nc - danijela

VISOKA ŠKOLA TEHNIČKIH STRUKOVNIH STUDIJA

ČAČAK

SEMINARSKI RAD NC-PROGRAMIRANJE

Student: Predmetni nastavnik: Danijela Kuvekalovic,4405/11 Dr.Radomir Slavković dipl.maš.inž.

SEMINARSKI RAD - PROGRAMIRANJE NUMERIČKI UPRAVLJANIH MAŠINA

Uvod Na današnjem nivou razvoja proizvodnih tehnologija razvoja mašina alatki

pridaje se poseban značaj.Savremene mašine alatke izvodeći proces obarde zavisno od sistema upravaljanja ukuljučuju čitav niz mehanizama koristći mehaničke ,hidroulične,pneumatske,električne, elektronske i druge komponenete kojima se ostvaruje kretanje i upravljanje. Na njima se obrađuju čilindrične i ravne površine kao i površine koje se opisuju složenim matematičkim izrazima ili grafičkim zavisnostima. Programiranje numerički upravljanjih mašina može da bude ručno ili sistemima autaomatskog upravljanja,koja mogu da budu mehanički,kopirni sistemi,sa ciklusnim sistemom upravljanja,numeričko uoravljanje i adatipno upravljanje. U daljem nastavku govorićemo o numeričkom upravljanju.

Prednost ovih mašina je u tome kada se jednom programiraju za neki proizvod to mogu raditi više puta bez ponovnog programiranja i smanjena je angažovanost čoveka što dovodi do maksimalnog iskirišćenja mašine. Pri izradi nekog proizvoda dobija se velika preciznost u vidu tačnosti zadatih mera,a takođe visog kvalitet obrade (bregaste bloče,lopatice turbina,krila propelera i td.).

Teoriske osnove NC-upravljanja

NC-upravljanje bazira se na podacima o radnom zadatku koji su dati u vidu brojeva. Upravljački sistem mašine u svom sastavu ima elemente-modele koji imaju mogućnost „razumevanja“ ovako opisanih zadataka.Ovi sistemi imaju za osnvu binarni brojni sistem (rade sa ciframa „0“ i „1“) ,a uspostavljanjer veze između numeričkih vrednosti prikazanih u binarnom i decimalnom brojnom sistemu ostvaruje se korišćenjem elelktronske obrade podataka- obrad pomoću računara.

Opšta klasifikacija NC-sistema

Suštinska razlika između SPU i NC-sastema sastoji se u sledećem:kod običnih SPU program upravljanja je „krut“-ostvaruje se preko krivulja,graničnika i sl,a kod NC-sistema programa upravljanja je „mek“-ostavruje se prko programa.Od pripreme do izvršnih dejstava radnih organa mašine tok informacija sastoji se od diskretnih podataka zapisanih programom u alfa-numeričkom kodu.


U opštem slučaju NC-sistemi sastoje se iz:upravljačke jedinice UJ,mernog sistema MS,pogonskog sistema PS,i objekta upravljanja,odnosno mašine alatke MA. NC-sistemi se dele na: -sisteme pozicionog NC -sisteme konturnog NC,i -sisteme kombinovanog NC.

Pozicioni sistem NC,predatavlja upravljanje kretanjem radnih organa mašine od tačke od tačke i obezbeđuje njihovo pomeranje saglasno predviđenim pozicijama pre početka obrade,pa se ovaj sistem upravljanja u literaturi sreće pod nazivim „tačka po tačka-TPT“. Najčešće se koristi za upravljanje pozicioniranjem pri obardi na bušilicama i glodalicama za zahvate bušenja,proširivanja,razvrtanja i sl. Takođe ovaj način upravljanja se koristio za zahvate prosecanja otvora ili izrade konture nizom udara-prosekača (grickanje) na presama. Putanja kretanja alata od tačke do tačke može biti: -koordinatna putanja, -liniska putanja 45 stepeni, -linearan putanja. Konturni sistem NC pomeranje raddnih oragana mašine po putanji koja je predviđena programom upravljnja.Vektor brzine kretanja alata je po svom pravcu uvek tangentan na putanju u svakoj tački zadate konture. Kombinovani sistem NC-upravčljanja obuhvataju zajednički za pojedine ose poziciono,a za pojedine konturno upravljanje i pripadaju najsloženijim sistemima upravljanja. NC-sistemi mogu biti: -otvoreni, -poluotvoreni, -kvazizatvoreni, -zatvoreni. Programiranje mašina može biti manuelno (ručno) ili kompjutersko.


