Συμβατικός προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών CNC

Συμβατικός προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών CNC Αρχές προγραμματισμού Τυποποιημένες εντολές Μη τυποποιημένες εντολές Φασεολόγια Εργαλεία Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών

Άδεια Χρήσης Το παρόν υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons και δημιουργήθηκε στο πλαίσιο του Έργου των Ανοικτών Ακαδημαϊκών Μαθημάτων από την Μονάδα Υλοποίησης του ΕΜΠ. Για υλικό που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

Κέντρο κατεργασιών Εικόνα 16.1 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 3

Αλλαγή εργαλείων Εικόνα 16.2 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 4

Κέντρο κατεργασιών Ευελιξία (δυνατότητα εκτέλεσης κατεργασιών φρέζας, φρεζοδραπάνου, δραπάνου και γραναζοκόπτη) Τύποι Κατακόρυφης ατράκτου συνήθως τριών αξόνων. Κινούμενου τραπεζιού κατά Χ-Υ, κινούμενου εργαλείου κατά Ζ. Οριζόντιας ατράκτου. συνήθως τεσσάρων ή πέντε αξόνων. Κινούμενου εργαλείου κατά Χ,Υ Ζ, τεμαχίου περί Α ή και Β. Για ειδικά τεμάχια (πχ προπέλλες, πτερωτές) Τρόπος αποθήκευσης και αλλαγής εργαλείων σε μύλο μορφή δίσκου, αλυσίδας, ή γραμμής θέσεων αποθήκευσης. μηχανικός βραχίονας αλλαγής εργαλείων. Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 5

Συστήματα συντεταγμένων Είδη Μηχανής Μ Αναφοράς R όταν το M δεν είναι προσπελάσιμο φυσικά Τεμαχίου W Για μετασχηματισμό συτεταγμένων προγράμματος Προγράμματος P Μονάδες Επιλέγεται ελεύθερα από τον προγραμματιστή Απόλυτες (Χ) Βηματικές (ΔΧ) Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 6

Συστήματα συντεταγμένων ΚΚ Εικόνα 16.3 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 7

Επιλογή συστήματος συντεταγμένων τεμαχίου G54, G55, G56, G57, G58, G59 Επιλογή συστήματος συντεταγμένων τεμαχίου Σε κέντρα κατεργασιών σύνδεση ΣΣ με ιδιοσυσκευές. Έτσι δεν χρειάζεται να γίνεται σετάρισμα της αρχής συντεταγμένων τεμαχίου κάθε φορά που γίνεται κατεργασία του ίδιου τύπου τεμαχίου. Στις σύγχρονες εργαλειομηχανές η επιλογή ΣΣ γίνεται και αλλιώς πχ G15 H10. Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 8

Εικόνα 16.4 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 9

G40 Λέξεις για αντιστάθμιση ακύρωση κάθε αντιστάθμισης G41/G42 Dnn Μετατόπιση της τροχιάς στα αριστερά /δεξιά κατά την τιμή που είναι αποθηκευμένη στη θέση μνήμης Dnn Για εργαλεία φρέζας η διάμετρος G43/G44 Το πραγματικό εργαλείο είναι κοντύτερο / μακρύτερο από το εργαλείο αναφοράς κατά την τιμή που είναι αποθηκευμένη στη θέση μνήμης Hnn Για εργαλεία φρέζας Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 10

Αντιστάθμιση διαμέτρου φρεζοκεφαλής Εικόνα 16.5 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 11

Παράδειγμα αντιστάθμισης διαμέτρου G01 G41 X0Y0 D12 F200 Υ100 Χ100 Υ0 Χ0 Έστω D12= 80 τότε η τροχιά του κέντρου του εργαλείου αυτού θα είναι ένα τετράγωνο πλευράς 180 mm. Εάν αντί του G41 υπήρχε G42 τότε το τετράγωνο θα είχε πλευρά 20 mm. Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 12

Αντιστάθμιση μήκους εργαλείων Σε ένα κέντρο κατεργασιών χρησιμοποιούνται πολλά εργαλεία που έχουν το καθένα διαφορετικό μήκος. Όλα τα εργαλεία θεωρούνται κατ' αρχήν ότι έχουν μήκος ίσο με αυτό ενός εργαλείου αναφοράς Στη συνέχεια δίνεται ένας αριθμός που αντιστοιχεί στην διαφορά του μήκους τους από αυτό το μήκος αναφοράς. Η μέτρηση μήκους μπορεί να γίνει στην ίδια την εργαλειομηχανή φέρνοντας σε επαφή το εργαλείο με το τεμάχιο κατά την αξονική διεύθυνση και χρησιμοποιώντας για τη μέτρηση την μονάδα ελέγχου. με χρήση αισθητήρων σε ειδικό χώρο της εργαλειομηχανής off-line με ειδικές συσκευές Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 13

