Programowanie obrabiarek CNC Sinumerik 810D 840D.pdf

(4667 KB) Pobierz
Grzegorz Nikiel
Akademia Techniczno-Humanistyczna
w Bielsku-Białej
Katedra Technologii Maszyn i Automatyzacji
Programowanie obrabiarek CNC
na przykładzie układu sterowania
Sinumerik 810D/840D
Bielsko-Biała 2004
762435651.001.png
Spis tre ci
WST P........................................................................................................................... 5
1.
ISTOTA FUNKCJONOWANIA STEROWANIA NUMERYCZNEGO ......... 7
1.1.
W PROWADZENIE ........................................................................................................... 7
1.2.
P OMIARY POŁO ENIA W OSIACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE ................................. 12
1.3.
U KŁADY WSPÓŁRZ DNYCH ......................................................................................... 18
1.4.
D EFINICJA UKŁADÓW WSPÓŁRZ DNYCH ..................................................................... 21
1.5.
P UNKTY CHARAKTERYSTYCZNE OBRABIARKI ............................................................. 23
1.6.
N AJAZD NA PUNKT REFERENCYJNY ............................................................................. 26
1.7.
Z ALE NO CI POMI DZY WSPÓŁRZ DNYMI .................................................................. 28
1.8.
W YZNACZANIE WARTO CI REJESTRÓW NARZ DZIOWYCH I REJESTRÓW PPZ .............. 32
2.
STRUKTURA PROGRAMU STERUJ CEGO............................................... 39
2.1. W PROWADZENIE ......................................................................................................... 39
2.2. P ODSTAWOWE ADRESY ............................................................................................... 41
2.3. N UMER BLOKU N ........................................................................................................ 42
2.4. F UNKCJE PRZYGOTOWAWCZE G .................................................................................. 42
2.5. F UNKCJE TECHNOLOGICZNE S , F ................................................................................ 43
2.6. F UNKCJE NARZ DZIOWE T , D ..................................................................................... 44
2.7. F UNKCJE POMOCNICZE ( MASZYNOWE ) M .................................................................... 45
2.8. I NNE ELEMENTY W PROGRAMIE STERUJ CYM ............................................................. 46
2.9. O GÓLNA STRUKTURA BLOKU ...................................................................................... 46
2.10. O GÓLNA STRUKTURA PROGRAMU STERUJ CEGO ........................................................ 47
3.
PROGRAMOWANIE RUCHÓW NARZ DZI................................................ 49
3.1. W IADOMO CI OGÓLNE ................................................................................................ 49
3.2. I NTERPOLACJA LINIOWA G1 ....................................................................................... 50
3.3. I NTERPOLACJA PUNKTOWA G0 ................................................................................... 51
3.3.1. Przykład................................................................................................................. 51
3.4. I NTERPOLACJA KOŁOWA G2/G3 ................................................................................. 54
3.4.1. Przykład................................................................................................................. 58
3.5. I NNE METODY PROGRAMOWANIA INTERPOLACJI KOŁOWEJ ......................................... 59
3.5.1. Przykład................................................................................................................. 65
4.