Manuleno može biti NC(kod) ili G(kod) dok kompjuterisko:pomoću problemski orjentisanih jezika (APT),automatsko programiranje alata -CAD/CAM. Manuelno programiranje: -moramo da imamo crtež gotovog dela -tehnološki ostrupak, -kartu alata -pribor i mašine -upustava za manuelno prgramiranje.

Upravljavčka jedinica

Upravljačka jedinica pri upravljanju funkcijama mašine potrebno je da obezbedi: -pozicioniranje radnih organa u zadatim kordinatama, -kretanje alata po definisanoj putanji, -sinhronizizaciju radnih organa sa signalima od mernog sistema, -upravljanje ciklusima mašine,i -upravljanje ostalim sistemima mašine. Jedan od najsloženijih funkcija upravljačke jedinivžce ili upravljačkog sistema je upravljanje kretanjem alatapo konturi.ovaj zadatak u upravljačkoj jedinici preuzima mikroračunar za interpolaciju,koji na osnovu zadatih i povratnih izračunava položaj alata po svakoj od koordinatnih osa.Inforamcija prispela u računar mora odgovoriti potebnim zakonima kretanja po svim koordinatnim osama.Na segmentu obradive površine između referetnih tačaka.

Hijerarhijski nivoi NC-upravljanja

Hijerarhijski posmatrano razlikuju se sledece osnovne vrste NC-upravljnja: konvencionalno (NC-numeral control),kompjuteruzovano (CNC-computer nemeral control) i direktno (DNC- Direct numerical control)


Konvencionalno NC-upravljnje: Ima krutu strukutru,a sve operacije izvode se pomoću određenih blokova koji su razvijeni za izvršenje predviđenih funkcija.Koriste integralan kola,digitalne i logičke pakete uglavnom srednje integrisane i postravljene na štampane ploče. Osnovne krakteristike su: -Inmplementacija upravljačkih funkcija:elektronskim hardverskim kolima, -Upravljački signali mogu da budu naponski impulsi -Unos programa upravljanja: informacija sa perforirane trake neprekidno se unose i izvršavaju po blokovima uz ponavljanje čitanja i izvršavanja blokova do kraja programa. -Mogućnosti NC jedinice su ograničene na osnovne funkcije(linerna ili kružna pozicioniranjaprepoznavanje formata trake,apsolutno i inkrementalno pozicioniranje prepoznavanje koda...) -Struktura upravljačkog hardvera je složena (sve upravljačke funckije i progami izvedene pomoću elektronskih kola-hardverski

Šematski prikaz

Kompjuterizovano NC-upravljanje: Ovi upravljački sistemi spadaju u sisteme sa mekim upravljanjem koji za upravljanje mašina alatkama koriste kompjutere u čiju memoriju se smešta upravljački softver.U odnosu na NC sisteme ovde je eliminisan veliki deo hardverskih kola naročito


interpolatora i čvrsto povezanih releja.CNC upravljački signali su u obliku binarnih reči gde svaka reč sadrži 16,32,64 bita zavisno od procesora u kompjuteru. Osnovne karaktreistike su: -implementacija upravljčkih funkcija pomoću softvera, -upravljački signali su digitalni bitovi, -unos programa upravljanja je sratovanje programa iz memorije izvodi se upravljanje mašinom.Unos pojedinih informacija moguće je ostvariti preko čitača bušene trake, manuelnim unosom preko tastature isl..... -mogućnosti CNC jedinice je interpolacija linerna,kružna,spiralna,kubna pa i paraolična,edotivnje,memeorisanje interaktivni rad. -sruktura upravljačkog hardvera je jednostavna jer je upravljanje softversko a brogrami u memoriju smešteni su na hard diskove ili Bubble memoriju.

