Lucrare de laborator 2

Sisteme de coordinate. Functii de interpolare

Obiective :

1. Descrierea sistemelor de coordinate ale unei masini-unelte cu CNC,

2. Structura unui program CNC,

3. Functii de interpolare

4. Convesia inch/mm.

2.1 Descrierea sistemelor de coordinate ale unei masini-unelte cu CNC

Sistemul de coordonate al masinii-unelte este setat in fabrica de catre producatorul masinii-unelte. Desi setarile pot fi schimbate de catre utilizator, totusi datele de compensare a erorii pasului, valorile de limitare a cursei, etc. trebuie schimbate corespunzator si de catre o persoana avizata.

In figura 2.1 sunt prezentate axele unei masinii-unelte cu sensurile pozitive ale acestora.

Figura 2.1 Masina-unealta cu 3 axe (X, Y, Z)

Sistemul de coordonate utilizat pentru prelucrarea pieselor este considerat ca sistemul de coordonate de lucru.

Sistemele de coordonate de lucru sunt stabilite si stocate cu numerele sistemului de coordonate de lucru in memorie inainte de inceperea operatiei. Sistemul de coordonate de lucru dorit este apelat in stadiul de prelucrare.

Sistemul de coordonate de lucru este setat utilizand valori corective ale zero-ului programului fata de zero-ul masinii.

Un sistem de coordonate folosit pentru prelucrarea unei piese este definit, asadar, tinand cont de sistemul de coordonate al masinii. Atribuirea valorilor coordonatelor se face in una din functiile : G54, G55, G56, G57, G58 sau G59. (Figura 2.2)

Figura 2.2 Definirea unui sistem de coordinate al unei piese.

In program, aceasta apelare se face sub forma :

G90 G54 X100. Y100. Z50.

unde X0. Y0. Z50. reprezinta pozitia sculei in raport cu sistemul de coordinate G54 (Figura 2.3)

A – reprezinta distanta fata de sistemul de coordonate al masinii.

Figura 2.3 Pozitionarea sculei

In interiorul aceluiasi program putem utiliza toate cele 6 sisteme de coordinate ale unei piese, schimband sistemul fata de care se va face referirea. (Figura 2.4)

G90 G54 X_valoare. Y_valoare Z_valoare

……………………

……………………

G56

……………………

G59

……………………

(Figura 2.4 Reprezentarea sistemelor de coordonate)

2.2 Structura unui program CNC

Programul principal

Programul principal contine o serie de comenzi pentru prelucrarea unui tip de piesa. Subprogramele pot fi chemate dintr-un program principal pentru simplificarea programarii. Un program principal incepe cu un nume de program ce incepe cu caracterul adresa « O » si se termina cu M02 sau M30.

Subprogram

Un subprogram poate fi chemat dintr-un program principal sau din alt subprogram. Exista doua tipuri de subprograme : acelea scrise si furnizate de producatorul masinii-unelte sau al altui dispozitiv montat pe masina si cele scrise de client (subprogramul utilizatorului). Numele programului, care trebuie sa inceapa cu « O » este necesar la inceputul subprogramului.

Formatul Programului. Configurarea Cuvantului. Un cuvant este definit ca o adresa (caracter) urmata de un grup de valori numerice, o expresie matematica, sau o variabila. Daca un

cuvant consta dintr-o expresie matematica sau o variabila, adresa trebuie urmata de semnul egal « = ».

Configurarea blocului

Un grup compus din cateva cuvinte este denumit bloc, iar un bloc exprima o comanda. Blocurile sunt delimitate de un sfarsit al codului de blocuri reprezentate de tasta « ; » sau tasta « Enter ».

Sfarsitul codului de blocuri difera depinzand de sistemul de coduri selectat, ISO sau EIA. Un bloc poate contine pana la 158 caractere.

Un bloc consta de exemplu din urmatoarele tipuri de comenzi:

unde:

1 – reprezinta numarul secventei – liniei curente

2 – functii pregatitoare

3 – valorile coordonatelor

4 – avans

5 – viteza brosei

6 – numarul sculei

7 – functii diverse

Numele programului

Programele sunt chemate si executate prin desemnarea numelui programului sau numarul programului scris la inceputul fiecarui program. Un nume de program care contine numai litere este numit program eticheta, iar un nume de program care contine numai cifre este numit program numar.

