CNC mašine i programiranje

CNC (Computer Numerical Control) tehnologija se svake godine razvija i pri tome se  javljaju nova unapređenja.Ovo važi kako za softverski tako i za hardverski deo. Ova tehnologija je nekad bila dostupna velikim kompanijama, ali danas je dostupna skoro svima, jer se hiljade mašina zasniva na CNC tehnologiji. CNC u prevodu znači kompjutersko numeričko upravljanje mašinama, tj programiranje mašina kao sto su glodalice, strugivi, obradni centri pomoću računara.Na sledećoj slici je prikazana CNC mašina:

Slika 1. CNC stona glodalica

Da biste se bavili CNC mašinama potrebno je znati sledeće:

• dizajn-planirati šta mašina treba da proizvede
• sledeća tačka je prevod dizajna u računar
• kontrola-usmeravanje pokreta masine
• prevod dizajna u jezik mašine
• mašinstvo-pravljenje željenog proizvoda po merama i specifikaciji.

Svaka CNC mašina sadrži u sebi softver uz pomoć koga se vrši programiranje kretanje alata. Programiranje kretanja alata je dat kao primer softver Match3.

Na sledećoj slici je prikazan izgled tog softvera:

Slika 2 Prikaz prozora za programiranje glodalice

U ovom softveru se unose kordinate duz x, y, z ose kretanja alata, kao i definisanje brzine kretanja vretena koji nosi alat. Jedna od karakteristika CNC mašina je broj upravljanih osa.Svaka osa prestavlja jedno nezavisno pomoćno kretanje, translatorno u pravcu koordinatnih osa ili obrtno oko njih. Za definisanje uzajamnog položaja alata i predmeta obrade najčešće se primenjuje Dekartov koordinatni sistem X, Y, Z. Smerovi kretanja alata određuje se na osnovu pravila tri prsta desne ruke.Osim definisanja alata vrši se i definisanje radne tačke radnog stola na kojem se nalazi obradak. Postoji nekoliko tačaka rada koje su karakteristične za CNC mašine.Pre svega to su: referentna tačka R, nulta tačka mašine M, nulta tačka radnog predmeta W i startna tačka alata B.

Obradak se postavlja na radni sto i pri tome radni sto ima definisanu svoju nultu tačku.Radni sto se može kretati ili mirovati. Softverski se definišu i koji se alat koristi.Alati su definisani pomoću sifri T00, T01, T02...Programiranje rada CNC mašina se vrši pomoću g koda,tj ručno unošenje naredbi pomoću računara u mašinu.

Evo jednog dela programiranja CNC glodalice u G kodu:

G-kod je jezik pomoću kojeg se komunicira sa mašinom.

G-kod je u stvari jedan tekstualni fajl u kome se nalazi skup naredbi kojima se vrši upravlјanje.

U nastavku je dat primer jednog takvog koda sa objašnjenjima (dat je primer za struganje):

N1 %

( N1 označava redni broj bloka u kome je data naredba; % označava početak i kraj svakog programa)

N2 G18 G40 G90 G80 G28

(G18--označava izbor XZ radne ravni, što odgovara struganju;

G40-služi za gašenje svih korekcija alata po poluprečniku;

G90--ovo je naredba za uklјučivanje unosa apsolutnih koordinata;

G80-gašenje ciklusa obrade, preporučlјivo je pošto ne znamo da li se vršila neka obrada ranije;

G28-naredba za povratak u HOME poziciju (tj referentnu tačku odakle alat kreće da obrađuje.)

N3 M06 T0101

(M06--naredba za pozivanje alata gde prvo 01 označava broj alata, a drugo 01 njegovu korekciju)

N4 M04 S2000

(M04-naredba za uklјučivanje vretena u smeru kazalјke na satu gledano iz vrha Z-ose a

S2000 broj obrtaja vretena)

N5 G00 X22 Z2

(G00 je naredba za linearnu interpolaciju maksimalnom brzinom kretanja gde su X i Z koordinate gde će alat da se pomeri)

N6 G01 X22 Z-46 F150

(G01 označava linearnu interpolaciju radnim hodom i njegova brzina se definiše sa F gde brojevi označavaju brzinu kretanja alata; X i Z su koordinate)

N7 G01 X32 Z-46

N8 G00 X32 Z2

N9 G00 X16 Z2

N10 G01 X16 Z-25 F150

(F funkcija mora da se ponovo unese zato što je poništena brzim hodom-u bloku)

N11 G01 X32 Z-25

N12 G00 X32 Z2

N13 G00 X12 Z2

N14 G01 X12 Z-25 F150

N15 G01 X32 Z-25

N16 G00 X32 Z2

N17 G00 X8 Z2

N18 G01 X8 Z0 F150

N19 G01 X12 Z-13 F150

N20 G01 X32 Z-13

N21 G00 X32 Z2

N22 M01

(M01 označava programsku pauzu)

N23 M04 S2400

(Sada smo povećali brzinu obrtanja glavnog vretena sa 2000 na 2400 obrtaja)

N24 G00 X6 Z2

N25 G01 X6 Z0 F200

N26 G01 X10 Z-13

N27 G01 X10 Z-25

N28 G01 X15 Z-25

N29 G03 X18 Z-28 R3 F150

G03 je naredba za kružnu interpolaciju u smeru suprotnom od smera kretanja kazalјke na satu gledano iz vrha Z-ose; X i Z su koordinate krajnje tačke; R je predviđeno za unos veličine radijusa kružnog luka; F je obavezno navesti i u ovom bloku)

N30 G01 X18 Z-46 F200

N31 G02 X26 Z-50 R4 F150

(G02 je naredba za kružnu interpolaciju u smeru kazalјke na satu gledano iz vrha ose upravne na radnu ravan - ostalo je sve isto kao u bloku sa G03 )

N32 G01 X32 Z-50 F200

N33 G00 X32 Z2

N34 M30

(označava kraj programa i premotavanje na početak)

%

Osnove za rad sa Cnc mašinama dat je na sledecim linkovima:

http://www.iim.ftn.uns.ac.rs/mehatronika/attachments/article/149/cnc_programiranje.pdf

http://drugasansa.rs/wp-content/uploads/2011/05/Obuka-za-rukovaoca-CNC-masinama.pdf

DODATAK:

Na sledecem snimku je dat prikaz rada CNC mašine kao i određena vrsta softvera koji se koristi za crtanje i realizaciju izrade komada koji treba da se pretvori u gotov proizvod. 

Video zapis 1 

Ovaj video snimak pokazuje da se radi o EMCO Concept Mill 55 obradnom centru sa sistemom upravljanja SINUMERIK 840D. Za rad su korisceni Solid Works 2010 trial verzija kao i Solid Cam 2010 trial verzija. Uz pomoc Solid Worksa se vrši crtanje komada koji treba da se obradi, a uz pomoc Slid Cam-a se vrši izbor alata koji se koristi za obradu komada, kao i operacije koje se trebaju izvrsiti da bi komad postao gotov proizvod.

Post je urađen uz pomoc linkova koji su datu na strani zanimljivi sajtovi.