KAKO NAJHITREJE DO ZNANJA PROGRAMIRANJA CNC STROJEV

  • View
    235

  • Download
    9

Embed Size (px)

Text of KAKO NAJHITREJE DO ZNANJA PROGRAMIRANJA CNC STROJEV

  • PROGRAMIRANJE_CNC_STROJEV.doc. Priredil: Andrej OTTO, u.PP PGL CSG

    Stran 1 od 38

    Razvoj raunalniko vodenih obdelovalnih strojev Kratici NC in CNC izhajata iz angleine in pomenita Numerical Control (Numerino krmiljenje) in Computer Numerically Controlled (raunalniko Numerino krmiljenje). NC je predhodnik CNC-krmiljenja.

    Prvi NC-stroji so se pojavili v zaetku petdesetih let v Zdruenih dravah Amerike. Glavni razlogi, vodilo in cilji pri razvoju CNC strojev so bili naslednji:

    poveati produktivnost, izboljati kvaliteto in natannost izdelkov, zmanjati proizvodne stroke, izdelava zahtevnih izdelkov, ki jih na drugaen nain ne moremo izdelati.

    Slika 1: Zaetki razvoja NC-tehnologije segajo v petdeseta leta prejnjega stoletja. Z razvojem elektrotehnike in e posebej elektronike se krmilja fizino manjajo in hkrati ponujajo veje monosti krmiljenja. Z uvajanjem visoko avtomatiziranih CNC-strojev se kraja as izdelave izdelkov in zmanjujejo se proizvodni stroki v maloserijski in srednjeserijski proizvodnji, vedno ve tudi v posamini proizvodnji. Velik razvojni preskok je bil narejen, ko so klasina NC-krmilja zamenjali s CNC-krmilji, ki vsebujejo tudi raunalnik. CNC-krmilje v bistvu opravlja podobno nalogo kot NC-krmilje, vendar lahko vgrajeni raunalnik prevzame vrsto posebnih nalog:

    vije vrste interpolacije, programsko povezavo krmilja s strojem, korekcijo radija rezalnega roba, tehnika dela s podprogrami, itd.

  • PROGRAMIRANJE_CNC_STROJEV.doc. Priredil: Andrej OTTO, u.PP PGL CSG

    Stran 2 od 38

    Slika 2: Spreminjanje cene NC-krmilnikov v odvisnosti od razvoja elektronike.

    Slika 3: Spreminjanje strukture cene NCkrmilnikov.

    Nekatere osnovne prednosti CNC-obdelovalnih strojev pred klasinimi stroji so:

    program vnesemo v stroj in ga shranimo, enostavno popravljanje e shranjenega programa, veja produktivnost strojev, velika kvaliteta in natannost izdelave izdelka, veja izkorienost stroja, visoka prilagodljivost pri obdelavi, omogoa ve delovnih operacij.

    Klasini stroj opravlja eno samo delovno operacijo, potrebno ga je sproti nastavljati in kontrolirati, med stroji za razline delovne operacije moramo imeti medfazno skladie. Prednosti obdelave z vestopenjskimi CNC-stroji:

    - veino delovnih operacij opravimo z enim vpenjanjem na enem stroju, - od 6 do 10-krat veja storilnost kot pri konvencionalni obdelavi, - za posluevanje stroja je potreben en delavec, - kvaliteta obdelave in natannost dimenzij sta neodvisna od razpoloenja delavca, - servis kompletnega stroja opravlja ena oseba, - obdelovancev med posameznimi fazami obdelave ni potrebno skladiiti, - izredno kratki pripravni asi, - enostavna in hitra priprava tehnolokih parametrov, - prilagajanje tehnolokih parametrov med delovnimi operacijami, - visoka stopnja varnosti pri delu, - monost obdelave ve razlinih obdelovancev na isti delovni mizi z enim vpetjem, - ponovljivost delovnih operacij tudi po daljem asovnem obdobju z enako natannostjo, - prihranek delovnega prostora zaradi zamenjave vejega tevila klasinih strojev z enim

    samim.