Upravljacka jedinica sa integrisanim računarom


Osnovni elementi cnc UJ

DNC upravljanje Sistemi direktnog numeričkog upravljanja ( DNC ) su nastali na temelju komunikacije podatakau računarskim mrežama. Dve osnovne vrste DNC su prisutne u današnjem okruţenju – DNC sadirektnim upravljanjem i DNC sa distributivnim upravljanjem.Koncept direktnog upravljanja ( slika 50 ) obuhvata upravljanje grupom od nekoliko NC sistema upotrebom glavnog kompjutera, koji moţe biti na istom mestu gde i NC sistemi ili udaljen odnjih. Početak upotrebe ovakvih sistema vezuje se za 1968. godinu, kada je prvi put uspešno izvedeno upravljanje NC mašinama za obradu rezanjem glavnim kompjuterom, koji je bio udaljen 300m. Memorija glavnog računara pri DNC mora biti velika, a procesor zadovoljavajućihkarakteristika, kako bi se upravljanje odvijalo tečno i bez problema. Poklapanje razvojnih godina CNC i DNC ( sedamdesete godine prošlog veka ) dovelo je do slabije upotrebe DNC, jer su CNC sistemi biliu ekonomskoj prednosti. Tada je DNC uglavnom koristila američka avio industrija, pošto jedostavljanje perforiranih traka za CNC sisteme bilo oteţano. Kada je direktno upravljanje kroz upotrebu malo usavršeno, ubrzo je našlo svoj put do korisnika širom sveta. Standardne funkcije koje su pokrivene direktnim načinom upravljanja su: memorisanje,programa, editovanje i izvršenje, simulacija rada novih programa, prikupljanje podataka neophodnih za mašinsku obradu i njihovo procesiranje, protok upravljačkih informacija kroz sistem itd.


Distributivno numeričko upravljanje ima koncept vrlo sličan direktnom upravljanju, ali seumesto jednog, glavnog kompjutera koristi više računara povezanih u mreţu . Sistemidistributivnog upravljanja su nastali kao rezultat napora da se ostvari proizvodna komunikacija na nivou celog preduzeća. Povezivanje računara u mreţe dovelo je do razmišljanja o novim mogućnostima direktnog upravljanja, što je 1985. godine dovelo do formulisanja karakterističnih zahteva koje DNCsistemi treba da ispune da bi se nazvali distributivnim. Postavljeni su u globalu sledeći zahtevi

• mogućnost upravljanja velikim brojem programa uz mogućnost davanja izveštaja o broju i nazivu programa, vremenima obrade, alatima svake mašine, učestalost i

• pozivanja programa, zaštita pristupaeditovanju programa, dvosmerna • komunikacija izmešđu mreţe računara i upravljanih mašina, • kompatibilnost povezivanja mašina raznih proizvođača u isti DNC sistem, • upravljanje operativnim podacima, postojanje baza podataka o alatima i materijalima itd.

Concept Distributivnog numeričkog upravljanja

Elementi upravljačke jedinice Osnovni elementi upravljačke jedinice su centralna procesorska jedinica,memorija,modul za upravljanje srvopogonom,modul za upravljnje brzinom glavnog vretena modul za komunikaciju. Standardne operatorske funkcije su: -blokiranje jedne ili više osa glanog kretanja ili pomoćnog kretanja alata pri testiranju NC pro


-obezbeđenje glavnog i pomoćnog kretanja alata kod mašian sa rotacionim obratkom, -izbor pomoćnih osa -prikaziavnje grešaka, -zadržavnja jedne funkcije dok se završi druga, -ručni unos čitav niz manalnuh aktivnosti, -dvodimenzionalne i trodimenzinalne koordinate, -ofset za alte, -programski test, -preskakanje pojedinih prohramskih blokova, -mogućnost usporenog ili ubrzanog kretanja alata duž upravljačke ose, -programiranje tehnoloških operacija korišćenjem opcije slika u ogledalu, -automatsko mernje nakon probnog ciklusa radi provere tačnosti, -upotreba ciklusnog vremena radi dobijanja visoko kvalitetne površine izratka.

