INSTRUCTIUNI DE PROGRAMARE NC

INSTRUCTIUNI DE PROGRAMARE NC

Acest capitol prezinta un numar de instructiuni importante standardizate care apar in limbajele de programare folosite pentru sistemele de control ale MUCN.

Aceste instructiuni sunt:

G00: deplasare rapida

G01: deplasare liniara cu avans stabilit

G02: deplasare in arc de cerc, in sensul acelor de ceasornic

G03: deplasare in arc de cerc, in sens contrar acelor de ceasornic (figura 4.135)

Fig. 4.135

Coordonatele necesare ca functii suplimentare, in completarea instructiu-nilor mentionate anterior pot fi introduse in mai multe feluri depinzand de tipul echipamentului de control:

• in dimensiuni absolute
• in dimensiuni incrementale
• prin cerinte suplimentare unghiulare
• partial in coordonate polare

In scopul simplificarii sistemelor de control acestea functioneaza astfel incat un numar de instructiuni raman valide si in blocul urmator pana cand sunt in mod expres schimbate de o noua instructiune sau de o functie suplimentara.

Exemplu: G01 X10 Y22 Z40 F300 S1200

G01 Z10 (functiile suplimentare X, Y, F si S raman aceleasi, doar Z este schimbat).

DEPLASAREA RAPIDA (G00)

Functia de deplasare rapida este data prin instructiunea G00. Aceasta are ca efect deplasarea cu avans rapid al sculei (cutit de strung, freza) de la punctul de start la punctul tinta.

Ca functie suplimentara instructiunii G00 va fi necesar sa se introduca coordonatele punctului tinta. In figurile 6.1 si 6.2 este exemplificata functia de deplasare rapida pentru strunjire si respectiv frezare.

Traiectoria de deplasare este in general linia dreapta, intre punctul de start in care s-a apelat deplasarea rapida si punctul tinta ale carui coordonate sunt stabilite ca functii suplimentare.

In cazul deplasarilor rapide miscarea sculei se realizeaza in gol (scula nu e angajata in aschiere) cu avans rapid.

In exemplul de mai jos se prezinta blocurile de program necesare deplasarii rapide, succesive, a sculei din punctul de start, de coordonate X=150, Y=200, Z=150 in doua puncte tinta de coordonate X=50, Y=80, Z=100 si respectiv X=50, Y=80, Z=20 (figura 6.3). Blocurile de program necesare realizarii deplasarii sunt:

G00 X50 Y=80 Z=100 - deplasarea in primul punct tinta

G00 X50 Y=80 Z=20 - deplasarea in cel de al doilea punct tinta

DEPLASAREA LINIARA CU AVANS DE LUCRU (G01)

Deplasarile liniare cu avans de lucru sunt realizate de:

• varful sculei pentru prelucrǎrile prin strunjire (fig. 4.139)
• centrul frezei pentru prelucrǎrile prin frezare (fig. 4.140)

In conformitate cu standardele existente, pentru programarea unei " deplasǎri liniare cu un avans bine determinat" se utilizeazǎ instructiunea G01.

Functiile suplimentare necesare instructiunii sunt:

• Coordonatele punctului tinta;
• Avansul sau viteza de avans;
• Turatia sau viteza de aschiere.

Instructiunea "Deplasare liniara cu un avans determinat" deplaseazǎ scula de-a lungul unei traiectorii liniare pana la un punct tintǎ dat, cu un anumit avans introdus ca functie suplimentarǎ. Formatul instructiunii G01 este:

G01 X80 Y80 Z20 F40 S1000

Punctul tintǎ Viteza de avans Turatia

40 mm/min 1000rot/min

iar deplasarea tridimensionalǎ este reprezentatǎ in figura 4.143.

Avansul determinǎ viteza cu care piesa este prelucrata. Alegerea avansului depinde de sculǎ (geometrie si material), materialul de prelucrat, cerintele privind rugo-zitatea, puterea de actionare a mecanismului de avans si rigiditatea masinii unelte.

