkal
SIMU szimuláció
Program megjelenítése, "üres" futtatása 33
Tipikus CNC üzemmódok (2)
TOOL szerszám kezelés
ZERO offset
Szakaszos, mondatonként Folyamatos, egy illetve több darab
SERVICE
a megmunkáló programok szerkesztése
AUT programfuttatás
nullponteltolások beírása nullponteltolások bemérése
EDIT programírás, javítás
szerszám adatok beírása szerszámkorrekció bemérése
Beállítások, gépjavítások
Egyéb, az adott vezérlésre jellemző
34
Egy CNC mondat végrehajtása Ciklus start Alkatrész program, korrekciók, szerszám adatok Egy mondat beolvasása A mondat interpretálása Korrekciók számitása Célpont számitás Interpolátor stop
Irány döntések
IGEN
Pozicionálás elõtt elvégzett mûveletek
Interpolátor inicializálás Kapcsolási utsitások végrehajtása
P pont célban
Pozicionálás indul NEM
Mozgáskontroll indul Helyzetszabályozás
Pozicionálás alatt elvégzett mûveletek
35
CNC gépek jellegzetes információ leképző mechanizmusai 1. Vezérelt mechanizmusok N yugtázó jel
HA
HV
Mozgatott elem
I P L C
I O O O
CNC Vezérlés
-Munkadarab és szerszám cserélők -Burkolatok -Tolótömbök -stb.
36
CNC gépek jellegzetes információ leképző mechanizmusai 2. Sebesség szabályozott mechanizmus
H ajtás erősitő CNC Vezérlés Alapjel
Sebesség szabályzó
D A -1
Főhajtómű
képző
Sebesség visszacsatolás IN PU T: közvetlen S2520 1/min közvetett v=120 m/min
ni Szabályozható Főmotor
Szabályozott főorsó fordulat
37
CNC gépek jellegzetes információ leképző mechanizmusai 3. Helyzetszabályozott pozicionáló rendszerek ( 2D, 2.5D, 3D, 4D, 5D) H ajtás erősitő
X
A
IN TER PO LÁTOR
képző
C N C vezérlés
H elyzetszabályzó
D
Alapjel
-1
-1
Y
Sebesség szabályzó
Sebesség TG visszacsatolás
........
H elyzet visszacsatolás
Z
D
Szán, X,
H elyzetszabályzó
A
........
-1
Szabályozható előtolómotor D C , AC , H idr.
U Ú tmérő
Sebesség szabályzó -1
Szán, Z TG
U
38
CNC gépek jellegzetes információ leképző mechanizmusai 3. Elektronikus kinematikai láncok, EKL-ek H ajtás erősitő
S Alapjel
D
képző
CN C vezérlés
Sebesség szabályzó
A -1
Y
Sebesség TG visszacsatolás
........
EKL
Főhajtómű ni
Főmotor
Master tengely Főorsó
"O" imp. U
Z
Helyzetszabályzó
D A -1
Sebesség szabályzó -1
Elfordulás mérés
Ú tmérő Slave tengely Szán, Z
TG
U
Szabályozható előtolómotor
39
Jellegzetes CNC pozicionálási módok
Pontvezérlés
Gyorsmeneti mozgás egyidejűleg akár több koordináta mentén Nincs szigorú mozgáskapcsolat Közelítő és eltávolító mozgások, kezdőpontra állás Jellegzetes mondat:
N5 G00 X
és/vagy
Y
és/vagy
Z
X
vx v x=v y=v g
X2
t
P2
vz
45 0
X1
P1 Z1
Z Z2
t
40
Jellegzetes CNC pozicionálási módok
Szakaszvezérlés
Egyszerre csak egy tengely mentén van mozgás programozott előtolással Jellegzetes mondat:
N5 G72 X
vagy
Y
vagy
Z F S M3
Van a mozgás során forgácsolás, a feltételeit biztosítani kell
Ma ez a pozicionálási mód önállóan már nem használatos
41
Jellegzetes CNC pozicionálási módok
Pályavezérlés
Egyidejűleg több tengelyű mozgás lehet a programozott pályamenti előtolással Szigorú mozgáskapcsolat van a mozgások között, melyet az INTERPOLÁTOR biztosit
Jellegzetes típusai
Lineáris interpoláció 2D, 3D Körinterpoláció 2D Spline interpoláció 3D Parabola interpoláció 2D
A mai CNC gépeken gyakorlatilag minden forgácsoló mozgást interpolációként programoznak
42
Jellegzetes CNC pozicionálási módok
Lineáris interpoláció
Körinterpoláció
Jellegzetes mondat: N5 G01 X(X2) Z(Z2) F ….