Desemnarea numelui programului

Tastati cifre (0 pana la 9) dupa caracterul « O ». Retineti ca nu este voie sa lasati vreun spatiu gol intre « O » si cifra. Pot fi folosite pana la 4 caractere. Un bloc care contine un nume de program nu trebuie sa contina alte comenzi. Numele programului atribuit unui subprogram trebuie sa inceapa cu caracterul « O »,

Caracterele Adresa folosite la Programare

Functiile S,T si M

Functiile S, T si M sunt functii care specifica operatiile necesare masinii-unelte, altele decat comenzile de miscare.

- S: viteza arborelui principal

- T: numarul sculei pentru ciclul de schimbare a sculei

- M: pornirea si oprirea solenoidelor si a altor dispozitive similare

Numai unul dintre aceste tipuri de cod pot fi specificate intr-un bloc

Functia S (Functia Arborelui Principal)

Functia arborelui principal specifica o viteza a arborelui principal printr-o valoare numerica (pana la cinci cifre) introdusa dupa adresa S.

Viteza dorita a arborelui principal (min-1) este specificata direct printr-o valoare numerica urmand adresei S.

Limitele programabile intre 0 si limita masinii-unelte.

Daca o comanda S este specificata cu comenzi de miscare in acelasi bloc, comanda S devine valida in acelasi timp in care sunt executate comenzile de miscare.

Desi o comanda S nu este anulata cand comanda numerica este resetata, se sterge cand sursa de energie este oprita.

Pentru a executa o comanda de rotatie a arborelui principal (M03, M04), o comanda S trebuie specificata in acelasi bloc sau in cel precedent

S500 M3

sau

S500

M3

si nu sub forma

M3

S500

unde:

M3 – rotirea arborelui principal in sensul acelor de ceasornic

M4 – rotirea arborelui principal in sensul invers acelor de ceasornic

Functia T

Functia „tool” selecteaza o scula din masina-unealta cu o valoare numerica (pana la 4 cifre) introduse dupa adresa T.

Limitele programate a unei comenzi T sunt de la 0 pana la 9999

Cand este executat un cod T, urmatoarea scula este pregatita indexand urmatoarea scula din magazie sau scotand urmatoarea scula din magazie si pozitionand-o.

Ciclul de schimbare in regim automat a sculei este executat de M06.

Nu este recomandat ca o comanda T sa fie specificata in acelasi bloc cu comenzi de miscare a unei axe.

Functia M (Miscelaneous function)

Limitele programabile pentru codurile M sunt intre 0 si 511

Urmatoarele sunt exemple de cod M:

M00 – Oprire program

Dupa executarea lui M00, programul se opreste. Daca CN este pornita in aceasta stare a programului, programul reporneste. (11)

M02, M30 – Sfarsitul programului

Aceste coduri M indica sfarsitul programului.

Cand sunt executate M02 sau M30, programul principal se termina si intra in executie procedura reset. Programul este derulat pana la inceput.

M03, M04, M05 – Rotirea arborelui principal in sensul acelor de ceas(CW)/ invers(CCW) si Stop

Aceste coduri M controleaza rotirea arborelui principal si oprirea; arborele principal CW (M03), arborele principal CCW (M04), si oprirea arborelui principal (M05)

M19 – Orientarea arborelui principal

Comanda M19 este folosita la masinile echipate cu mecanism de orientare a arborelui princupal. Functia de orientare opreste arborele principal la o pozitie unghiulara specificata.

Indexarea „multi-point” a arborelui principal

Specificand „RS=unghi” dupa M19, este posibila indexarea arborelui principal la o pozitie unghiulara specificata.