In ceea ce priveste instructiunea "Deplasare liniara cu un anumit avans" cele mai multe sisteme de control prezinta posibilitǎti diferite (incremental sau absolut) pentru introducerea coordonatelor punctului tinta.

Conversia dimensiunilor absolute in dimensiuni incrementale si invers se poate realiza la nivelul echipamentului CNC al masinii. Din acest motiv sistemele de comanda numerica permit introducerea coordonatelor punctului tinta atat in valori absolute cat si incrementale. Obligatoriu sistemul de control trebuie sa primeasca informatia daca s-au introdus coordonatele in valori absolute sau incrementale.

Daca se programeazǎ G90, coordonatele punctului tinta in instructiunea de deplasare sunt citite de sistemul de control, ca dimensiuni absolute. La programarea lui G91 sistemul de control schimba dimensiunile in coordonate incrementale. Exista sisteme de control in care coordonatele X,Y,Z sunt citite automat ca si coordonate absolute iar literele U, V, W sunt folosite pentru coordonate incrementale.

DEPLASAREA CIRCULARA CU AVANS DE LUCRU (G02, G03)

Pentru realizarea deplasǎrilor dupa arc de cerc conform standardelor stabilite, se folosesc instructiunile G02 si G03 in functie de directia de rotatie.

Pentru realizarea deplasǎrilor circulare in sens orar se utilizeazǎ comanda G02 si iar in sens antiorar G03. Informatiile suplimentare ce insotesc instructiunile G02 si G03 sunt:

• Coordonatele punctului tinta
• Introducerea razei sau a centrului cercului din care face parte arcul de cerc
• Avansul sau viteza de avans
• Turatia sau viteza de aschiere a sculei

In figurile 6.9 si 6.10 sunt prezentate instruc-tiunile G02 si G03 pentru strunjire si frezare.

Centrul cercului este in general introdus in dimensiuni incrementale relative la punctul de pornire. Pentru aceasta sunt folosite literele de adresa I, J, K ce corespund directiilor X,Y, Z.

Cu punctul de start X=0, Y=50, ca origine, pentru deplasarea in sensul acelor de ceasornic in punctul tintǎ X60 Y30 (figura 6.11) se foloseste urmǎtorul bloc de program:

G02 X60 Y30 I30 J-10 F02 V300

Punct tinta centrul cercului, avans viteza de

dimensionat 0,2 mm/rot. aschiere

incremental fata 300 m/ min.

de punctul start

Existǎ si echipamente CNC care permit programarea utilizand coordonate polare pentru programarea deplasǎrilor in arc de cerc.

Pentru exersarea utilizarii comenzilor prezentate, pentru reperul din desenul de mai jos sǎ se realizeze programul NC utilizand:

instructiunile G00, G01, G02, G03;

coordonatele punctelor tintǎ;

coordonatele I si J ale centrului cercului.

Prelucrarea se va desfǎsura in urmǎtoarea succesiune:

pozitionare cu avans rapid intr-un punct tintǎ situat deasupra plǎcii la o distantǎ de securitate de 5 mm.

Realizarea unei deplasǎri cu avans de lucru pe directia axei Z pentru realizarea adancimii canalului;

Deplasarea cu avans de lucru intre punctele P1 si P6;

Retragere cu avans de lucru deasupra punctului P6;

Retragere rapidǎ in punctul de referintǎ de coordonate X=80, Y=60, Z=20.

EXEMPLIFICAREA INSTRUCTIUNILOR DE PROGRAMARE PENTRU STRUNGUL EMCO COMPACT 5 CNC

In continuare se vor prezenta structura si formatul instructiunilor de programare specifice strungul EMCO COMPACT 5 CNC, existent in laboratorul TCM al Facultatii de Inginerie din Sibiu.

