masini unelte echipate cu cnc

S.C.COMELF S.A

Curs 1 Proiect Modificarea fundamentala a fluxurilor de fabricatie si introducerea de tehnologii noi cu scopul cresterii productivitatii si a

competitivitatii pe piata interna si externa a S.C. COMELF S.A. BISTRITA, Program: POS-CCE, Nr. inregistrare: 11.03.016, Cod SMIS 38557Contract de finantare:281101/04.02.2013

Masini unelte echipate cu CNC

Cuprins

1. Generalitati

2. Masini-unelte

2.1 Clasificarea masinilor-unelte

2.2 Partile componente ale unei masini-unelte

3. Arhitectura unei masini-unelte echipate cu CNC

3.1 Partile componente ale unei masini-unelte echipate cu CNC

3.2 Comanda numerica

3.3 Axele masini-unelte.

3.4 Sistemul de masura al axelor

3.5 Sisteme de actionare al axelor

3.6 Automatul programabil PLC

3.7 Echipamente auxiliare

4. Programarea CNC

4.1 Programul CNC. Definitie. Structura unui program

4.2 Comenzi tehnologice privind traiectoria sculei

4.3 Functii auxiliare

5. Sisteme auxiliare de masura, control si supraveghere

5.1 Sisteme de control si supravegere a uzurii sculei

5.2 Sistem de supraveghere a incarcarii arborelui principal

5.3 Sistem de centrare a piesei

S.C.COMELF S.A



Capitolul 1

Generalitati

Controlul numeric se refera, n general, la automatizarea proceselor masinilor-unelte prin programarea

unor seturi de comenzi care vor fi nregistrate, respectiv programate pe un dispozitiv extern, spre deosebire de

controlul manual prin intermediul rotilor de mana,manivelelor i a prghiilor, sau mecanic automatizat prin

intermediul camelor. Primele masini de NC au fost construite n anii 1940 i 1950, pe baza instrumentelor

existente modificate cu motoare care controlau miscarea in puncte introduse n sistem de banda perforat.

Aceste servomecanisme timpurii s-au dezvoltat rapid odata cu aparitia calculatoare analogice i digitale, lucru

care a condus la crearea sistemelor de operare moderne (CNC) a masini-unelte, sisteme care au revoluionat

procesele de prelucrare.

Sistemele moderne CNC au fost dezvoltate cu ajutorul proiectarii asistate de calculator (CAD) i de

fabricatie asistata de calculator (CAM). Programul reprezinta un fisier in computer, interpretat pentru a extrage

comenzile necesare pentru a opera un anumit aparat printr-un postprocesor, si apoi ncrcate n masini CNC

de productie. Deoarece anumite componente ar putea necesita utilizarea unui numr de scule diferite -

burghie, ferstraie, prisma-poanson, utilajele moderne combina mai multe instrumente ntr-o "celula" singur.

n alte cazuri, un numr de maini diferite sunt utilizate cu un controler extern i operatori umani sau robotizate

care muta componenta de la main la main.

1.1 Primele forme de automatizare

Conform definitie se poate considera ca prima masina cu comand numeric este masina de tesut

conceput de Jacquard (1800) care utiliza o banda perforata pentru stocarea, respectiv executia unui set de

instructiuni diferit. De asemenea se pot considera ca predecesoare ale acestui sistem de lucru cutiile

muzicale, automatizate cu ajutorul camelor.

Sistemul cu came

Automatizarea controlului masinii-unelte a nceput n secolul al 19-lea cu camele jucarii, un tip de

masina n care came au jucat un rol important in cutiile muzicale sau ceasuri cu cuc elaborate. Thomas

Blanchard a construit strunguri prin copiere pentru magazia de cartuse a pustii (1820-30 de ani), si munca

altor oameni, cum ar fi Christopher Miner Spencer, a transformat strungul cu turela n masini de filetat (1870).

Automatizare pe baza CAM a atins deja o stare foarte avansat de primul razboi mondial (1910). Cu toate

acestea, automatizarea prin intermediul camei este fundamental diferit de comanda numeric, pentru ca nu

S.C.COMELF S.A



poate fi programata abstract. Camele pot codifica informatii, dar obtinerea de informatii de la nivelul abstract al

unui desen n came este un proces manual care necesit sculptura si/sau de prelucrare si turnare. Diferite

forme de control abstract programabile au existat n secolul al 19-lea: pianele care canta singure ale lui

Jacquard Ioom i calculatoare mecanice ale pionierului Charles Babbage i altele. Aceste inventii tehnice au

avut potential de dezvoltare in domeniul automatizarii controlului masini-unelte ncepnd inca din acel secol,

dar dezvoltarea si evolutia lor nu avut loc decat multe decenii mai trziu.

Control prin copiere

Aplicatiile hidraulice bazate pe automatizarea cu sistemul cu came a dus la crearea unor masini care

utilizau tehnologia prin copiere a unui model. Astfel s-a dezvoltat modelul Keller Machine, creat de Pratt &

Whitney, utilaj care putea copia modele de pana la cativa metri. O alta abordare a fost : inregistreaza si reda,

inovata de General Motors(GM) in 1950, sistem care inregistra miscarile unui operator si le putea reda la

cerere. Nici unul din aceste sisteme nu poate fi considerat programare numerica deoarece necesitau

cunostintele unui operator priceput si erau programari mai mult fizice decat numerice.

Servomecanismele

Prelucrarea mecanica impune realizarea unor produse cu tolerante ridicate de ordinul sutimilor sau

chiar micronilor, ceea ce reprezenta o piedica in automatizarea procesului de prelucrare la aceea vreme.

Controlul prin banda perforata devenise o sarcina usoara pentru producatorii de masini unelte, in schimb

controlul deplasarilor in pozitia corecta cu o precizie ridicata era o alta problema care trebuia rezolvata. Fortele

care apar in timpul prelucrarii mecanice au impus o alta abordare, sistemul lui Jacquard devenise incapabil sa

rezolve problemele aparute.

Cheia rezolvarii acestor problele a fost introducerea sistemului bazat pe servomecanisme, sistem care

controla mult mai precis deplasarile.Introducerea in sistemul de actionare a doua servomecanisme a creea

primul model de autosincronizare (sel-syn). Folosind o gama larga de sisteme electrice si mecanice

producatorii de la aceea vreme au reusit sa creeze un sistem de actionari precis bazat pe autosincronizare (cu

alte cuvinte era primul sistem controlat cu bucla inchisa).

Primele incercari de introducere a autosincronizarii in controlul masinii-unelete au fost in cadrul

General Electric USA. Ernest F. W. Alexanderson, un emigrant suedez, angajat al GE-SUA, a incercat sa

convinga conducerea GE de la acea vreme de avantajele folosirii acestui sistem. Anderson a studiat sistemul

de ghidare al tunurilor de pe navele armatei americane, un sistem care regla foarte precis si liniar un sistem

neliniar( in timpul miscarii tunului apar forte care perturba deplasarea liniara acestuia). In noiembrie 1931,

S.C.COMELF S.A



Anderson a propus Departamentului de Inginerie din cadrul GE utilizarea sistemului pentru actionarile

masinilor-unelte prin amplificarea momentului. Acesta nu a fost luat in seama decat mai tarziu cand alti pionieri

ai masinilor-unelte deja foloseau tehnologia.

Aparitia NC

Nasterea NC-ului este creditata lui John T. Parsons, mecanic i agent de vnzri la compania de

prelucrare a tatlui su, Parsons Corp. n 1942 i s-a spus ca elicopterele urmau sa fie "urmatoarea mare

evolutie in viitor", de fostul sef. A primit n curnd un contract pentru construirea rigidizarilor de lemn n palele

rotorului. La acea vreme, palele rotorului (aripi rotative) au fost construite n acelasi mod ca aripile fixe,

constnd dintr-o retea din otel tubular cu grinzi de lemn. Dintr-un accident nefericit, respectiv ruperea unei pale

a rezultat ideea inlocuirii grinzilor (coastelor) de lemn cu altele metalice. Prelucrarea acestora presupunea

realizarea unui profil destul de complicat la vremea aceea. Parson a inlocuit prelucrarea prin copiere cu

impartirea profilului in 200 de puncte, notate intr-un tabel, definite cartezian X si Y. Stantarea lor pe o banda

perforata si utilizarea pe o masina-unealta a condus la realizarea primei masini in doua axe si jumatate.

