background image

ostatnia aktualizacja: poniedzia

łek, 6 listopada 2006 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

CNC Laboratorium 

 

materia

ły pomocnicze 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

opracowa

ł: A. Gessner 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 2 – 

1. Oznaczanie osi w obrabiarkach numerycznych 

Po

łożenie  zespołów  roboczych  obrabiarek  numerycznych  opisywane  jest  w 

uk

ładzie  kartezjańskim  prawoskrętnym.  Przesunięcia  liniowe  w  3  wzajemnie 

prostopad

łych  kierunkach  w  podstawowym  układzie  opisywane  są  za  pomocą 

indeksów  X,  Y,  Z,  natomiast  przemieszczenia  k

ątowe  względem  kierunków 

podstawowych  oznaczane  s

ą  odpowiednio  A,  B,  C  (rys. 1a).  Kierunki i  zwroty 

osi  X,  Y,  Z  okre

ślić  można  na  podstawie  reguły  prawej  dłoni  (rys.  1b),  zwroty 

dodatnie osi obrotowych okre

śla reguła śruby prawoskrętnej. 

a) 

Z

Y

X

A

B

C

 

b) 

 

Rys. 1. Uk

ład kartezjański prawoskrętny a) oraz reguła prawej dłoni do wyznaczania 

kierunków i zwrotów osi b) 

To, czy w danej osi przesuw wykonywany jest przez narz

ędzie, czy też przez 

przedmiot  obrabiany,  wynika  z  uk

ładu  kinematycznego  obrabiarki.  Dla  uprosz-

czenia  i  uogólnienia  wprowadza  si

ę  zatem  układ  współrzędnych  przedmiotu 

obrabianego oraz uk

ład współrzędnych narzędzia, w których rozpatruje się od-

powiednio ruch narz

ędzia względem przedmiotu obrabianego oraz ruch przed-

miotu  wzgl

ędem  narzędzia. W  obu  układach  współrzędnych  kierunki  poszcze-

gólnych osi pokrywaj

ą się, zwroty natomiast są przeciwne. Dla odróżnienia przy 

oznaczaniu  osi  w  uk

ładzie  narzędzia  dodany  jest  znak  ‘.  Podstawowym  ukła-

dem  jest uk

ład odniesiony do przedmiotu obrabianego, jest on również wygod-

niejszy i bardziej naturalny dla programisty. 

Przy  oznaczaniu  osi  sterowanych  numerycznie  za  o

ś  Z  przyjmuje  się  oś 

wrzeciona. Dodatni zwrot osi w uk

ładzie przedmiotu przebiega od materiału do 

narz

ędzia. Jeśli obrabiarka numeryczna nie posiada wrzeciona, oś Z przyjmuje 

si

ę jako prostopadłą do powierzchni mocowania przedmiotu (stołu roboczego). 

Osie X oraz Y we frezarkach przebiegaj

ą przeważnie równolegle do płyty stołu 

roboczego, przy czym za o

ś X przyjmuje się oś przebiegającą z lewej na prawą 

stron

ę  obserwatora  stojącego  przed  maszyną,  natomiast  zwrot  osi  Y  można 

wyznaczy

ć stosując regułę prawej dłoni. W tokarkach numerycznych oś X prze-

biega  prostopadle  do  osi  Z,  a  jej  zwrot  zale

ży  od  tego,  czy  narzędzie  pracuje 

przed czy za osi

ą obrotu wrzeciona (rys. 2). 

a) 

Z

X

 

b) 

Z

X

 

Rys. 2. Uk

ład współrzędnych w przedmiocie obrabianym na tokarce 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 3 – 

 
Przyk

ładowe układy kinematyczne frezarki pionowej i poziomej wraz z ozna-

czeniami  osi  zespo

łów ruchomych przedstawiono na rys. 3. Oznaczenia litero-

we  ze  znakami  ‘  odnosz

ą  się  do  układu  związanego  z  narzędziem,  natomiast 

bez ‘ do uk

ładu związanego z przedmiotem obrabianym.  

a) 

Z

C

Z

Y'

Y

X'

X

 

b) 

C

Z

Z'

Y

Y

X

X'

 

c) 

Y

C

Z

Z'

Y

X'

X

 

Rys. 3. Przyk

ładowy układ 

kinematyczny i oznaczenia osi 

sterowanych numerycznie dla 

frezarki pionowej a, b) i poziomej c) 

2. Okre

ślanie układu współrzędnych przedmiotu obrabianego 

Przy okre

ślaniu układu współrzędnych przedmiotu obrabianego na frezarce 

obowi

ązuje zasada, że górna powierzchnia przedmiotu pokrywa się z płaszczy-

zn

ą X-Y. Środek układu przyjmuje się z reguły w jednym z narożników tak, aby 

u

łatwić obliczanie współrzędnych poszczególnych punktów zarysu przedmiotu.  

Z

Y

X

 

Rys. 4. Uk

ład współrzędnych w 

przedmiocie obrabianym 

Uk

ład współrzędnych przedmiotu na tokarce przyjmuje się zgodnie z rys. 2. 

3. Ustalanie punktu zerowego przedmiotu obrabianego 

W zale

żności od dostępnego oprzyrządowania, punkt zerowy przedmiotu 

ustawia

ć można wykorzystując narzędzie lub sondę pomiarową. 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 4 – 

Przy ustalaniu punktu z wykorzystaniem narz

ędzia procedura postępowania 

jest nast

ępująca: 

  o

ś Z – należy ustawić narzędzie nad przedmiotem obrabianym, a na-

st

ępnie zjechać w osi Z przy włączonych obrotach wrzeciona do styku 

narz

ędzia z górną płaszczyzną przedmiotu (

rys. 5

a). Posuw narz

ędzia w 

ko

ńcowej fazie powinien być na tyle mały, aby możliwe było precyzyjne 

zatrzymanie ruchu przy stwierdzeniu styku narz

ędzia z przedmiotem. W 

uk

ładzie sterowania zmienia się bieżącą wartość współrzędnej osi Z na Z 

= 0. 

  o

ś X – należy ustawić narzędzie poza przedmiotem obrabianym, z lewej 

strony przedmiotu, a nast

ępnie zjechać w osi Z poniżej górnej płaszczy-

zny. Analogicznie jak przy ustawianiu wspó

łrzędnej Z należy przy włą-

czonych obrotach wrzeciona dojecha

ć narzędziem do styku ze ścianką 

przedmiotu (

rys. 5

b). Poniewa

ż środek narzędzia jest odsunięty od po-

wierzchni przedmiotu o warto

ść promienia, należy w układzie sterowania 

zmieni

ć bieżącą wartość współrzędnej osi X na X = -R.  

  o

ś Y – postępowanie jest analogiczne jak w przypadku osi X (

rys. 5

c). 

a) 

przedmiot
obrabiany

stó

ł obrabiarki

v

f

z

x

 

Z = 0 

b) 

-R

v

f

Y

X

 

X = -R 

c) 

-R

v

f

Y

X

 

Y = -R 

Rys. 5. Ustalanie punktu zerowe-
go metod

ą „na wiór” w osi a) Z b) 

X c) Y 

W metodzie tej dok

ładność w dużej mierze zależy od umiejętności operatora. 

Mo

żna ją poprawić poprzez dodanie naddatków na wybranych ściankach 

przedmiotu, np. przy ustalaniu zera w osi Z mo

żna dodać naddatek na górnej 

powierzchni przedmiotu (

rys. 6

a). W takim przypadku naddatek ten jest zbierany 

w pierwszej fazie obróbki (

rys. 6

b). 

a) 

b

przedmiot
obrabiany

naddatek na górnej

powierzchni

v

f

stó

ł obrabiarki

Z

X

 

Z = b 

b) 

b

przedmiot
obrabiany

v

f

stó

ł obrabiarki

Z

X

 

Rys. 6. Naddatek na górnej powierzchni przedmiotu 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 5 – 

W przypadku, gdy niedopuszczalne jest uszkodzenie powierzchni przedmio-

tu, punkt zerowy ustawia si

ę z wykorzystaniem płytki wzorcowej (

rys. 7

). 

a) 

b

przedmiot
obrabiany

p

łytka

wzorcowa

v

f

stó

ł obrabiarki

Z

X

 

Z = b 

b) 

-R-b

v

f

Y

X

 

X = -R-b 

c) 

-R-b

v

f

Y

X

 

Y = -R-b 

Rys. 7. Ustawianie punktu zerowego przy pomocy p

łytki wzorcowej w osi a) Z b) X c) Y 

Punkt zerowy przedmiotu mo

żna również ustawiać przy pomocy sondy po-

miarowej, mocowanej we wrzecionie obrabiarki (

rys. 8

). 

a) 

przedmiot
obrabiany

v

f

stó

ł obrabiarki

Z

X

 

b) 

przedmiot
obrabiany

v

f

stó

ł obrabiarki

Z

Y

 

c) 

przedmiot
obrabiany

stó

ł obrabiarki

v

f

Z

X

 

Rys. 8. Ustawianie punktu zero-

wego przy pomocy sondy pomia-

rowej 

Nale

ży starać się w taki sposób wybierać punkt zerowy na przedmiocie oraz 

strategi

ę obróbki, aby minimalizować błędy obróbki poszczególnych wymiarów. 

Powierzchnie boczne przedmiotu powinny by

ć ustawione możliwie jak 

najdok

ładniej względem kierunków osi obrabiarki. Przy obróbce kilku takich 

samych elementów dobrze jest sposób mocowania pó

łfabrykatu oraz punkt 

zerowy zaplanowa

ć w taki sposób, by uzyskać powtarzalność układu 

wspó

łrzędnych przy kolejnych mocowaniach (

rys. 9

). 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 6 – 

Z

Y

X

zderzak

szcz

ęka ruchoma

szcz

ęka stała

 

Rys. 9. Mocowanie przedmiotu obrabianego 

4. Mocowanie przedmiotu do obróbki 

Do mocowania przedmiotu podczas obróbki wykorzystuje si

ę głównie moco-

wanie szcz

ękowe w imadłach oraz mocowanie modułowe. W niewielkim, ogra-

niczonym zakresie jest wykorzystywane równie

ż mocowanie na płycie magne-

tycznej. 

Podstaw

ą każdego mocowania przedmiotu jest stół frezarki zaopatrzony w 

rowki teowe. Mocowanie w szcz

ękach pozwala z reguły na swobodną obróbkę 

górnej powierzchni przedmiotu obrabianego, ogranicza natomiast obróbk

ę wy-

branych powierzchni bocznych. Wykorzystanie imad

ła ze zderzakiem pozwala 

na powtarzalne mocowanie kolejnych takich samych przedmiotów obrabianych. 
Przyk

łady imadeł przedstawiono na rys. 10.  

 

Imad

ło maszynowe 

 

Imad

ło o 2 osiach skrętnych 

 

Imad

ło o 3 powierzchniach bazowych 

 

Imad

ło ze zderzakiem 

 

Imad

ło dwuelementowe 

 

Przyk

ład mocowania za pomocą 2 imadeł 

Rys. 10. Przyk

łady imadeł maszynowych 

Przedmioty obrabiane mocuje si

ę również przy pomocy elementów moduło-

wych. Przyk

łady takich mocowań przedstawiono na kolejnych szkicach na rys. 

11. 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 7 – 

 

 

 

 

Rys. 11. Przyk

łady mocowania modułowego 

Sposób mocowania w du

żym stopniu zależy od kształtu części i planowane-

go procesu technologicznego. W ka

żdym przypadku należy zadbać, aby po-

wierzchnie boczne zamocowanego przedmiotu by

ły równoległe do osi obrabiar-

ki, niedok

ładności zamocowania przedmiotu wpłyną bowiem na dokładność wy-

konanej cz

ęści. 

łfabrykat i układ współrzędnych w programie Predator CNC Editor 

Okre

ślenie półfabrykatu i układu współrzędnych w programie Predator CNC 

Editor polega na okre

śleniu kształtu półfabrykatu, jego położenia względem 

uk

ładu współrzędnych oraz gabarytów. Informacje te umieszcza się na począt-

ku programu w obszarze nag

łówka

*

. Pó

łfabrykat o kształcie kostki sześciennej 

definiuje si

ę korzystając z instrukcji SBOX. W instrukcji tej najpierw podaje się 

wspó

łrzędne lewego dolnego narożnika kostki w układzie współrzędnych 

przedmiotu obrabianego, a nast

ępnie jej wymiary (L – długość, W – szerokość, 

H – wysoko

ść). 

Format instrukcji zgodnie ze szkicem na rys. 12a: 

SBOX Xx1 Yy1 Zz1 La Wb Hc 

Przyk

ład definicji półfabrykatu z rys. 12b: 

SBOX X0 Y0 Z-20 L60 W50 H20 

a) 

x

x1

a

b

c

z1

y1

y

z

 

b) 

x

60

50

20

y

z

 

                                            

*

 Nag

łówek – instrukcje pomocnicze dla symulatora Predator CNC Editor, ograniczone wier-

szami (BEGIN PREDATOR NC HEADER) i (END PREDATOR NC HEADER) 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 8 – 

Rys. 12. Przyk

ład definiowania półfabrykatu 

Format instrukcji zgodnie ze szkicem na rys. 13a: 

SCYL S(orientacja osi) Xx1 Yy1 Zz1 Db Lh 

Orientacj

ę osi określa się podając indeks: 1 – oś walca równoległa do osi X, 

2 – do osi Y, 3 – do osi Z. Pozycj

ę X, Y, Z układu współrzędnych określa się 

wzgl

ędem środka dolnej powierzchni walca. 