G20 - OPRIRE INTERMEDIARA

In momentul in care echipamentul CNC al masinii intalneste aceasta comanda are loc intreruperea programului si oprirea masinii. Pentru reluarea derularii programului utilizatorul trebuie sa tasteze tasta 'START'. Modul in care aceasta comanda apare in cadrul tabelului program piesa este prezentat mai jos:

Asadar blocul care contine comanda G20 este scurt, fiind format doar din numarul blocului, comanda si observatia care specifica necesitatea introducerii comenzii.

Comanda G20 se poate utiliza in una din urmatoarele situatii:

la schimbarea sculei;

pentru realizarea unor controale intermediare;

pentru schimbarea turatiei arborelui principal

la trecerea de la actionarea de tip CNC, la cea manuala

G21 - SPATIU IN PROGRAM

Este o comanda care se foloseste atunci cand exista unele incertitudini legate de posibilitatile de prelucrare. Modul in care aceasta comanda apare in cadrul tabelului program piesa, este prezentat mai jos:

Blocul care contine comanda G21 este scurt, fiind format doar din numarul blocului si comanda.

Comanda G21 se poate utiliza in una din urmatoarele situatii:

pentru introducerea ulterioara a unui bloc;

pentru corecturi in program in cazul in care nu stim de exemplu, din cate treceri se poate indeparta adaosul de prelucrare;

G22 - SFARSIT DE PROGRAM

Este o comanda foarte importanta care semnifica terminarea programului. Modul in care aceasta comanda apare in cadrul tabelului program piesa este prezentat mai jos:

Blocul care contine comanda G22 este format doar din numarul blocului si comanda.

Comanda G22 se utilizeaza la sfarsitul fiecarui program in ultimul bloc. Fara acest bloc, nu se poate incepe rularea programului.

G00 - POZITIONAREA CU AVANS RAPID

Este o comanda folosita pentru pozitionarea sculei in raport cu semifabricatul fara indepartare de material. Scula se va deplasa cu avans rapid cu o viteza de avans de 700 mm/min, optional atat in directia X cat si in directia Z. La acest tip de deplasare saniile nu se pot deplasa concomitent ci secvential mai intai intr-o directie si apoi in cealalta.

Blocul care contine comanda G00 este format din numarul blocului, comanda G00, precum si in valorile deplasarilor in sutimi de milimetru .

Daca se programeaza o valoare pe axa X nu mai este necesara tastarea valorii zero sau altei valori pe axa Z.

In exemplul din figura are loc deplasarea sculei cu avans rapid din punctul de start pana in pozitia indicata pe figura, pozitia de unde se va trece pe avans de lucru cu indepartare de material.

Cutitul se va deplasa 5 milimetrii in sensul negativ al axei X iar apoi 4 milimetri in sensul negativ al axei Z. Pentru aceste deplasari nu se introduc valori pentru viteza de avans aceasta fiind implicita.

Modul in care aceste comenzi apar in cadrul tabelului program piesa este prezentat mai jos:

G84 - STRUNJIREA UNUI CICLU LINIAR

Comanda este folosita pentru prelucrarea unui ciclu liniar (figura 8.2) intelegandu-se prin acesta un ciclu inchis executat de scula care revine de unde a plecat. Comanda se utilizeaza la strunjirea arborilor in trepte (figura 8.2). La acest tip de deplasare scula se va deplasa secvential, ciclic, ca in figura, doua dintre deplasari fiind cu viteza de avans rapid v_E = 700mm/min si doua cu avans de lucru cu viteza programata v_F = 10-400 mm/min (figura 8.3.).

Posibilitatile ciclurilor de strunjire realizate cu ajutorul comenzii G84 sunt prezentate iconic in figura de mai jos.

Posibilitatile concrete sunt:

Strunjire exterioara de la dreapta la stanga , ciclu A.

Strunjire exterioara de la stanga la dreapta, ciclu B.

