ΑΠΛΟΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ Ο όρος C.N.C. προγραµµατισµός προέρχεται από το ακρωνύµιο Computer Numerical Control και χρονολογείται από τις αρχές της δεκαετίας του 1970. Πλέον, σχεδόν όλες οι διεργασίες κατασκευής διεξάγονται µε χρήση των βασικών αρχών του C.N.C. προγραµµατισµού. Παρακάτω δίνονται διάφορα απλά παραδείγµατα του πραγµατικού προγραµµατισµού. Τα παραδείγµατα αυτά είναι: 1. Μετακίνηση εργαλείων µε γρήγορη πρόωση 2. Κοπή παράλληλα προς τους άξονες Χ, Ζ 3. Κωνική κοπή 4. Κοπή κυκλικού τόξου 5. Κοπή ευθείου σπειρώµατος µε σταθερό βήµα 1. Τοποθέτηση (G00) Σχηµατισµός: GOO X0000.000 Z0000.000 CR Με τις εντολές που φαίνονται παραπάνω, η τοποθέτηση στις συντεταγµένες του προγραµµατισµένου σηµείου γίνεται στη γρήγορη πρόωση. - 1 -
Παράδειγµα προγράµµατος: Ν001 G00 X300 Z300 N002 (G00) X200 Z155 N003 (G00) X100 (Z155) N001: Η τοποθέτηση γίνεται στη θέση Χ300, Ζ300 µε γρήγορη πρόωση Ν002: Η τοποθέτηση γίνεται στη θέση Χ200, Ζ155 µε γρήγορη πρόωση Ν003: Η τοποθέτηση γίνεται στο σηµείο Χ100 κατά µήκος του Χ-άξονα µε γρήγορη πρόωση. εν έχουµε κίνηση στον Ζ-άξονα. Σηµείωση: Η διαδροµή του εργαλείου κατά την τοποθέτηση δεν είναι πάντοτε ευθεία, δηλαδή παράλληλη προς τους άξονες. - 2 -
2. Κοπή σε γραµµή παράλληλη στους άξονες Χ ή Ζ Σχηµατισµός: G01 X0000.000 (Z0000.000) F0.000 CR Με τις παραπάνω εντολές, η µετακίνηση του άξονα από την τρέχουσα στην προγραµµατισµένη θέση πραγµατοποιείται κατά µήκος µιας ευθείας γραµµής παράλληλης είτε στον Χ-άξονα είτε στον Ζ-άξονα µε µια πρόωση που καθορίζεται µετά από το γράµµα F. Παράδειγµα προγράµµατος: Το σηµείο αναφοράς για κοπή (program zero) µπορεί να παίρνεται σε κάθε σηµείο που είναι βολικό κατά τον προγραµµατισµό. Παρόλα αυτά, καλύτερα είναι να παίρνεται αυτό το σηµείο στο κέντρο του προσώπου του κοµµατιού. Πρόωση: α) Η επιθυµητή πρόωση καθορίζεται από το χαρακτήρα F. - 3 -
β) Για να έχουµε πρόωση ίση µε 0,1mm/rev αρκεί να δώσουµε την εντολή F0.1 Επεξήγηση Προγράµµατος: Ν0001: Οι διαστάσεις των Χ και Ζ καθορίζουν τη θέση για το εργαλείο. Οι εντολές Μ, S και Τ, που είναι απαραίτητες για την κοπή, εισάγονται. Ν0002: Το Χ185 τοποθετεί το εργαλείο στα 185mm από τη θέση της διαµέτρου. Το Μ03 αρχίζει την περιστροφή της ατράκτου µε φορά προς το χειριστή. - 4 -