Przyk

ład definicji półfabrykatu z rys. 13b: 

SCYL S3 X0 Y0 Z-55 D60 L55 

a) 

h

X

Y

Øb

Z

x1

z1

y1

 

b) 

55

X

Y

Ø60

Z

 

Rys. 13. Definiowanie pó

łfabrykatu o kształcie walca 

Nag

łówek ze zdefiniowanym półfabrykatem zgodnie z rys. 12b podano poni-

żej. 

(BEGIN PREDATOR NC HEADER) 
(MCH_FILE=3AXVMMMILL.MCH) 
(SBOX X0 Y0 Z-20 L60 W50 H20) 
(END PREDATOR NC HEADER) 
W drugim wierszu nag

łówka należy określić obrabiarkę (w tym przypadku fre-

zarka 3-osiowa), dla której b

ędzie pisany program. 

5. Podstawy programowania 

Program steruj

ący obrabiarką numeryczną składa się z bloków. Bloki wczy-

tywane s

ą jako całość i jako całość wykonywane przez układ sterowania. Kolej-

no

ść wykonywania bloków wynika z kolejności umieszczenia ich w programie. 

Zmiana kolejno

ści wykonywania bloków możliwa jest z wykorzystywaniem pętli 

lub skoków. Bloki sk

ładają się ze słów, które wywołują elementarne funkcje 

uk

ładu sterowania. Do wywoływania funkcji wykorzystuje się adresy. Podsta-

wowe, najcz

ęściej wykorzystywane adresy, to: 

A, B, C – warto

ści współrzędnych w osiach obrotowych A, B i C, 

D – numer rejestru narz

ędziowego, 

F – programowanie posuwu, 
G – funkcje przygotowawcze, 
H – funkcje dodatkowe, 
I, J, K – parametry interpolacji w osiach odpowiednio X, Y i Z, 
M – funkcje pomocnicze (maszynowe), 
N – numer bloku, 
P – krotno

ść wywołania podprogramu, 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 9 – 

R – programowanie z wykorzystaniem R-parametrów, 
S – programowanie obrotów wrzeciona/pr

ędkości skrawania, 

T – ustawienie narz

ędzia w magazynie narzędziowym, 

X, Y, Z – warto

ści współrzędnych w osiach odpowiednio X, Y, Z. 

Jeden adres mo

że w danym bloku wystąpić tylko raz (nie dotyczy adresów G 

oraz M). Przyk

ładowy blok może mieć postać: 

N50 G01 X25 Y30 F250 S1500 

gdzie kolejne s

łowa oznaczają: 

N50 – numer bloku; numerowanie kolejnych bloków nie jest obowi

ązkowe 

we wszystkich uk

ładach sterowania, jednak ułatwia orientację w 

d

łuższych programach i przyspiesza wyszukiwanie błędów, 

G01 – instrukcja ruchu w interpolacji liniowej (przemieszczenie narz

ędzia 

po linii prostej), 

X25 Y35 – wspó

łrzędne punktu docelowego, 

F250 – warto

ść prędkości posuwowej, 

S1500 – warto

ść prędkości obrotowej wrzeciona. 

 

Programowanie obrabiarek sterowanych numerycznie sprowadza si

ę do wo-

dzenia wierzcho

łkiem narzędzia (rys. 14) w przestrzeni roboczej obrabiarki, w 

okre

ślonym układzie współrzędnych. W instrukcji ruchu podaje się współrzędne 

docelowe (punkt, do którego narz

ędzie ma dotrzeć) narzędzia. Punkt końcowy 

jednego odcinka toru jest jednocze

śnie punktem początkowym odcinka kolejne-

go. 

 

Rys. 14. Punkt programowany narz

ędzia dla wiertła i freza 

Z racji ró

żnych struktur kinematycznych obrabiarek zmiana położenia narzę-

dzia wzgl

ędem przedmiotu obrabianego może być wykonana jako faktyczne 

przemieszczenie narz

ędzia lub też przemieszczenie przedmiotu obrabianego – 

ruch w uk

ładzie przedmiotu lub narzędzia. Dla uproszczenia względny ruch na-

rz

ędzia w stosunku do przedmiotu obrabianego nazywany będzie po prostu ru-

chem narz

ędzia. 

Programowanie instrukcji ruchu narz

ędzia 

Ruch mo

że być wykonany z określonym posuwem (określoną prędkością 

przemieszczania narz

ędzia względem przedmiotu) lub też z prędkością mak-

symaln

ą, o wartości ustawionej w układzie sterowania maszyny. Możliwy do 

zaprogramowania tor ruchu (kszta

łt krzywej, po jakiej przesuwane jest narzę-

dzie) narz

ędzia jest ograniczony zastosowanym w układzie sterowania interpo-

latorem. Najcz

ęściej stosowany interpolator liniowo-kołowy umożliwia progra-

mowanie ruchów po linii prostej oraz 

łuku kołowym. Ruch po krzywych dających 

si

ę opisać równaniem matematycznym programuje się obliczając w pętli 

zamkni

ętej kolejne przyrosty w poszczególnych osiach. 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 10 – 

Y

y1

X

x1

0

G00

G01

G02

G03

 

Rys. 15. Zestawienie mo

żliwych ruchów na płaszczyźnie 

 
Na rys. 15 zestawiono podstawowe tory ruchu programowane bezpo

średnio 

kodami steruj

ącymi. Przyjmując, że narzędzie znajduje się w punkcie 0, jego 

ruch na p

łaszczyźnie XY do punktu (x1, y1) można zaprogramować instrukcja-

mi: G00, G01, G02 lub G03. 

Instrukcja G00 programuje ruch z pr

ędkością maksymalną, który wykorzystu-

je si

ę tylko do ruchów przestawczych narzędzia poza przedmiotem obrabianym. 

Nie ma mo

żliwości kontrolowania ani kształtu drogi, ani też prędkości prze-

mieszczania narz

ędzia. W zależności od układu sterowania może on być wyko-

nywany po linii prostej lub prostej 

łamanej. 

Programuje si

ę go instrukcją: 

G00 X liczba Y liczba Z liczba 

gdzie indeksy X, Y, Z oznaczaj

ą współrzędne punktu docelowego narzędzia na 

odpowiednich osiach. 
Przyk

ład: 

G00 X100 Y120 

powoduje przemieszczenie narz

ędzia ruchem 

szybkim do punktu o wspó

łrzędnych X100 Y120. 

 

Rys. 16. Przyk

ład wykorzystania ruchu przestawczego z posuwem maksymalnym

 

Ruch w interpolacji liniowej (ruch roboczy) odbywa si

ę po linii prostej z 

okre

śloną wartością prędkości posuwowej. W zależności od rodzaju sterowania 

narz

ędzie może być przemieszczane jednocześnie w jednej, dwóch lub więcej 

osiach. 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 11 – 

 

Rys. 17. Przyk

ład ruchu posuwowego w interpolacji liniowej 

Programuje si

ę go instrukcją: 

G01 X liczba Y liczba Z liczba F liczba 

gdzie indeksy X, Y, Z oznaczaj

ą współrzędne punktu docelowego narzędzia na 

odpowiednich osiach, natomiast indeks F oznacza warto

ść prędkości posuwo-

wej narz

ędzia.  

Przyk

ład: 

G01 X50 Y80 F50  powoduje przemieszczenie narz

ędzia ruchem 

roboczym z posuwem F=50mm/min do punktu o wspó

łrzędnych X50 Y80. 

Zarówno wspó

łrzędne punktów (X, Y, Z) jak też wartość posuwu są warto-

ściami modalnymi, co znaczy, że są pamiętane przez układ sterowania, zatem 
je

śli ich wartość nie ma się zmieniać to nie ma potrzeby ich przepisywania w 

kolejnych wierszach. 

Ruch w interpolacji ko

łowej odbywa się po łuku kołowym zgodnie, lub 

przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. 

G02

G03

 

Rys. 18. Ruch w interpolacji ko

łowej 

Format instrukcji: 

G02/G03 X liczba Y liczba Z liczba I liczba J liczba K liczba F liczba 

albo 

G02/G03 X liczba Y liczba Z liczba R liczba F liczba   

Instrukcj

ę można wykorzystywać podając indeksy I, J, K oznaczające współ-

rz

ędne środka łuku kołowego (odpowiednio na osiach X, Y, Z) względem punk-

tu pocz

ątkowego łuku, lub też R, oznaczający promień łuku. W niektórych ste-

rowaniach (np. Heidenhain) indeksy I, J oraz K oznaczaj

ą środek łuku kołowego 

wzgl

ędem początku układu współrzędnych. 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 12 – 

X

Y

15

-5

50

20

Punkt

końcowy

Punkt początkowy

łuku

 

X

Y

50

R15

30

Punkt końcowy

Punkt początkowy

łuku

 

G02 X50 Y20 I15 J-5 F120 

G02 X50 Y30 R15 F120 

Rys. 19. Przyk

ład wykorzystania interpolacji kołowej 

Poniewa

ż przy programowaniu ruchu po torze kołowym zapis z wykorzysta-

niem promienia R jest nie

ścisły, dlatego w przypadku, gdy kąt rozwarcia łuku 

jest wi

ększy niż 180°, należy promień łuku R podawać jako wartość ujemną. 

Zapis z wykorzystaniem 

środka łuku (I,J,K) pozostaje w takim przypadku bez 

zmian. 

