Nikiel Grzegorz - Programowanie obrabiarek CNC na przykładzie układu sterowania Sinumerik 810D_840D.pdf

(2920 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
Spis tre ci
WST P........................................................................................................................... 5
1. ISTOTA FUNKCJONOWANIA STEROWANIA NUMERYCZNEGO ......... 7
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
W
PROWADZENIE
........................................................................................................... 7
P
OMIARY POŁO ENIA W OSIACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE
................................. 12
U
KŁADY WSPÓŁRZ DNYCH
......................................................................................... 18
D
EFINICJA UKŁADÓW WSPÓŁRZ DNYCH
..................................................................... 21
P
UNKTY CHARAKTERYSTYCZNE OBRABIARKI
............................................................. 23
N
AJAZD NA PUNKT REFERENCYJNY
............................................................................. 26
Z
ALE NO CI POMI DZY WSPÓŁRZ DNYMI
.................................................................. 28
W
YZNACZANIE WARTO CI REJESTRÓW NARZ DZIOWYCH I REJESTRÓW
PPZ .............. 32
W
PROWADZENIE
......................................................................................................... 39
P
ODSTAWOWE ADRESY
............................................................................................... 41
N
UMER BLOKU
N
........................................................................................................ 42
F
UNKCJE PRZYGOTOWAWCZE
G..................................................................................
42
F
UNKCJE TECHNOLOGICZNE
S, F
................................................................................ 43
F
UNKCJE NARZ DZIOWE
T, D
..................................................................................... 44
F
UNKCJE POMOCNICZE
(
MASZYNOWE
)
M....................................................................
45
I
NNE ELEMENTY W PROGRAMIE STERUJ CYM
............................................................. 46
O
GÓLNA STRUKTURA BLOKU
...................................................................................... 46
O
GÓLNA STRUKTURA PROGRAMU STERUJ CEGO
........................................................ 47
2. STRUKTURA PROGRAMU STERUJ CEGO............................................... 39
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