Aparitia CNC

Multe dintre comenzile pentru piesele experimentale au fost programate "de mn" pentru a produce

benzi perforate care au fost utilizate ca intrare. n timp s-a dezvoltat Whirlwind, un calculator n timp real MIT.

John Runyon a codificat un numr de subrutine pentru a produce aceste benzi perforate cu ajutorul

calculatorului. Utilizatorii puteau introduce o list de puncte i viteze, iar programul calcula punctele necesare

pentru a genera automat benzi de perforat. Acest proces a redus timpul necesar pentru a produce lista de

instruciuni de prelucrare a piesei de la 8 ore la 15 minute. Aceasta a condus la o propunere a Forelor Aeriene

de a produce un limbaj generalizat "de programare" pentru comand numerica, care a fost acceptat n iunie

1956.

ncepnd din septembrie, Ross i Pople a prezentat un limbaj pentru controlul mainii, care era bazat

pe puncte si linii, care s-a dezvoltat pe parcursul mai multor ani, n limbajul de programare APT. n 1957

Aircraft Industries Association (AIA) i Material Air Command de la Wright-Patterson Air Force Base s-a unit cu

MIT pentru a standardiza aceast lucrare i pentru a produce un sistem complet de control NC. La 25

februarie 1959, echipa a avut loc o conferin de pres cu rezultatele, inclusiv o scrumier 3D de aluminiu

prelucrata, care a fost distribuita presei.

Asa cum APT era lansat la nceputul anilor 1960, a doua generatie de calculatoare cu tranzistori cu

costuri mai reduse a lovit pe piata, fiind capabile de a procesa volume mult mai mari de informatii. Acest lucru

S.C.COMELF S.A



a redus costurile de programare pentru masini NC si de la mijlocul anilor 1960 APT ruleaza pe o treime din

calculatoarele firmelor de aviatie mari.

1.2 Azi

Cititorul de banda poate fi gsit la instalatiile actuale CNC, avand in vedere ca masinile-unelte au o

durat de viata lunga. Sunt, de asemenea, utilizate si alte metode de a transfera programe CNC pentru

masini-unelte, cum ar fi dischete sau prin conectare direct a unui calculator portabil. Dischete, flash drive-uri

USB i reteaua locala au nlocuit benzile perforate si casetele n special n medii in care sunt integrate.

Proliferarea CNC a condus la necesitatea unor noi standarde CNC. Un astfel de standard, a devenit foarte

comun, "G-code", care a fost folosit initial pe Gerber i apoi adaptate pentru utilizarea CNC. Formatul de fisier

a devenit atat de utilizate pe scar larg, care a fost ncorporate ntr-un standard de EIA. La rndul sau, n

timp ce G-code este limbajul predominant utilizat de maini unelete CNC de azi, exist un impuls s-l

nlocuiasc cu STEP-NC, un sistem care a fost n mod deliberat conceput pentru a inlocui G-code. n timp ce

G-code este cea mai comuna metoda de programare, unii productori, de asemenea, si-au inventat propriile

lor metode de tip "conversatie" de programare, in ncercarea de a face mai usoara programarea pieselor

simple si s faca modificarile la masina mai usor (cum ar fi Mazatrol Mazak, IGF Okuma lui, i Hurco). Acestea

au avut succes in diferite situatii.

Un progres mai recent este cunoscut sub numele de programare parametric (de asemenea,

cunoscut sub numele de programare macro). Programe parametrice includ att comenzile dispozitivului,

precum si un limbaj de control similar cu BASIC. O intreaga linie de produse de diferite dimensiuni pot fi

programate folosind logica i matematica simplu pentru a crea i scala o intreaga gama de piese ca pot fi

scalate la orice dimensiune in functie de cerinele clientului.Din 2006, a fost sugerata ideea de a promova

convergenta CNC si DNC pentru automatizarea fluxului de lucru n fabricatie.

S.C.COMELF S.A



Capitolul 2

Masini-unelte

MASINI constructii care transforma energia mecanica intr-o alta forma de energie sau transforma energia de

o anumita forma in energie mecanica.

Dupa tipul de energie acestea se clasifica in doua categorii

- Masini de forta (energetice) furnizeaza energie sub diferite forme, inclusiv energie mecanica;

- Masini de lucru primesc energia, de obicei electrica, pe care o transforma in alte forme de energie,

executand anumite obiecte sau produse.

In acest curs vor fi analizate doar masinile de lucru numite si masini-unelte.

Definitia 1 - masini de lucru avand rolul de a modifica forma si dimensiunile unor corpuri, in anumite conditii

de productivitate, precizie dimensionala si calitate a suprafetei.

Definitia 2 - sisteme electro-mecanice destinate prelucrarilor prin aschiere (atunci cand utilajul este destinat

pentru executarea acestor operatii).

2.1 Clasificarea masinilor unelte

Dupa caracteristicile functionale masinile unelte se clasifica urmatoarele categorii :

- Masini unelte tipice au un procedeu de prelucrare tipic (caracteristic) ;

- Masini unelte agregate utilizeaza mai multe scule care prelucreaza simultan, fiind construite din parti

normalizate sau unificate;

- Centre de prelucrare masini unelte multioperationale, caracterizate prin posibilitatea de a schimba

automat mai multe scule si de a utiliza mai multe procedee de prelucrare, toate fiind caracteristice;

- Linie tehnologica automata mai multe MU, agregate si centre de prelucrare, cu asigurarea

automatizarii tuturor operatiilor de prelucrare, control si transport.

Dupa gradul de specializare masinile unelte se clasifica in urmatoarele categorii:

- Masini unelte universale - cu destinatie larga, pe care se pot executa cateva procedee pe langa cel

tipic, pentru o gama larga de piese, in productii individuale sau de serie mica;

S.C.COMELF S.A



- Masini unelte specializate - pe care se prelucreaza un anumit tip de piese cu un procedeu de baza

sau tipic (masini de danturat cu freza-melc, de rectificat cu arbori canelati, etc), fiind destinate

productiei de serie;

- Masini unelte speciale - destinate prelucrarii unei piese de o anumita forma si cu anumite dimensiuni,

utilizate in fabricatia de serie mare si de masa (inclusiv cele agregate);

Dupa precizie masinile-unelte se clasifica in urmatoarele categorii:

- Masini-unelte de precizie normala;

- Masini-unelte de precizie ridicata;

- Masini-unelte de precizie foarte ridicata sau etalon.

Dupa dimensiune masinile-unelte se clasifica in urmatoarele categorii:

- Masini-unelte mici;

- Masini-unelte mijlocii;

- Masini-unelte mari.

O mare parte dintre piesele metalice se obtin prin procedee de prelucrare la rece. Game de tehnologii de

prelucrare mecanica la rece se divide in doua grupe:

- Prelucrari mecanice prin achiere;

- Prelucrari prin taiere si deformare plastica la rece, specifica pieselor obtinute din semifabricate plate

(table).

Prelucrari prin aschiere

Din categoria prelucrarilor prin aschiere fac parte:

- Strunjirea;

- Frezarea;

- Filetarea;

- Rabotarea;

- Mortezarea;

- Brosarea;

- Danturare.

Dupa tipul de prelucrare mecanica masinile unelte se clasifica in urmatoarele categorii:

S.C.COMELF S.A



- Strunguri paralele;

- Strunguri verticale tip strung carusel;

- Masini de gaurit radiale;

- Masini de frezat verticale sau universale;

- Masini de frezat si alezat tip portal;

- Masini de alezat si frezat orizontale;

- Masini de filetat;

- Masini de rectificat;

- Masini de brosat;

- Masini de mortezat;

- Masini de rabotat;

- Masini de indoit tabla;

- Masini de virolat tabla;

- Masini de debitat ghilotina, punching

- Masini de sanfernat si ajustat.

Dupa tipul de operare masinile-unelte se clasifica in urmatoarele categorii:

- Masini-unelte clasice ;

- Masini-unelte echipate cu NC;

- Masini-unelte echipate cu CNC;

- Centre de prelucrare.

S.C.COMELF S.A



2.2 Partile componente ale masini-unelte

In functie de tipul, precizia si dimensiunea masinii unelte aceasta are diferite parti componente.

