Spis treści
4.1.
5. Wyposażenie obrabiarek i systemów obróbkowych sterowanych numerycznie
5.1. Wyposażenie tokarek i centrów tokarskich
5.1.1. Ustalanie i mocowanie przedmiotów obrabianych
5.1.2. Mocowanie narzędzi
5.1.3. Systemy narzędziowe do centrów tokarskich
5.2. Wyposażenie frezarsko-wytaczarskich centrów obróbkowych
5.2.1. Elementy mocujące narzędzia
5.2.2. Narzędzia
5.2.3. Elementy ustalające i mocujące przedmiot obrabiany na frezarkach i centrach obróbkowych CNC
5.3. Narzędzia do obróbki form i matryc
5.4. Narzędzia wielofunkcyjne do obróbki kompletnej
5.5. Wyposażenie obrabiarek hybrydowych
6.1. Struktura programów sterujących
6.1.1.
6.2. Układy współrzędnych maszyny i przedmiotu obrabianego
7.1.1. Pomiar, ustawianie i zapamiętywanie wymiarów narzędzi
7.1.2. Zasady pomiarów za pomocą sondy pomiarowej
7.1.3. Programowanie i symulacja pracy sondy pomiarowej
7.2. Programowanie obszaru bezpiecznego
7.4. Korekcja narzędzia
7.4.1. Korekcja narzędzia tokarskiego
7.4.2. Korekcja narzędzia frezarskiego
7.5. Podprogramy
7.6. Programowanie parametryczne
7.6.1. Edycja instrukcji parametrycznych
7.6.2. Tworzenie sparametryzowanego programu dla nowej części
8. Techniki wspomagania programowania obrabiarek CNC
8.1. Zastosowanie symulacji i wizualizacji
8.2. Zastosowanie technik wirtualnej rzeczywistości (VR)
8.3. Zastosowanie inżynierii odwrotnej
8.4. Zastosowanie symulacji numerycznej procesu obróbki metodą MES/FEM
8.5. Zastosowanie uczenia maszynowego (ML) oraz sztucznej inteligencji (AI)
8.5.1. Uczenie maszynowe (ML) i głębokie uczenie maszynowe (DML)
8.5.2. Wirtualne modelowanie systemu obróbkowego z użyciem cyfrowego
9.1. Stykowe i bezstykowe głowice pomiarowe
9.2.
9.3.
9.4.
programowania operacji toczenia
11.6. Przykłady i weryfikacja programowania obróbki na tokarce z wrzecionem przechwytującym z możliwością toczenia i frezowania
Zasady programowania obróbki 5-osiowej
12.2. Programowanie obróbki symultanicznej
12.3. Przykłady zastosowania typowych rozwiązań
12.4. Programowanie wieloosiowych/wielofunkcyjnych centrów frezarsko-tokarskich
13. Programowanie obróbki hybrydowej
13.1. Obróbka wspomagana laserem (LAM)
13.2. Kształtowanie przyrostowo-ubytkowe (AM +SM)
13.2.1. Programowanie kształtowania przyrostowo-ubytkowego z użyciem techniki
13.2.2. Programowanie kształtowania przyrostowego z użyciem techniki PBF
13.2.3. Naprawy części wybrakowanych i regeneracja części zużytych
13.3. Programowanie z użyciem interfejsu STEP-NC
13.4. Sekwencyjna obróbka ubytkowa i nagniatanie (SM+B)
13.5. Przykład programowania obróbki hybrydowej (AM+SM) w module APlus programu Mastercam
14. Programowanie obróbki niekonwencjonalnej
14.1. Ogólna charakterystyka metod i programowania obróbki
14.2. Struktura programów i wybrane funkcje obróbkowe
14.3. Zasady definiowania środowiska projektu CAM
14.4. Przykłady programowania operacji EDM w programie Mastercam
14.5. Przykłady programowania operacji EDM w programie EDGECAM
15. Kierunki rozwoju programowania obrabiarek CNC
15.1. Automatyzacja i optymalizacja programowania obróbki CNC
15.2. Symulacja procesu w czasie rzeczywistym
15.3. Automatyzacja projektowania procesu wiercenia i frezowania oparta na rozpoznawaniu cech przedmiotu
15.4. Rozwój oprogramowania do wirtualnego sterowania cyfrowego 389
15.5. Rozwój i zastosowania interfejsu STEP-NC 391
15.6. Programowanie inteligentnych obrabiarek
6.1.1. Struktura budowy programu NC
Program NC składa się z trzech podstawowych części składowych: początku programu, sekwencji bloków zawierających informacje dotyczące obróbki oraz polecenia końca programu. Przykładowy układ takiego programu podano w tabeli 6.1 [6.2].
Ze względu na potrzebę zautomatyzowania programowania obrabiarek NC warto w sekwencji bloków zawierających informacje dotyczące obróbki wyróżnić jeszcze powtarzające się fazy, takie jak: pobranie narzędzia, pierwszy dojazd narzędzia, parametry pracy (włączenie obrotów, chłodziwa itd.), ruchy robocze (skrawanie) i pomocnicze (wycofania i dojazdy) oraz odjazd narzędzia na pozycję „bezpieczną” (np. zmiana pozycji stołu).
Główny program sterujący składa się z bloków o ustalonej strukturze (tab. 6.2), w których rozróżnia się numer bloku programu, słowa programu i przeważnie niewidoczny znak końca bloku opisywany akronimem LF (line feed – zmiana wiersza). Na słowo programu składa się adres oraz liczba, których znaczenie przedstawiono w tabeli 6.3 [6.2].
TABELA 6.1.