X

Y

R15

37

7

Punkt końcowy

Punkt początkowy łuku

80

 

X

Y

R15

37

7

Punkt końcowy

Punkt początkowy łuku

280

 

G02 X37 Y7 R15 F120 

G02 X37 Y7 R–15 F120 

Rys. 20. Wykorzystanie interpolacji ko

łowej przy kącie łuku <180° i >180° 

W przeciwie

ństwie do interpolacji liniowej, przy programowaniu interpolacji 

ko

łowej należy pamiętać, że ma ona sens przy określeniu płaszczyzny, w której 

ruch si

ę odbywa. Przyjęto, że taką płaszczyznę definiuje płaszczyzna aktualne-

go uk

ładu współrzędnych, przy czym wybór jednej z trzech możliwych odbywa 

si

ę za pomocą funkcji przygotowawczych: 

  G17 – ustalenie p

łaszczyzny XY jako płaszczyzny interpolacji, 

  G18 – ustalenie p

łaszczyzny ZX jako płaszczyzny interpolacji, 

  G19 – ustalenie p

łaszczyzny YZ jako płaszczyzny interpolacji. 

Poniewa

ż podczas obróbki prostych elementów z reguły wykorzystywana jest 

tylko jedna p

łaszczyzna robocza, dobrze jest zdefiniować ją na początku pro-

gramu. 

Uk

ład współrzędnych absolutnych i przyrostowych 

Przy programowaniu w uk

ładzie współrzędnych absolutnych współrzędne 

punktu docelowego ruchu narz

ędzia określane są względem początku układu 

wspó

łrzędnych. W układzie przyrostowym punkt docelowy kolejnego ruchu 

okre

ślany jest względem bieżącego położenia narzędzia. 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 13 – 

Uk

ład współrzędnych absolutnych włączany jest kodem G90, układ przyro-

stowy kodem G91. S

ą to funkcje modalne. Każdorazowe przełączenie układu 

wspó

łrzędnych jest pamiętane do momentu kolejnej zmiany lub skasowania. 

ruch w uk

ładzie absolutnym do 

punktu N1, a pó

źniej N2: 

 
G90 G01 X50 Y20 
G01 X30 Y50 

X

N1

N0

N2

Y

50

30

20

50

0

 

ruch w uk

ładzie absolutnym do 

punktu N1, a pó

źniej w układzie 

przyrostowym do N2: 
 
G90 G01 X50 Y20 
G91 G01 X-20 Y30 

Rys. 21. Przyk

ład wykorzystania układu przyrostowego (N0 – punkt startowy 

narz

ędzia) 

Obrabiarka po w

łączeniu pracuje z reguły w układzie współrzędnych maszy-

nowych. Przed uruchomieniem programu obróbki danej cz

ęści, należy ustawić 

punkt zerowy przedmiotu obrabianego i aktywowa

ć go w układzie sterowa-

nia. Wi

ększość układów sterowania ma możliwość ustawienia wielu punktów 

zerowych przedmiotu obrabianego i prze

łączania się pomiędzy nimi w trakcie 

pracy. Jest to wykorzystywane mi

ędzy innymi do obróbki jednego przedmiotu w 

kilku zamocowaniach oraz przy obróbce kolejno kilku takich samych przedmio-
tów zamocowanych jednocze

śnie na stole obrabiarki. Do wywoływania punktów 

zerowych przedmiotu s

łużą komendy G54G55G56G57. Ich liczba może być 

zmienna w zale

żności od układu sterowania obrabiarki. 

Jednostki d

ługości G20 / G21 

Wielko

ści kątowe w obrabiarkach numerycznych przyjęto podawać w stop-

niach. Je

śli chodzi o jednostki długości, to należy określić w programie, jakimi 

jednostkami d

ługości programista będzie się posługiwał. Służą do tego funkcje 

przygotowawcze: 

  G20 – jednostki d

ługości cale, 

  G21 – jednostki d

ługości milimetry. 

Jednostki d

ługości definiuje się na początku programu i nie można ich w 

trakcie programu zmienia

ć. 

Parametry pracy narz

ędzi 

Do parametrów technologicznych, zwi

ązanych z pracą narzędzi, należy 

pr

ędkość posuwowa (adres F) i prędkość obrotowa (adres S). 

Warto

ść prędkości posuwowej można podawać w jednostkach [mm/min] lub 

[mm/obr]. Wybór jednostki dokonuje si

ę kodami: 

  G94 – posuw minutowy [mm/min] 

  G95 – posuw na obrót [mm/obr] 

W praktyce posuw minutowy (G94) jest u

żywany na frezarkach bądź przy 

frezowaniu na centrach tokarsko-frezarskich, posuw na obrót (G95) prawie wy-
łącznie przy toczeniu. 