Unele parti componente sunt comune tuturor tipurilor de utilaje, altele sunt particulare fiecarui tip de utilaj.

Partile componente care se regasesc im majoritatea masinilor unelte sunt:

- piesele portante -preiau, transmit sau sustin incarcarile din functionare si din greutati proprii, conduc

miscari, sustin diferite sisteme, componente, dispozitive, piese de prelucrat;

- sisteme de ghidare -preiau, transmit sau sustin incarcarile din functionare si din greutati proprii,

conduc miscari, sustin diferite sisteme, componente, dispozitive, piese de prelucrat

- lanturi cinematice surub-piulita, transmisii prin reductoare, curele, pinion-cremaliera sau direct pe

motor.

- sisteme de actionare electrice, hidraulice, pneumatice, mixte.

- sistem de masura optic, rotativ, rigla, fir sau alte metode constructive

- comanda masinilor-unelte poate fi comanda manuala, automata sau numerica.

Piesele portante trebuie sa aiba urmatoarele caracteristici:

- Rigiditate;

- Rezistenta la vibratii;

- Greutate minima.

Datorita acestui lucru ele sunt construite din materiale rezistente la uzura, cu caracteristici mecanice

superioare. De exemplu: se folosesc fonte cenusii, grafitate sau aliate. De obicei se foloseste procedeul de

turnare pentru a realiza o componenta usoara si in acelasi timp rezistenta la vibratii.

Piesele portante pot fi :

- Fixe batiuri, montanti, traverse fixe, papusi fixe, carcase;

- Mobile suport scula (pinola, portcutit, culisa), suport piesa( masa, bacuri, universal, platou).

Sistemele de ghidare au rolul de a conduce saniile pieselor portante mobile ale masinii-unelte,

suportand fortele pe care acestea le transmit in timpul functionarii masinii. Conducerea si ghidarea trebuie sa

se realizeze cu precizia prescrisa initial si in durata, atat in stare libera cat si sub sarcina nominala. Din punct

de vedere constructiv ghidajele pot fi deschise sau inchise.

S.C.COMELF S.A



Din punct de vedere al frecarii sistemul de ghidare poate fi:

- Cu ungere - intre fatetele imbinate contactul se face direct sau printr-un lichid de ungere;

- De rulare - intre fatetele imbinate prezinta corpuri de rulare care pot fi role, bile sau ace;

- Combinate;

Fiecare dintre aceste sisteme prezinta avantaje si dezavantaje.

Avantaje:

- Forte de frecare foarte mici, ceea ce evita mersul sacadat al saniei la viteze mici;

- Precizie ridicata de pozitionare;

- Permit viteze de deplasare mari;

- Durabilitate mare in exploatare.

Dezavantaje:

- Executie complicata;

- Capacitate redusa de amortizare a vibratiilor;

- Dificultati in realizarea unei protectii bune.

Caracteristicile pe care trebuie sa le indeplineasca sistemul de ghidare sunt:

- viteza saniei trebuie sa respecte valoarea transmisa, fara oscilatii

- trebuie sa controleze: forta de frecare, capacitatea de amortizare, rigiditatea statica, regularitatea

miscarii la viteze mici si la pozitionare.

Lanturile cinematice si sistemele de actionare sunt strans legate intre ele si impreuna cu sistemul de

masura au un rol important in realizarea masinii-unelte cu precizie normala sau ridicata. Constructiv aceste

sisteme sunt de diferite tipuri, in functie de constructorul masinii sau de cerintele beneficiarului. Tocmai din

acest motiv se ia in calcul si raportul pret-calitate atunci cand se proiecteaza aceste sisteme ale unei masini-

unelte. De exemplu pentru realizarea unui sistem cu o precizie ridicata se vor folosi suruburi cu bile, rigle cu

precizie inalta si motare capabile sa preia jocurile mecanice cu ajutorul comenzii numerice.

Comanda numerica este o componenta foarte importanta a unui utilaj. Aceasta va fi proiectata in functie

de complexitatea si cerintele utilajului: numar de axe, capacitatea memoriei, posibilitati CAM-CAD. De aceea

fiecare producator echipeaza masina-unealta cu comanda numerica care satisface pretentiile sale si ale

beneficiarului. Comanda numerica trebuie sa fie cat se poate de completa, fiabila si in acelasi timp sa aiba o

interfata prietenoasa, astfel incat operarea sa se faca cat mai usor.

S.C.COMELF S.A



Capitolul 3

Arhitectura unei masini-unelte echipate cu CNC

Masina-unealta la care programarea comenzilor se realizeaza prin interfata unui calculator, folosind un

cod numeric conventional, comandnd aceleasi lanturi cinematice, capat denumirea de masina-unealta cu

comanda numerica (MUCN).

O masina-unealta cu comand numerica este alcatuita din: masina-unealta propriu-zisa (1) i

echipamentul de comand numeric (2), legate ntre ele prin echipamentul electric (3).

3.1 Partile componente ale unei masini-unelte cu comanda numerica

In general masinile-unelte echipate cu CNC au aceleasi parti componente ca si masinile-unelte cu

comanda manuala prezentate in capitolul anterior.

In plus fata de acestea apar cateva componenete noi:

1

2

3

2

S.C.COMELF S.A



- comanda numerica;

- magazie de scule;

- automat programabil PLC;

- diferite echipamente auxiliare : sistem centrare piesa, sistem

supreaveghere incarcare arbore, control de la distanta.

3.2 Comanda numerica

Echipamentul de comand numeric are dou funcii generale:

- asigura controlul n bucla nchisa al deplasarilor. Prin aceasta se creeaz conditii pentru obtinerea

unei precizii ridicate n prelucrare;

- transmite echipamentului electric conventional comenzi pentru selectarea regimului tehnologic de

aschiere stabilit de programator (turatia arborelui principal, selectarea sculei, racire, etc).

Caracteristici ale echipamentului de comand numeric:

S.C.COMELF S.A



- numarul de axe ;

- tipul de program : DIN,ISO, ESI ;

- memoria pentru nmagazinarea programelor ;

- modul de introducere a programelor ;

- posibilitatile de adaptare pentru legatura cu o memorie externa ;

- precizia obtinuta.

Functiile echipamentului de comanda numerica :

- transmiterea informatiilor ;

- conversia marimilor ;

- amplificarea marimilor ;

- memorarea informatiilor ;

- efectuarea de calcule.

In functie de capacitatea calculatorului utilizat, exist dou tipuri de sisteme de comanda prin calculator a

masinilor-unelte :

- sisteme CNC (Computerized Numerical Control), care utilizeaz calculatoare de capacitate mic

(minicalculatoare) pentru comanda unei singure masini-unelte sau a mai multor masini identice pe care se

execut aceleasi operatii ;

- sisteme DNC (Direct Numerical Control ), care utilizeaz calculatoare de capacitate mare pentru

comanda centralizata a unui grup de maini-unelte cu comand numeric.

Sisteme CNC

In cazul sistemelor CNC, minicalculatorul preia o parte din functiile echipamentului de comand

numerica. In cazul comenzii numerice, functiile echipamentului se realizeaz printr-o logic cablat

(hardware), pe cnd la sistemele CNC o parte din functii se realizeaz prin logica cablat, iar o alt parte prin

sistemul programelor de calculator (software). Ca urmare sistemele CNC nlocuiesc sistemele de comand

numeric clasic acolo unde se cere o putere mai mare de calcul i o flexibilitate marita n programare.

Extinderea sistemelor CNC

Structura de baz a sistemelor CNC poate fi completat cu o serie de blocuri care s permit

introducerea unor functiuni noi. Aceste blocuri sunt :

S.C.COMELF S.A



-blocul de cuplare a minicalculatorului la un calculator ierarhic superior n vederea integrrii ntr-un

sistem complex DNC ;

-blocul de msurare automat a erorilor cinematice ale masinilor-unelte si de compensare a acestora.

Prin introducerea acestor blocuri, se poate realiza o optimizare a procesului de prelucrare, avnd ca

obiectiv productivitate maxim, cost minim, ncarcarea optim a masinii, etc. De asemenea, se mareste

precizia de prelucrare prin introducerea blocului de msurare si compensare a erorilor cinematice.

