Wrzesień 2001	Warsztaty
	System ZERO-OSN w edukacj [cz.3] Mirosław Miecielica, Artur Grochowski

W poprzednich artykułach poświęconych systemowi ZERO-OSN omówiliśmy zawartość całego pakietu: program, katalogi oraz kasety wideo. Przybliżyliśmy również metodę pracy z modułem do tworzenia kodów dla obrabiarek CNC. Dzisiaj prześledzimy bloki programów CNC.

Poznaliśmy już podstawowe informacje niezbędne do pisania programów NC w systemie ZERO. Przyjrzyjmy się teraz składni programu sterującego obrabiarką.
W zależności od tego, czy modyfikujemy gotowy program, czy wprowadzamy nowy, wybieramy odpowiednią funkcję z menu głównego systemu ZERO. Tworzenie programu zaczynamy do wprowadzenia funkcji G95. Oznacza to, że obrabiarka będzie pracować ze stałą prędkością obrotową (ramka 1). W kolejnym bloku wprowadzamy funkcję M30 kończącą program. W tym momencie możemy już naszą dotychczasową pracę zapisać i przejść do symulacji. Oczywiście, w oknie symulacji pojawi się tylko wcześniej zdefiniowany zarys przygotówki. Powracamy zatem do okna modyfikacji i między funkcje G95 i M30 wprowadzamy kody sterujące obrabiarką w taki sposób, abyśmy uzyskali bryłę przedstawioną na rysunku 1. Gotowy program przedstawiliśmy w ramce 2.
W pierwszym bloku wprowadzono dodatkowo funkcję M42, która decyduje o zakresie obrotów. Za pomocą T1 definiujemy narzędzie, za pomocą D - korekcję narzędzia (różnicę w położeniu wybranego narzędzia względem narzędzia odniesienia), F - posuw, S - obroty wrzeciona oraz M2/M3 - kierunek obrotu wrzeciona. Teraz możemy już definiować ścieżki przejścia narzędzi. Wprowadzając G0, uzyskamy przemieszczenie się narzędzia posuwem szybkim do określonej pozycji. Nóż wprowadzamy w materiał ruchem roboczym - funkcja G1. Jeśli chcemy uzyskać toczenie ruchem roboczym po łuku, wprowadzamy G2 lub G3. Następnie podajemy współrzędne końca łuku oraz środka łuku (I, K). Przykładowy blok opisujący przejście narzędzia po łuku będzie miał postać: G2X68Z46I68K49. Pozostałe bloki programu możemy prześledzić, korzystając z tabeli podstawowych funkcji (ramka 1).
Dla ułatwienia pracy możemy zdefiniować kontur za pomocą cykli.

Wprowadzamy cykl konturu

Wybieramy CK z menu. Otwiera się okno opisu konturu (rys. 2). Widzimy w nim rodzaje opisów konturów, parametry je charakteryzujące oraz symbol. Wybierzemy symbol 6, ponieważ chcemy wprowadzić prostą - łuk - prostą. Otwiera się kolejne okno dialogowe (rys. 3), w którym widzimy symboliczne przedstawienie konturu z parametrami, oraz okno dialogowe służące do modyfikacji parametrów. Wprowadzamy parametry: A1-180, A2-140, X3-x72, Z3-z40, R-8. Po ich zatwierdzeniu system sam wprowadza w oknie modyfikacji programu blok: X72Z45A180B8A140.
W ten sposób generujemy kody na obrabiarki CNC. Z jednej strony zadanie jest łatwe, z drugiej jednak należy dołożyć wielu starań, aby taki program rzeczywiście dobrze pokierował maszyną. Błędy popełniane podczas programowania możemy podzielić na dwa rodzaje. Jedne wynikają ze złego opisania kształtu lub pomylenia ruchów roboczych z szybkimi (dojazdowymi). Tego typu błędy możemy łatwo wychwycić podczas symulacji. Drugą grupę stanowią źle dobrane parametry obróbki. W tym przypadku niezbędna jest duża wiedza z zakresu procesów obróbki skrawaniem. Operator sam musi zdecydować, czy użyć funkcji G95, G96, czy w danym procesie powinien zastosować chłodziwo M8/M9 itd. Oczywiście, w ograniczony sposób możemy się zabezpieczyć przed popełnieniem niektórych błędów, chociażby przez zastosowanie funkcji G92 ustawiającej graniczną liczbę obrotów.
System ZERO ma wiele przykładowych programów, na podstawie których omówione są typowe rodzaje obróbki.

Toczenie wzdłużne wałka

Przykładowe programy sterują zbieraniem z zewnętrznej średnicy detalu warstwy materiału o stałej grubości. W czasie obróbki grubość warstwy skrawanej, posuw, prędkość skrawania i prędkość obrotowa wrzeciona pozostają stałe. Programy te prezentują wpływ takich parametrów jak grubość warstwy skrawanej i posuw na przebieg toczenia zewnętrznej średnicy z zachowaniem stałej grubości warstwy skrawanej.