Jellegzetes mondat: N5 G03 X(X2) Z(Z2) I K ahol I és K a kör középpontjának adatai
X
v ex2 + v ez2 = v e2
vx P2
X2
vex
X
t
X1
vz
P1 Z1
X2
vez
Z Z2
v e2 (t ) = v ex2 (t ) + v ez2 (t ) P2
t
I K
X1 Z2
P1
Z
Z1 43
NC gépek geometriai információs rendszere Minden CNC gép esetében alapvető, hogy értelmezni tudjuk: a gép szánjainak helyzetét, mozgását a programban megadandó geometriai adatokat, a munkadarab méreteit a megmunkáló szerszámok méreteit, fő geometriai jellemzőit Ezt biztosítja a CNC gép geometriai információs rendszere, melynek részei: a koordináta rendszerek a vezérlésben az adatokat tároló elemek, az ún. tároló regiszterek
44
Koordináta rendszerek, nevezetes pontok, regiszterek Megnevezés Jel
Nevezetes pontok
Regiszterek és tartalmuk
GÉPI KOORDINÁTA RENDSZER GKR
M a GKR origója F a szánrendszer
Gépi helyzet regiszter
vezérelt pontja
=MF
PROGRAMOZÓI KOORDINÁTA RENDSZER PKR
W a PKR origója P a programozott
Szerszámpálya regiszter
SZERSZÁM KOORDINÁTA RENDSZER SKR
N=F az SKR origója Szerszámadat regiszter P a szerszám programozott pontja =FP
pont
=WP
45
A CNC gépek koordinátarendszereinek általános előírásai
Az alaprendszerek Descartes-i, jobbsodrású koordinátarendszerek A tengelyek jelei:
X Y Z elsődleges tengelyek U V W másodlagos tengelyek A B C szögelfordulások
A Z tengely a főorsóval párhuzamos Esztergáknál az X-Z a munkasík Pozitív tengelyirány: a szerszám és a munkadarab távolodásakor a koordinátaérték növekvő
46
A CNC gépek koordinátarendszereinek általános előírásai
Eszterga koordinátarendszere
XM
XW
M
W
Fúró-marómű koordináta rendszere
X szán
F=N Z' P
X'
Z szán ZM ZW
47
CNC eszterga koordinátarendszerei és azok kapcsolata
XM
X szán
F=N Z' X'
W
M
Z0
Zk Z ZMF
2X
P
X0
XMF X
Xk
XW
Z szán ZM ZW XMF=X0+X+Xk ZMF=Z0+Z+Zk
48
Megmunkáló központ geometriai rendszere 3D-s megmunkáló központ geometriai rendszere
r
r
r
r
rM F = rM W + rWP − rF P YW
YM
Szerszám
r
rM F
r
P
rF P F=N
X W rr WP Főorsó Főhajtómű
r
W
Y
Főmotor
XM
rM W X
ZW
Z M ZM
49
Megmunkáló központ geometriai rendszere
YM
YM
YW
YW
F=N
P,F=N XMW
P
YWP
ZMW XW
W YMW
M
XM
ZMP
XMF
ZMW
XMW W XWP
XW
ZFP ZW
W
ZM
M ZMF
XM M
Z
A geometriai korrekció Xg, Yg X
P
g
ZFP ZM
ZW
Y F=N
g
P
K
YWK XWK
50
Referencia pont felvétel CNC esztergán
XM
X szán
F=R
Z szán
XMR M
ZM XMR= ZMR
ZMR= Helyzettel arányos digitális kimenet
φ
Ua
ν
Jelátalakító
Ub U0
f0
érvényesítõ helyzetkapcsoló
A;A
Iránydiszkriminátor
B;B
fE fH
Reverzibilis számláló '0' impulzus
&
& 1 a számláló nullázása
51
Az NC koordináta rendszerek szabványos jelölései
52
CNC gépek programozásának alapjai
CNC programozási nyelvek típusai:
ISO NCL (ISO R1057, DIN 66024, 025), 1968-tól • •
Assembly szintű, funkcióorientált nyelv, a kézi programozás eszköze, a legelterjedtebb nyelv Változatai: • • •
APT alapú nyelvek (FAPT, EXAPT stb.) • •
Alapnyelv (kevés funkció, egyszerű) Bővített nyelv (az alapnyelv szintaktikája, funkciók száma nagyobb) Kiegészített nyelv (magasabb szintű funkciók, trigonometrikus, logikai stb., változó szintaktika, kompatibilitás a bővített nyelvvel)
A számítógépes programkészítés eszközei Feladatorientált nyelvek
Egyéb interaktív, vezérlés-specifikus nyelvek 53
A szócímzésű ISO NCL nyelvű CNC programozás
(A SIEMENS SINUMERIK 810T vezérlés sajátosságaival)
Az NC vezérlések jellegzetes programállományai:
Főprogram MPFxxx (Main Program File) Alprogram SPFxxx (Subroutine Program File) • Könyvtári szubrutinok • • • •
Esztergálás Mélyfúrás Menetesztergálás Beszúrás esztergálás
• Felhasználói szubrutinok • Kontúrleírások • Komplett megmunkálások
Szerszám adatok TOAxxx (Tool Offset Active) Nullponteltolások POAxxx (Part Offset Active) Egyéb File-ok (PLC, Gépi adatok, stb.)
