
|
|
Czerwiec
2001 |
Warsztaty
|
System ZERO-OSN w edukacji
Mirosław
Miecielica, Artur Grochowski
|
|
ZERO-OSN
jest wersją edukacyjną stosowanych w ponad 140 zakładach przemysłowych
systemów SINUMERIK 810, FANUC i NUMS 322T. Przeznaczony został do nauki
sterowania numerycznego oraz programowania obrabiarek CNC.
ZERO-ONS
stanowi swego rodzaju wirtualne centrum obróbki skrawaniem. Po jego
zainstalowaniu na ekranie pojawia się menu zbiorcze (rys. 1). Pierwszym
przyciskiem uruchamiamy główny program ZERO-ONS, służący do nauki programowania.
Oprócz programu do nauki w systemie znajdują się katalogi:
Z
menu głównego uruchamia się również dwa programy eksperckie wspomagające
dobór parametrów obróbki podczas toczenia i frezowania.
Na dyskach instalacyjnych znajdują się także: przeglądarki rysunków
technicznych, zestaw rysunków technicznych w formacie AutoCAD-a (*.dwg)
oraz moduł do wizualizacji 3D.
Jeżeli użytkownik dysponuje tokarką sterowaną numerycznie z dowolnym
systemem sterowania (SINUMERIK: 520K, 3T, 7T, 810T, 810D; FANUC: 240,
5T, 6T, 0TC, 18T, 21iT; MITSUBISHI 50; PRONUM; NUMERIK: 600, H645; NUMS
320-322T, GE-550; PRUS 721; NC-450; NS-560; BNC-3; NC-31; NC80), otrzymuje
bezpłatną wersję systemu służącego do przenoszenia programu obróbczego
i uruchamiania go na obrabiarce.
W tym artykule omówimy ogólnie system ZERO_OSN, a w kolejnym przyjrzymy
się procesowi programowania obrabiarek CNC.
Należy jeszcze raz zaznaczyć, że jest to system edukacyjny i zastosowane
w nim rozwiązania mają znaczenie dydaktyczne. Możliwości i zalety systemu
z pewnością doceni osoba ucząca sterowania obrabiarkami lub pamiętająca
swoje pierwsze kroki w tej dziedzinie. Celem autorów było wprowadzenie
osoby korzystającej z programu w świat CNC od podstaw i w jak najpełniejszym
zakresie. Naturalne wydaje się zamieszczenie, obok standardowego katalogu
narzędzi SECO w wersji elektronicznej, wersji CD tego samego katalogu,
uruchamianego w programie Acrobat Reader. Zapoznanie się z katalogiem
uchwytów BISON BIAL bardziej obrazowo przemawia do uczących się, zwracając
ich uwagę, że obrabiany detal musi zostać zamocowany, co ogranicza dostęp
do niektórych powierzchni podczas obróbki, a i same narzędzia chwytające
ograniczają pole robocze obrabiarki. Dobrym pomysłem jest również udostępnienie
programów eksperckich. Osoba ucząca się programowania szybko sprawdzi,
jak zmiana jednego z parametrów wpływa na pozostałe. Nie wykonuje przy
tym żadnych żmudnych wyliczeń dla kolejnej modernizacji.
Program
główny
Programowanie
oparte jest na normach ISO i przebiega tak, jak przypadku sterownika
SINUMERIK 810, będącego aktualnie standardem krajowym i europejskim.
System zapewnia aktywną kontrolę błędów programowania i wizualizację
procesu obróbki. Umożliwia naukę profesjonalnego programowania obrabiarki
z wykorzystaniem typowych cykli roboczych, instalowanych w sterownikach
obrabiarek, naukę tworzenia i wykorzystania podprogramów oraz programowania
parametrycznego. Podczas pisania programu można obejrzeć jego działanie
na monitorze komputera w postaci takiej, jak na monitorze obrabiarki:
pracę ciągłą lub "blok po bloku" z możliwością analizy parametrów
obróbki w dowolnie wybranym fragmencie pola obróbki. Kolejnym udogodnieniem
jest podgląd trójwymiarowego widoku 3D obrabianego detalu i jego przekroju
dla wszystkich zawartych w systemie przykładów.
Katalogi
narzędzi
Katalogi
zamieszczone w systemie mają identyczny interfejs użytkownika: menu
górne rozwijane, pasek najczęściej używanych narzędzi oraz dwa okna.
Na ekranie widać wykaz stron oraz wybraną stronę katalogu (rys. 3)
do komputera przeniesiono tradycyjne katalogi drukowane. Wyjątek stanowi
katalog w wersji CD, który możemy przeglądać w programie Acrobat (oferowanym
za darmo w Internecie, umieszczonym także na płycie instalacyjnej systemu
ZERO).
Katalog
obrabiarek
Katalog
obrabiarek (rys. 4) ma interfejs zgodny ze standardem pozostałych katalogów
wchodzących w skład systemu. Umożliwia zapoznanie się z konstrukcją
i typami obrabiarek produkowanych w Polsce. Zawiera przegląd wszystkich
obrabiarek przemysłowych aktualnie produkowanych w kraju oraz wybranych
obrabiarek starszych typów. Z menu bocznego użytkownik wybiera obrabiarkę,
której fotografię chciałby zobaczyć. Do każdego zdjęcia dołączony jest
plik z opisem parametrów.
Ciekawym elementem jest zestaw zdjęć przedstawiający montaż współczesnej
obrabiarki FAMOT 400CNC (rys. 5). W katalogu znajdują się również fotografie
szczegółów obrabiarek (głowic przechwytujących, magazynów narzędziowych).
Katalog
uchwytów
To
katalog oprzyrządowania obrabiarek stanowiącego, podczas obróbki na
tokarce czy frezarce, całość z maszyną. Katalog przedstawia uchwyty
produkowane w BISON-BIAL. Zastosowano w nim interfejs użytkownika identyczny
jak we wcześniej opisywanych katalogach. Jest to pełny katalog, który
zawiera wszelkie informacje potrzebne np. w narzędziowniach (rys. 6).
Programy
eksperckie
Programy
eksperckie pomagają w doborze parametrów obróbki. Przeprowadzają żmudne
wyliczenia kolejnych modyfikacji, dając użytkownikowi możliwość zmian
parametrów. Jak widać na rysunku 7, program wspomagający dobór parametrów
toczenia zapewnia wybór technologii, materiału, narzędzia oraz sposobu
mocowania. Parametry oraz wyniki obliczeń prezentowane są na ekranie
w czterech oknach: danych technicznych, warunków skrawania, materiałów
i narzędzi.
Materiały
wideo
Materiały
dydaktyczne dołączone do programu OSN zawierają cztery kasety wideo
z prezentacjami następujących zagadnień:
-
podstaw
obróbki skrawaniem i narzędzia,
-
przykładów
obróbki na tokarkach sterowanych numerycznie,
-
przykładów
obróbki na frezarkach sterowanych numerycznie,
-
obrabiarek
sterowanych numerycznie.
-
Podstawy
obróbki skrawaniem i narzędzia
Filmy
zgromadzone na kasecie obrazują podstawowe operacje skrawania na tokarkach
i frezarkach CNC oraz stosowane narzędzia.
W dużym powiększeniu pokazany jest przebieg tworzenia wióra. Zaprezentowano
różne rodzaje wiórów (schodkowy, ciągły, spiralny itd.) oraz metody
ich usuwania. Na wykresach ukazano zależność rodzaju wióra od grubości
warstwy skrawanej i posuwu.
W dalszej części przedstawiono dwadzieścia osiem przykładów podstawowych
zabiegów prowadzonych na tokarkach CNC. Porównano parametry technologiczne
oraz czas dla obróbki zgrubnej i dokładnej.
Kolejnym zagadnieniem prezentowanym na tej kasecie jest nacinanie gwintów
w zależności od dosuwu narzędzia, gwinty prawe i lewe, zewnętrzne i
wewnętrzne. Pokazano narzędzia z podwójnym i pojedynczym ostrzem oraz
porównano czas wykonania gwintu za pomocą tych narzędzi. Bardzo ciekawie
przedstawiono: procesy wiercenia z zastosowaniem wierteł składanych,
konstrukcje tych wierteł z płytkami wymiennymi oraz sposób doprowadzenia
chłodziwa i usuwania wiórów.
Następne filmy pokazują uniwersalne noże tokarskie produkcji SEKO i
ISCAR zapewniające wielokierunkowe toczenie. Pokazano kształty płytek
nożowych i sposób ich mocowania. Dokonano porównania noży tokarskich
w standardzie ISO z narzędziami HELI GRIP produkcji ISCAR (do wykonania
takiego samego detalu należało użyć trzech noży typu ISO, a tylko jednego
typu HELI GRIP).
Druga część kasety zawiera filmy obrazujące podstawowe operacje frezerskie.
Zaprezentowano narzędzia frezerskie produkcji SECO i ISCAR.
Przykłady
obróbki na tokarkach
Druga
kaseta zawiera pięćdziesiąt krótkich filmów przedstawiających działania
wykonywane na tokarkach CNC.
Filmy od 1 do 29 prezentują toczenie wzdłużne i poprzeczne, wykonanie
stożka i zaokrąglenia w postaci faski, zagłębienia (kieszeni), rowka,
otworu dla różnych materiałów w obróbce zgrubnej i dokładnej dla różnych
parametrów technologicznych.