Strunjire interioara indiferent de ordine, ciclu C. ciclu D nu se foloseste

In toate situatiile deplasarea 1 si 4 se face cu avans rapid iar deplasarile 2 si 3 cu avans de lucru programat.

Blocul care contine comanda G84 este format din: numarul blocului, comanda G84, valoarea de deplasare pe X in sutimi de milimetru si insotita de semn, valoarea de deplasare pe Z in sutimi de milimetru, insotita de semn precum si viteza de avans in mm/min.

In figura alaturata se prezinta un ciclu de strunjire cu o deplasare de 3 milimetri in sensul negativ al axei X iar apoi 30,5 milimetri in sensul negativ al axei Z.

Modul in care aceste comenzi apar in cadrul tabelului program piesa este prezentat mai jos:

G01 - STRUNJIREA LINIARA SI INTERPOLAREA LINIARA

Comanda este folosita pentru prelucrarea suprafetelor cilindrice si frontale ale pieselor, situatie in care se strunjeste dupa directiile Z respectiv X precum si dupa o directie oarecare fata de axele X si Z.

Exista asadar trei variante de lucru cu ajutorul comenzii G01:

strunjirea liniara pe directia Z cu viteza de avans determinata.

strunjirea liniara pe directia X cu viteza de avans determinata.

Strunjire dupa o directie oarecare. In aceasta situatie are loc de fapt o interpolare liniara cu viteza de avans determinata.

In continuare vor fi prezentate pe scurt aceste variante de prelucrare.

A. Strunjirea liniara pe directia Z

Prelucrarea este prezentata prin exemplul din figura de mai jos in care are loc strunjirea cilindrica exterioara a unui arbore pe o lungime de 22,5 mm

Blocul care contine comanda G01 este format din: numarul blocului, comanda G01, valoarea zero pentru deplasarea pe directia X, valoarea de deplasare pe Z in sutimi de milimetru, insotita de semn precum si viteza de avans in mm/min.

Modul in care aceste comenzi apar in cadrul tabelului program piesa, pentru exemplul considerat, este prezentat mai jos:

A. Strunjirea liniara pe directia X

Prelucrarea este prezentata prin exemplul din figura 8.8 in care are loc strunjirea frontala a unui arbore pe o lungime de 5 mm.

Blocul care contine comanda G01 este format din: numarul blocului, comanda G01, valoarea de deplasare pe X in sutimi de milimetru si insotita de semn, valoarea zero pentru deplasarea pe directia Z, precum si viteza de avans in mm/min.

Modul in care aceste comenzi apar in cadrul tabelului program piesa, pentru exemplul considerat, este prezentat mai jos:

B. Interpolare liniara pe o directie oarecare

In acest mod se poate programa o deplasare a sculei dupa o directie oarecare. La aceasta deplasare saniile nu executa miscarea concomitent ci intermitent si succesiv intre miscarile pe X si pe Z existand un raport bine definit. Spre exemplu pentru o deplasare sub un unghi de 45^o raportul X/Z este de 1:1.

Prelucrarea este prezentata prin exemplul din figura 8.10 in care are loc strunjirea tronconica la 45^o a unui arbore.

Blocul care contine comanda G01 este format din: numarul blocului, comanda G01, valoarea de deplasare pe X in sutimi de milimetru si insotita de semn, valoarea pe Z in sutimi de milimetru insotita de semn, precum si viteza de avans in mm/min.

Modul in care aceste comenzi apar in cadrul tabelului program piesa, pentru exemplul considerat, este prezentat mai jos:

Unghiurile α/2 si raporturile X/Z aferente sunt prezentate in cartea masinii.

G02, G03 - INTERPOLAREA CIRCULARA

Comanda este folosita pentru prelucrarea suprafetelor racordate sub forma de arce de cerc.