Εικόνα 16.6 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 14

G43 H12 Έστω Η12=7.55 Αντιστάθμιση μήκους Το εργαλείο 'βραχύνεται' κατά 7.55 mm σε σχέση με το εργαλείο αναφοράς. την ίδια αντιστάθμιση - θέση μνήμης H12 μπορούν να χρησιμοποιήσουν περισσότερα εργαλεία. Γενικά, συνηθίζεται το κάθε εργαλείο να χρησιμοποιεί τη θέση μνήμης που αντιστοιχεί στην αρίθμησηταυτότητα του. Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 15

Κύκλοι διάτρησης Σχέδιο παράδειγμα G81 X85 Y45 Z25 R55 F300 Y85 Εκτελείται διάτρηση οπής μέχρι βάθους Z25 με κανονική πρόωση 300 mm/min για 30 mm (δεν είναι γνωστό σε ποιό σημείο ακριβώς αρχίζει η οπή). Στη συνέχεια γίνεται διάτρηση ίδιας οπής σε απόσταση 40 mm προς τα θετικά του άξονα Υ (G81 είναι τύπου modal). Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 16

Κύκλος διάτρησης Σχέδιο G8? X_Y_ Z_ R_ F_ Q_ P_ ταχεία μετατόπιση επάνω από την είσοδο της οπής Χ_Υ_. ταχεία μετατόπιση κατά τον άξονα της οπής μέχρι ένα επίπεδο R_ από το οποίο και κάτω η πρόωση θα είναι αυτή της κοπής Κίνηση κανονικής αξονικής πρόωσης F_ από το επίπεδο R μέχρι το βάθος της οπής Z_ (επίπεδο Ζ) είτε συνεχώς είτε κατά τμήματα βήματος Q_ με ενδιάμεση επιστροφή στο επίπεδο R. Ενδεχόμενη αναμονή διάρκειας P_ Επιστροφή στο επίπεδο R με διάφορους τρόπους με ταχεία πρόωση με κανονική πρόωση χειροκίνητα, με ή χωρίς στροφές στην άτρακτο με αναστροφή στροφών (στην κοχλιοτόμηση). Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 17

G81 Απλή διάτρηση G82 Είδη κύκλων διάτρησης Διάτρηση με αναμονή (χρόνος αναμονής Ρ_) G83 Διάτρηση βαθείας οπής (καθορίζεται βήμα Q) G84 Κοχλιοτόμηση (καθορίζεται βήμα Q) G85-G89 Αποπεράτωση με boring (καθορίζεται χρόνος αναμονής Ρ_) G80 Ακύρωση όλων των κύκλων Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 18

Κύκλος απλής διάτρησης 1 Εικόνα 16.7 2 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 19

Κύκλος σπειροτόμησης Εικόνα 16.8 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 20

Κύκλος boring Εικόνα 16.9 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 21

Βοηθητικές λειτουργίες (Μ-code) M06 Tnn Αλλαγή εργαλείου σε κέντρο κατεργασιών νέο εργαλείο Τnn M03 / M04 Εκκίνηση ατράκτου CW CCW M05 Σταμάτημα ατράκτου M00 / Μ01 Προσωρινή / προαιρετική παύση εκτέλεσης προγράμματος M30 Τέλος προγράμματος Μ08 / Μ09 Υγρό κοπής on/off Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 22

Παράδειγμα α Εικόνα 16.10 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 23

Παράδειγμα β Εικόνα 16.11 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 24

Παράδειγμα γ Εικόνα 16.12 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 25

Παράδειγμα -κοπή εξωτερικού τοιχώματος Ι Ν101 G90 G21 G94 G97 G40 G80 Απόλυτες συντεταγμένες, Μετρικό σύστημα, Πρόωση σε mm/min, RPM, Ακύρωση κάθε αντιστάθμισης, Ακύρωση κάθε κύκλου Ν109 G00 X-70 Y90 Z10 Ταχεία πρόωση σε σημείο κατάλληλο για εκκίνηση κοπής τοιχώματος Ν110 G01 X-65 Y51 Z3 G41 D01 S1290 F1000 Μετακίνηση στο ύψος κοπής και αντιστάθμιση διαμέτρου Ν111 X88 F900 κοπή μεγάλης πλευράς / Ρύθμιση πρόωσης Ν112 G02 G17 X77 Y42 R9 κοπή τόξου R9 Ν113 G01 Y14 κοπή μικρής πλευράς Ν114 G02 G17 X88 Y5 R9 κοπή τόξου R9 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 26

Παράδειγμα κοπή εξωτερικού τοιχώματος ΙΙ Ν115 G01 X14 κοπή μεγάλης πλευράς Ν116 G02 G17 X5 Y14 R9 κοπή τόξου R9 Ν117 G01 Y42 κοπή μικρής πλευράς Ν118 G02 G17 X14 Y51 R9 κοπή του τελευταίου τόξου R9 Ν119 G28 Y70 Z20 Ταχεία απομάκρυνση του κοπτικού από το τεμάχιο και επιστροφή στο home μέσω του σημείου (14,70,20) ώστε να πραγματοποιηθεί αλλαγή του κοπτικού Ν120 G40 Ακύρωση των αντισταθμίσεων Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 27

Παράδειγμα δ Εικόνα 16.13 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 28