UKŁADY WSPÓŁRZ DNYCH – DEFINICJE, TRANSFORMACJE ........ 66
4.1. P ROGRAMOWANIE W UKŁADZIE WSPÓŁRZ DNYCH PRZEDMIOTU ................................ 66
4.2. D EFINIOWANIE RODZAJU I JEDNOSTEK WSPÓŁRZ DNYCH ........................................... 67
4.2.1. Współrz dne absolutne i przyrostowe................................................................... 67
4.2.2. Jednostki................................................................................................................ 69
4.2.3. Wymiary rednicowe i promieniowe .................................................................... 70
4.2.4. Przykład dla obróbki frezarskiej............................................................................ 71
4.2.5. Przykład dla obróbki tokarskiej............................................................................. 71
4.3. P ROGRAMOWANIE Z WYKORZYSTANIEM WSPÓŁRZ DNYCH K TOWYCH ..................... 73
4.3.1. Przykład................................................................................................................. 75
4.4. P ROGRAMOWANIE WE WSPÓŁRZ DNYCH BIEGUNOWYCH I WALCOWYCH .................... 76
4.4.1. Przykład................................................................................................................. 78
4.5. T RANSFORMACJE UKŁADÓW WSPÓŁRZ DNYCH (FRAMES) ....................................... 79
4.5.1. Przykład................................................................................................................. 81
5. NARZ DZIA – WYMIARY, PARAMETRY PRACY, KOMPENSACJA
PROMIENIA ........................................................................................................ 84
5.1. R EJESTRY NARZ DZIOWE ............................................................................................ 84
5.2. P ARAMETRY PRACY NARZ DZI .................................................................................... 87
5.3. K OMPENSACJA PROMIENIA NARZ DZIA ....................................................................... 89
5.3.1. Istota kompensacji promienia narz dzia ............................................................... 89
5.3.2. Programowanie automatycznej kompensacji promienia ....................................... 93
5.3.3. Przykład................................................................................................................. 95
5.3.4. Inne funkcje steruj ce automatyczn kompensacj promienia ............................. 97
5.3.5. Przykład............................................................................................................... 104
6. OBRÓBKA GWINTÓW NA OBRABIARKACH CNC ................................ 106
6.1. I NTERPOLACJA SPIRALNA O STAŁYM SKOKU G33 ..................................................... 106
6.1.1. Przykład............................................................................................................... 111
6.2. I NTERPOLACJA SPIRALNA O ZMIENNYM SKOKU G34/G35 ........................................ 115
6.3. N ACINANIE GWINTÓW NARZ DZIAMI KSZTAŁTOWYMI BEZ KODERA ( G63 ) .............. 116
6.4. N ACINANIE GWINTÓW NARZ DZIAMI KSZTAŁTOWYMI Z KODEREM ( G331 / G332 ) .. 117
6.5. O BRÓBKA POWIERZCHNI SPIRALNYCH Z U YCIEM FUNKCJI G2/G3 .......................... 118
7. INNE FUNKCJE PRZYGOTOWAWCZE ..................................................... 120
7.1. P OSTÓJ CZASOWY ...................................................................................................... 120
7.1.1. Przykład............................................................................................................... 120
7.2. O BSZARY ROBOCZE ................................................................................................... 121
7.3. N AJAZD NA PUNKT REFERENCYJNY ........................................................................... 123
7.4. N AJAZD NA PUNKT STAŁY ......................................................................................... 123
7.5. S TEROWANIE POŁO ENIEM K TOWYM WRZECIONA .................................................. 123
7.6. S TEROWANIE DOKŁADNO CI RUCHU NARZ DZIA .................................................... 125
8. PROGRAMOWANIE PARAMETRYCZNE.................................................. 126
8.1. R- PARAMETRY .......................................................................................................... 126
8.2. O BLICZENIA NA R- PARAMETRACH ............................................................................ 127
8.2.1. Przykład............................................................................................................... 128
8.3. I NSTRUKCJE STRUKTURALNE ..................................................................................... 131
8.3.1. Przykład dla obróbki frezarskiej.......................................................................... 134
8.3.2. Przykład dla obróbki tokarskiej........................................................................... 136
9. PODPROGRAMY.............................................................................................. 140
9.1. W PROWADZENIE ....................................................................................................... 140
9.2. W YWOŁYWANIE PODPROGRAMÓW ............................................................................ 140