54
A szócímzésű ISO NCL jellegzetes címbetűi és egyéb karakterei N
Mondatszám
%
G
Előkészítő utasítás
(
XYZ
Geometriai utasítás
)
Megjegyzés vége
UVW
Másodlagos geom. ut.
/
Feltételes mondat
ABC
Szögelfordulás, szögérték
:
Főmondat
IJK
Interpolációs utasítás
+-
Program kezdet Megjegyzés kezdete
Előjelek
D
Szerszámkorrekciós tár
=
Egyenlőség
F
Előtolás adat
LF
Mondat vége
S
Főorsó forgás-sebesség
T
Szerszám azonosító
M
Segéd és kapcsolási utas.
55
CNC gépek programozásának alapjai Az ISO NCL szűkített változatának Backus-Naur metanyelvi definíciója <program>::={<mondat>} <mondat>::=<mondatszám>.{<szó>}.LF <mondatszám>::=N.<sorszám> <sorszám>::={<decimális karakter>}3 <decimális karakter>::=0/1/2/3/4/5/6/7/8/9 <szó>::= <szócím>. <szócím>::=G/X/Y/Z/I/J/K/D/F/S/T/M/B/R ::=./ ::={<decimális karakter>} ::={<decimális karakter>}04. {<decimális karakter>}03 Jelölések: Metaváltozó::=Metakifejezés változó Vagy / Max És . Ismétlés {xx}34Min Terminális jel:ABCXYZ…. 56
CNC gépek programozásának alapjai Egy ISO NCL utasításrendszer felépítése Az NC programban megadandó gyártási információk: • • • • •
NC specifikus adatok (pozicionálási, méretmegadási mód stb.) Geometriai adatok Technológiai adatok Programtecnikai adatok Végrehajtási sorrend
Az UTASÍTÁSOK TIPUSAI a fentiek alapján: • • • •
Előkészítő vagy G-utasítások Geometriai és interpolációs utasítások (X, I stb.) Technológiai és segédutasítások (M, S, T, F ) Programtechnikai utasítások és vezérlő karakterek
A végrehajtási sorrendet a leírás sorrendje adja!
57
CNC gépek programozásának alapjai A Sinumerik 810T vezérlés utasításrendszerének legfontosabb általános szabályai: A program legkisebb egysége a SZÓ ill. a KARAKTER A szavak lehetnek: - öröklődőek, újig érvényesek (többség) - öntörlőek, egy mondatra érvényesek A szavakban az értéktelen nullák elhagyhatóak A mondatszám elhagyható, címke jellegű A mondatokban a szósorrend kötetlen, de vannak célszerű és kötelező megállapodások A szavak címbetűi mindig nagybetűk Szóköz megadása nem szükséges A tizedesjel a tizedespont A mondatokat LF vagy EOB karakterrel kell lezárni A program mindig % karakterrel kezdődik, M02 vagy M30 utasítással zárul
58
CNC programok jellegzetes felépítése A fõrogramok felépítése
A szegmens felépítése
%MPFazonosító szám
Szerszámváltás/csere
Bevezetõ mondat 1. Szegmens
Fõmondat
A szavak felépítése
Egyéb mondatok .
Cím
. . .
2. Szegmens . . .
Az alprogramok felépítése
n-ik Szegmens
%SPFazonosító szám
Záró mondat M02
Alprogram mondatok . . .
Záró mondat M17
A B C D F G X Y Z I J K stb
Adat vagy kód Real: X12.325 F0.21 stb. Integer: T12 S2560 stb.
A mondatok felépítése / Vez. ut.
N999 G00 G90 G40
X12.5 Z3.2 K1.25
Mondatszám
Geometriai és interpolációs utasítások
Elõkészítõ utasítások
F0.2 S1250 M04
EOB
Technológiai és Mondat kapcsolási utasítások vége
59
CNC gépek programozásának alapjai Az előkészítő utasítások fajtái 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Pozicionálás módja Méretmegadás módja Pályakorrekciózás módja Koordináta transzformációk módja Célpontra állás módja Gépi ciklusok Mértékegység- és funkcióváltás Egyéb előkészítő utasítások
Geometriai utasítások 1. 2. 3. 4.
