POLITECHNIKA KOSZALIŃSKA	Warstwa wierzchnia części maszyn
Rok akademicki 2009 / 2010
Wydział: Mechaniczny	Temat: Programowanie obrabiarki CNC
Kierunek: TRiL Specjalność: Technika Rolnicza
Grupa R06
Data:	Ocena:	Podpis:

Część teoretyczna:

Obrabiarki sterowane numerycznie są maszynami przeznaczonymi do kształtowania przedmiotów przez skrawanie, z wykorzystaniem danych liczbowych wprowadzanych do układu sterowania; pojedyncze kroki programu roboczego są opisane przez parametry obróbki np. zakres ruchu narzędzia, liczba obrotów i posuw wrzeciona.

Duża popularność obrabiarek sterowanych numerycznie uzasadniona jest następującymi zaletami w stosunku do konwencjonalnych obrabiarek:

• dużymi dokładnościami obróbki

•   stałą, niezmienną jakością wytwarzania

•    znikomą ilością wybrakowanych detali

• krótkim czasem obróbki

• niewielkimi czasami przezbrajania

Obrabiarki CNC

Dane wejściowe:

Programy obróbki mogą być wprowadzane do układu sterowania CNC z klawiatury, poprzez dyskietki, złącze bezpośrednie. Poszczególne programy mogą być gromadzone w pamięci wewnętrznej lub na twardym dysku maszyny.

Sterowanie:

Sterowanie CNC - wszystkie funkcje sterownicze i regulacyjne (dane technologiczne, dane odnośnie narzędzi i ich wymiarów korekcyjnych itp.) maszyny przejmuje mikrokomputer, często umożliwiający również diagnozowanie błędów.

Kontrola:

Dzięki ciągłej informacji zwrotnej zespołu pomiarowego i zespołów napędowych z silnikami o regulowanej liczbie obrotów, obrabiarka podczas pracy zapewnia dokładność wymiarową przedmiotu obrabianego. Możliwa jest czynna kontrola przedmiotów obrabianych.

Funkcjonowanie układu CNC

Istotą funkcjonowania obrabiarek CNC jest zatem przyjęcie założenia o istnieniu pewnego układu współrzędnych, w którym odbywa się sterowanie. Jest to najprostszy sposób na określanie względnych położeń narzędzia i przedmiotu obrabianego, wymaganych dla przeprowadzenia obróbki i uzyskania odpowiednich jej rezultatów. Pojęcie numeryczny należy więc obecnie kojarzy ze współrzędnymi (o wartościach liczbowych, numerycznych).

Pod pojęciem programowania należy rozumieć zapisanie wszystkich niezbędnych danych do wytworzenia części, które są zapisane na odpowiednim nośniku informacji w kolejności wynikającej z założonego przebiegu procesu technologicznego. Program odzwierciedla krok po kroku ustaloną kolejność operacji, zabiegów lub przejść w procesie obróbki części. Zasadniczo zadanie to może być wykonane ręcznie lub przy pomocy komputera.

Programowanie polega więc przede wszystkim na zapisie w odpowiednim programie ruchów wykonywanych przez obrabiarkę w trakcie obróbki uwzględniając przy tym ruchy robocze
i ruchy jałowe.

Można zatem podać dwie najważniejsze cechy układów sterowania CNC:

• układy sterowania programowego (program zapisuje zarówno parametry technologiczne obróbki jak posuwy, prędkość skrawania, chłodzenie itp).

• układy o elastycznej postaci programu sterującego, które są koniecznym warunkiem w celu uniknięcia błędów lub zmiany wymiarów obrabianego przedmiotu. Tą cechę posiadają programy sterujące obrabiarkami CNC o charakterze produkcji średnio
  i małoseryjnym.

Korzyści płynące ze stosowania obrabiarek CNC w przemyśle to przed wszystkim szybkość
i sprawność produkcji, stała powtarzalność pomiarów, osiąganie znacznych parametrów obróbki, równoległe wykorzystanie różnych wrzecion lub magazynów suportów narzędziowych.

Przez program sterujący w układach CNC rozumie się zatem plan zamierzonej pracy obrabiarki, mającej na celu wykonanie przedmiotu o żądanych kształtach, wymiarach i chropowatości powierzchni. Składa się z następujących informacji, zapisanych w postaci alfanumerycznej:

• geometrycznych, dotyczących kształtów i wymiarów, obejmujących opis toru ruchu narzędzi,

• technologicznych, dotyczących warunków obróbki: narzędzia, prędkość skrawania
  i posuw, pomocnicze.