Strunjirea in arc de cerc este tot o interpolare de aceasta data circulara care presupune descompunerea arcului de cerc in segmente si parcurgerea ulterioara a lor ca si in cazul interpolarii liniare cu precizarea ca raportul X/Z se va afla intr-o modificare continua.

Razele care se pot programa cu echipamentul strungului sunt: 0,25/0,5/1/2/3/4/5/./59 mm. Programarea altor raze decat cele de mai sus provoaca activarea alarmei A01.

Comanda de interpolare circulara se prezinta in doua forme G02 si G03, prima dintre ele folosindu-se pentru interpolari circulare in sens contrar acelor de ceasornic iar cea de a doua pentru interpolari in sensul acelor de ceasornic.

Posibilitatile de prelucrare cu comenzile G02 si G03 sunt prezentate in figuri.

In continuare vor fi prezentate pe scurt aceste variante de prelucrare.

C. Interpolarea circulara utilizand G02

Se poate constata ca se pot programa prelucrari pentru sferturile de cerc 1 si 2. Miscarea sculei este privita de sus.

Blocul care contine comanda G02 este format din: numarul blocului, comanda G02, valoarea de deplasare pe X in sutimi de milimetru, insotita de semn precum si viteza de avans in mm/min.

Modul in care aceste comenzi apar in cadrul tabelului program piesa, pentru exemplul considerat, este prezentat mai jos:

Blocul N01 programeaza miscarea pentru sfertul de cerc 1 iar N02 miscarea pentru sfertul de cerc 2.

D. Interpolarea circulara utilizand G03

Prelucrarea este prezentata in figura alaturata. Se poate constata ca se pot programa prelucrari pentru sferturile de cerc 3 si 4. Miscarea sculei este privita de sus.

Blocul care contine comanda G03 este format din: numarul blocului, comanda G03, valoarea de deplasare pe X in sutimi de milimetru, insotita de semn precum si viteza de avans in mm/min.

Modul in care aceste comenzi apar in cadrul tabelului program piesa, pentru exemplul considerat, este prezentat mai jos:

Blocul N01 programeaza miscarea pentru sfertul de cerc 3 iar N02 miscarea pentru sfertul de cerc 4.

In cadrul acestui capitol se propune abordarea unui exemplu pentru o buna intelegere a activitatilor legate de programare.

Exemplu constǎ in realizarea programului NC pentru realizarea prelucrǎrii prin frezare a reperului prezentat spatial mai jos si are in vedere numai programare geometrica privind deplasǎrile sculei.

Programarea punctului de start si a punctului de sfarsit de program precum si corectia de raza ale sculei nu sunt luate in considerare.

In vederea realizǎrii programului NC de prelucrare a reperului sunt luate in considerare in primǎ fazǎ urmǎtoarele elemente:

• Pentru calibrarea sistemului de masura, punctul de referinta a fost pozitionat corect in timpul setarii masinii
• Scula necesara realizǎrii prelucrarii este deja prinsa in dispozitivul port-scula iar dimensiunile sculei sunt stocate in memorie.
• Operatorul a setat la masinǎ toate informatiile prestabilite, privind punctul zero masinǎ, punctul zero piesǎ, raportarea punctului zero piesǎ la zero masinǎ, etc.
• Functiile suplimentare sunt setate sǎ actioneze automat in timpul derulǎrii programului; de ex. Programarea unei noi coordonate de deplasare se face numai cand se schimba valoarea celei anterioare.

Inainte de a incepe programarea deplasǎrilor sculei in vederea operatiilor de conturare, trebuie studiat cu atentie desenul piesei. Ca prim pas, trebuie stabilit punctul zero al piesei, plasand piesa intr-un sistem de coordonate.