Célpont koordináták: X4.3, Z4.3 Szögértékek: A4.3 Lekerekítés és élletörés értéke: B+-4.3 Interpolációs adatok: I4.3, K4.3
60
CNC gépek programozásának alapjai Technológiai utasítások fajtái 1. 2. 3. 4.
Főorsó forgás S4 Előtolás F2.3, F4 Szerszám azonosító T2 Szerszám adattár címe D2
Kapcsolási utasítások 1. Főorsó forgás jobb, bal, állj M03, M04, M05 2. Szerszámváltás M06 3. Hűtőfolyadék be, ki M08, M09
61
CNC gépek programozásának alapjai Programtechnikai utasítások és vezérlő karakterek 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
Program vége M02, M30 Szubrutin vége M17 Program stop M00 Feltételes program stop M01 Ciklusismétlés száma P01-P99 Mondatszám Nxxx Program kezdet % Feltételes mondatkihagyás / Megjegyzés kezdete, vége (, ) Előjelek, egyenlőség + - = Mondatvége LF, EOB
Egyéb utasítások, amelyek nem szabványosítottak. (lásd mellékelt táblázat)
62
Pozícionálási módok programozása 1.1.Pontvezérléssel történő mozgás gyorsmenettel Programozandó adatok: Mozgáspálya végpontjai egyidejűleg minden irányban Kezdőpontra állás esetén a megfelelő pályakorrekció G41, G42 Eltávolításkor a pályakorrekció törlése G40
Jellegzetes mondat:
N5 G00 G40 X(X2)Z(Z2) X v x=v y=v g X2
P2 45 0
X1
P1 Z1
Z Z2
63
Pozícionálási módok programozása
1.2. Lineáris mozgás programozása előírt sebességgel 2D, 3D, lineáris és forgómozgások kombinációi Programozandó adatok: Mozgáspálya végpontjai Technológiai feltételek: Előtolás, főorsó forgás Térgörbék közelítése lineáris pályaszakaszokkal történik
Jellegzetes mondat:
N5 G01 X(X2) Z(Z2) F S X P2 X2 X1
P1 Z1
Z Z2
64
Pozícionálási módok programozása 1.3. Körpályán mozgás a fősíkokkal párhuzamos síkban Programozandó adatok: Körpálya végpontjai Kezdőponttól a kör középpontjának relativ helyzete: I, K Körbejárás iránya: G02: órajárás irányába CW, G03: órajárással ellentett CCW
Jellegzetes mondat:
N5 G03 X(X2) Z(Z2) I K F S X X2
P2
Pk I K
X1
P1 Z
Technológiai feltételek:
Előtolás, főorsó forgás
Z2
Z1
65
Pozícionálási módok programozása 1.4. Menetesztergálás, hengeres, kúpos, síkmenet Programozandó adatok: Célpont koordináták Menetemelkedés: I, J, K Főorsó forgás
Jellegzetes mondat: N5 G33 X Z I J S M03
1.5. Várakozás programozása Elsősorban fúrási, beszúrási műveleteknél alkalmazzák forgácstörés miatt
Jellegzetes mondat: N5 G04 X(t) ahol t a várakozási idő sec-ban
Ma már ritkán használják, helyette a menetesztergáló szubrutint alkalmazzák
66
Méretmegadási módok programozása A geometriai méretek programozhatóak Abszolút értékként G90 Növekményként G91 Az abszolút méretmegadás alkalmazása a gyakoribb, A növekményes programozást elsősorban 3-5D-s megmunkálásoknál alkalmazzák (Kisebb programméret miatt)
Jellegzetes mondatok: Abszolút programozás N5 G90 G00 X(X2) Z(Z2) Növekményes programozás N5 G91 G00 X(∆X) Z(∆Z) ahol ∆X=X2-X1, ∆Z=Z2-Z1
X X2
P2 450
X1
P1 Z1
Z Z2 67