9.2.1. Przykład............................................................................................................... 141
9.3. Z AAWANSOWANE METODY WYWOŁYWANIA PODPROGRAMÓW ................................. 143
10. PROGRAMOWANIE CYKLI OBRÓBKOWYCH ....................................... 144
10.1. I NFORMACJE PODSTAWOWE ...................................................................................... 144
10.2. W YWOŁYWANIE CYKLI OBRÓBKOWYCH ................................................................... 145
10.3. C YKLE WIERCENIA .................................................................................................... 145
10.3.1. Wiercenie, nawiercanie – CYCLE81 ............................................................... 146
10.3.2. Wiercenie, pogł bianie – CYCLE82 ............................................................... 146
10.3.3. Wiercenie gł bokiego otworu – CYCLE83 .................................................... 147
10.3.4. Gwintowanie bez u ycia uchwytu kompensacyjnego – CYCLE84 ................ 149
10.3.5. Gwintowanie z u yciem uchwytu kompensacyjnego – CYCLE840 ............... 150
10.3.6. Rozwiercanie 1 – CYCLE85 ........................................................................... 152
10.3.7. Rozwiercanie 2 – CYCLE86 ........................................................................... 153
10.3.8. Rozwiercanie 3 – CYCLE87 ........................................................................... 154
10.3.9. Rozwiercanie 4 – CYCLE88 ........................................................................... 154
10.3.10. Rozwiercanie 5 – CYCLE89 ......................................................................... 155
10.3.11. Rz d otworów – HOLES1 ............................................................................. 156
10.3.12. Kołowy układ otworów – HOLES2 .............................................................. 157
10.3.13. Macierz prostok tna otworów – CYCLE801 ................................................ 158
10.3.14. Przykład .......................................................................................................... 158
10.4. C YKLE FREZOWANIA ................................................................................................. 159
10.4.1. Rowki podłu ne na okr gu – LONGHOLE ..................................................... 160
10.4.2. Rowki podłu ne na okr gu – SLOT1 .............................................................. 162
10.4.3. Rowek kołowy na okr gu – SLOT2 ................................................................ 164
10.4.4. Frezowanie kieszeni prostok tnej – POCKET1 .............................................. 165
10.4.5. Frezowanie kieszeni okr głej – POCKET2 ..................................................... 167
10.4.6. Przykład ............................................................................................................ 169
10.4.7. Frezowanie płaszczyzny – CYCLE71 ............................................................. 170
10.4.8. Frezowanie konturu – CYCLE72 .................................................................... 172
10.4.9. Frezowanie wyst pu prostok tnego – CYCLE76 ............................................ 174
10.4.10. Frezowanie wyst pu okr głego – CYCLE77 ................................................ 177
10.4.11. Przykład .......................................................................................................... 178
10.5. C YKLE TOCZENIA ...................................................................................................... 179
10.5.1. Toczenie rowków – CYCLE93 ........................................................................ 179
10.5.2. Toczenie podci obróbkowych – CYCLE94 ................................................. 182
10.5.3. Cykl toczenia i wytaczania – CYCLE95 ......................................................... 183
10.5.4. Toczenie podci cia gwintu – CYCLE96 ......................................................... 185
10.5.5. Toczenie gwintu prostego – CYCLE97 ........................................................... 186
10.5.6. Toczenie gwintu zło onego – CYCLE98 ........................................................ 188
10.5.7. Przykład ............................................................................................................ 189
11. PRAKTYCZNE ASPEKTY PRZYGOTOWANIA PROGRAMÓW
STERUJ CYCH ................................................................................................ 191
11.1. A NALIZA PRZESTRZENI ROBOCZEJ ............................................................................. 191
11.2. T RANSMISJA PROGRAMÓW DO UKŁADU STEROWANIA ............................................... 191
11.2.1. Standardy kodowania danych ........................................................................... 191
11.2.2. Transmisja szeregowa asynchroniczna............................................................. 193
11.2.3. Kontrola przepływu danych.............................................................................. 196
11.2.4. Przykład programu do transmisji szeregowej................................................... 197
Niniejszego opracowania nie wolno bez zgody autora w cało ci ani w cz ciach
rozpowszechnia ani powiela za pomoc urz dze elektronicznych, mechanicznych,
optycznych i innych, wprowadza do systemów umo liwiaj cych jego odtworzenie
w cało ci lub cz ci – Internet, Intranet.