In figura 6.12, punctul zero al piesei este in coltul stanga jos al desenului. Cele trei axe ale sistemului de coordonate al masinii sunt stabilite relativ la piesa, dupǎ cum urmeazǎ:

Axele X si Y sunt folosite pentru realizarea conturului piesei in vederea de sus (fig.6.12)

Axa Z determinǎ grosimea reperului respectiv adancimea de aschiere. (fig.6.13)

Deoarece programarea necesitǎ o succesiune de coordonate a punctelor este necesar sǎ scriem coordonatele celor mai importante puncte de pe contur (P1-P11, fig.6.12) sub forma tabelara:

Urmǎtorul pas constǎ in alegerea sculei aschietoare. In acest exemplu este necesarǎ utilizarea unei singure scule: o frezǎ cilindricǎ cu raza de 10mm.

Cand conturul exterior este frezat fara a se activa corectia de raza a frezei, trebuie sa fie programata directia de miscare a centrului frezei si un traseu echidistant a cǎrui coordonate sunt prezentate mai jos:

Coordonatele punctelor:

Coordonatele centrelor cercurilor pe traseul echidistant:

Programarea conturului exterior si a canalelor

La programarea conturului exterior, se introduce in program sensul de deplasare a frezei de-a lungul conturului exterior. In cazul considerat freza se deplaseazǎ in sens contrar acelor de ceasornic de-a lungul conturului

Pentru a ne asigura ca sistemul de control este capabil sa controleze centrul sculei corect, trebuie sǎ fie cunoscutǎ mǎrimea si numǎrul dintilor frezei si pe care parte a conturului se situeazǎ freza (relativ la directia masinii). In cazul nostru freza este pe partea dreaptǎ a conturului.(figura 6.14)

Deoarece aceste informatii (date initiale) nu sunt standardizate, ele se introduc initial, pentru toate sistemele de control. Cu aceste informatii echipa-mentul de control realizeazǎ calculele privind compensǎrile de raza ale sculei.

Prelucrarea conturului exterior incepe cu o deplasare rapidǎ a frezei, cu ajutorul unei instructiuni de tip G00 X190 Y-5 care are ca efect deplasarea frezei din punctul de referintǎ in punctul de start. In acest punct are loc o deplasare cu avans rapid pe axa Z pe o distantǎ corespunzǎtoare adancimii de aschiere. Se utilizeazǎ instructiunea G00 cu o functie auxiliarǎ pentru coordonata Z20 si pornind axa arborelui principal (S2000).

Prelucrarea conturului exterior este apoi efectuatǎ cu urmǎtoarele functii de tip G: functia suplimentara F produce avansul necesar in mm/min; adancimea de aschiere este stabilita la inceput prin pozitionarea sculei.

Succesiunea blocurilor de program are urmǎtoarea formǎ:

G01 Y130 F200 linie dreapta de la punctul de start la P2

G01 X100 linie dreapta de la P2 la P3

G01 Y105 F150 linie dreapta de la P3 la P4

GO2 X70 Y105 R15 arc de cerc in sens orar, cu raza 15 mm

G 01 Y130 F200 linie dreapta de la P5 la P6

G01 X10 linie dreapta de la P6 la P7

G01 Y20 linie dreapta de la P7 la P8

G03 X20 Y10 R10 F150 arc de cerc in sens antiorar, cu raza 10mm

G01 X190 F200 linie dreapta de la P9 la P1

Pentru prelucrarea canalului frezat, scula este intai retrasǎ cu G01 Z35 (fig. 6.15).

Lǎtimea canalului este egala cu diametrul frezei, iar din acest motiv este simplu sa se programeze directia centrului frezei.

In consecinta nu mai este necesarǎ compensarea de raza. Instructiunile de deplasare se vor referi la centrul frezei.

Frezarea canalului se realizeaza cu urmatoarele instructiuni:

G00 X160 Y100 deplasare rapida la P10

G01 Z20 F150 adancime la P10

G01 X130 Y45 Z10 linie dreapta de la P10 la P11

G01   Z35 F200 retragerea sculei

G00 X300 Y300 deplasare rapidǎ in afarǎ piesei