Struktura budowy programu NC [6.2]
% NAZWA (LUB NUMER) PROGRAMU (PROGRAM NAME – TEST)
(DATE= 02-01-24 TIME= 11:13) (NC FILE ….\TEST.NC)
N100 G21
N110 G0 G17 G40 G49 G80 G90
N120 T1 M6
N130 G0 G90 G54 X-10. Y65. S10790 M3
N140 G43 H1 Z25....
początek programu z komentarzem (napisy ujęte w nawiasy) ułatwiającym jego obsługę
sekwencja bloków programu
N.... M30 % polecenie końca programu
TABELA 6.2.
Struktura bloku programu NC [6.2]
N110 G0 G90 G54 X-10. Y65. S10790 M3 LF numer bloku programu NC słowo słowo słowo słowo słowo słowo słowo znak końca bloku (zwykle jest niewidoczny)
TABELA 6.3.
Struktura słowa programu [6.2]
Przykład Adres Liczba Znaczenie
N110 N 110 numer bloku NC
G0 G 0 dla adresu G liczba 0 jest kodem oznaczającym ruch szybki
CD. TAB. 6.3
PrzykładAdresLiczba
G90G 90programowanie absolutne
6.1. Struktura programów sterujących
Znaczenie
G54G 54numer układu współrzędnych (bazy) dla adresu F liczba 0.2 określa posuw w mm/obr
X-10.X–10.0dla adresu X liczba -10.0 ma znaczenie wartości (przesunięcia lub współrzędnej aktywnego układu współrzędnych)
Y65.Y65.0dla adresu Y liczba 65.0 ma znaczenie wartości (przesunięcia lub współrzędnej aktywnego układu współrzędnych)
S10790S10790dla adresu S liczba 10790 określa prędkość obrotową wrzeciona w obr/min
M3 M 3włączenie obrotów (kierunek w prawo)
6.1.2. Definicje słów programu sterującego
Należy podkreślić, że znaczenie słów programu może zależeć od ukła du sterowania –na przykład Heidenhain, Sinumerik, Fanuc, Okuma, Mazak.
W tabelach 6.4–6.7 podano kolejno: funkcje przygotowawcze układów NC i CNC dla toczenia, podstawowe funkcje pomocnicze dla tych układów, funkcje pomocnicze dla frezowania oraz znaki adresowe stosowane w programowaniu obrabiarek CNC.
Są to tylko wybrane elementy programu, kolejne są szczegółowo opisywane przez producentów układów sterowania i maszyn.
TABELA 6.4.
Przykładowe funkcje przygotowawcze układów CNC dla toczenia [6.3]
Grupa poleceńG – kodNazwa funkcji i jej zapis Prezentacja graficzna
Ruchy narzędziaG00 ruch szybki
G00 Xx Zz
(uwaga: ruch może odbywać się nie zawsze po najkrótszej drodze (!), zależy to od konfiguracji i możliwości układu sterowania)
G01 interpolacja liniowa z posuwem roboczym
G01 Xx Zz
G02 interpolacja kołowa zgodna z ruchem wskazówek zegara:
a) metoda IJK
G02 Xx Zz Ii Kk
b) metoda R
G02 Xx Zz Rr
11.4. Przykłady programowania operacji frezowania 285
11.4.2. Wykorzystanie geometrii 3D
Wykorzystanie geometrii 3D pozwala na programowanie obróbki bardziej złożonych komponentów mechanicznych, chociaż sam sposób pracy w programie jest podobny jak dla geometrii 2D, z możliwością korzystania z większej liczby funkcji. Zostanie to pokazane również na przykładzie koła zębatego o zarysie kołowym [11.3]. Po otworzeniu w programie EDGECAM modelu 3D obrabianego przedmiotu w uniwersalnym formacie wymiany danych SAT należy wybrać środowisko frezowania (1) i grupę materiałową (2) – rysunek 11.13.
RYS. 11.13.
Wczytanie modelu części i ustalenie środowiska frezowania
Po utworzeniu półfabrykatu (rys. 11.5) i nowej sekwencji frezowania (rys. 11.6) z bazy uchwytów należy wybrać odpowiedni uchwyt (rys. 11.14).
RYS. 11.14.
Wybór uchwytu obróbkowego
2.3. Sposoby wprowadzania danych/programu sterującego do układu CNC
W celu omówienia różnych wariantów pracy na obrabiarkach CNC wytypowano frezarkę CNC Picomax 56 TOP firmy Fehlmann wyposażoną w oryginalny program obsługi na bazie funkcji TOP (Touch or Program), przystosowaną do wykonywania narzędzi i form oraz prototypów, pokazaną na rysunku 2.5a. Obrabiarka jest wyposażona w trzyosiowy układ sterowania Heidenhain TCN 620 z ekranem dotykowym i graficznym wsparciem cykli obróbkowych oraz dwa elektroniczne kółka ręczne do takich operacji jak: frezowanie, wiercenie, wytaczanie i nacinanie gwintów (przez wytaczanie i frezowanie jak na rys. 2.5b). Dodatkowy stół obrotowy rozszerza sterowanie do czterech osi (rys. 2.5c).
RYS. 2.5.
Frezarka PICOMAX 56 TOP przystosowana do obróbki przedmiotów pojedynczych i w małych seriach: a) widok, b) przykłady operacji obróbki, c) stół obrotowy jako doposażenie do sterowania czteroosiowego [2.5] Na rysunku 2.6 przedstawiono, w zależności od cech geometrycznych przedmiotu i wielkości serii, trzy sposoby wprowadzania danych lub edycji programu obróbki: y ręczne za pomocą pokręteł lub strzałek kierunkowych osi – przez dotyk (touching functions) z opcją wyświetlania cyfrowego, y precyzyjne ręczne wprowadzanie danych z jednoczesnym wspomaganiem grafiką komputerową, y z wykorzystaniem opcji z interaktywnym wspomaganiem programowania cykli obróbkowych.