Ν0003: Η εντολή G01 Z120 προωθεί το εργαλείο στον Ζ-άξονα στη θέση των 120mm µε µια πρόωση που καθορίζεται από τον κώδικα F. Το F0.5 καθορίζει την πρόωση µε την εντολή G01 στα 0,5mm/rev. Το Μ08 αρχίζει την παροχή ψυκτικού. Ν0004: Το G01 Χ190 προωθεί το εργαλείο στα 190mm µε πρόωση 0,5mm/rev. Η διεύθυνση στον άξονα Χ αναφέρεται στη διάµετρο του κοµµατιού. Ν0005: Το G01 Ζ100 προωθεί τον άξονα Ζ στη θέση των 100mm µε πρόωση 0,50mm/rev. - 5 -
Ν0006: Το G01 Χ200 προωθεί τον Χ-άξονα στα 200mm από τη θέση της διαµέτρου µε πρόωση 0,50mm/rev για να τελειώσει τον ώµο. Ν0007: Το G00 Χ800 Ζ204 γυρνά το κοπτικό εργαλείο στην αφετηρία. Μ05 σταµατά την περιστροφή της ατράκτου Μ09 σταµατά την παροχή ψυκτικού Ν0008: Μ02 τέλος προγράµµατος. Επαναφέρει το κοντρόλ στην αρχή του προγράµµατος. Σηµείωση: Μ42 Χ200 στο µπλοκ Ν0001 διαλέγει την κλίµακα της περιφερειακής ταχύτητας της ατράκτου, καθώς και την ίδια ακριβώς περιφερειακή ταχύτητα. - 6 -
3. Κωνική τόρνευση (G01) Η εντολή είναι ίδια µε αυτή που δίνεται για την κοπή κατά µήκος γραµµής. Για την κωνική τόρνευση θα πρέπει να συνυπάρχουν οι λέξεις Χ, Ζ ακολουθούµενες από τις συντεταγµένες του σηµείου της κωνικής πλευράς που πρόκειται να κατεργαστούµε. Παράδειγµα προγράµµατος: - 7 -
Επεξήγηση Προγράµµατος: Ν0001: Οι εντολές µε τη χρήση του Ν0001 καθορίζουν: - Το αρχικό σηµείο - Την περιφερειακή ταχύτητα της ατράκτου - Τον αριθµό του εργαλείου - 8 -
Ν0002: Το Χ185 τοποθετεί το εργαλείο στα 185mm από τη θέση της διαµέτρου. Το Μ03 αρχίζει την περιστροφή της ατράκτου προς τα εµπρός. Ν0003: Η εντολή G01 Ζ120 προωθεί τον Ζ-άξονα στη θέση των 120mm µε µια πρόωση που καθορίζεται από τον κώδικα F. Το F0.5 καθορίζει την πρόωση µε την εντολή G01 στα 0,5mm/rev. Το Μ08 αρχίζει την παροχή ψυκτικού. Ν0004: Με την εντολή Χ200 και Ζ100 το κοπτικό εργαλείο προωθείται στο τελικό σηµείο για την κωνική κοπή. - 9 -
Ν0005: Η εντολή G00 Χ800 Ζ204 επιστρέφει το κοπτικό εργαλείο στο αρχικό σηµείο (αφετηρία). Η εντολή Μ05 σταµατά την περιστροφή της ατράκτου. Η εντολή Μ09 σταµατά την παροχή ψυκτικού υγρού. Ν0006: Μ02 τέλος του προγράµµατος. Το κοντρόλ επανέρχεται στην αρχή του προγράµµατος. 4. Κοπή κυκλικού τόξου (G02/G03) Μορφή µπλοκ G02 (G03) X1 Z1 I K F Τα G02 και G03 χρησιµοποιούνται για να καθορίσουν την κατεύθυνση του τόξου. Οι αριθµοί των Χ και Ζ καθορίζουν τις συντεταγµένες του τελικού σηµείου του τόξου το οποίο πρόκειται να κοπεί, ενώ οι αριθµοί των Κ, Ι καθορίζουν τις συντεταγµένες του κέντρου του τόξου σε σχέση µε τις συντεταγµένες του αρχικού σηµείου. Το Ι χρησιµοποιείται για να - 10 -
