Symulacja komputerowa i obróbka części 5 na frezarce sterowanej numerycznie

Transkrypt

1 LABORATORIUM TECHNOLOGII Symulacja komputerowa i obróbka części 5 na frezarce sterowanej numerycznie Przemysław Siemiński, Cel ćwiczenia: o o o o o zapoznanie z budową i działaniem frezarek CNC, przegląd frezów trzpieniowych (palcowe, zaokrąglone, kuliste) stosowanych tych maszynach, umieszczenie punktów charakterystycznych na frezarkach CNC, programowaniem obrabiarek CNC (edycja programów oraz prowadzeniem symulacji obróbki na sterowaniu obrabiarki CNC), uruchamianie programów obróbkowych na frezarce CNC. Strona 5-1

2 LABORATORIUM TECHNOLOGII ĆWICZENIE 5 Wykaz oznaczeń: 2D ang. Two Dimensional dwuwymiarowy (płaski) 3D ang. Three Dimensional trójwymiarowy (przestrzenny), CAD ang. Computer Aided Design komputerowe wspomaganie projektowania CAM ang. Computer Aided Manufacturing komputerowe wspomaganie wytwarzania NC ang. Numerical Control sterowanie numeryczne maszyn i urządzeń CNC ang. Computer Numerical Control komputerowe sterowanie numeryczne maszyn i urządzeń OSN Obrabiarki Sterowane Numerycznie Układ osi pionowej frezarki CNC (3 osiowej): Z Y Układ osi frezarki CNC jest układem prawoskrętnym X Układ osi frezarki opisujący przedmiot obrabiany, Strona 5-2

3 SYMULACJA KOMPUTEROWA I OBRÓBKA CZĘŚCI NA FREZARCE STEROWANEJ NUMERYCZNIE Strona 5-3

4 LABORATORIUM TECHNOLOGII ĆWICZENIE 5 Punkty charakterystyczne pionowej frezarki CNC (3 osiowej): PUNKT ODNIESIENIA NARZĘDZIA do tego punktu sterowanie odnosi wszystkie ruchy narzędzia, PUNKT ZEROWY PRZEDMIOTU OBRABIANEGO definiuje połoŝenie przedmiotu obrabianego w przestrzeni obrabiarki, PUNKT WYMIANY NARZĘDZIA punkt zmiany narzędzia (jeŝeli obrabiarka posiada magazyn narzędzi). PUNKT ZEROWY OBRABIARKI początek układu współrzędnych obrabiarki (ustalony przez producenta, PUNKT WYJŚCIOWY OBRABIARKI (REFEREN- CYJNY, BAZA) słuŝy do kalibracji połoŝenia układu pomiarowego, Strona 5-4

5 SYMULACJA KOMPUTEROWA I OBRÓBKA CZĘŚCI NA FREZARCE STEROWANEJ NUMERYCZNIE Podstawowe (najważniejsze) funkcje programowania brabiarek CNC: G code - (kod ISO) to język zapisu poleceń dla urządzeń CNC. Definiuje operacje, które naleŝy wykonać, aby obrobić detal na obrabiarce CNC. Taki kod moŝna edytować samodzielnie lub otrzymać w wyniku przetworzenia przez postprocesor, na podstawie ścieŝek ruchu narzędzia wygenerowanych w programie CAM. Przykładowe funkcje przygotowawcze: G00 - ruch szybki narzędzia bez obróbki (szybki dojazd), G01 - ruch narzędzia wg interpolacji liniowej, G02 - ruch narzędzia wg interpolacji kołowej zgodnie z ruchami wskazówek zegara, G03 - ruch narzędzia wg interpolacji kołowej przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, G54 - G59 - przesunięcie układu współrzędnych (punktu zerowego) przedmiotu obrabianego, G90 - pozycjonowanie absolutne, G91 - pozycjonowanie przyrostowe (inkrementalne). Przykładowe funkcje pomocnicze: M00 - stop programu bezwarunkowy (zawsze), M01 - stop programu warunkowy (zaleŝy od wybrabego trybu pracy), M03 - włączenie prawych obrotów wrzeciona, M04 - włączenie lewych obrotów wrzeciona, M05 - wyłączenie obrotów wrzeciona, M06 - zmiana narzędzia (polecenie "zmień"), M30 - koniec programu i przewinięcie do początku. Dodatkowe funkcje: T kompensacja wymiarów narzędzia (wybór narzędzia, symbol T oraz numer narzędzia, np. T24), D rejestr narzędzowy zawierający opis geometryczny narzędzia (długość, średnica), Strona 5-5