    Numerino krmiljeni obdelovalni stroj je en stroj, ki se uporablja za ve vrst obdelave lesa, obiajno za rezkanje, vrtanje in aganje. Standardne izvedbe imajo tri obdelovalne osi, ki omogoajo obdelavo zahtevnejih izdelkov. Obdelovance lahko pri istem vpetju obdelujemo z razlinimi orodji, tako se izognemo pripravljalno-zakljunim in tudi pomonim asom.

  • PROGRAMIRANJE_CNC_STROJEV.doc. Priredil: Andrej OTTO, u.PP PGL CSG

    Stran 3 od 38

    Osnove delovanja CNC-obdelovalnih strojev Naini krmiljenja

    CNC-stroj krmilimo s pomojo raunalnika, ki dela na podlagi programa. Razlikujemo nekaj

    osnovnih nainov krmiljenja:

    a) Krmiljenje od toke do toke

    Orodje med premikanjem ne obdeluje, uporablja se predvsem pri vrtanju, za robilnike, velistne krone age, dolbilne, brusilne agregate, za njihovo pozicioniranje v asu pripravljanja.

    Krmiljenje od toke do toke

    b) Krmiljenje po ravnih linijah

    Orodje med gibanjem od toke A do toke B obdeluje. Obiajno je mono gibanje vzporedno s koordinatnimi osmi ali pa pod kotom 45 stopinj. Uporabljamo ga predvsem za obrezovanje, poravnavanje, brazdanje, utorjenje, profiliranje, bruenje, za linijske transporte.

    Linijsko krmiljenje

    c) Izboljano krmiljenje po ravnih linijah

    Gibanje iz zaetne toke v konno toko se lahko izvede pod poljubnim kotom. Uporabljamo ga pri nadmiznih rezkarjih in modernih vrtalnih strojih za hitreje pozicioniranje orodja.

    Izboljano linijsko krmiljenje

    d) Konturno krmiljenje

    Mono je gibanje oz. krmiljenje v dveh ali treh oseh. Pri tem nainu se gibanje med orodjem in obdelovancem neprestano menjava po smeri in velikosti. Konturno krmiljenje omogoa rezbarjenje, kopirno rezkanje, rezkanje s pantografi, obdelava lesa na nadmiznem visokoturnem CNC-rezkarju.

  • Stran 4 od 38

    Konturno krmiljenje

    Zgradba CNC-stroja CNC-stroj je sestavljen iz dveh glavnih delov: stroja, na katerem se izvaja obdelava delov, in CNC-krmilnika, ki to obdelavo krmili. CNC-program, ki vsebuje natanen popis poteka obdelave na stroju, predstavlja vhodne informacije, ki jih CNC-krmilnik potrebuje za krmiljenje obdelave.

    CCNNCC--ssttrroojj je neke vrste avtomat, ki ga lahko prosto programiramo. Njegova glavna znailnost je fleksibilnost, to je monost hitre preureditve stroja z ene na drugo obdelavo, in sicer z zamenjavo programa in eventualno z manjimi hitrimi preureditvami stroja. Zato je e posebej primeren za avtomatizacijo maloserijske in srednjeserijske proizvodnje.

    Raunalniko vodeni obdelovalni stroji so torej sestavljeni iz mehanskega dela, ki se po izgledu bistveno ne razlikuje od klasinega, ter iz krmilnega dela, v katerem je vgrajen raunalnik, ki vodi in krmili ves proces obdelave izdelka.

    Mehanski del stroja je zelo podoben kot pri klasinem stroju, vendar ima kar nekaj izboljav:

    a) avtomatina, programsko vodena menjava orodij (revolverska glava ali shramba orodij), b) monost brezstopenjskega krmiljenja tevila vrtljajev glavnega vretena, c) od elektromotorja se vrtilno gibanje pretvarja v podajalno s pomojo kroglinega

    vijanega vretena in matice, ki zagotavlja zelo veliko natannost pozicioniranja orodja in delovne mize,

    d) zelo natanno merjenje poloaja pri gibanju v smeri osi s pomojo merilnega sistema (direktno ali indirektno merjenje poloaja),

    e) stroji so bolj togi, kar zagotavlja manje vibracije stroja in posledino vejo tonost izdelave.