Διάτρηση 2 οπών στο κέντρο του τεμαχίου Ν129 Μ06 Τ03 Αλλαγή κοπτικού τρυπάνι Φ16 Ν130 G81 X28 Y28 Z-2 R10 F736 S1989 G43 H03 Έναρξη κύκλου διάτρησης Ταχεία μετακίνηση πάνω από το σημείο της πρώτης τρύπας (Φάση 6) σε ύψος ασφαλείας. Ξετρύπημα στα 2mm κάτω από το τεμάχιο (για να φύγουν τυχόν γρέζια) και επιστροφή σε ύψος 3mm πάνω από το τεμάχιο. Προηγήθηκε αντιστάθμιση μήκους του κοπτικού Ν131 Χ54 Ταχεία πρόωση πάνω από το κέντρο της άλλης τρύπας, διάτρηση ως ανωτέρω Ν132 G40 Ακύρωση των αντισταθμίσεων Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 29

Παράδειγμα ε Εικόνα 16.14 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 30

Παράδειγμα ζ Εικόνα 16.15 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 31

Παράδειγμα η Εικόνα 16.16 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 32

εργαλειοδέτες (α) (β) (γ) Εικόνα 16.17 (δ) Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 33

εργαλεία διάνοιξης οπών (α) (β) (γ) (δ) Εικόνα (ε) 16.18 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 34

κονδύλια (α) (β) (γ) (δ) (ε) (στ) (ζ) (η) Εικόνα 16.19 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 35

φρεζοκεφαλές Εικόνα 16.20 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 36

Επιλογή συνθηκών κοπής από καταλόγους Για φρεζοκεφαλή διαμέτρου 80 mm με 6 πλακίδια τετραγωνκής μορφής με γωνία κοπής 90º και υλικό τεμαχίου αλουμίνιο ο κατασκευαστής συνιστά χρήση πλακιδίων τύπου ΗΧ, και ζεύγη πρόωσης ανά οδόντα ταχύτητας κοπής fz-v: 0.10 mm/οδόντα 800 m/min 0.16 mm/οδόντα 700 m/min και 0.20 mm/οδόντα 600 m/min. πρβλ για χυτοσίδηρο ταχύτητα 130, 120 και 110 m/min. Οι τιμές αυτές βασίζονται σε διάρκεια ζωής κοπτικής ακμής περί τα 30 min και αναφέρονται σε πλήρη βύθιση της διαμέτρου (τόξο επαφής 180º). Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 37

επιλογή συνθηκών κοπής από καταλόγους Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 38

επιλογή συνθηκών κοπής από καταλόγους Εικόνα 16.21 Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 41

επιλογή συνθηκών κοπής από καταλόγους Για μικρότερη βύθιση (τόξο επαφής) δίνονται διορθωτικοί συντελεστές μεγαλύτεροι της μονάδας πχ για λόγο πλάτους κοπής προς διάμετρο 0.33, 0.2, 0.1, 0.05 ο συντελεστής διόρθωσης είναι 1.25, 1.5, 2.0 και 3.0 αντίστοιχα. Η ταχύτητα περιστροφής ατράκτου για V=800 mm/min είναι 800*1000/(π*80)=3.200 rpm. Η πρόωση ανά περιστροφή για πρόωση ανά οδόντα 0.10 είναι 6*0.10=0.60 mm/rev Η πρόωση ανά λεπτό είναι f=0.60*3.200=1800 mm/min Αυτές είναι και οι τιμές που επιλέγονται για το πρόγραμμα CNC. Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 42

επιλογή συνθηκών κοπής από καταλόγους Το μέγιστο βάθος κοπής t περιορίζεται από το μήκος της ακμής κοπής και τη γωνία κοπής Ο κατασκευαστής συνιστά μέγιστο 16 mm. Aν επιλεγεί t=10 mm, τότε υπολογίζεται εύκολα ο ρυθμός αποβολής υλικού: MRR = w*t*f / 1000=80*10*1800/1000=1440 cm 3 /min. Ισχύς κοπής : P=k * MRR / 60000 σε kw k [ N/mm 2 ] η ειδική δύναμη κοπής για το συγκεκριμένο εργαλείο και υλικό τεμαχίου. Γ.Βοσνιάκος-2014 Προγραμματισμός κέντρων κατεργασιών 43

Κατάλογος Αναφορών Εικόνων Εικόνα 16.1: http://slideplayer.com.br/slide/1613615/ Εικόνα 16.2 16.3: Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος προβείτε σε επικοινωνία με τη Μονάδα Υλοποίησης Ανοικτών Ακαδημαϊκών Μαθημάτων. Εικόνα 16.4: https://www.youtube.com/watch?v=ei2incb0wfs Εικόνα 16.5 16.21: Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος προβείτε σε επικοινωνία με τη Μονάδα Υλοποίησης Ανοικτών Ακαδημαϊκών Μαθημάτων. Γ.Βοσνιάκος-2013 Συμβατικός προγραμματισμός CNC 44

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα» του ΕΜΠ έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.