6 LABORATORIUM TECHNOLOGII ĆWICZENIE 5 S wybór prędkości obrotowej wrzeciona (symbol "S" oraz podana wartość, np. S1500), F wybór posuwu (symbol "F" oraz podana wartość, np. F800), X połoŝenie w osi "X" (po adresie występuje wartość bezwzględna lub względna, np. X200), N numer danego boku programu. (np. N35). Przykładowy program obróbczy: Na początku widnieje nazwa programu oraz blok komentarza (rozpoczynający się od ;. W bloku N5 przywołano najwaŝniejsze funkcje przygotowawcze, inicjując tym samym sposób interpretacji kolejnych bloków Blok N10 to przywołanie narzędzia (T1) w magazynie, wstawienie do wrzeciona (M6) i ustawienie jego rejestru narzędziowego (D1). W bloku tym dokonano ustawienia prędkości obrotowej wrzeciona na 800 obr/min (S800) i włączenie obrotów prawych (M3) oraz ustawienia prędkości posuwu na 100 mm/min (F100). Następne bloki programują juŝ ruch narzędzia. Strona 5-6

7 SYMULACJA KOMPUTEROWA I OBRÓBKA CZĘŚCI NA FREZARCE STEROWANEJ NUMERYCZNIE %MPF500 ; N5 G54 G90 N10 S800 F100 T1 D1 M3 M6 N15 G0 X0 Y0 N20 Z3 N25 G1 Z-5 N30 X125 N35 Y50 N40 X60 N45 Y80 N50 X100 N55 Y105.4 N60 X85.4 Y120 N65 X25 N70 Y84 N75 X0 N80 Y0 N85 G0 Z50 N90 M5 N95 M30 W N15 następuje pozycjonowanie w płaszczyźnie XY nad punktem początkowym konturu (ruchem szybkim G0), a w N20 w osi Z 3 mm przed powierzchnią materiału. Blok N25 to ustawianie się w osi Z ruchem roboczym (G1) z uwagi na rozpoczęcie kontaktu narzędzia z materiałem obrabianym. Bloki N30 N80 programują ruch narzędzia w płaszczyźnie XY, kolejno przez wszystkie elementy konturu. Blok N85 to wycofanie narzędzia w osi Z ruchem szybkim (G0). W przedostatnim bloku (N90) wyłączamy obroty wrzeciona (M5). Ostatni blok (N95) to słowo końca programu i przewinięcia do początku (M30). Strona 5-7

8 LABORATORIUM TECHNOLOGII ĆWICZENIE 5 Definicje parametrów skrawania: Podstawowe zaleŝności dotyczące skrawania: n v = = f v c 1000 π D n z c n Oznaczenia: n prędkość obrotowa [obr/min], vc prędkość skrawania [m/min], fz posuw na ząb [mm/ostrze], zn liczba zębów (ostrzy), vf prędkość posuwowa [mm/min], ae szerokość powierzchni frezowanej [mm], ap głębokość skrawania [mm], Dc średnica skrawania (narzędzia) [mm]. f z Strona 5-8

9 SYMULACJA KOMPUTEROWA I OBRÓBKA CZĘŚCI NA FREZARCE STEROWANEJ NUMERYCZNIE Rodzaje operacji frezowania stosowane na pionowych frezarkach CNC: Wygląd frezarki Avia FNF 40NA: silnik wrzeciona dodatkowy awaryjny wyłącznik STOP awaryjny wyłącznik STOP na pulpicie sterownika Strona 5-9

10 LABORATORIUM TECHNOLOGII ĆWICZENIE 5 Opis pulpitu sterowniczego Pronum 640FC frezarki Avia FNF 40NA: przyciski programowalne ekran komputerowy diody informacyjne klawiatura przyciski wyboru menu ekranowego przyciski zmiany posuwu i obrotów wrzeciona przyciski wyboru osi awaryjny wyłącznik STOP port RS232 blokada edycji (kluczyk) włącznik chłodziwa Opis ekranu głównego sterownika Pronum 640FC: Strona 5-10 Literatura: 1. Praca zbiorowa pod red. Sobolewskiego J.: Projektowanie technologii maszyn Oficyna Wydawnicza PW, 2007, Warszawa. 2. Stach B.: Podstawy programowania obrabiarek sterowanych numerycznie. Wyd. Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa Brejnak A.: Programowanie obrabiarek CNC. Frezowanie. - konsultacja merytoryczna. Wyd. REA. Warszawa, 2002.