Extinderea sistemelor CNC se poate realiza si prin dotarea acestora cu alte programe de baza, cum ar

fi cele pentru diagnosticarea si localizarea defectiunilor masinii-unelte si a erorilor ce intervin n timpul lucrului.

Sisteme DNC

Sistemele DNC, n afar de conducerea centralizata a masinilor-unelte, asigur distribuirea si evidenta

materialelor, elaborarea programelor de prelucrare a pieselor, planificarea productiei, distribuirea sculelor etc.

La acest sistem, calculatorul preia ct mai mult posibil din functiile blocurilor echipamentului de

comand numeric al masinii-unelte. In cazul limita echipamentul de comand numerica NC este redus doar

la functiile de comand a actionrilor reglabile, de masurare a deplasarilor, de comand, a functiilor auxiliare

ale masinii si la logica necesar transmisiei de date.

Calculatorul nchide buclele de reglare a pozitiei pentru toate masinile-unelte, executnd toate

calculele de comparatii ntre deplasarile precise si cele reale (masurate). El executa, de asemenea,

interpolarea necesara la comenzile de conturare, furniznd n timp real comenzile de deplasare pentru toate

masinile-unelte din grup. Programele-pies sunt stocate n memoria calculatorului, fiind posibil un acces

simplu i rapid. Ca i la sistemele CNC, comunicarea cu maina-unealt se face direct prin calculator, n regim

interactiv, conversational, on-line n timp real, n ambele sensuri.

Sistemele DNC, prin functia de supraveghere a functionrii masinilor-unelte si prin celelalte functii

legate de organizarea si planificarea procesului de fabricatie, realizeaza un coeficent ridicat de utilizare a

masinilor-unelte, cu pn la 30 % mai ridicat dect n cazul masinilor-unelte cu comand numeric clasica.

Pentru a se implementa eficient un sistem DNC este necesar o cunoastere aprofundat a ntregului proces

de fabricatie.

S.C.COMELF S.A



3.3 Axele masinii-unelte cu comanda numerica

Pentru unificarea si usurarea interschimbabilitatii datelor de programare numerica s-a alcatuit ai

acceptat sistemul ISO-R 841 pentru standardizarea axelor de coordonate si a miscrilor la MUCN.

Orice masina unealta executa miscari n raport cu niste axe specifice fiecareia. Stabilirea corecta a

axelor este foarte importanta n cazul MUCN, deoarece programul tine cont de aceste axe. Exist un sistem

de axe de coordonate ale masinii-unelte cnd axele corespund deplasarilor sculei ai un sistem de axe de

coordonate al piesei ce se refer la deplasrile executate de elementul pe care se fixeaz piesa.

In comanda numeric s-a introdus notiunea de axa ca fiind o deplasare liniara sau circulara.

Aceste miscri sunt executate de organele mobile ale masinii-unelte cu comanda numerica.

Axele de coordonate se stabilesc dup anumite reguli, astfel :

Axa Z este paralel cu axa arborelui principal al mainii . Astfel, la o main de gurit sau de frezat,

arborele principal antreneaz scula, n timp ce la un strung, axa Z coincide cu axa piesei. Dac

masina nu are arbore principal, axa Z se alege perpendicular pe suprafata de aezare a piesei.

Sensul pozitiv al axei Z corespunde deplasrii prin care se mreste distanta dintre pies i scula.

Axa X este n general, orizontala si paralela cu suprafata de asezare a piesei. Ea este axa principala

de deplasare n planul n care se face pozitionarea piesei fat de scula.

Axa Y se alege astfel nct s formeze mpreun cu celelalte un sistem ortogonal drept, care se poate

determina si cu regula minii drepte din fizic.

IMPORTANT !

La toate mainile unelte cu comand numeric :

axa Z coincide cu axa arborelui principal,

axa X reprezint axa principal de micare n planul n care se realizeaz poziionarea

IMPORTANT!

Sensul pozitiv al axei oz este sensul ndeprtrii sculei fa de pies.

S.C.COMELF S.A



Axele pentru miscarile rectilinii formeaz un sistem de coordonate ortogonal drept care verific regula minii

drepte.

Y

Pentru a identifica axele unei MUCN, acestora li se atribuie o anumit simbolizare precizat n

recomandarea ISO R- 841/1968 sau n STAS 8902 - 71 . Teoretic exist cazul general, cu 3 axe de translaie

(X,Y,Z) i 3 axe de rotaie (A, B,C) n jurul primelor 3. Se spune c avem n acest caz o maina n 6 axe. Dac

tot ansamblul este montat pe un suport care la rndul lui poate executa micri, putem vorbi de maini n 7, 8

sau 9 axe . Aceste maini sunt de o mare complexitate i se

proiecteaz de obicei pentru un scop foarte precis . Mainile

care se intlnesc n practic au de obicei 2-5 axe, cele mai

multe avnd 2 sau 3 axe.

Micrile de rotaie se noteaz astfel :

- A - rotaie n jurul axei X

- B - rotaie n jurul axei Y

X

Z

Y+

X+

Z+

OM

C+

B+

A+

S.C.COMELF S.A



- C - rotaie n jurul axei Z

Obinerea micrilor se face fie prin deplasarea piesei, fie prin deplasarea sculei . Prin deplasare se

nelege att translaia ct i rotaia .

Astfel, deplasarea sculei pe axa +X corespunde cu o deplasare a mesei pe directia -X. Acest lucru

produce de multe ori confuzie n rndul programatorilor MUCN si al operatorilor de la masin. Se greseste la

stabilirea sensului de parcurs. Pentru a stabili corect sensurile de deplasare pe direcia axelor se va respecta

urmtoarea regula. : Pentru stabilirea sensului miscarilor se considera piesa ca fiind fix, iar miscrile sunt

executate de scula.

n afar de sistemul de coordonate al masinii-unelte, n care are loc deplasarea sculei, trebuie luat n

considerare si un sistem de coordonate solidar cu piesa, cu axele notate cu XI , YI , ZI ce se refer la

deplasarile piesei, dup fixarea ei pe masa masinii. Aceste axe de coordonate au sensul pozitiv n sens opus

celor ale mainii unelte.

Axele suplimentare

Exista situatii in care pe unele masini-unelte intalnim mai mult de 3 axe de deplarare rectilinie. Daca

consideram axele X,Y, Z ca axe de ordinul 1 se pot defini sisteme

de axe suplimentare, paralele cu cele primare dupa cum urmeaza:

- axe de ordinul 1 X, Y, Z;

- axe de ordinul 2 U, V, W ;

- axe de ordinul 3 P,Q,R.

S.C.COMELF S.A



S.C.COMELF S.A



3.4 Sistemul de masura al axelor

Axele principale influenteaza n mare masur functionalitatea si apartin componentelor cheie ale

masinii-unelte. Proprietatile unei axe principale sunt stabilite de constructie, de actionare si de sistemul de

lagaruire, dar si sistemele de msurare utilizate au o influenta semnificativa n performantele axului.

La ora actual, n constructia de masini-unelte exist trendul pentru masini compacte cu productivitate

tot mai ridicat. Cerintele cresc att n raport cu productivitatea

ct si cu calitatea prelucrarii. Asta nseamn c la degrosare se

pune accent pe volumul mare de aschii, iar la finisare pe precizia

foarte mare si pe o calitate perfect a suprafetei. De asemenea, o

influent tot mai mare o au conditiile de lucru variabile datorate

seriilor mici de piese.

Precizii mai ridicate ale axelor principale sunt necesare si

datorit creterii complexitii pieselor prelucrate. Nu sunt putine

cazurile cnd anumite miscri de prelucrare se pot face doar prin

combinarea axelor de avans cu poziia axelor principale.

Sistemul de masura al unei axe cuprinde in fond ansamblul dispozitivelor utilizate pentru a transforma

deplasarea relativa a sculei de piesa in semnale, de obicei electrice, in concordanta cu deplasarea respectiva.

Fidelitatea cu care semnalele semnalele electrice generate redau deplasarea efectiva a sculei fata de piesa

este functie de principiul care sta la baza convertirii informatiei respective, si a preciziei cu care se face

aceasta transformare.

Sistemul de masura este format din doua parti principale:

- Traductorul;

- Ansamblu cinematic de masura.