M19 RS=θ unde:

θ reprezinta unghiul dorit de indexare si este specificat in unitati de 1o. Daca o valoare mai mica de 1o este specificata aceasta este trunchiata.

o Limita programabila a lui θ: 0 pana la 360o

o θ indica unghiul de indexare dorit a arborelui principal, masurat in unghi de rotatie in sensul acelor de ceas (CW) in raport cu pozitia de orientare a arborelui principal

Selectarea planului de lucru (G17, G18, G19)

Alegerea planului este necesara pentru a utiliza urmatoarele functii :

- Interpolare elicoidala (aschiere elicoidala)

- Compensarea razei sculei

- Rotire de coordonate (In sistemul de coordonate locale)

- Cicli fixi Calculul coordonatelor

- Aria de prelucrare

Planele pot fi selectate asa cum urmeaza (Figura 2.5):

G17 : Selectarea planului : Seteaza arcul circular in planul Xp – Yp

G18 : Selectarea planului : Seteaza arcul circular in planul Zp – Xp

G19 : Selectarea planului : Seteaza arcul circular in palnul Yp – Zp

G02 : Directia de rotatie : Seteaza directia in sensul acelor de ceas

G03 : Directia de rotatie : Seteaza directia in sens invers acelor de ceas.

Figura 2.5 Plane de lucru si directia de rotatie

2.3 Functii de interpolare

Interpolarea Liniara G01

In modul G01 de interpolare liniara, axa se misca direct dintr-o pozitie actuala intr-o pozitie tinta cu o viteza specificata (Figura 2.6).

G01 PT__F__

PT – punct tinta (punct de sfarsit)

F – viteza de avans.

Viteza specificata ramane valida pana cand este inlocuita de alta valoare

O valoare de avans specificata cu adresa ”F” este stearsa la zero cand NC este resetat. Tineti cont ca aceasta comanda F este stearsa la resetarea. Viteza de avans pentru fiecare axa este asa cum este prezentata mai jos. (Valorile pentru X,Y si Z trebuie convertite in valori incrementale)

Figura 2.6 Intepolare liniara

Exemplu de interpolare liniara:

G01 Xx. Yy. Zz. Ff

Pozitionare cu avans rapid(G00)

Axele se misca din pozitia actuala la pozitia tinta cu avans rapid. In timpul acestei miscari axele sunt automat accelerate si decelerate.

G00 PT__

La executarea operatiei de pozitionare in modul G00 (Figura 2.7), verificarea semnalului ”in-pozitie” este facuta. Comenzile din blocul urmator sunt executate numai dupa ce este confirmata atingerea pozitiei prin semnalul ”in-pzitie” (intervalul semnalului ”in –pozitie” setat din parametrii de sistem)

Figura 2.7 Pozitionare cu avans rapid

Exemplu de pozitionare cu avans rapid

G00 Xx. Yy. Zz.

Interpolare circulara (G02/G03)

In cazul interpolarii circulare G02/G03 miscarea se realizeaza prin deplasarea din pozitia de Start in pozitia Tinta dupa o raza specificata. (Figura 2.8)

G02 PT__R__F__

PT – punct tinta (punct de sfarsit)

R – raza cercului

F – viteza de avans.

Pentru deplasarea scuei pe un arc de cerc trebuie furnizate masinii-unelte informatii despre:

- pozitia de start a arcului de cerc,

- pozitia de punctului final a arcului de cerc,

- pozitia centrului cercului (i si j in cazul G17) sau raza cercului

Figura 2.8 interpolare circulara

Exemplu de interpolare circulara

G17 G02 Xx. Yy. Rr. Ff.

sau

G17 G02 Xx. Yy. Ii. Jj. Ff.

Exemplu:

Programare in absolut:

sau:

Programare in incremental:

sau:

2.4 Convesia inch/mm

Tipul valorilor introduse trebuie specificat la inceputul programului sub forma

G20 (valorile coordonatelor sunt introduse in inch)

G21 (valorile coordonatelor sunt introduse in inch)

Acest cod G trebuie introdus pe o linie independenta in program, la inceputul acestuia si inaintea sistemului de coordinate. Valorile unghiurilor raman neschimbate (in grade).

Conversia din inch in mm sau din mm in inch duce la modificarea:

- comenzii avansului

- comenzii de pozitionare

- sistemului de coordinate al piesei

- valorii de compensare a sculei

- valoarea de indicelui de scalare a piesei

- valorii avansului rapid

- alti parametri.

Conversia inch/mm sau mm/inch nu trebuie facuta in cadrul aceluiasi program decat o singura data; la inceputul acestuia. Modificarea in cadrul programului duce la aparitia unor interferente definite mai sus.