    Slika 4: Kroglino vijano vreteno in matica

    (Cincinnati Milacron)

    Slika 5: Revolverska glava

    Pri CNC-obdelavi se zaporedje operacij spremeni. Bistvenega pomena so vodila, leaji, ogrodje in

    kontrola izvajanja. VODILA: veina boljih CNC-strojev ima sistem linearnega vodenja s kroglinimi objemnimi vodili

    (vodilni na tem podroju THK), druga so e klasina drsna vodila, vodila s kotalnimi elementi in za natanno vodenje velikih bremen pri majhnih hitrostih zelo uveljavljena hidrostatina vodila.

  • PROGRAMIRANJE_CNC_STROJEV.doc. Priredil: Andrej OTTO, u.PP PGL CSG Stran 5 od 38

    POGONI: od omenjenega navojnega vretena z matico uporabljamo e zobato letev in za manje natannosti zobati jermen.

    LEAJI so izrednega pomena za natannost in obrabo vsakega CNC-stroja. Vsi bolji stroji imajo vgrajene leaje s keraminimi kroglicami namesto jeklenih, saj so lahko vrtilne hitrosti vije za

    55 %, temperatura obratovanja pa je nija. Taki leaji so tudi 3-4x draji od leajev z jeklenimi kroglicami.

    PRITRDITEV OBDELOVANCA NA DELOVNO MIZO se izvaja z vakuumskim vpenjanjem, mehanskim vpenjanjem, uporabljajo pa se e druge pnevmatine in hidravline naprave.

    Krmilni del stroja ima vgrajen raunalnik, ki vsebuje:

    a) vhodno enoto, za vnaanje podatkov oz. programa. Program lahko direktno vnaamo preko tipkovnice na stroju ali pa ga prenesemo preko kabla iz raunalnika (obiajno prenosnega).

    b) obdelovalno enoto, ki podatke (program) obdeluje, shranjuje podatke obdelave,

    preraunava, poilja signale ukaze preko izhodne enote v mehanski del in dobiva povratne informacije o izvedbi le-teh itd.

    Veina dananjih CNC-strojev lahko shrani enega ali ve programov v svoj pomnilnik. tevilo programov, ki so lahko shranjeni v pomnilniku, je odvisno od velikosti pomnilnika. Vsak program ima svoje ime, da jih lahko loimo med seboj. Krmilniki omogoajo popravljanje e shranjenih programov.

    Moderni krmilniki omogoajo interaktivno programiranje s pomojo "arovnika", ki nas vodi preko sistem menijev, vpraanj in odgovorov ter nam pomaga pri izdelavi programa.

    Ena pomembnejih funkcij krmilnika je omogoanje grafine simulacije programov na zaslonu.

    Samopreverjanje pravilnosti delovanja krmilne enote.

    c) izhodno enoto, ki poilja podatke krmilnim elektromotorjem, preko katerih se izvaja gibanje in obdelava na stroju.

    Izhodna enota je tudi zaslon, ki ga imajo e vsi CNC-stroji. S pomojo zaslona lahko programer (operater) na enostaven nain, preko sistema menijev, komunicira s strojem. Na zaslonu se kae trenutna pozicija orodja, vrtljaji vretena, razne spremenljivke in alarmi, ki nas opozarjajo na napake. Na zaslonu izvajamo tudi grafino simulacijo programa, e preden izvedemo program. Grafina simulacija programa nam pokae pot orodja in izdelavo izdelka na zaslon ter tako tudi mone napake, do katerih lahko pride pri pisanju programa.

    Senzorji sporoajo vsak premik in gibanje krmilni enoti, ki na ta nain vodi in krmili celoten proces izdelave izdelka.

  • PROGRAMIRANJE_CNC_STROJEV.doc. Priredil: Andrej OTTO, u.PP PGL CSG Stran 6 od 38

    Slika 6: Sestava raunalnika v krmilnem delu.

  • PROGRAMIRANJE_C