NC-Strugovi

Su mašine alatke namenjene za obradu delova geometriske konfiguracije i dimenzija.Karakteružistike ovih mašina izaržene su kroz automatsko upravljanje geometriskim i tehnološkim informacijama,kraće vreme obrade,visok nivo dimenzionalne i površinske tačnosti izratka kao i visok novo ekonomičnosti primene. NC strugovi omogućavaju da se brzine glavno i pomoćnog kretanja menjaju kontinalno,a optimalni parametri režima obrde zadaju se vrlo brzo preko tastature odnosno softverski. Tačnost dimenzija ostvaruje se otvorenim ili zatvorenim sistemom upravljanja a korigovanje dimenzija ostavure se preko tatsure. Obada slozene ili proizvoljne konture otvaruje se programski preko dve ose upravljanja. Brza i jednostavna izmena alata iz revolver glave takođe omućuju ubrzavanje samog procesa obrade uz to smanjuju i samu cenu proizvdnje uz znatno manji utrošak energije i ljudskog rada.

Ručno programiranje NC-mašina alatki

Program u WinNC je napisan za upravljačku jedinicu SINUMERIK 840D.Program predstavlja zapis nardebi koje treba da izvede mašina alatka sa ciljem da se dobije radni komad prethodno definisane konture. Program sadrži,dakle sve neophodne tražene položaje pokretnih elementa mašina sa pripadajućim brzinama,brojem obrtaja vretena,uz unošenje pomoćnih funkcija,kao na primer „uključiti“ ili „isključiti“ sredstvo za hlađenje i td.


S obzirom na to da su alatne mašine po svojoj nameni vrlo različite,to su im i programi za obradu vrlo različiti.Tako se ikod mašina istog tipa,ali sa sistemima numeričkog upravljanja od različitih proizvođača,nemože očekivati isti program.

Programiranje EMCO concept Turn 55

Program se sastoji iz mnoštva rečenica (blokova),koji pojedinačno predstavljaju određeni zahtev na mašini.Svaka informacija u okviru rečenice da je preko reči.Reč se sastoji iz adrese pripadajućeg broja sa predznakom. Adrese su slova koja predstavljaju određenu funkciju i uvek se nalaze na početku reči. Redosled reči u rečenici najčešće je propisan. Adrese:

• AP-polarni ugao, • AR-ugao kružnog luka, • CR-radijus luka, • D-selektovanje kompezacije alata, • F-brzina pomoćnog kretanja, • G-glavne funkcije, • I-parametar kružne interpolacije, • K-parametar kružne interpolacije, • L-poziv pod programa, • M-pomoćne funkcije, • N-broj bloka, • S-broj obrtaja, • T-broj alata, • X,Z-veličine kretanja. •


KOORDINATNI SISTEMI

Orjentacija koordinatnog sistema NC masine je u skladu sa pravilom tri prsta desne ruke, kao

sto je na slici prikazano. Osa Z je uvek usmerene u pravcu ose glavnog vretena, a u zavisnosti od ravni u kojoj se obrada vrsi, odredjuju se smerovi druge dve ose..

Nula masine (Machine zero point).Pozicija ove tacke se ne moze menjati. Odredjena je od strane proizvodjaca NC masine. Ona je ishodiste koordinatnog sistema.

Nula radnog predmeta (Workpiece zero point).Tacka vezana za obradak. Slobodno se menja prema potrebama konstrukcije ili izrade.

Referentna tacka alata (Tool mount reference point).Pocetna tacka od koje se mere svi alati. Lezi u osi drzaca alata. Odredjena je od strane proizvodjaca i ne mose se menjati.


Struktura programa

Program se sastoji od: • broja programa, • uvodnih funkcija, • programskih celina, • završetka programa,

♦ Broj programa može biti npr 100% tako da se identični programi mogu koristiti kao podprogrami i pozivati i izvršavati više puta. ♦ Uvodne funkcije najčešće su:

• G71-merni sistem u milimetrima, • G90 –apsolutni merni sistem, • G91-inkrementalni merni sistem, • G54 definisanje nulte tačke obratka.

♦ Programske celine su naredbe pojedinih delova potrebne da se jednim alatom obradi predviženi deo obradka. ♦ Zvaršetak programa označava se sa naredbom M30.