Traductorul transforma o deplasare fizica, unghiulara sau rectilinie in semnale electrice, acestea

gasindu-se intr-o dependenta fata de deplasarea respectiva.

S.C.COMELF S.A



Traductorul este elementul care, cuplat cu organele in deplasare ale masinii-unelete, pune in evidenta

deplasarea sau pozitia organului mobil

Traductoarele se clasifica in :

- Traductoare de deplasare:

Numeric incrementale;

Numeric ciclic absolute;

Analogic ciclic absolute.

- Traductoare de pozitionare:

Numeric absolute;

Analogic absolute.

Caracteristicile tehnice ale traductoarelor

La baza comparatie dintre diferite tipuri de traductoare utilizate in sistemul de masura in functie de

conditiile impuse, stau caracteristicile tehnice ale traductoarelor.

Precizia traductorului reprezinta eroarea cu care traductorul furnizeaza informatii asupra deplasarii , sau

pozitiei relative dintre cele doua parti componente ale sale, in comparatie cu un dispozitiv de masura luat ca

etalon.

Puterea de rezolutie reprezinta deplasarea minima dintre cele doua parti componente ale sale , care poate fi

pusa in evidenta.

Repetabilitatea reprezinta precizia cu care o pozitie fizica dintre cele doua parti componente ale

traductorului poate fi reprodusa in mod repetat.

Domeniul sau campul de masura reprezinta deplasarea maxima pe care traductorul o poate masura.

Ansamblul cinematic de masura transforma deplasarea rectilinie in deplasare unghiulara sau chiar o

deplasare unghiulara in deplasare unghiulara in acest caz intre elementul de masurat si traductor apare o

transmisie de precizie (roti dintate).

Ansamblul cinematic de masura apare in unele situatii intercalat intree organul mobil al masinii a carui

deplasare trebuie masurata, si traductorul de deplasare.

S.C.COMELF S.A



Ansamblul cinematic de masura apare atunci cand masurarea deplasarii organului mobil al masinii nu

se face cuplarea directa a traductorului la elementul in miscare.

Din acest punct de vedere deosebim doua moduri de masurare a deplasarilor la masinile unelte cu

comanda numerica:

- Masurarea directa;

- Masurarea indirecta.

Masurarea directa a deplasarii constituie solutia cea mai simpla din punct de vedere tehnic, dar

discutabila din punct de vedere economic datorita costului ridicat al traductoarelor liniare. Fiind caracterizata

prin cuplarea directa a traductorului la organul in miscare al masinii-unelte, acest mod de masurare cuprinde

numai traductorul propriu-zis. Masurarea deplasarii liniare se face cu un traductor liniar,iar masurarea

deplasarii unghiulare se face cu un traductor

rotativ cuplat direct.

Masurarea indirecta a deplasarii constituie modul in care masurarea se face prin intermediul

ansamblului cinematicde masura a deplasarii. Aceasta situatie se impune de multe ori sub aspectul

economic, in special pentru masurarea deplasarilor liniare prin intermediul traductoarelor rotative,

componente cu un pret redus fata de traductoarele liniare. Acest mod de masurare apare in

urmatoarele situatii:

- Masurarea unei deplasari liniare cu un traductor rotativ;

- Masurarea unei deplasari unghiulare se face cu un traductor rotativ cuplat indirect la organul

mobil a carui deplasare trebuie masurata.

S.C.COMELF S.A



Exemple de sisteme de masura indirecte:

1. Sistemul surub-piulita;

2. Sistemul pinion-cremaliera de precizie;

3. Sistemul cu angrenaje de precizie.

Astfel sistemele de masura se pot sintetiza in urmatoarele clasificari:

- Dupa modul in care se face masurarea: directa sau indirecta;

- Dupa modul in care se transforma deplasarea in semnal electric: numeric sau analogic; Dupa

modul de redare a informatiei asupra deplasarii: incremental, ciclic absolut, sau absolut;

- Marimea de intrare: liniar sau rotativ.

S.C.COMELF S.A



3.5 Sisteme de actionare al axelor

Functionarea in gol si in sarcina a masinilor-unelte se datoreaza unui proces de transformare a

energiei electrice sau hidraulice in energie mecanica. Aceasta transformare are loc prin intermediul unor

instalatii adecvate cuprinzand elemente de comanda, reglare, si executie, care, dupa natura suportului

energetic se pot clasifica in actionari electrice si actionari hidraulice. Dupa cum elementul actionat al masinii-

unelte il constituie arborele principal al acesteia sau deplasarea pe axele de coordonate, sistemele de

actionare sunt clasificate ca actionare principala sau actionare de avans

Actionarea electrica

Actionarea principala

Caracteristica mecanica necesara masinii-unelte (cuplul) se poate asigura prin motoare asincrone

trifazate alimentate de la retea sau motoare de curent continuuu alimentate de la un variator electric cu

amplificatoare magnetice sau tiristoare. Spre deosebire de motorul asincron trifazat cu turatie practic

constanta, si care functioneaza cu un variator mecanic in trepte apartinand utilajului, motorul de c.c. alimentat

de la un variator electric poate functiona cu viteza de rotatie reglabila continuu, la cuplu constant pana la

turatia nominala, si cu extinderea turatiei la putere constanta, pana la turatia maxima.

Actionarea de avans

Considerente de ordin tehnic au dus la concluzia ca la MUCN de pozitionare si prelucrare liniara sunt

suficiente numai comenzi de viteza, caracteristice functionarii discontinue, in timp ce la MUCN de conturare

este strict necesara reglarea continua a vitezei.

In cazul unei comenzi de pozitionare, sistemul de actionare poate fi cel electromagnetic, format dintr-

un motor asincron si cutii de viteze, iar la comenzi de conturare sunt necesare actionari rapide cu motoare

electro-hidraulice sau cu motoare de curent continuu de constructie speciala. Conditiile tehnice impuse se pot

realiza numai atunci cand inertia motorului, respectiv utilajului, sunt foarte mici, iar accelerarea si franarea au

valori extrem de mari, datorita curentului rotoric care poate fi pana la 10 ori curentul nominal al motorului. Se

impune o actionare reversibila, cu o gama cat mai extinsa a turatiei, pentru a se suprima, pe cat posibil,

angrenajele mecanicelor cum si alte sisteme de reductie sau transmisie.

Conditiile cerute sistemului de actionare cu reglare a turatiei pot fi sistematizate in urmatoarele idei:

- Posibilitatea functionarii in cele 4 cadrane ale planului turatie-moment;

S.C.COMELF S.A



- Acceleratia pozitiva si negativa foarte mare (timp de prima stabilire foarte scurt) atat la salturi

mici cat si la salturi mari ale valorii impuse;

- Domeniul de turatie mare, turatia minima fiind foarte mica, subunitara;

- Atingerea, cu mare precizie, a turatiei prescrise.

Actionarea electrica principala poate fi cu:

- Motor asincron trifazat;

- Motor de curent continuu alimentat de la variatoare cu tiristori sau in sistem generator-motor .

Actionarea electrica de avans poate fi cu :

- Motor de curent continuu;

- Motor pas cu pas.

Actionarea hidraulica

In sistemele de actionare hidraulica intalnite la masinile-unelte se utilizeaza in special sisteme in care

sunt esentiale fenomenele hidrostatice, motiv pentru care se va utiliza de preferinta denumirea de actionare

hidrostatica, in prescurtare AH. Utilizarea sistemelor hidrostatice de actionare la masinile-unelte cu comanda

numerica s-a impus prin avantajele pe care le prezinta acestea in comparatie cu cele electrice, in anumite

aplicatii. Datorita faptului ca in domeniului masini unelte cu comanda numerica sistemele hidrostatice sunt

folosite relativ rar, vom insista doar pe avantajele folosirii acestui sistem si caracteristicile unui astfel de

sistem.

Aplicatii ale actionarilor hidraulice

Domeniul de aplicabilitate al actionarilor hidraulice la MUCN este relativ restrans, practic pentru

actionarile de avans.

Componenta sistemului hidrostatic

Componenta sistemelor hidraulice trebuie sa tina seama de cerintele impuse de MUCN si anume in

special de stabilitatea dinamica si uniformitatea actionarii la viteze mici. Dupa cum se stie, stabilitatea este

determinata de urmatorii factori:

- Deformatia elastica, respectiv compresibilitatea uleiului;

- Elasticitatea conductelor, a peretilor sub presiune a aparaturiisi a motorului;

S.C.COMELF S.A



- Variatia scaparilor sau scurgerilor de lichid prin etansari.