 
 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 14 – 

Funkcje narz

ędziowe T, D 

Adres T (ang. Tool) wywo

łuje zmianę położenia magazynu narzędziowego. 

Zadanie konkretnej warto

ści (która musi być typu naturalnego) powoduje usta-

wienie si

ę magazynu narzędziowego w ten sposób, że na jego aktywnej pozycji 

znajdzie si

ę narzędzie kodowane poprzez zadany numer. Rozumienie aktywnej 

pozycji zale

ży od sposobu przechowywania narzędzi i ich uczestnictwa w ob-

róbce. 

W obrabiarkach typu tokarka magazyn narz

ędziowy (np. w postaci obrotowej 

tarczy narz

ędziowej) jednocześnie pełni rolę imaka narzędziowego dla narzę-

dzia w trakcie obróbki, co oznacza, 

że po przywołaniu adresu T narzędzie o 

podanym numerze jest gotowe do obróbki. We frezarkach narz

ędzia przecho-

wywane s

ą w magazynie typu tarczowego, łańcuchowego itp. a przed obróbką 

s

ą przenoszone za pomocą dodatkowego urządzenia (nazywanego zmienia-

czem) do wrzeciona narz

ędziowego. Po przywołaniu adresu T narzędzie o 

podanym numerze jest gotowe do wymiany (jednak nadal znajduje si

ę w maga-

zynie). Do wywo

łania zmiany narzędzia służy funkcja pomocnicza M6. Adres D 

(ang. tool offset number), umieszczany cz

ęsto za funkcją T jest numerem tzw. 

rejestru narz

ędziowego. Rejestr narzędziowy to zestaw parametrów opisują-

cych narz

ędzie. W zależności od sterowania wywołuje się go w tym samym blo-

ku co narz

ędzie lub w momencie, gdy informacje tam zawarte są potrzebne, np. 

przy ruchu z kompensacj

ą. Dodatkowo przy wywoływaniu narzędzia należy 

okre

ślić jego parametry technologiczne, czyli prędkość obrotową S oraz posuw 

F.  

Blok programu wywo

łujący narzędzie o numerze 1 i ustawiający prędkość 

obrotow

ą 1500 obr/min i posuw 200 mm/min przedstawiono poniżej: 

T1 D1 S1500 

F200

 M6 

Definicja narz

ędzi w programie Predator CNC Editor 

Wykorzystywane w programie narz

ędzia definiuje się w obszarze nagłówka 

za pomoc

ą instrukcji MTOOL. Kolejne litery w instrukcji oznaczają: T – numer 

narz

ędzia, S – typ narzędzia (1 – frez walcowo-czołowy, 4 – wiertło), D – śred-

nica narz

ędzia [mm], H – długość narzędzia [mm], A – dla wiertła kąt ostrza).  

Przyk

ład zdefiniowania 2 narzędzi przedstawiono poniżej: 

(MTOOL T01 S1 D2 H10) 
(MTOOL T02 S4 D3 A118 H10) 

Cykle wiertarskie 

W celu uproszczenia programowania obrabiarek, wybrane operacje wykonu-

je si

ę korzystając z cykli obróbkowych. Cykle są krótkimi podprogramami zapi-

sanymi w pami

ęci obrabiarki, wywoływanymi kodami sterującymi. 

 
G81 – cykl wiercenia otworów p

łytkich w jednym przejściu. 

 
G98 G81 X20 Y25 Z-10 R4 
X 30 Y25 
X40 Y25 
G80 
 

X, Y – po

łożenie otworu 

Z – g

łębokość otworu 

R – po

łożenie płaszczyzny bezpiecznej w osi Z 

G98 – wycofanie na p

łaszczyznę wywołania cyklu 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 15 – 

G99 – wycofanie na p

łaszczyznę bezpieczną (definiowana parametrem R) 

 
G82 – cykl wiercenia otworów p

łytkich w jednym przejściu z postojem na dnie. 

 
G98 G82 X20 Y25 Z-10 R2 D1 
G80 

 
D – przerwa (liczba oznacza wielokrotno

ść 0,1 sekundy) 

 
G83 – cykl wiercenia otworów g

łębokich w wielu przejściach z łamaniem i wy-

rzucaniem wióra. 
 
G99 G83 X20 Y25 Z-20 R2 D1 P2 
G80 
 

– g

łębokość wiercenia w pierwszym kroku 

– przerwa 
– procentowa warto

ść zmniejszania 

– minimalna g

łębokość wiercenia 

Podprogramy 

Podprogramy umo

żliwiają wyodrębnienie często wykorzystywanego frag-

mentu kodu i wywo

ływanie go pojedynczą instrukcją. 