Glavne funkcije

• G0-pozicioniranje brzim hodom, • G1-radni hod-linearna interpolacija, • G2-radni hod –kružna interpolacija u smeru kazaljke na satu, • G3-radni hod-kružna interpolacija suprotno od smera kazaljke na satu, • G4 zadržavanje alata, • G17-izbor radne ravni x-y, • G18-izbor radne ravni x-z, • G19-izbor radne ravni y-y, • G28-automatski odlazak u referentnu tačku, • G29-automatski odlazak u referentnu tačku, • G40-iskljušivanje korekcije putanje, • G41-korekcija putanje levo, • G42-korekcija putanje desno, • G53-isključiavnje postavljenje nulte tačke obrtka za jedan blok, • G54-postavljanje nulte tačke obratka,

• G70-programiranje u inčima • G71-programiranje u milimetrima,


• G90-programiranje u apsolutnim vrednostima (koordinatnom sistemu), • G91-programiranje u inkrementalnim vrednostima (koordinatnom sistemu), • G92-definisanje nulte tačke obratka, • G94 – korak u mm/min ( obično kod glodanja ) • G95 – korak u mm/o ( obično kod struganja ) • G96-konstantna brzina rezanja uključena, • G97-konstantna brzina rezanja isključena.

Prikaz funkcija G54 i G55

Pomoćne funkcije

• M0-programsko stop, • M1-opciona programsko zaustavljanje, • M2-kraj glavnog programa, • M3-uključenje glavnog vretena u smeru kazaljke na satu, • M4-uključivanje glavnog vretena suprotno od smera kazaljke na satu, • M5-isključivanje glavnog vretena, • M6-funkcija izmene alata, • M7-funkcija za uključenje sredstva za hlađenje slabijeg intenzitete, • M8-funkcija uključenja sredstva za hlađenje jačeg intenziteta, • M9-funkcija isključivanja alata, • M17-kraj podprograma, • M30-kraj programa.

G0-pozicioniranje brzim hodom, Format: N... G1 X... Z... F... X,Z-koordinate ciljne tačke. G1-radni hod-linerana interpolacija,


Format: N... G1 X... Z... F... X,Z-koordinte ciljne tačke, F-brzina pomoćnog kretanja, G2,G3-radni hod-kružna intrpolacija Format: N... G2/3 X... Z... I... K... X,Z-koordinate ciljne tačke, I,K-parametri kružne ineterpolacije (rastojanje početne tačke radijusa od centra radijusa u pravcu osa X,Z vodeći računa o predznaku)


NC-KOD ispisan za izradu dela po crtežu

N010 G541 N020 TRANS Z200 N030 T1 D1 M6 N040 G95 F0.1 N050 G96 S500 M3 N060 G0 X66 Z1 M8 N070 G1 Z-1 N080 X-1 N090 G0 Z5 X60 N100 G1 Z-130 N110 X70 N120 G0 Z20 N140 G1 X50 N150 Z-60 N160 X60 Z-70 N170 X65 N180 G0 Z30 N200 G1 X40 N210 G1 Z-35 N220 G2 X50 Z-40 I5 K0 N230 G1 X65 N240 G0 Z30 N250 X36 Z1 N260 G1 Z-8 N270 G2 X40 Z-10 I2 K0 N280 G1 X50 N300 G0 Z50 N320 T2 D1 M6 N330 G0 Z-120 N340 G1 X -1 N350 X65 N360 Z10 N370 M5 N380 M9 N390 M30


Prikaz revolver glave sa izabranim alatima u njoj


Prikaz alata u 3D formi sa parametrima koji definišu njihovu geometriju

Alat br.1-Finishing tool SDJC L 1212


Alat br.2-Parting off tool


Prikaz podešavanja dimenzija izradka i parametara kojima se definišu pozicije tačaka W, M

Izgled izradka pre početka simulacije i simulacija obrade (3D View)


N010 G54 N020 TRANS Z200 N030 T1 D1 M6 N040 G95 F0.1 N050 G96 S500 M3 N060 G0 X66 Z1 M8 N070 G1 Z-1 N080 X-1

N90 G0 X60 Z5 N100 G1 Z-135 N110 X70


N120 G0 Z20 N140 G1 X50 N150 Z-60 N160 X60 Z-70 N170 X65 N180 G0 Z30

N200 G1 X40 N210 G1 Z-35 N220 G2 X50 Z-40 I5 K0 N230 G1 X65


N240 G0 Z30 N250 X36 Z1 N260 G1 Z-8 N270 G2 X40 Z-10 I2 K0 N280 G1 X50

N300 G0 Z50 N320 T2 D1 M6 N330 G0 Z-120 N340 G1 X -1 N350 X65 N360 Z10 N370 M5 N380 M9 N390 M30

nc - danijela

Documents