1

Politechnika Poznańska

Instytut Technologii Mechanicznej

Laboratorium

Obrabiarek Sterowanych Numerycznie

Nr 4

Programowanie dialogowe w układzie sterowania firmy Heidenhain

z wykorzystaniem cykli obróbkowych

Opracował: Dr inż. Wojciech Ptaszyński

Poznań 11 października 2005

2

1.

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawami programowania cykli obróbkowych w

układzie sterowania typu TNC firmy Heidenhain.

2. Wprowadzenie

W celu ułatwienia programowania zabiegów standardowych np. głębokiego wiercenia oraz

usuwania materiału z obszarów zamkniętych wprowadzono w układach sterowania typu TNC
cykle obróbkowe.

Najważniejsze cykle obróbkowe w układzie TNC 407 to:

Cykle proste

Nr

cyklu

Nazwa

Funkcja

1

PECKING

wiercenie,

2

TAPPING

gwintowanie,

17

RIGID TAPPING

gwintowanie,

18

THREAD CUTTING

frezowanie gwintów,

3

SLOT MILLING

frezowanie kieszeni wpustowych,

4

POCKET MILLING

frezowanie kieszeni prostokątnych,

5

CIRCULAR POCKET MILLING

frezowanie kieszeni okrągłych,

Cykle SL I

Nr

cyklu

Nazwa

Funkcja

14

CONTOUR GEOMETRY

definiowanie zarysu,

21

PILOT DRILLING

nawiercanie,

22

ROUGH-OUT

obróbka zgrubna,

23

CONTOUR MILLING

frezowanie zarysu,

25

CONTOUR TRAIN

Frezowanie zarysu otwartego (ścieżki)

Transformacja współrzędnych

Nr

cyklu

Nazwa

Funkcja

7

DATUM SHIFT

przesunięcie układu współrzędnych,

8

MIRROR IMAGE

odbicie lustrzane,

10

ROTATION

obrót,

19

WORKING PLANE

pochylenie płaszczyzny

11

SCALING FACTOR

Skalowanie

26

AXIS-SPECIFIC SCALING

Skalowanie dowolne

Cykle specjalne

Nr

cyklu

Nazwa

Funkcja

9

DWELL TIME

zatrzymanie czasowe,

12

PGM CALL

wywołanie programu,

3

Każdy cykl przed użyciem musi być zdefiniowany. Definicja cykli odbywa się według

schematu:

Rozpoczęcie definicji cyklu

za pomocą klawiszy kursora wybrać odpowiedni
cykl

lub po wciśnięciu klawisza GOTO należy
wprowadzić numer cyklu

7

Zależnie od rodzaju cyklu są dwa sposoby uruchomienia cyklu:
a) uruchamiane po zdefiniowaniu (nie wymagają wywołania):

• Cykle transformacji współrzędnych,
• Cykl DWELL TIME
• Cykle SL takie jak CONTOUR GEOMETRY i CONTOUR DATA

b) uruchamiane poprzez wywołanie funkcji:

• CYCL CALL - wywoływane w jednym bloku – osobny blok programu.
• M99

- wywoływane w jednym bloku – w funkcja „M”

Uwaga:
- w cyklach współrzędne ruchu w osi narzędzia (zwykle „Z”) są podawane jako

inkrementalne ale bez literki „I”,

- znak przy parametrze DEPTH określa kierunek ruchu: „–” – przeciwnie, „+” zgodnie ze

zwrotem osi,

Przykład
6 CYCL DEF 1.0 PECKING
7 CYCL DEF 1.1 SET UP +2
8 CYCL DEF 1.2 DEPTH -15
9 CYCL DEF 1.3 PECKG +10
...

Posuw w cyklach podaje się w mm/min a zatrzymanie czasowe (dwell time) w sekundach.

4

2.1. Cykle podstawowe (wybrane)

PECKING (1) – głębokie wiercenie

Cykl głębokiego wiercenia polega na wielokrotnym wchodzeniu i wychodzeniu narzędzia

z otworu w celu usunięcia wióra.

Definicja cyklu

CYCL DEF – wybrać cykl 1 PACKING
- SETUP CLEARANCE: odległość narzędzia od płaszczyzny roboczej (A),
- TOTAL HOLE DEPTH: całkowita głębokość otworu liczona od płaszczyzny roboczej (B),
- PECKING DEPTH:

krok wiercenia(C),

- DWELL TIME:

opóźnienie czasowe wysunięcia narzędzia z otworu w sekundach,

- FEED RATE:

posuw wiercenia,

Jeśli TOTAL HOLE DEPTH = PECKING DEPTH to narzędzia zagłębia się w materiał w

jednym kroku.