εκφράσει τιµές ως προς τον άξονα του Χ, ενώ το Κ ως προς τον άξονα του Ζ. Τα G02 και τα 2 Ι, Κ είναι θετικά. (Χ1,Ζ1) είναι οι συντεταγµένες του τελικού σηµείου του τόξου. Τα G03 και τα 2Ι,Κ είναι αρνητικά. (Χ1,Ζ1) είναι οι συντεταγµένες του τελικού σηµείου του τόξου. - 11 -
Καθορισµός του συµβόλου και της τιµής των Ι και Κ: Έστω ότι το σύστηµα συντεταγµένων έχει την αρχή του στο αρχικό σηµείο του τόξου. Σχηµατίζουµε ένα ορθογώνιο τρίγωνο περνώντας µια πλευρά η οποία συνδέει το κέντρο του τόξου µε το αρχικό του σηµείο και την θεωρούµε σαν υποτείνουσα. Το µήκος της πλευράς (b) που είναι παράλληλη µε τον άξονα Ζ είναι η τιµή του Κ, ενώ αντίστοιχα το µήκος της πλευράς (c) που είναι παράλληλη προς τον άξονα Χ είναι η τιµή του Ι. Όσον αφορά το σύµβολο αυτών των τιµών, όταν η πλευρά (b) βρίσκεται στη θετική πλευρά του υποτιθέµενου συστήµατος συντεταγµένων, τότε παίρνονται σαν θετικές τιµές, ενώ αντίθετα όταν η πλευρά (b) βρίσκεται στην αρνητική πλευρά παίρνονται σαν αρνητικές τιµές. ηλαδή, όταν κινούµαστε από το αρχικό σηµείο προς αυτό που βρίσκεται στην πλευρά (b) θετικά, τότε και οι τιµές των σηµείων που βρίσκονται σε αυτή την πλευρά (b) είναι θετικές. Με τον ίδιο ακριβώς τρόπο καθορίζεται και το σύµβολο του Ι. Μόνο που εδώ θα πρέπει να εξετάζουµε πού βρίσκεται η πλευρά (c). Για λεπτοµέρειες, ανατρέξτε στο παρακάτω σχήµα: - 12 -
- 13 -
Παράδειγµα προγράµµατος N G X Z I, K F S, T, M N0001 G00 X800 Z204 M42 S200 T0101 N0002 X180 M08 M03 N0003 G01 Z200 F0.2 N0004 G03 X190 Z195 N0005 G01 Z185 K-5 N0006 G02 X200 Z180 N0007 G00 X800 Z204 I5 M09 M05 N0008 M02-14 -
Επεξήγηση προγράµµατος: Ν0001: Οι εντολές µε τη χρήση του Ν0001 καθορίζουν: - Το σηµείο εκκίνησης - Τον αριθµό στροφών της ατράκτου (rpm) - Τον αριθµό του εργαλείου Ν0002: Η εντολή Χ180 µεταφέρει το κοπτικό εργαλείο στη θέση Χ180. Το Χ είναι η συντεταγµένη του αρχικού σηµείου του τόξου το οποίο πρόκειται να κοπεί. Η εντολή Μ08 αρχίζει τη παροχή του ψυκτικού υγρού. Ν0003: Τα G01 Ζ200 προωθούν το κοπτικό εργαλείο στο αρχικό σηµείο του τόξου, το οποίο πρόκειται να κοπεί µε µια επιθυµητή πρόωση. Ν0004: Μιας και το τόξο πρόκειται να κοπεί κατά φορά αντίθετη από αυτή των δεικτών του ρολογιού (CCW), πρέπει να δώσουµε τον κώδικα G03. Η συντεταγµένη του Ζ από το κέντρο του τόξου βρίσκεται 5mm µακριά από το αρχικό σηµείο του τόξου στην αρνητική πλευρά: Κ-5. Μιας και η συντεταγµένη του Χ από το κέντρο του τόξου είναι η ίδια µε αυτή του αρχικού σηµείου αυτού, το Ι µπορεί να καθοριστεί σαν Ι0, πράγµα το οποίο µπορεί να αγνοηθεί στον προγραµµατισµό. Τα Χ, Ζ χρησιµοποιούνται για να καθορίσουν τις συντεταγµένες του τελικού σηµείου του τόξου. - 15 -
Ν0005: Το Ζ185 καθορίζει τη συντεταγµένη του αρχικού σηµείου του τόξου. Ν0006: Μιας και το τόξο πρόκειται να κοπεί κατά φορά σύµφωνα µε αυτή των δεικτών του ρολογιού (CW), πρέπει να δώσουµε τον κώδικα G02. Η συντεταγµένη του Χ από το κέντρο του τόξου βρίσκεται 5mm µακριά από το αρχικό σηµείο του τόξου στη θετική πλευρά: Ι5. Μιας και η συντεταγµένη του Ζ από το κέντρο του τόξου είναι ίδια µε αυτή του αρχικού σηµείου αυτού, το Κ µπορεί να καθοριστεί σαν Κ0, πράγµα το οποίο µπορεί να αγνοηθεί στον προγραµµατισµό. Τα Χ, Ζ χρησιµοποιούνται για να καθορίσουν τις συντεταγµένες του τελικού σηµείου του τόξου. Ν0007: Τα Χ800 Ζ204 γυρνάνε το κοπτικό εργαλείο στο αρχικό σηµείο (αφετηρία). - 16 -
Η εντολή Μ05 σταµατά την περιστροφή της ατράκτου. Η εντολή Μ09 σταµατά την παροχή ψυκτικού υγρού. Ν0008: Η εντολή Μ02 επαναφέρει το πρόγραµµα στην αρχή, έτοιµο για ξεκίνηµα. Σηµείωση 1: Όταν οι τιµές των Ι, Κ σε ένα µπλοκ είναι µηδέν, µπορούν να παραληφθούν. Σηµείωση 2: Εάν σε ένα µπλοκ υπάρχουν οι εντολές G02 ή G03, τότε απαραίτητα πρέπει να υπάρχουν και οι τιµές των Ι, Κ. Σηµείωση 3: Τα Ι, Κ θα πρέπει να αναφέρονται σε ακτίνια. 5. Ακτίνα καµπυλότητας των κοπτικών εργαλείων Η κοπτική ακµή των εργαλείων που χρησιµοποιούνται για τορνίρισµα δεν είναι πάντοτε αιχµηρή, αλλά έχει κάποια καµπυλότητα. - 17 -
Όταν κόβουµε µια ευθεία γραµµή κατά µήκος του Χ ή του Ζ άξονα, όπως όταν τορνίρουµε εξωτερικές διαµέτρους ή «παίρνουµε» το πρόσωπο των κοµµατιών, αυτά µπορεί να κοπούν σύµφωνα µε τις προγραµµατισµένες διαστάσεις. Όµως, όταν κατεργαζόµαστε κυκλικό τόξο ή µια κωνική επιφάνεια (επιφάνεια µε κλίση), το δοκίµιο που θα τορνιριστεί µπορεί να γίνει είτε µε µεγαλύτερες είτε µε µικρότερες διαστάσεις από αυτές που πρέπει, εξαιτίας της ακτίνας καµπυλότητας του εργαλείου, η οποία προκαλεί µετατόπιση της πραγµατικής πορείας κοπής από αυτή που έχει προγραµµατιστεί. Η ακµή της ακτίνας του εργαλείου επιδρά στην ακρίβεια της κατεργασίας, όταν κόβουµε κυκλικό τόξο ή κωνική επιφάνεια. Γι αυτό είναι αναγκαίο να αντισταθµίζουµε την ακτίνα καµπυλότητας της ακµής του εργαλείου, έτσι ώστε να επιτύχουµε την ακριβή γεωµετρία του προφίλ του σχεδίου. Το συγκεκριµένο πρόβληµα αντιµετωπίζεται όπως εξηγείται στην αντιστάθµιση της ακτίνας καµπυλότητας της ακµής του εργαλείου. Για περισσότερες πληροφορίες µπορείτε να ανατρέξετε στην επίσηµη ιστοσελίδα της OKUMA. - 18 -