Pályakorrekciózási módok programozása A pálya- vagy szerszámsugár korrekció akkor szükséges, ha a P programozott pont és a K kontúrpont nem esik egybe. Ez a Geometriai korrekció: KP A programozási utasítások: G40 korrekció törlés G41 sugárkorrekció bal G42 sugárkorrekció jobb G43 sugárkorrekció + G44 sugárkorrekció -
Jellegzetes alkalmazás: N5 G3 G42 X Z I K N5 G2 G41 X Y I K X
G42 V
G41
Ve
P Szerszám
e
P K MunkaK darab Z
68
Esztergáló ciklus L95
R29=xx Forgácsleválasztás módja
X R25
1 1 B
C
R26
R27=40;41;42 R20
A R21
R24
Z
W R22
L95 esztergáló szubrutin paraméterei: R20=a kontúrleíró alprogram azonosítója R21=a kontúr X kezdőpontja R22=a kontúr Z kezdőpontja R24=simítási ráhagyás X R25=simítási ráhagyás Z R26=fogásvétel értéke X vagy Z irányban R27=a pályakorrekciózás módja R29=a megmunkálási mód kódja
69
Esztergáló ciklus L95
B
Fogásvétel iránya: -X
R29=11
Külsõ felület nagyolása, eredménye: lépcsõs felület
X
Külsõ felület nagyolása, eredménye: lépcsõs felület
X
Fogásvétel iránya: - / +Z B
B
R29=11
R29=12
Z
Belsõ felület nagyolása, eredménye: lépcsõs felület
X
B
R29=12
Z
Belsõ felület nagyolása, eredménye: lépcsõs felület
X
Fogásvétel iránya: - / +Z
Fogásvétel iránya: +X
R29=13
B
R29=13
R29=14
B
B
Z
R29=14
B
Z
70
Esztergáló ciklus L95 X
X Nagyolt kontúr
R29=21;23
R29=31;32;33;34
Z
Nagyolás kontúr-párhuzamosan simítási ráhagyásig egy fogásban
A
K o m p le t t m e g m u n k á lá s ( N a g y o lá s k o o r d in á t a - é s k o n tú rp á rh . tö b b f o g á s b a n , m a jd s im í t á s )
A
m e g m u n k á lt f e lü le t K ü ls õ
Simított kontúr
Nagyolt kontúr
R29=41;42;43;44
Z
Komplett megmunkálás
B e ls õ
H o ssz ir á n y ú
R 2 9 = 1 1
R 2 9 = 1 3
K e re s z tir á n y ú
R 2 9 = 1 2
R 2 9 = 1 4
R 2 9 = 2 1
R 2 9 = 2 3
H o ssz ir á n y ú
R 2 9 = 3 1
R 2 9 = 3 3
K e re s z tir á n y ú
R 2 9 = 3 2
R 2 9 = 3 4
H o ssz ir á n y ú
R 2 9 = 4 1
R 2 9 = 4 3
K e re s z tir á n y ú
R 2 9 = 4 2
R 2 9 = 4 4
N a g y o lá s k o n t ú r p á r h u z a m o s a n e g y f o g á s b a n s im í t á s i r á h . - ig N a g y o lá s k o o r d in á ta - é s k o n tú rp á rh . tö b b f o g á s b a n s im í t á s i r á h a g y á s ig
Z
Nagyolás koordináta- majd kontúrpárhuzamosan simítási ráhagyásig több fogásban
f o r g á c s le v á la s z t á s m ó d ja
N a g y o lá s k o o r d in á t a p á rh u z a m o s a n tö b b fo g á s b a n
X
Nagyolt kontúr
E re d m é n y L é p c sõ s n a g y o lt f e lü le t K o n tú rp á rh u z a m o s f e lü le t s im í t á s i r á h . - s a l K o n tú rp á rh u z a m o s f e lü le t s im í t á s i r á h a g y á s s a ls a l
K é sz n a g y o lt , s im í t o t t k o n tú r
71
Mélyfúró ciklus (L98) A ciklus paraméterei X
R22 R25
R26
W
Z R28
R28
R28
1
1 L3
R28 L2
Gyorsmenet Elõtolás
1
L1
a degresszió R24 = L 1 -L 2
R22 furat kezdőpont (Z) R24 fúrási mélység csökkentés R25 első fúrási mélység R26 furat végpont(Z) R27, R28 várakozási idők
R27
Alkalmazási példa N5G00X0Z100S600F0.2M4 N10R22=80R24=5R25=30 R26=10R27=2R28=1 N15G98P1 N20G00X Z stb.