Przykład:
Wykonać otwory wg. rysunku o głębokości całkowitej 15 mm, w jednym przejściu 7.5 mm,
z zatrzymaniem na dnie otworu przez 1 s, z posuwem 80 mm/min.

...
6 CYCL DEF 1.0 PECKING
7 CYCL DEF 1.1 SET UP +2
8 CYCL DEF 1.2 DEPTH -15
9 CYCL DEF 1.3 PECKG +7.5
10 CYCL DEF 1.4 DWELL 1
11 CYCL DEF 1.5 F80
12 L Z+100 R0 FMAX M6
13 L X+30 Y+20 FMAX M3
14 L Z+2 FMAX M99
15 L X+80 Y+50 FMAX M99
16 L Z+100 FMAX M2

POCKET MILLING (4) – frezowanie

5

kieszeni prostokątnych

Cykl ten wymaga stosowania freza palcowego z możliwością wiercenia (ISO 1641) lub

nawiercenia w punkcie środkowym kieszeni.

Narzędzie rozpoczyna frezowanie w dodatnim kierunku dłuższej osi kieszeni lub gdy

kieszeń jest kwadratowa to wzdłuż osi Y.

Przed wywołaniem cyklu narzędzie musi być ustawione nad punktem środkowym

kieszeni.

Definiowanie cyklu

CYCL DEF: wybrać cykl 4 POCKET MILLING
- SETUP CLEARANCE:

odległość narzędzia od płaszczyzny roboczej (A),

- MILLING DEPTH:

głębokość kieszeni (B),

- PECKING DEPTH:

grubość warstwy skrawanej (C),

- FEED RATE FOR PECKING:

posuw dla wchodzenia w głąb (wiercenia),

- FIRST SIDE LENGTH:

oznaczenie osi i długość kieszeni (D),

- SECOND SIDE LENGTH:

oznaczenie osi i szerokość kieszeni (E),

- FEED RATE:

posuw przy frezowaniu,

- ROTATION CLOCKWISE: DR–: kierunek skrawania,

DR+ - skrawanie współbieżne,
DR– - skrawanie przeciwbieżne,

- ROUNDING-OFF RADIUS R:

promień zaokrąglenia narożników,

Przykład
Wyfrezować kieszeń wg rys. i głębokości 10 mm, grubość jednej warstwy 4 mm, posuw
wiercenia 80 mm/min, posuw frezowania
100 mm/min

12 CYCL DEF 4.0 POCKET MILLING
13 CYCL DEF 4.1 SET UP+2
14 CYCL DEF 4.2 DEPTH-10
15 CYCL DEF 4.3 PECKG+4 F80
16 CYCL DEF 4.4 X+80
17 CYCL DEF 4.5 Y+40
18 CYCL DEF 4.6 F100 DR+ R 10
19 L Z+100 R0 FMAX M6
20 L X+60 Y+35 FMAX M3
21 L Z+2 FMAX M99

6

CIRCULAR POCKET MILLING (5) – frezowanie kieszeni okrągłych

Cykl ten wymaga stosowania freza palcowego z możliwością wiercenia (ISO 1641) lub

nawiercenia w punkcie środkowym kieszeni.

Przed wywołaniem cyklu narzędzie musi być ustawione nad punktem środkowym

kieszeni.

Definiowanie cyklu

CYCL DEF: wybrać cykl 5 CIRCULAR POCKET MILLING
- SETUP CLEARANCE:

odległość narzędzia od płaszczyzny roboczej (A),

- MILLING DEPTH:

całkowita głębokość kieszeni (B),

- PECKING DEPTH:

grubość warstwy skrawanej (C),

- FEED RATE FOR PECKING:

posuw dla wiercenia,

- CIRCLE RADIUS R:

promień kieszeni,

- FEED RATE:

posuw dla frezowania,

- ROTATION CLOCKWISE: DR–: sposób frezowania,

DR+ - frezowanie współbieżne,
DR– - frezowanie przeciwbieżne,

Przykład
Wyfrezować kieszeń okrągłą wg. rysunku oraz: głębokość kieszeni 12 mm, grubość warstwy
skrawanej 6 mm

17 CYCL DEF 5.0 CIRCULAR POCKET
18 CYCL DEF 5.1 SET UP +2
19 CYCL DEF 5.2 DEPTH -12
20 CYCL DEF 5.3 PECKG +6 F80
21 CYCL DEF 5.4 RADIUS 35
22 CYCL DEF 5.5 F100 DR+
23 L Z+100 R0 FMAX M6
24 L X+60 Y+50 FMAX M3
25 L Z+2 FMAX M99

7

2.2. Cykle frezowania konturów

Informacje podstawowe

Cykle frezowania konturów używa się do frezowania konturów złożonych z kilku zarysów

(do 12 wysp lub kieszeni).