 
O,liczba ca

łkowita – początek podprogramu 

M99 – koniec podprogramu 
M98 – wywo

łanie podprogramu 

 
M98 P2 L3 

P, liczba ca

łkowita  numer podprogramu 

L, liczba ca

łkowita  liczba powtórzeń podprogramu 

Dobór narz

ędzi i określenie parametrów skrawania 

Parametry technologiczne obróbki dobierane s

ą na podstawie obrabianego ma-

teria

łu i wykorzystywanych narzędzi. Zalecane zakresy prędkości skrawania 

oraz posuwów podawane s

ą przez producentów narzędzi. Odpowiednie wzory 

przeliczeniowe podano poni

żej. 

Pr

ędkość skrawania: 

 

1000

n

D

v

c

=

π

 [m/min] 

gdzie: 

v

c

 – pr

ędkość skrawania [m/min], 

D – przy toczeniu toczona 

średnica, przy frezowaniu średnica narzędzia [mm], 

n – pr

ędkość obrotowa [obr/min]. 

Pr

ędkość posuwowa: 

 

n

z

f

v

z

f

=

 [mm/min] 

 

n

f

v

n

f

=

 [mm/min] 

gdzie: 

f

z

 – posuw na ostrze [mm], 

z – liczba ostrzy, 
f

n

 – posuw na obrót [mm]. 

 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 16 – 

Kompensacja promienia narz

ędzia 

Kompensacja promienia narz

ędzia przez układ sterowania maszyny polega 

na przesuni

ęciu środka narzędzia względem obrabianego zarysu o wartość 

promienia narz

ędzia. Wykorzystując kompensację instrukcjami ruchu opisuje 

si

ę zatem zarys, jaki narzędzie powinno obrobić. W znacznym stopniu uprasz-

cza to proces tworzenia programu, nie ma bowiem potrzeby przy podawaniu 
wspó

łrzędnych uwzględniać promienia narzędzia. Kierunek odsunięcia narzę-

dzia od zarysu okre

śla się względem kierunku ruchu. Odsunięcie w prawo na-

zywa si

ę kompensacją prawą i oznacza kodem sterującym G42, odsunięcie w 

lewo – lew

ą i kodem G41. Wyłączenie kompensacji następuje kodem G40. 

Schemat ideowy kompensacji przedstawiono na rys. 1. 

r

r

r

r

- programowane wspó

łrzędne

zarys obrabiany 

z kompensacj

ą 

praw

ą

G42

 

r

r

r

r

zarys obrabiany 

z kompensacją 

lewą

G41

- programowane wspó

łrzędne

 

Rys. 22. Schemat ideowy kompensacji 

Przy wywo

ływaniu kompensacji należy w tym samym wierszu podać indeks 

D rejestru z warto

ścią kompensacji, np. G01 G41 D1 X20 Y20. 

Przy programowaniu obróbki konturu z wykorzystaniem kompensacji, kompen-
sacj

ę należy włączać (G41/G42) w ruchu dojeżdżania do konturu i wyłączać 

(G40) przy odje

żdżaniu od niego.  

Istotny jest sposób najazdu na pierwszy punkt konturu, poniewa

ż podczas 

w

łączania kompensacji zmienia się sposób prowadzenia narzędzia. Według 

wprowadzanych wspó

łrzędnych nie jest prowadzony środek narzędzia, tylko 

jest ono przesuwane stycznie z prawej lub lewej strony do opisywanego kontu-
ru. Nale

ży unikać takich ruchów dojeżdżania do pierwszego punktu konturu, w 

wyniku których narz

ędzie mogłoby podciąć obrabiany kontur. Na rys. 23 przed-

stawiono przyk

ładowy błąd wynikający z takiego programowania obróbki. 

ruch dojeżdżania do konturu

z włączaniem kompensacji

ścięty narożnik

I punkt

zarysu

 

Rys. 23. Przyk

ład nieprawidłowego dojeżdżania do zarysu 

Przy programowaniu obróbki zarysów z kompensacj

ą czasami pewnym uła-

twieniem mo

że być wirtualne przedłużenie zarysów (przykład na rys. 24). 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/

background image

– 17 – 

ruch dojeżdżania

do konturu

ruch odjeżdżania

od konturu

obrabiany zarys

I punkt

zarysu

II punkt

zarysu

 

Rys. 24. Przyk

ład obróbki prostego konturu 

 
 
________________________________ 

Cz

ęść rysunków zapożyczona została z materiałów ofertowych firm oraz z opracowania „Programowanie 

obrabiarek CNC na przyk

ładzie układu sterowania Sinumerik 810D/840D autorstwa Grzegorza Nikla. 

 
 

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory Pro 

www.pdffactory.pl/