72
Beszúró ciklus L93 alapváltozatok: R10=0/1 Hosszanti horony, R10=0 X
R23=-1
R23=1
Keresztirányú horony, R10=1 X R23=1
R23=-1 Z R23=-1
R23=1
R23=-1 Z
R23=1
73
Beszúró ciklusok paraméterezése R23=-1
R25 R34
R33
R33
X
R34 Z
R24
R32
R33
R29
R35
R28 R23=1
R34
R23=-1 Z
R23=1
R30
R26
R31
R25 R21
R23=-1
R21
R26
R29
X
R35
R27
R30
R23=1 R28
R22
R32
R24
R27
Z
R26
R31
R35
R27 R22 R31
R32
R29
R23=-1 X
R25
R30
R24
R29 X
R22
R28
R27
R21
R30
R25
R26
R32
R21
R23=1
R24
R28 R35 R34
R31
R33 R22
Z
74
Beszúró ciklusok paraméterei R10 típus paraméter 0/1 R21 horony belépő méret R22 horonyfenék helye R23 kezdőpont kijelölés 1,-1 R24, R25 simítási ráhagyás R26 beszúrás lépés R27 fenék szélesség R28 várakozási idő sec R29, R35 oldalszögek R30, R33 fenék lekerekítés, letörés +/R31 horonyfenék méret R32, R34 belépés lekerekítés, letörés +/-
Mintapélda
75
76
Sinumerik 810T vezérlés kontúrprogramozása (1) Egyenes megadása hajlásszögével
X X2;Z2
X
Körív megadása sugarával
X2;Z2
A1
P2
X
P2
Metszõ egyenesek programozása X3;Z3
B
P3
X2;Z2
P1 Xk;Zk
X1;Z1
Z N5 G03 X
N5 G01 A X2 vagy Z2
Érintõ körök programozása X3;Z3 X2;Z2=?;?
X3;Z3
I2
?;?
X1;Z1
I1
X2;Z2 K2
K1
A körök ellentett irányításúak
3. ábra
Lekerekítés programozása
X
P3
B?;?
>0 ?;? B+
>0
Z
4. ábra
2. ábra
X3;Z3
P2
P1
N5 G02 X3 Z3 I1K1 I2 K2
N5 G01 A1 A2 X3 Z3
B>0
Z
Z IKB
Élletörés programozása
X P3
G02
vagy
2 2 P1 és P2 azonos síknegyedben legyen
1. ábra
P3
P1 X1;Z1
K
Z
X
A1
X1;Z1
I P1
P2=?;?
A2
X1;Z1
X2;Z2 P2 ?;?
>0 P1
Z N5 G01 X2 Z2 BN6 X3 Z3
5. ábra
X1;Z1
Z N5 G01 X2 Z2 B+ N6 X3 Z3
6. ábra
77
Sinumerik 810T vezérlés kontúrprogramozása (2) X
Egyenest érintõ kör programozása
X
P2=??
P3
X
P2=?;?
A
Élletörés programozása B-
X3;Z3
X3;Z3
A
P3
Kört érintõ egyenes programozása
P3
B
>0 ?;?
P2
X2;Z2
X3;Z3 X1;Z1
P1
B?;? A >0
B
Z
Z
N5 G03 A B X3 Z3
X
P3
>0 ?;? B+
Körívszög kisebb mint 180 0
7, ábra
Lekerekítés programozása X3;Z3
N5 G01 A X2 vagy Z2 BN6 X3 Z3
X
P2
A2 P3 X3;Z3
A
B-
>0
?;?
P2
P1 X1;Z1
P2=?;? P2 ?;?
A1
>0 X1;Z1
Z
10. ábra
A2
B+
A1
9. ábra
Lekerekítés programozása hajlásszögekkel
P3 >0 X3;Z3 ?;?
B-
P1
N5 G01 A X2 vagy Z2 B+ N6 X3 Z3
X
P2=?;?
?;? >0
>0
8. ábra
Élletörés programozása hajlásszögekkel
X2;Z2
?;?