(C) Copyright by Grzegorz Nikiel, Bielsko-Biała 2004
W ST P
Znajomo zagadnienia tworzenia programów steruj cych dla obrabiarek CNC
staje si coraz bardziej po dan umiej tno ci . Zrozumienie funkcjonowania
układów CNC i zasad programowania nie jest szczególnie trudne. Niestety, brak na
polskim rynku wydawniczym w miar aktualnych, dostosowanych do potrzeb
dydaktyki publikacji na ten temat. Trudno równie o łatwo dost pne programy
symulacyjne, pozwalaj ce na praktyczn nauk programowania.
Bazuj c na do wiadczeniach wyniesionych z prowadzenia zaj na Akademii
Techniczno-Humanistycznej (dawniej Filii Politechniki Łódzkiej), jak równie kursów
programowania i obsługi układów sterowania, w szczególno ci firmy Siemens,
opracowano niniejszy skrypt. Jest on po wi cony programowaniu obrabiarek CNC
w oparciu o popularny j zyk sterowania Sinumerik 810D/840D (f. Siemens). Obecnie
to jeden z najbardziej rozbudowanych układów sterowania stosowanych w Polsce,
posiadaj cy ogromne mo liwo ci, szeroko stosowany zarówno w małych jak i du ych
firmach. Jest on doskonał podstaw do poznawania j zyków innych układów
sterowania, podobnie jak Sinumerik najcz ciej bazuj cych na tzw. G-kodach.
W skrypcie omawiane s podstawowe zasady funkcjonowania układów
sterowania CNC, przede wszystkim wynikaj ce z zale no ci pomi dzy układami
współrz dnych (rozdz. 1). Przedstawiono najwa niejsze z układów współrz dnych,
jakie wymagane s do poprawnej pracy obrabiarki, sterowanej z poziomu programu
steruj cego. W syntetyczny sposób zaprezentowano zagadnienia przygotowania
obrabiarki do pracy w trybie automatycznym. Znajomo zagadnie z tego rozdziału
nie jest wymagana dla wprowadzenia do podstaw programowania (rozdz. 2), tym
niemniej na dalszych etapach nauki, jak i przy nauczaniu podstaw obsługi obrabiarek
CNC oka e si na pewno niezb dna.
W rozdz. 2 w przyst pny sposób omówiono najwa niejsze elementy programu
steruj cego: blok, słowo, adres. Przedstawiono podstawowe adresy j zyka Sinumerik
810D/840D. Bardzo szczegółowo potraktowano programowanie ruchów narz dzia,
w tym podstawowe rodzaje interpolacji (rozdz. 3), transformacje układów
współrz dnych (rozdz. 4). Omówiono zagadnienie kompensacji promienia narz dzia
dla obróbki tokarskiej i frezarskiej (rozdz. 5). Du o miejsca po wi cono bardziej
zaawansowanym technikom programowania, takim jak programowanie parametryczne
(rozdz. 8), podprogramy (rozdz. 9) i zwi zanych z nimi cyklom obróbkowym jako
podstawowej metodzie automatyzacji tworzenia programów steruj cych (rozdz. 10).
Zaprezentowano tak e rozwi zywanie specyficznych zagadnie , takich jak
programowanie obróbki gwintów (rozdz. 6). Przedstawiono tak e praktyczne aspekty
przygotowania programów steruj cych na tle całego procesu planowania wytwarzania
(rozdz. 11).
Wiele informacji zostało zilustrowanych prostymi przykładami programów
obróbczych. Zostały one tak przygotowane, by w pierwszej fazie mo na było metod
symulacji sprawdzi przebieg programu i instrukcji w nim zawartych, a nast pnie
próbowa samodzielnych zmian i modyfikacji, na bie co weryfikuj c ich skutki. Do
symulacji programów steruj cych zaleca si stosowa program autora niniejszego
skryptu –
ProgMaster.
Jest
to
przykład
systemu
CAM
do
komputerowego
wspomagania
projektowania
programów
steruj cych
metod
manualn ,
przy
wykorzystaniu
takich
narz dzi
jak
programowanie
dialogowe
czy
graficzne

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin