Programiranje i upravljanje nad CNC strugom

F.P.S.(Fleksibilni Proizvodni Sistem) koji predstavlja najvisi nivo fleksibilne automatizacije cine vise istih ili razlicitih fleksibilnih proizvodnih celija sa kompjuterskim prepoznavanjem delova, CNC masinama, senzorskim delom, upravljackim delom itd. Naziv “fleksibilni” dobijaju po tome sto se lako, sa malim izmenama, prilagodjavaju razlicitim procesima I obradama.Kao jedan segment FPS-a javlja se I strug-kompjuterski kontrolisan.U okviru kursa Fleksibilni Proizvodni Sistemi,na Visoj elektro-tehnickoj skoli u Beogradu,kod pr. Veljka Potkonjaka,obradjivane su razne metode obrade metala.Kurs se odrzava u V semestru studija.Kao deo polaganja ispita, obavezna je izrada projekta kao prikaz mogucnosti FPS-a,I kao provera stecenog znanja iz te oblasti.Projekat je izveden upravo na CNC strugu, u laboratoriji za CNC masine,u skoli za nove tehnologije – “Politehnika”, N.Beograd.

Samo struganje je jedna od najznacajnijih i najstarijih metoda obrade.Podrazumeva obradu cilindricnih materijala,spoljnu I unutrasnju kao I ceonu obradu.Glavno kretanje izvodi pripremak (obradak), a pomocno kretanje izvodi alat za obradu. Specifikacija opreme:

1.CNC strug-“ EMCO Compact 5 CNC ” , slika 12.Pripremak,Al, fi30 X 100mm3.Kljunasto pomicno merilo, slika 24.Desni stugarski noz5.Noz za usecanje zljebova6.Noz za rezanje navoja7.Burgija-zabusivac

slika 1.

1

CNC strug “ Emco Compact 5 CNC “ je skolski strug, tj. strug za obucavanje.Programiranje se vrsi G-funkcijom i slicno je programiranju industrijskih masina, s’tim sto takve masine imaju vecu lepezu programiranih ciklusa za komfornije I brze programiranje,I robusniju konstrukciju za potrebe velikih serija,dugog rada bez otkaza I obrade velikih I kvalitetnih pripremaka.Pomocu struga ‘Emco Compact 5 CNC’ obradjuju se aluminijum, mesing i plastika.Naravno, I cene samih masina su uglavnom srazmerne njihovim mogucnostima,s’tim da se u obzir mora uzeti I komplikovanije odrzavanje velikih masina I obradnih centara.Masina na kojoj smo mi radili ima u sebi ugradjen racunar,a pravila se I verzija Emco Compact 5PC, koja je koristila racunarske resurse spoljasnjeg, standardnog PC-a.Strug je tezak 55 kg, ima motor snage 440 W,I razmak izmedju siljaka 310 mm.Proizvodjen je u periodu 1981 – 1992.

Pripremak je prethodno odsecen testerom od veceg parceta sipke,I zatim obradjen na univerzalnom strugu (poravnata ceona strana I dovedena na zeljenu dimenziju pripremka).Odsecanje I poravnavanje izvrsilo je obuceno osoblje skole “Politehnika”.

Pomicno merilo (slika 2), popularno zvano “subler”,sluzi nam za proveru tacnosti dimenzija,spoljneg ili unutrasnjeg precnika,duzine,dubine itd., kako pre I posle obrade,tako I eventualno u samom toku obrade.Standardno pomicno merilo,koje smo I mi koristili meri precizno do na 5/100 mm.Inace,njihova preciznost ide I do 1/1000 mm.Postoje I varijante sa digitalnim merenjem I ocitavanjem,kod kojih je standardna tacnost 2/100 mm.

slika 2

Sami strugarski nozevi se sastoje uglavnom od tela I reznog vrha.Stari tip noza koji je u jednom komadu se sve manje koristi zbog svoje neekonomicnosti.Postoje I posebni tipovi nozeva koji se I danas proizvode iskljucivo u jednom komadu.

Kod nozeva iz dva dela,telo je napravljeno od konstrukcionog celika, a plocica vrha pravi se od tvrdog metala ili brzorezuceg celika, I kasnije se lemi na telo ili steze pomocu vijka.

Neki manji nozevi prave se celi od brzorezuceg celika, sto umnogome povecava njihovu cenu, I smanjuje ekonomicnost.

Desni strugarski noz sluzi za struganje sa desna na levo, usekac sluzi za pravljenje zljebova a za rezanje navoja koriste se razni nozevi u zavisnosti od tipa navoja.

Upravljanje strugom I mogucnosti programiranja

Strug ‘Emco Compact 5 CNC’ koristi univerzalnu glavu za stezanje obratka.Kao dodatna podrska obratku sa suprotne od stezne glave koristi klasican siljak,obrtni ili fiksni.Za kontrolu glavnog I pomocnog kretanja koristi se tastatura preko koje se unosi program kojim se odredjuje putanja noza, brzina glavnog kretanja itd.Emco Compact 5 CNC ima revolversku glavu na koju staju 3 alata.Strug obavlja funkcije koje se zadaju preko tastature,a skup svih zeljenih funkcija koje cine celinu (obradjen komad) naziva se program.Program se prethodno pise na papiru (programski list),a zatim u identicnom obliku prenosi u memoriju masine.

2

Programski list cini 6 kolona I odredjeni broj redova,u zavisnosti od kompleksnosti obrade I skupa programskih ciklusa koje masina poseduje.Na pocetku svake recenice stoji njen redni broj N,potom se unosi G kolona (G-glavna funkcija ili M-pomocna funkcija), zatim redom idu koordinate X i Z, posle kojih idu F(brzina alata) i H(dubina rezanja).Struga poseduje monitor na kome se prati tok upisivanja programa, sto umanjuje mogucnost greske pri unosu. Programiranje se vrsi u apsolutnom ili inkrementalnom kordinatnom sistema.Odgovarajuce G funkcije su G90 I G91.U ovom projektu radjen je metod apsolutnog koordinatnog sistema.Centar koordinatnog sistema se obicno postavlja u centru ceone strane obratka,I tako je uradjeno I u nasem slucaju.

Maksimalna dubina rezanja ovog struga, za ovaj materijal obratka(legura aluminijuma) je 1mm po prolazu (utvrdjeno eksperimentalno,kasnije po dogovoru).Pripremak se steze u steznu glavu, a drugi kraj na siljak cije se postolje nalazi na sini koja se horizontalno krece.Sam obradak prethodno mora da se zabusi sa ceone strane u centru rotacije radi pravljenja lezista za siljak.Pocetna pozicija strugarskog noza od pripremka je 5mm udaljena po X i Z osi.To se naziva bezbedna udaljenost,I u istoj tacki se vrsi zamena alata.Odredjivanje ove, pocetne, udaljenosti od koordinatnog pocetka apsolutnog koordinatnog sistema odredjuje se rucno pomocu kljunastog pomicnog merila pri cemu se dimenzije vrha noza u apsolutnom koordinatnom sistemu, prilikom njegovog pomeranja pomocu tastera ispisuju na displeju.Kod koriscenja nozeva sa vise vrhova obraca se paznja na to kojim se vrhom vrsi rezanje (primer noz za usecanje zljebova).Prilikom koriscenja vise alata, strug se obavestava programom(M06) i sam menja alate, odn. poziciju revolvera, za 1ili 2 mesta(rotacija za 120 ili 240 stepeni).Mora se voditi racuna da vrhovi svih alata imaju iste koordinate u apsolutnom koordinatnom sistemu.Posto se rotacijom revolverske glave polozaji vrhova ne poklapaju, vrse se korekcije(rastojanja od tacke vrha pocetnog alata po X i po Z osi).Te korekcije se vrse pomocu specijalnog optickog instrumenta i unose se u program.Masina ima 2 moda za kretanje alata:prazan hod(G01),kada je noz van materijala i radni hod(G02),kada je noz u fazi rezanja,ili radi opreznijeg kretanja ka ili od materijala.

U projektu smo rezali metricki navoj, a rastojanje izmedju vrhova zubaca je trazeno da bude 1mm, popularno zvano:” korak 1mm “.Pri rezanju navoja dubina rezanja je smanjena kao I brzina obrtanja obradka.Brzine alata i obradka su u kinematickoj sprezi i zavise od tipa navoja.Prilikom rezanja navoja koristi se funkcija ciklusa(G78).Ova funkcija smanjuje broj linija u programu.Strugu se zadaju pocetna tacka noza, ciljna tacka, dubina i brzina rezanja.Samo rezanje se vrsi u nekoliko prolaza,sto zavidi od zadatog navoja I mogucnosti rezanja u jednom prolazu.Po zavrsetku rezanja navoja, kao I svakog drugog ciklusa, noz se vraca u pocetnu poziciju, odakle je poceo rezanje.

Za kontrolu brzine glavnog obrtanja koristi se potenciometar na upravljackoj ploci masine. Opseg brzine obrtanja je 50-3200 o/min.Analogni pokazivac pokazuje stepen opterecenja motora, odn. pokazuje jacinu struje kroz motor.. Strug se pali na glavnom prekidacu a za ukljucivanje kretanja obradka i noza koristi se poseban prekidac.

Postoji I manuelni mod rada.U ovom modu se alat vodi rucno,preko tastera na upravljackoj ploci.Merni sistem je aktivan I pri ovakvoj upotrebi.Ovaj mod moze da se koristi za brze I jednostavne operacije.

Preciznost izrade samog struga,alata I predmeta obrade je na visokom nivou,ali je takodje podlozna trosenju.Nekim delovima ovog sistema se moze kompenzovati trosenje I gubljenje pocetnih karakteristika,dok ne izadju van dozvoljenog opsega,kada zahtevaju odredjeni remont.

Ovim projektom zaokruzeno je teorijsko I prakticno poznavanje osnovnih mogucnosti jednog dela FPS-a.

3