Z
N5 G03 B A X3 Z3
Körívszög kisebb mint 180 0
X1;Z1
P1
X1;Z1
P1
X1;Z1
Z N5 G01 A1 A2 X3 Z3 B-
Z N5 G01 A1 A2 X3 Z3 B+
11. ábra
12. ábra
78
Mintaprogram elkészítése A munkadarab rajza: egyszerű kontúr, a nyersdarab 96 mm átmérőjű, 30 mm-es átmenő furattal, megmunkálandó a homlokfelület és a külső kontúr. A felfogási terv elkésztése a gépen alkalmazható befogási mód megválasztása, a programozói koordinátarendszer kijelölése, a CNC programozáshoz illeszkedő méretláncok megtervezése
79
Mintaprogram elkészítése A szerszámozási terv elkésztése a gép szerszámozási lehetőségei és a feladat alapján az alkalmazandó szerszámok és szerszámtartók kiválasztása, a szerszámok pontos definiálása, megnevezése (Txx Dxx), a programozott pontok (P) kijelölése, a szerszámtípus és a korrekciók meghatározása. A mozgásciklusok tervezése a szerszámpályák kvalitatív és kvantitatív meghatározása
80
Mintaprogram elkészítése 1. Homlokfelület nagyolása: fogásmélység 1,5 mm, simítási ráhagyás 0,5 mm, előtolás 0,25 mm/ford. → F0.25 vágósebesség 80 m/min, → G96 S80 szerszám → T02 D2
81
Mintaprogram elkészítése
2. Külső kontúr nagyolása fogásmélység 3 mm, simítási ráhagyás 1 mm X és Z irányban, előtolás 0,25 mm/ford. → F0.25 vágósebesség 80 m/min, → G96 S80 szerszám → T02 D2 alkalmazott alprogram száma: L95
82
Mintaprogram elkészítése 3. Homlok majd külső felület simítása fogásmélység a simítási ráhagyások szerint, előtolás 0,1 mm/ford. → F0.1 vágósebesség 100 m/min, → G96 S100 szerszám → T08 D8 kontúrleíró alprogram száma: SPF110 → L110
83
Mintaprogram elkészítése ALPROGRAM A kontúrleíró alprogram %SPF110 (alprogram azonosító) N5 G00 G42 X56 Z58 (kezdőpontra állás) N10 G01 X72 A135 (45°-os élletörés) N15 X72 Z30 B22 (∅72 felület és R22 lekerekítés) N20 X100 A150 (30°-os kúpfelület) N25 M17 (alprogram vége) 84
Mintaprogram FŐPROGRAM (1) %MPF100 (Főprogram azonosító) N5 G00 G90 G40 G53 D00 X200 Z300 (Szerszámváltási pozícióba mozgás) N10 T02 D02 M06 (Nagyoló szerszám beváltása) N15 G00 G54 G90 G40 G97 X99 Z58.5 S1000 M04 M08 (Főmondat) N20 G01 G96 X27 F0.25 S80 (Homlokfelület nagyolása) N25 G00X100 Z65 (Szerszám kiemelés) N30 R20=110 R21=56 R22=58 R24=1 R25=1 R26=3 R27=42 R29=31 (Regiszter értékadás) N35 L95 P1 (Esztergáló alprogram hívás, külső felület nagyolás) 85
Mintaprogram FŐPROGRAM (2) N40 G00 G40 G97 X100 Z100 S1000 (Szerszám kiemelés) N45 G53 D00 X200 Z300 (Szerszámváltási pozícióba mozgás) N50 T08 D08 M06 (Símító szerszám beváltása) N55 G00 G54 G90 G40 G97 X62 Z58 S1000 M04 M08 (Főmondat) N60 G01 G96 X27 S100 F0.1 (Homlokfelület simítása) N65 G00 X62 Z61 (Szerszám kiemelés) N70 L110 P1 (Kontúrleíró alprogram hívás, külső felület simítás)
86
Mintaprogram FŐPROGRAM (3) N75 G00 G40 X110 Z58 (Szerszám kiemelés) N80 G53 D00 X200 Z200 M05 M09 (Hátrafutás munkadarab cserehelyzetbe) N85 M02 (Program vége)
87
SINUMERIK 810T CNC VEZÉRLÉS UTASÍTÁSRENDSZERE CÍM
KÓD
FUNKCIÓ
Programtechnikai utasítások %
Program kezdet
MPF
1-999
Főprogram file azonosító
SPF
1-999
Alprogram file azonosító
L
1-999
Alprogram hívás
1-99
Alprogram ismétlési szám
P : N
Szegmens kezdete 1-999
Mondatszám
CÍM
KÓD
FUNKCIÓ
M
02
Program vége
M
17
Alprogram vége
M
30
Adatfile vége
Előkészítő utasítások
G
00
Gyorsmeneti pozícionálás
G
01
Lineáris interpoláció
G
02
Körinterpoláció CW
/:
Szegmens kihagyás
G
03
Körinterpoláció CCW
/N
Mondat kihagyás
G
33
Menetvágás állandó emelkedéssel
G
34
Menetvágás növekvő emelkedéssel
M M
00 01
Programozott stop Feltételes stop
88
CÍM
KÓD
FUNKCIÓ
CÍM
KÓD
FUNKCIÓ
G
35
Menetvágás csökkenő emelkedéssel
G
58
Koordináta transzformáció I
G
04
Várakozás
G
59
Koordináta transzformáció I
G
60
09
Pontos pozícionálás sebesség-csökkentéssel (öntörlő)
Pontos pozícionálás sebesség-csökkentéssel
G
62
25
Munkatér korlátozás, minimumok
Pályavezérlés, szakaszváltás sebességcsökkentéssel
G
63
Menetfúrás, override tiltva
26
Munkatér korlátozás, maximumok
G
64
40
Geometriai korrekció törlése
Pályavezérlés, szakaszváltás sebességcsökkentés nélkül
G
70
Dimenzióváltás Inch-re
G
41
Geometriai korrekció jobbra
G
71
Dimenzióváltás metrikus-ra
G
42
Geometriai korrekció balra
G
90
Abszolút méretmegadás
G
53
Nullponteltolás törlése
G
54
Nullponteltolás I.