Elasticitatea uleiului este marita prin patrunderea si amestecarea aerului, care trebuie redus la

minimum, caci nu se poate elimina complet. Totodata, volumul de ulei comprimabil trebuie sa fie cat mai mic

posibil.

Pentru realizarea conditiilor de mai sus se utilizeaza pompe cu debit constant si regulator sau cu debit

variabil, in sisteme inchise sau deschise. La schemele cu regulator se aleg montajele care sa comprime

cantitati minime de ulei , sa aiba peretii nedeformabili si scapari nule sau neglijabile. Alegerea supapelor de

descarcare, de reducere, de contrapresiune, de echilibrare adecvate conduc la un sistem hidraulic stabil.

Supape care impiedica intrarea aerului, supape de aerisire, folosirea conductelor metalice scurte reduc

deformatiile elastice.

Elemente hidraulide

- Motoare hidraulice liniare (HML);

- Motoare hidraulice rotative (HMR);

- Motoare electrohidraulice pas cu pas;

- Aparataj hidrostatic si electrohidrostatic : supapa de purjare, supapa antisoc, sertare de

urmarire, electrovalve, etc;

- Amplificatoare hidrostatice de cuplu (AHC);

S.C.COMELF S.A



3.5 Automatul programabil (PLC)

Obiective

Controler-ul logic programabil (PLC) a aparut ca o alternativa reutilizabila, ieftina, flexibila si sigura a

panourilor cu relee cablate. De la acest inceput, din 1986 PLC-urile s-au dezvoltat i diversificat continuu.

PLC-urile moderne realizeaza o multime de functii cum ar fi cele logice, de timp, de numarare, de secventiere,

de control PID si logica fuzzy. Ele pot efectua operatii aritmetice, analiza datelor si pot comunica cu alte PLC-

uri si cu calculatoare de tip server.

3.5.1 Generalitati

Un PLC este un dispozitiv electronic digital, construit pentru a controla masini si procese

efectund operatii de conducere a evenimentelor si a timpului. PLC-ul este construit pentru medii

industriale eterogene. Poate fi programat fara aptitudini speciale in programare, si poate fi intretinut de

tehnicienii fabricii.

Industria de automobile a introdus PLC-ul pentru a elimina costul mare al panourilor cablate,

neflexibile, cu relee. Divizia Hydramatic a Corporatiei General Motors a elaborat specificatiile de proiectare

pentru primul controler logic programabil in 1986. Ei au solicitat un sistem numeric fiabil i flexibil care ar

suparavietui in mediul industrial, care ar putea fi usor de programat si de intretinut de personalul din uzina si

care ar putea fi reutilizabil. De fiecare data cand era schimbat modelul de masina sute de panouri cablate cu

relee erau aruncate la gunoi.

Cateva avantaje ale PLC-urilor includ:

Flexibilitate Un PLC poate conduce multe operatii diferite, iar modificrile se realizeaz la nivel

software i sunt mai usor de implementat decat modificarile la nivel hardware.

Siguranta Dispozitivele electronice sunt mai sigure si mai usor de intretinut decat temporizatoarele si

releele mecanice.

Cost scazut Avantajul PLC-urilor provine din capacitatea sistemelor numerice de a realiza mai multe

functii complexe la un cost mai scazut.

Documentarea Echipamentul de programare a PLC-urilor poate furniza o listare

imediata a circuitului de control curent.

Tendinta in controlul industrial e de a utiliza PLC-uri mai mici plasate langa proces in locul PLC-urilor

centralizate cu multe intrari si iesiri. Un calculator supervizor comunica cu PLC-urile individuale printr-o retea

S.C.COMELF S.A



locala (LAN) pentru a coordona activitatile lor. Un motiv pentru impunerea acestei tendite este programul

deosebit de complex cerut pentru a controla un sistem centralizat cu un PLC de dimensiuni mari. Divizand

procesul in parti mai mici si mai usor de administrat specialistii vor recunoaste aceasta teorie ca o aplicatie a

unei tehnici demonstrate de rezolvare a unei probleme denumita divide si stapaneste. Aceasta metoda rezolva

probleme dificile divizandu-le intr-un numar de probleme mai mici si mai usor de rezolvat.

3.5.2 Configuratia hardware

n Figura sunt prezentate componente functionale mai importante care pot intra n configuraia PLC-

urilor.

1. Sursa de alimentare;

2. Modulul procesor;

3. Modulele de intrare;

4. Modulele de iesire;

5. Unitatea de programare;

6. Unitatea controler-ului PID;

7. Unitatea de comunicatii de date.

Componentele unui sistem cu PLC includ o sursa se alimentare, un modul procesor, module de intrare,

module de iesire si o unitate de programare.

Sursa de alimentare

Un PLC are de regula doua surse de alimentare. Una este sursa exterioara conectata direct la priza

de 120 sau 240V curent alternativ si furnizeaza curent alternativ si curent continu pentru dispozitivele de

S.C.COMELF S.A



intrare si iesire. Cealalta este o sursa de alimentatre interioara, in modulul procesor care alimenteaza unitatea

centrala de procesare (CPU).

Modulul procesor

Modulul procesor poate fi considerat o unitate centrala de procesare (sau CPU). Contine un

microprocesor, o unitate de memorie care poate fi numai citita (ROM), o unitate de memorie cu acces aleator

(RAM) si o interfata de I/O (intrare/iesire) . Informatia stocata in ROM este permanenta. Este setate o data si

apoi nu mai poate fi modificata. Informatia stocata in RAM este temporara. Ea poate fi modificata in orice

moment si este pierduta cand modulul procesor pierde alimentarea.

Sistemul de operare al PLC-uli (OS) este stocat in ROM (OS este un program care serveste aceluias scop

ca si DOS sau Windows intr-un calculator). Programul utilizator poate fi stocat in RAM sau in una din

urmatoarele cipuri de memorie nevolatila:

Memorie programabila care poate fi numai citita (PROM). Poate fi programata doar o data, apoi ea este

permanenta.

Memorie programabila care poate fi cititta si stearsa (EPROM). Poate fi programata de mai multe ori

stergand vechiul program cu lumina ultravioleta.

Memorie programabila care poate fi citita si stearsa electric (EEPROM). Poate fi programata de mai multe

ori stergand vechiul program cu un semnal electric.

Memorie nevolatila cu acces aleatoriu (NVRAM). Poate fi programata de mai multe ori, dar spre deosebire

de RAM-ul obisnuit, continutul NVRAM-ului nu se pierde cand memoria nu mai este alimentat.

Datele folosite de PLC sunt stocate in RAM. Aceste date sunt organizate in sectiuni care depind de

natura datelor. Fiecare sectiune este definita de o litera mare care este utilizata ca parte a adresei de locatii in

acea sectiune de memorie. Sectiunile de memorie includ, dar nu sunt limitate la acestea, urmatoarele:

Imaginea strii intrarilor (I). Stocheaza starea (1 sau 0) a intrarilor de la intrerupatoare si de la semnalele

ON/OFF din proces.

Imaginea strii iesirilor (O). Stocheaza datele binare (1 sau 0) care vor activa sau dezactiva dispozitivele

ON/OFF in proces.

S.C.COMELF S.A



Starea temporizatorului (T). Stocheaza baza de timp, valoarea prezenta, valoarea acumulata si bitii de

stare ai temporizatorului in programul utlizator.

Starea numaratorului (C). Stocheaza valoarea pezenta, valoarea acumulata si bitii de

stare a numaratoarelor din programul utilizator.

Datele numerice (N). Stocheaza datele utilizate pentru conversiile de numere, etc.

Functii (F). Stocheaza starea si datele folosite de alte functii in programul utilizator.

Procesorul are doua moduri de functionare, PROGRAM si RUN. In modul PROGRAM procesorul

permite utilizatorului sa faca modificari in program. Procesorul are mai multi indicatori de stare care furnizeaza

informatii programatorului sau operatorului. In modul RUN procesorul repeta sub controlul sistemului de

operare ciclul urmator de patru secvente:

1. Scanarea intrarii. Procesorul scaneaza intrarile si stocheaza o noua imagine a conditiilor la intrare.

2. Scanarea programului. Procesorul scaneaza programul si obtine o noua imagine a conditiilor de iesire

din noua imagine a intrarilor si vechea imagine a iesirilor.