Filmy od 30 do 44 przedstawiają proste operacje tokarskie, wykonywane
za pomocą różnych klasycznych narzędzi.
Filmy od 45 do 50 ukazują skomplikowane operacje tokarskie z wykorzystaniem
narzędzi wielokierunkowych.
Każdy z przykładów filmowych ma swój odpowiednik w postaci rysunku technicznego,
znajdującego się w materiałach pomocniczych, oraz program sterujący,
zawarty w zbiorze programów systemu OSN.
Na kasecie przedstawiono także przykłady obróbki odlewu oraz materiału
trudno obrabialnego z zastosowaniem pracy dwóch niezależnie sterowanych
głowic.
Ostatnie dwa filmy prezentują obróbkę kształtową za pomocą noży z płytkami
okrągłymi oraz pracę centrum tokarskiego z napędzanymi gniazdami narzędziowymi
oraz dwiema głowicami. Pokazano automatyczną wymianę narzędzi w głowicy
oraz sterowanie kątem obrotu wrzeciona centrum.
Przykłady
obróbki na frezarkach
Filmy
prezentują szeroką gamę narzędzi frezerskich (frezy walcowo-czołowe,
kształtowe, tarczowe, palcowe, głowice frezerskie itd.) oraz zabiegi
wykonywane tymi narzędziami. Przy każdym zabiegu podawane są parametry
technologiczne obróbki. Porównano wydajność w przypadku zastosowania
różnych narzędzi frezerskich.
Kolejne filmy ukazują nowoczesne narzędzia frezerskie produkcji firm
SECO i ISCAR. Zastosowanie wymiennych płytek o różnych kształtach i
specjalnych uchwytów do ich mocowania zapewnia wysoko wydajną obróbkę
zgrubną i dokładną bardzo skomplikowanych detali wykonanych nawet z
materiałów hartowanych.
Następny film obrazuje proces wykonania śruby i nakrętki. Poszczególne
etapy tej operacji to: obróbka płaszczyzn, wykonanie rowków, otworu,
fazowanie krawędzi, gwintowanie zewnętrzne i wewnętrzne oraz odcięcie.
Nacinanie gwintu jest możliwe dzięki zgraniu ruchu w trzech osiach obrabiarki,
a gwint wykonywany jest na całej długości jednocześnie.
Ciekawym przykładem zastosowania centrum obróbczego jest wykonanie krzywki
na wałku oraz kompletnego wału korbowego. W celu jaśniejszego przedstawienia
wykonywanych zabiegów połączono obraz rzeczywistej obróbki z animacją
procesu na komputerze. Zwracają uwagę zsynchronizowane układem sterowania,
wykonywane jednocześnie w wielu osiach ruchy detalu i narzędzia.
Ostatni film prezentuje obróbkę bardzo dużego detalu, o długości ponad
10 m, zamocowanego na stole centrum frezerskiego.
Obrabiarki
sterowane numerycznie
Kaseta
zawiera filmy prezentujące obrabiarki sterowane numerycznie, produkowane
przez Andrychowską Fabrykę Maszyn, Fabrykę Rafamet S.A., Fabrykę Obrabiarek
"Mechanicy" i Fabrykę Urządzeń Mechanicznych Poręba. Oprócz
podstawowych parametrów maszyn pokazany jest dodatkowy osprzęt stosowany
w obrabiarkach CNC. Przedstawiono pracę tokarek, frezarek i centrów
obróbczych. Ostatni film ukazuje działanie nowoczesnej linii produkcyjnej,
składającej się z frezarki CNC, robota oraz urządzeń do pomiaru i selekcji.
Filmy
na CD
Na
dysku CD umieszczone są dwa katalogi. Pierwszy z 56 filmami w formacie
AVI, drugi ze 155 rysunkami detali w formacie DWG. Pierwszy katalog
zawiera bardzo krótkie filmy (trwające od kilkunastu sekund do kilku
minut) przedstawiające podstawowe działania wykonywane na tokarkach
CNC dla różnych materiałów z zastosowaniem typowych narzędzi. Ostatnich
dwadzieścia filmów obrazuje procesy technologiczne wybranych detali
należących do różnych grup materiałowych.
Drugi katalog zawiera rysunki techniczne detali prezentowanych w systemie
ZERO OSN.
Dysk CD jest bardzo przydatnym narzędziem dydaktycznym do wykorzystania
w nauce programowania obrabiarek sterowanych numerycznie. Część filmowa
umożliwia zapoznanie się z rzeczywistym przebiegiem projektowanych operacji,
natomiast rysunki techniczne dokumentują wymagania stawiane wykonywanym
detalom.
Skok
na początek
|