Toczenie poprzeczne wałka

Program prezentuje podstawową operację tokarską, polegającą na zbieraniu z czoła detalu warstwy materiału o stałej grubości. Narzędzie zbliża się ruchem szybkim do materiału, a następnie wykonuje ruch roboczy, prostopadły do osi wrzeciona w kierunku do osi wrzeciona.
Podczas obróbki grubość warstwy skrawanej i posuw nie zmieniają się. Operacja ta powinna być przeprowadzana ze stałą prędkością skrawania. W takim przypadku obroty wrzeciona rosną, gdy zmniejsza się średnica toczenia. Podczas toczenia czół detali w okolicach osi detalu zawsze występuje problem obróbki z bardzo małą prędkością skrawania, która ma negatywny wpływ na jakość powierzchni oraz rodzaj wióra.

Toczenie wykańczające stożka

Często wykonywaną operacją tworzenia stożka jest fazowanie pod kątem 45?. W przypadku niewielkich stożków materiał można usunąć jednym przejściem narzędzia. Większe ilości materiału wymagają kilku przejść narzędzia. Toczenie wykańczające charakteryzuje się:

Podczas całej obróbki należy dążyć do zachowania stałej grubości warstwy skrawanej, co ma wpływ na jakość uzyskiwanej powierzchni, odchyłki kształtu oraz warunki tworzenia i usuwania wióra.

Toczenie zaokrąglenia

To obróbka typowa dla obrabiarek sterowanych numerycznie, polegająca na wykonywaniu zaokrąglenia na krawędzi detalu lub toczeniu kuli. Łatwo ją przeprowadzić na obrabiarkach sterowanych numerycznie, jej realizacja jest natomiast trudna lub niewykonalna na tokarkach konwencjonalnych. Na tokarce konwencjonalnej niewielkie zaokrąglenia wykonuje się za pomocą noży kształtowych, a większe za pomocą przyrządów specjalnych. Podczas takiej obróbki grubość warstwy skrawanej, a zarazem parametry łamania wióra, są zmienne, co może prowadzić do powstania trudnego do usunięcia wióra wstęgowego.

Nacinanie gwintu

Program o tej nazwie ma na celu zaprezentowanie sposobu wykonywania gwintów. Omówione są następujące metody nacinania gwintu:

Gwinty nacinamy przy stałej prędkości obrotowej wrzeciona. W systemie ZERO omówiono również nacinanie gwintu gubionego i gwintu na stożku. Twórcy systemu umieścili w nim także edukacyjne programy NC ze specjalnie wprowadzonymi błędami oraz te same - już poprawione. Tego typu rozwiązanie bardzo ułatwia naukę programowania CNC.

Tabela 1 - Wykaz podstawowych funkcji

N/N	numer bloku/numer bloku warunkowego
X/Z	współrzędna położenia noża w osi X/Z
I/K	współrzędna położenia ŚRODKA LUKU w osi X/Z
K	skok gwintu równoległy do os Z
A	kat liczony od osi Z odwrotnie do wskazówek zegara
B	wartość promienia luku (zawsze dodatnia) np.: B12
B	wartość sfazowania (zawsze dodatnia) np.: B-1.5
X	programowany postój w [s]
F	posuw roboczy obroty wrzeciona dla G95, prędkość skrawania dla G96
S	graniczna prędkość obrotowa wrzeciona wraz z G92
T/D	T ­ numer narzędzia D ­ numer korektora
G0/G1	przesuw szybki/roboczy
G2/G3	interpolacja kołowa w kier. wskazówek zegara/odwrotnie
G4	postój czasowy , czas postoju X w [s]
G33	nacinanie gwintu
G92	graniczna liczba obrotów S w [obr/min]
G95	stała prędkość obrotowa ­ posuw w [mm/min]
G96	stała prędkość skrawania ­ posuw w [mm/min]
M0	stop programu
M3/M4/M5	obroty wrzeciona: prawe/lewe/stop
M8/M9	chłodziwo : załączenie/wyłączenie
M30/M2	koniec programu
M40 ­ M46	wybór zakresu obrotów (zależnie od typu obrabiarki)

Tabela 2 - Fragment kodu

N005 M42 G95
N010 T1 D1 F.25 S900 M3
N015 G0 X78 Z99
N020 G1 X0
N025 Z100
N030 G0 X62 Z102
N035 X72 Z45 A180 B8 A140
N040 G1 X76
N045 G0 Z100
N050 X54
N055 G1 X60 Z97
N060 Z74
N065 X65
N070 G0 X140 Z160
N075 T2 D2 S700 M3
N080 G0 X66 Z74
N085 G1 X51.8 F.1
N090 G4 X1
N095 G1 X66 F1.5
N100 G0 X160 Z140
N105 T3 D3 S450 M3
N110 G0 X66 Z105
N115 G1 X58.45 F1
N120 G33 Z76 K3
N125 G1 X62
N130 G0 Z105
N135 G1 X57.05
N140 G33 Z76 K3
N145 G1 X62
N150 G0 Z105
N155 G1 X55.89
N160 G33 Z76 K3
N165 G1 X62
N170 G0 Z105
N175 G1 X54.88
N180 G33 Z76 K3
N185 G1 X62
N190 G0 Z105
N195 G1 X54.04
N200 G33 Z76 K3
N205 G1 X62
N210 G0 Z105
N215 G1 X53.32
N220 G33 Z76 K3
N225 G1 X62
N230 G0 Z105
N235 G1 X52.7
N240 G33 Z76 K3
N245 G1 X62
N250 G0 Z105
N255 G1 X52.7
N260 G33 Z76 K3
N265 G1 X62
N270 G0 X180 Z120
N275 M5
N280 M30

Skok na początek