3. Scanarea iesirii. Noua imagine a conditiilor de iesire este transferata dispozitivelor de iesire.

4. Sarcinile de intretinere. Comunicarea si alte sarcini sunt terminate intr-o baza de timp disponibila.

Ciclul poate incepe din nou imediat dupa terminarea sarcinilor de intretinere, sau poate incepe la un interval

fixat.

Modulele de intrare

Exista doua tipuri de module de intrare, discrete si analogice. Majoritatea intrarilor PLC-ului sunt de tip

discret, furnizand intrari inchise si deschise de la contactele de tip buton actionat prin apasare, de la

intrerupatoarele de limita, diferiti senzori de tip ON/OFF, etc. Pot fi utilizate atat module de intrare in curent

alternativ cat si in curent continu, n funcie de sursa de alimentare folosita pe intrerupatorul de intrare.

Un modul tipic de intrare are 4, 8, 16, sau 32 terminale de intrare, plus un terminal comun si un

terminal de masa. Un terminal al modulului de intrare este conectat la o parte a unui contact din proces.

Cealalta parte a contactului este conectata borna calda a sursei de alimentare in curent continu sau de curent

alternativ. Borna de masa (comun) a sursei de alimentatre este conectata la terminalul comun de la modulul

de intrare si modulul de intrare furnizeaza starea intrrii prin circuitul sau de detectie.

S.C.COMELF S.A



Modulul de intrare converteste fiecare intrare intr-o tensiune de nivel logic si izoleaza intrarile de

circuitele PLC-ului. Modulul de intrare converteste un contact deschis intr-o tensiune de nivel logic 0 (0V), si

converteste un contact inchis intr-o tensiune de nivel logic 1 (5V).

Cand procesorul scaneaza intrarile, el citeste nivelele logice ale toturor intrarilor si stocheaza nivelele

logice in sectiunea imaginii intrrilor din RAM. Contactele inchise sunt stocate ca 1 logic, iar contactele

deschise ca 0 logic. Imaginea poate indica numai daca un contact este inchis sau deschis; nu poate indica

daca contactul de intatre este NO sau NC.

Desi majoritatea intrarilor PLC-urilor sunt discrete, pot fi folosite i intrri analogice pentru controlul si

achizitia datelor. n sistemele de control a proceselor continue cele mai multe variabile de proces sunt

analogice si trebuie convertite intr-o forma digitala pentru intrarea intr-un procesor digital. Modulul analogic de

intrare realizeaza aceasta functie cu ajutorul unui convertor analog digital.

Modulele de iesire

Modulele discrete de iesire furnizeaza semnale ON/OFF pentru a actiona lampi, relee, motoare pas cu

pas etc. Cand procesorul scaneaza sectiunea imaginii ieirilor din RAM, un 1 logic rezulta pentru un semnal

ON la iesirea dispozitivului, si 0 logic rezulta pentru un semnal OFF. Pentru a controla dispozitive de iesire in

curent alternativ sunt folosite triace sau relee, iar pentru a controla dispozitive de iesire in curent continu sunt

folosite tranzistoare sau relee. Un modul tipic de iesire are 4, 8, 16, 32 terminale de iesire, plus un terminal

comun si un terminal de masa.

Iesirile analogice necesita de la 4 la 12 biti pentru sectiunea imagii ieirilor din memorie. Un convertor

digital analogic converteste numarul binar stocat in imaginea de iesire intr-o tensiune (sau curent) analogic

intre un terminal de iesire si un terminal comun.

Modulele PID si de Comunicatii

Modulul PID asigura controlul de de tip PID a doua variabile de proces. Modulul de comunicatii

asigura comunicarea directa cu operatorul, un terminal de programare, alte PLC-uri, sau un calculator

supervizor.

Unitatea de programare

Unitatea de programare da posibilitatea operatorului sa introduca un nou program, sa examineze

programul din memorie, sa modifice programul din memorie, sa monitorizeze starea intrarilor sau a iesirilor, sa

S.C.COMELF S.A



afiseze continutul registrilor si sa afiseze valorile temporizatoarelor sau ale contoarelor. In plus, pentru a

proteja programul din memorie de modificari neautorizate poate fi introdusa o parola.

Dispozitivele de programare includ console de programare, terminale CRT si calculatoare personale

(cu software special). Consola de programare sau programatorul manual este asemanator cu un calculator de

buzunar cu LCD pentru afisarea instructiunilor, a adreselor, a valorilor temporizatoarelor sau ale contoarelor,

datele si asa mai departe. Are de asemenea o tastatura pentru introducerea instructiunilor, adreselor si a

datelor. Un terminal CRT arata ca un calculator personal, dar este special proiectat pentru programarea unui

PLC. Terminalele CRT si calculatoarele personale permit utilizatorului sa scrie un program folosind o varietate

de limbaje de programare incluzand limbajul de tip diagram cu functii secveniale (Sequential Function

Chart), limbajul de tip diagrama structurata (Ladder Diagram), limbajul de tip diagram cu functii bloc (Function

Block Diagram) si limbajul de tip text structurat (Structured Text).

S.C.COMELF S.A



3.6 Echipamente auxiliare

Echipamentele auxiliare ale unei MUCN sunt accesorii care usureaza munca operatorului sau

automatizeaza unele operatii executate manual pe masinile unelte cu comanda manuala.

Sisteme auxiliare:

- Sistem de racire al sculei;

- Sistem de evacuare span;

- Sistem centrare piesa;

- Sistem auxiliar de control al avansului si turatiei.

Sistem de racire al sculei

Acest sistem auxiliar este foarte important pentru o masina unealta cu comanda numerica. Avantajele

folosirii sistemului de racire:

- creste productivitatea prin folosirea unor regimuri de aschiere mai mari: avans mare, turatie crescuta;

- creste durata de viata a sculei prin scaderea uzurii acesteia si scaderea riscului de rupere a sculei;

- creste calitatea suprafetei prelucrate.

Sistemul de racire poate fi: cu apa sau cu aer. Racirea cu apa se poate efectua prin interiorul sau prin

exteriorul sculei, cu jet de apa sau cu ceata. Racirea cu aer poate fi cu aer comprimat sau aer rece (sistemul

contine si un echipament de racire a aerului).

Sistem de evacuare span

Sistemul de evacuare al spanului inlocuieste operatia

manuala de curatire a utilajului. Evacuarea spanului este o

operatie foarte importanta in intretinerea si mentinerea utilajului

in conditii optime de functionare. Deasemenea se pot evita

accidente, operatorul lucrand intr-un mediu mai curat si sigur.

Sistemele de evacuare a spanului contin benzi

transportoare si/sau sisteme melcate in functie de dimensiunile

sau tipul masinii unelte.

S.C.COMELF S.A



Folosirea acestui sistem creste timpul aferent

operarii masinii de catre operator.

Sisteme auxiliare de control

Pentru utilizarea mai facila a comenzii numerice s-au creat sisteme auxiliare de control al tabloului de

comanda. Distanta dintre piesa executata si tabloul de comanda este relativ mare uneori. Astfel urmarirea

simultana a regimului de aschiere si a executarii efective a piesei devine greoaie. In cazul utilajelor de mari

dimensiuni, fara sistem de centrare a piesei, cautarea si verificarea originii piesei impune uneori doi operatori.

Roata de mana poate inlocui al doilea operator fiind usoara, manevrabila operatorul putand lucra aproape de

piesa avand si control asupra masinii unelte.Roata de mana poate comanda doar cate o axa, alegerea

acesteia se face, in prealabil, cu un comutator. Un alt model de sistem de comanda auxiliar este telecomanda

cu fir. Telecomanda are acelasi rol insa roata de mana este inlocuita cu butoane pentru alegerea sensului si

axei comandate. Avantajul telecomenzii este acela ca se pot comanda mai multe axe prin apasarea simultana

a doua sau trei butoane( in functie de constructia telecomenzii).