Zarysy definiuje się w podprogramach (na końcu programu po linii zawierającej funkcję

M2 lub M30 i między liniami LBL* – LBL0: gdzie * - numer podprogramu)

UWAGA:
• przy definicji kieszeni narzędzie musi skrawać wewnątrz zarysu, natomiast przy definicji

wyspy narzędzie musi skrawać na zewnątrz zarysu (odpowiednio należy użyć funkcji
kompensacji narzędzia (RL lub RR),

• wszystkie zarysy wykazane w cyklu 14 CONTOUR GEOMETRY muszą być zamknięte
• maksymalna liczba linii programu konturu wynosi 128

Kontur dla cyklu 25 CONTOUR TRAIN nie może być zamknięty.

8

CONTOUR GEOMETRY (14) – definicja konturu z zarysów

W cyklu 14 CONTOUR GEOMETRY

wykazuje

się

podprogramy

zamkniętych

zarysów, z których ma powstać gotowy kontur.

Cykl 14 CONTOUR GEOMETRY jest

aktywny po zdefiniowaniu

zarysy A i B to kieszenie, C i D to wyspy

Definiowanie cyklu

CYCL DEF: wybrać cykl 14 CONTOUR GEOMETRY
- LABEL NUMBERS FOR CONTOUR: lista

wykazanych

numerów

podprogramów,

z których powstanie zamknięty gotowy kontur,

Przykład

4 CYCL DEF 14.0 CONTOUR GEOM
5 CYCL DEF 14.1 CONTOUR LABEL 1/2/3/4
...
36 L Z+200 R0 FMAX M2
37 LBL 1 ;OKRAG A
38 CC X+30 Y+30
39 L X+5 Y+30 RL
40 C X+5 Y+30 DR+
41 LBL 0
42 LBL 2 ;OKRAG B
43 CC X+70 Y+30
44 L X+95 Y+30 RL
45 C X+95 Y+30 DR+
46 LBL 0
47 LBL 3 ;KWADRAT C
48 L X+20 Y+20 RL
49 L Y+40
50 L X+40
51 L Y+20
52 L X+20
53 LBL 0
54 LBL 4 ;TROJKAT D
55 L X+60 Y+20 RL
56 L X+70 Y+40
57 L X+80 Y+20
58 L X+60 Y+20
LBL 0
...

Ø

5

0

Ø

5

0

20

2

0

2

0

30

40

100

6

0

20

9

ROUGH-OUT (6) – frezowanie kieszeni

Cykl ten wymaga stosowania freza palcowego z możliwością wiercenia (ISO 1641) lub

wywołania wcześniej cyklu PILOT DRILING (nawiercenia).

Przed wywołaniem cyklu narzędzie musi być ustawione w pobliżu obrabianej kieszeni na

odpowiedniej wysokości (SETUP CLERANCE).

Definicja cyklu

CYCL DEF: wybrać cykl 6 ROUGH-OUT
- SETUP CLEARANCE:

odległość narzędzia od płaszczyzny roboczej (A),

- MILLING DEPTH:

całkowita głębokość kieszeni (B),

- PECKING DEPTH:

grubość warstwy skrawanej (C),

- FEED RATE FOR PECKING:

posuw dla wiercenia,

- FINISHING ALLOWANCE:

naddatek na obróbkę wykańczającą (D),

- ROUGH-OUT ANGLE:

kierunek skrawania (α),

- FEED RATE F:

posuw dla frezowania,

10

PILOT DRILING (15) – nawiercanie

Cykl ten może być wykorzystywany łącznie z cyklem ROUGH-OUT i służy do wykonania

otworów w miejscach zagłębiania się narzędzia w funkcji ROUGH-OUT.

Przed wywołaniem cyklu narzędzie musi być ustawione w pobliżu obrabianej kieszeni na

odpowiedniej wysokości (SETUP CLERANCE). Cykl wiercenia jest identyczny z cyklem 1
(PACKING).