G
91
Növekményes méretmegadás
G
55
Nullponteltolás II.
G
92
G
56
Nullponteltolás III.
Főorsó fordulatszám korlátozás
G
57
Nullponteltolás IV.
G
94
Előtolás egység mm/min
G G G G
89
CÍM
KÓD
FUNKCIÓ
G
95
Előtolás egység mm/ford.
G
96
Állandó vágósebesség
G
97
Állandó fordulatszám
Geometriai utasítások
CÍM
KÓD
FUNKCIÓ
B
-4.4
Élletörési hossz inch-ben
B
+5.3
Körív sugara mm-ben
B
+4.4
Körív sugara inch-ben
I
+/5.3
X-irányú interpolációs paraméter mm-ben
méretek
mm-
I
+/4.4
X-irányú interpolációs paraméter inch-ben
X
+/-5.3
X-irányú ben
X
+/-4.4
X-irányú ben
méretek
inch-
K
+/5.3
Z-irányú interpolációs paraméter mm-ben
Z
+/-5.3
Z-irányú ben
méretek
mm-
K
+/4.4
Z-irányú interpolációs paraméter inch-ben
Z
+/-4.4
Z-irányú ben
méretek
inch-
I
+/5.3
X-irányú menetemelkedés mm-ben
A
+/-3.5
Szögkoordináta fok-ban
B
+5.3
Lekerekítési sugár mmben
I
+/4.4
X-irányú menetemelkedés inch-ben
K
+/5.3
K-irányú menetemelkedés mm-ben
K
+/4.4
K-irányú menetemelkedés inch-ben
B B
+4.4 -5.3
Lekerekítési sugár inchben Élletörési hossz mm-ben
90
CÍM
KÓD
FUNKCIÓ
CÍM
KÓD
FUNKCIÓ
Paraméter regiszterek
F
0.001 -16.
Menetemelkedés növekmény mm-ben
R
0-49
Input paraméterek
F
0.000 1-0.6
Menetemelkedés növekmény inch-ben
R
50-99
Változó paraméterek
X
5.3
Várakozási idő sec-ban
R
100-149
Csatornához rendelhető paraméterek
S
112000
Főorsó fordulatszám 1/min-ban
R
150-199
Független paraméterek
S
Vágósebesség m/min-ban
R
900-999
Központi paraméterek
112000
S
112000
Maximális megengedett főo. ford.
S
199.9
Késleltetés fordulatban
T
19999
Szerszám helycím (értéke gépfüggő)
Technológiai utasítások
F
0-45000
Előtolás mm/min-ben
F
0.1-1770
Előtolás inch/min-ben
D
1-99
Szerszámadat-tár címe
F
0.001-50.
Előtolás mm/ford-ban
D
00
Szerszámadat törlés
F
0.0001-2.
Előtolás inch/ford-ban
H
19999
Kiegészítő adat
91
CÍM
KÓD
FUNKCIÓ
Segédfunkciók
CÍM
KÓD
FUNKCIÓ
Egyéb utasítások
M
03
Főorsó indul CW
M
04
Főorsó indul CCW
M
05
Főorsó állj
M
06
Szerszámváltás
M
08
Hűtővíz bekapcsolás
M
09
Hűtővíz kikapcsolás
Könyvtári alprogramok
@
Utasításkészlet bővítő parancsok címkaraktere (CL 800 nyelv)
=
Értékadás
+
Hozzáadás
-
Kivonás
*
Szorzás
/
Osztás
L
95
Esztergáló alprogram
(
Megjegyzés kezdete
L
93
Beszúró alprogram
)
Megjegyzés vége
L
97
Menetesztergáló alprogram
L
98
Mélyfúró alprogram
92
CÍM
KÓD
FUNKCIÓ
Kiegészítő utasítások az EPA-320 esztergához M
11
I. fordulatszám tartomány
M
12
II. fordulatszám tartomány
M
70
Szegnyereg inaktív
M
71
Szegnyereg aktív
M
72
Tokmány inaktív
M
73
Tokmány aktív, külső szorítás
M
74
Tokmány aktív, belső szorítás
M
75
Forgácskihordó működés
időzített
93