Informacje technologiczne na ogół są konsekwencją planu procesu, ustalającego wykaz zabiegów, narzędzia w nich uczestniczące, warunki ich pracy itp. Znacznie trudniejsze jest sprecyzowanie części geometrycznej programu sterującego. Jest to w znacznym stopniu uwarunkowane rodzajem obróbki jak i informacjami zawartymi w dokumentacji konstrukcyjnej przedmiotu obrabianego. Duży wpływ mają także możliwości samego układu sterowania - dostępne sposoby wyrażania współrzędnych, dostępne cykle obróbkowe, kompensacja promienia narzędzia itp.

Programowanie polega więc przede wszystkim na zapisie ruchów wykonywanych przez obrabiarkę w trakcie obróbki.

Ruchy te mogą mieć dwojaki charakter:

• sterowane w sposób ciągły (ciągły pomiar położenia, ciągłe sterowanie napędem), są one ogólnie nazywane osiami sterowanymi numerycznie (SN). Są to ruchy zarówno liniowe jak i obrotowe. Stanowią one zasadniczą część programu sterującego a funkcje je obsługujące stanowią standard języka układu sterowania, zaprojektowany przez producenta układu sterowania,

• sterowane w sposób dyskretny (typu włącz - wyłącz, obroty w lewo - obroty w prawo itp.). Ich realizacja ma w programie sterującym charakter pomocniczy (np. obsługa silnika pompki chłodziwa itp.) dlatego są obsługiwane przez specjalną grupę funkcji, zwanych pomocniczymi. Część funkcji pomocniczych stanowi standard języka układu sterowania.

Część praktyczna:

W celu rozpoczęcia pisania programu uruchomiono tryb Edit. Następnie określony został układ współrzędnych a także wpisano prędkość wrzeciona (2500obr). Kolejnym etapem było ustalenie bezpiecznego punktu wymiany narzędzia, aby nie spowodować kolizji
i uszkodzenia narzędzia. Zostało wybrane narzędzie po wpisaniu T0101. Dalej wybrano funkcję G 96 (stała prędkość skrawania), określono prędkość skrawania S = 150 oraz obroty M4. Należało również wprowadzić dane odnośnie detalu. Wybrano fabrykat o średnicy
50 mm, długości L = 50 mm. Dalej należało ustalić funkcję G0 (szybki dojazd do przedmiotu). Po wykonaniu tych czynności należało wykonać planowanie z załamaniem
i wybrać funkcję G1 (ruch roboczy). Mamy zaplanowane czoło. Następnie odjechać narzędziem na bezpieczną odległość w celu wymiany narzędzia na T0303. Ustawiono funkcję G 95, posuw na obrót S = 200 oraz obroty M3. Znowu należy odjechać narzędziem na bezpieczną odległość. Została użyta funkcja M8, czyli uruchomiono chłodzenie. W celu wykonania nakiełka została wybrana opcja nawiercania. Określono jego parametry to znaczy: posuw F = 0,05, czas przestoju, odstęp C = 1, głębokość skrawania L = 5. Wybrano narzędzie T0101, ustalono funkcję G96 (stała prędkość skrawania) S = 200, obroty M4. Następnie wybrano funkcję G0 (szybki dojazd). Po wykonaniu wyżej wymienionych czynności wybrano cykl toczenia obróbki zgrubnej. Ustalono parametry toczenia takie jak kierunek skrawania
P = - Z, głębokość skrawania 1 mm, zmiana głębokości H = 100, naddatek na obróbkę wykańczającą C = 0,2 mm, posuw w kierunku promienia F = 0,15, posuw w kierunku osi
E = 0,1, kolektor posuwu K = 100. Po ustawieniu narzędzi przechodzimy do rysowania elementów, które będziemy wycinać. W tym celu ustawiamy punkt początkowy (x,z), następnie wybieramy linię w jakim kierunku chcemy rysować i określamy punkt końcowy. Po wykonaniu rysunku zamykamy półfabrykat i wstawiamy do bieżącego programu. Fazę wstawiamy w edycji tego programu. Następnie wybieramy funkcję G 53 ( punkt bezpiecznej wymiany narzędzia). Wybierano narzędzie T0404 aby wykonać podcięcia. Ustalono funkcję G 96 (prędkość skrawania) oraz G0 (szybki dojazd do przedmiotu). Następnie wpisano parametry odnośnie toczenia rowków: posuw F = 0,02, obróbka głęboka, głębokość 2mm, zmiana głębokości H = 100, wycofanie U = 1, długość wyjściowa V = 0,5. Wybrano typ rowka: rowek zewnętrzny, normalny i wpisujemy jego dane. Zmieniamy narzędzie naT0202
i wybieramy cykl toczenia kształtującego powierzchni zewnętrznych, ustawiając przy tym kierunek skrawania i posuw. Rysujemy kolejny element który chcemy poddać obróbce
i zamykamy półfabrykat. Po zakończeniu wprowadzania danych do programu, możemy przeprowadzić symulację, która po wykluczeniu możliwych kolizji pozwoli nam na przystąpienie do obróbki zaprogramowanego elementu.

---