Definicja cyklu

CYCL DEF – wybrać cykl 15 PILOT DRILLING
- SETUP CLEARANCE: odległość narzędzia od płaszczyzny roboczej,
- TOTAL HOLE DEPTH: całkowita głębokość otworu liczona od płaszczyzny roboczej,
- PECKING DEPTH:

krok wiercenia,

- DWELL TIME:

opóźnienie czasowe wysunięcia narzędzia z otworu w sekundach,

- FEED RATE:

posuw wiercenia,

- FINISHING ALLOWANCE: naddatek na obróbkę wykańczającą

11

CONTUR MILING (16) – frezowanie zarysu kieszeni

Cykl ten służy do wykonywania obróbki wykańczającej kieszeni obrabianej cyklem

ROUGH-OUT.

Przed wywołaniem cyklu narzędzie musi być ustawione w pobliżu obrabianej kieszeni na

odpowiedniej wysokości (SETUP CLERANCE).

Cykl ten wymaga stosowania freza palcowego z możliwością wiercenia (ISO 1641).

Definiowanie cyklu

CYCL DEF: wybrać cykl 16 CONTUR MILING
- SETUP CLEARANCE:

odległość narzędzia od płaszczyzny roboczej (A),

- MILLING DEPTH:

całkowita głębokość kieszeni (B),

- PECKING DEPTH:

grubość warstwy skrawanej (C),

- FEED RATE FOR PECKING:

posuw dla wiercenia,

- ROTATION CLOCKWISE: DR–: sposób frezowania,

DR+ - frezowanie współbieżne,
DR– - frezowanie przeciwbieżne,

- FEED RATE:

posuw dla frezowania,

12

2.

3. Cykle transformacji współrzędnych

Cykle transformacji współrzędnych są aktywne zaraz po zdefiniowaniu aż do

wykasowania lub zmiany.

DATUM SHIFT (7) – przesunięcie układu współrzędnych

Definicja cyklu

CYCL DEF: wybrać cykl 7 DATUM SHIFT
- wprowadzć oznaczenie osi i wartości przemieszczeń układu współrzędnego.

Usunięcie przesunięcia układu współrzędnych następuje po wprowadzeniu przesunięcia z

wartościami „0”.

Przykład

10 CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT
11 CYCL DEF 7.1 X+60
12 CYCL DEF 7.2 Y+40

13

MIRROR IMAGE (8) – odbicie lustrzane

Definicja cyklu

CYCL DEF: wybrać cykl 8 MIRROR IMAGE
- wprowadzić oś odbicia: X, Y, lub obie

Wykasowanie odbicia następuje po ponownym zdefiniowaniu cyklu ale bez podania osi.

NO ENT.

Przykład (przesunięcie i obrót)

16 CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT
17 CYCL DEF 7.1 X+70
18 CYCL DEF 7.2 Y+60
19 CYCL DEF 8.0 MIRROR IMAGE
20 CYCL DEF 8.1 Y
21 CALL LBL1

14

ROTATION (10) – obrót osi współrzędnych

Definicja cyklu

CYCL DEF: wybrać cykl 10 ROTATION
- ROTATION ANGLE: kąt obrotu z zakresu –360° - +360°
- osie odniesienia

Wykasowanie cyklu ROTATION, następuje po zdefiniowaniu cyklu z kątem obrotu 0°.

Przykład (przesunięcie i obrót)

7 CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT
8 CYCL DEF 7.1 X+70
9 CYCL DEF 7.2 Y+60
10 CYCL DEF 10.0 ROTATION
11 CYCL DEF 10.1 ROT +35

3. Przebieg ćwiczenia

a) po otrzymaniu od prowadzącego zajęcia rysunku przedmiotu należy dobrać narzędzia oraz

odpowiednie dla niego parametry obróbki z dostępnego katalogu (prędkość skrawania
oraz posuw na ostrze) i obliczyć obroty wrzeciona [1/min] oraz posuw [mm/min],

b) stworzyć program w układzie sterowania,
c) przeprowadzić symulację graficzną programu,
d) przepisać program na kartkę do sporządzenia sprawozdania.

5. Sprawozdanie

Sprawozdanie powinno zawierać:
- datę ćwiczenia nr grupy i podgrupy,
- nazwiska osób biorących udział w ćwiczeniu,
- rysunek przedmiot z zaznaczonym układem współrzędnych,
- wydruk programu,
- wnioski.

15

6. Przygotowanie do ćwiczeń

Przed przystąpieniem do ćwiczeń wymagana jest znajomość układów współrzędnych i

wymiarowania, dobierania parametrów obróbki, rodzaje ruchów możliwych do
zaprogramowania, składników poszczególnych cykli.

7. Literatura

1. Instrukcje do podstaw programowania w układzie TNC