S.C.COMELF S.A



Capitolul 4

Programarea CNC

4.1 Programul CNC.

4.1.1 Definitie. Structura unui program.

Pentru masini-unelte prevzute cu comand numeric(CNC) indicaiile de fabricare a unei piese sunt

introduse sub form codificat numita programare-piesa.

Urmtoarele informatii sunt necesare pentru realizarea unei programri-piesa:

- fixarea piesei;

- derularea prelucrarii;

- unelte si date tehnologice;

- geometria piesei.

Pentru simplificarea programarii-piesa se consider c miscarea (pornirea) se realizeaz totdeauna

din piesa. Pentru a putea stabili traiectoria piesei, masina va fi prevazut cu un sistem de coordonate,

adecvat, a crui punct zero poate fi ales n mod arbitrar. Axele de deplasare sunt stabilite n DIN-ISO/R841 i

DIN66217. Pozitia traiectoriei sculei este programata ca puncte ale sistemului de coordonate. Astfel, aici,

trebuie decise fiecare dintre miscrile uneltei, mpreun cu datele tehnologice, ca indicatii individuale. Un

programpiesa se compune dintr-o sum de derulri individuale numite propozitii.

Fiecare enunt este alctuit din indicatii individuale care sunt numite cuvinte. Programul trebuie sa fie

memorat n memoria masinii, memorie controlat cu ajutorul programului de baza al masinii-unelte. Utilizarea

si prelucrarea programului se realizez prin accesarea memoriei. Memoria masinii contine dou sectoare

separate de memorie :

- o memorie pentru constantele masinii si informatii despre scule;

- o memorie pentru programe-piesa/subprograme.

Fiecare program necesit un anumit volum de memorie. Cunoscnd volumul total se poate aprecia

numarul de subprograme ce pot fi arhivate.

Pentru introducerea unui program exist trei posibiliti :

S.C.COMELF S.A



- introducerea manual cu ajutorul tastaturii;

- introducerea datelor de la un PC ( RS-323-C );

- introducerea datelor cu ajutorul unei memorii fixe.

4.1.2 Codul de programare

Alctuirea general

Informaiile care sunt transferate de pe suportul de date (data medium), trebuie s fie scrise n semne, pe care

le va prelucra comanda. Cea mai mica form de reprezenare este bit-ul sau semnul binar. Adic reprezint c exist/ nu

exist o gaur pe banda perforat. Un byt are 8 bit. Se consider o unitate i este prelucrat ca o unitate de pe CNC.

Numerotarea bit-lor se face de la 1 la 8. Coninutul de informaie a byt-ului i n mod corespunztor codul de date este

dat de valorile bit-ilor.

Controlul paritate

Paritatea codului va fi citit la culegerea/selecterea diferitelor memorii n CNC. Dac paritatea este greit

atunci n timpul transmiterii datelor, atunci eroarea este afiat pe ecran.

Bit 1-7 sunt identici cu codul ISO R/840. Numai bit-ul 8 nu se va utiliza ca bit de paritate. Cu ajutorul setrilor

constantelor main, controlul paritii poate fi dezactivat n timpul culegerii datelor.

Simboluri i caractere

Pentru semnele respective codificarea se poate deosebi n cazul n care CNC le prelucreaz sau nu.

Caractere care pot fi prelucrate

CNC prelucreaz urmtoarele caractere :

- cifrele 0-9;

- adresele i literele prezentate n tabel;

- semne speciale.

Caractere care nu sunt prelucrabile

Caracterele ca ,,* , pot fi utilizate ca i in cazul data medium dar sunt srite/omise de CNC i nu sunt

preluate n memoria programului.

Caractere nepermise

Caracterele care sunt prevzute cu ** pot fi utilizate numai ntre paranteze nchise/deschise. Dac n

timpul introducerii datelor este identificat un semn nepermis, eroarea este afiat pe monitor.

Caractere speciale

S.C.COMELF S.A



Pornire program (%)

Caracterului % i pot fi puse nainte numai semne peste care CNC poate sri. Toate celelalte trebuie

s stea ntre paranteza deschis i cea nchis.

Finalul propoziiei (LF)

Punctul zecimal(.)

Valorile zecimale sunt reprezentate pe suportul de date cu ajutorul unui punct zecimal virgula dintre

zecimale i ntreg fiind reprezentat de acest punct zecimal.

Finalizarea transmiterii datelor

n finalul trasmiterii tuturor datelor apare semnul (EOT), apariia sa reprezentnd finalizarea citirii

datelor.

4.1.3. ntocmirea unei bnci de date/subprogram (extern)

La nceputul oricrui subprogram trebuie ales tipul de suport i modul de transmisie al datelor. Dup

aceast operaie se trece efectiv la crearea unui subprogram. Identificarea tipului de memorie se realizeaz

prin alegerea memoriei:

Memoria programului CNC - %PM (LF)

Memoria subprogramului - %MM (LF)

Memoria pentru unelte - %TM (LF)

Memoria constant main - %CM (LF)

Cuvinte program

Observatii generale despre cuvintele de programare

Pentru CNC se va utiliza formatul de intrare

n modul scriere-adress. Astfel fiecare cuvnt din

propozitie este alctuit dintr-o liter-adres si o cifr

cu mai multe parti.

Cifra zero conducatoare poate fi lasata

deoparte pentru toate cuvintele.

Pentru cuvinte care sunt scrise cu punct

X - 21 . 4.3

adres

indici

u

Valoarea inaintea pct

zecimal

Punct

zecimal

Valoarea dup pct zecimal

S.C.COMELF S.A



zecimal, cifra zero poate fi lasat deoparte. Dac este scris astfel de cuvnt fara punct zecimal, atunci se va

considera ca punctul zecimal se afla dup ultima cifra zecimal care a fost introdusa.

Cuvintele unei propoziii de program trebuie s fie inserate ntr-o anumit ordine.

Comanda numeric prelucreaz lungimi de propozitie variabile. Adic asta nseamn c numrul de

cuvinte poate fi variabil n fiecare propoziie. Toate adresele cu exceptia N, P, E, pot s apar numai odat

ntr-o propoziie.

Majoritatea cuvintelor au proprietatea c vor rmne active pn ce acel cuvnt, respectiv un cuvnt

din aceiai grup este programat cu o alt valoare(cuvinte modale active).

Cuvintele care nu sunt modale active (cuvinte n salturi) vor trebui ca n fiecare propozitie n care sunt

folosite s fie reprogramate.

Cuvintele care contin informatii despre calea care trebuie aleas stabilesc traiectoria uneltei. Aceste

cuvinte pot s conin un semn iniial + sau - . n cazul n care acesta lipsete se va considera valoarea ca

fiind pozitiv.

DENUMIREA ADRESA

SIMBOL PENTRU CIFRE

metric inch

N NUMRUL PROGRAM 07.

N numrul propoziiei 04.

G traiectorie 02.

P definirea punctului 02.

X informaie traiectorie, axa X +043 +034

Y informaie traiectorie, axa Y +043 +034

Z informaie traiectorie, axa Z +043 +034

B informaie traiectorie, axa B +043

R informaie traiectorie raza unui cerc

S.C.COMELF S.A



I centrul de interpolare X +043 +034

J centrul de interpolare Y +043 +034

K centrul de interpolare Z +043 +034

L lungimea coordonatelor polare 043 +034

F avansul n mm/min (mm/rotaie) 041(023) 032(014)

S turaia axului 04.

T numrul sculei 02.

M funcie suplimentar 02.

E numrul parametru 02.

C constant main 07.

+043 reprezint : + : cuvnt cu simbol;

0 : cifra conductoare i ( datorit modului de scriere zecimal ) urmtoatele zerouri

pot fi lsate deoparte;

4 : patru poziii la stnga fa de punctul zecimal ;

3 : trei poziii dreapta fa de punctul zecimal.

04 reprezint : 0 : zero-ul conductor;

4 : numrul maxim de poziii zecimale.

Numrul propoziiiei

Primul cuvntul al unei propoziii este numrul propoziiei. Fiecare propoziie trebuie s prezinte un

numr personal de propoziie. Nu este permis a se utiliza de dou ori n acelai subprogram acelai numr de

propoziie. Prelucrarea programului se deruleaz n ordinea introducerii propoziiilor. La introducerea

S.C.COMELF S.A

Curs

masini unelte echipate cu cnc

Documents