SISTEME MECATRONICE

Maini cu comenzi numerice

MAINI CU COMENZI NUMERICE

CUPRINS

11.1. Introducere

1.1.1. Ce este tehnologia CNC (Computer Numerically Controlled)?11.1.2. Apariia i dezvoltarea mainilor cu control numeric.21.1.3. Avantajele i dezavantajele utilizrii mainilor CNC31.2. Prile componente ale unei maini cu comenzi numerice.61.2.1. Componenta mecanic61.2.2. Acionarea mainilor-unealt71.2.3. Direcii de micare (axe).91.2.4. Punctul de origine (referin) pentru fiecare ax91.2.5. Accesoriile unei maini CNC101.2.6. Cheia succesului pe orice main CNC experiena practic n prelucrare prin achiere101.3. Programarea unei maini cu comenzi numerice111.3.1. Cum este comandat micarea unei axe? nelegerea sistemelor de coordonate111.3.2. Micri de poziionare absolute i relative111.3.3. Stabilirea originii de coordonate pentru programarea mainii121.3.4. Micari rapide, liniare i circulare. Interpolare121.3.5. Structura limbajelor NC. Exemplu de program NC131.3.6. Comenzi G i comenzi M141.4. Forme de compensare pentru maini CNC191.4.1. Compensarea lungimii sculei.201.4.2. Compensarea razei sculei.211.4.3. Ajustarea originii axelor.211.5. Metode de programare CNC221.6. Moduri de operare ale unei maini CNC221.6.1. Modul de funcionare Manual221.6.2. Modul de funcionare Editare221.6.3. Modul de funcionare Automat (Program Operation Mode)231.7. Secvene de operare cu maini CNC23

1.1. Introducere

Prelucrarea metalelor este una din cele mai vechi ndeletniciri ale omului. De-a lungul istoriei, abilitatea de prelucrare a metalelor, utilizate n special pentru construcia de arme i unelte casnice, a condus unele civilizaii la o dezvoltare economic accentuat.

La nceputul secolului trecut, pentru prelucrarea metalelor s-au inventat mainile-unelte care erau controlate de un operator ce realiza practic toate micrile sculei pentru obinerea piesei finite. Printre operaiile tehnologice cele mai importante realizate de mainile-unelte se enumer: strunjire, alezare, filetare, frezare, gurire, finisare, lefuire, debitare etc.

n ziua de azi prelucrarea cu maini-unelte este una din cele mai importante activiti pentru susinerea i dezvoltarea industrial. Dintre industriile beneficiare ale produselor executate cu aceste maini-unelte, cea mai important este industrial constructoare de maini. Industria auto, aerian i naval, utilizeaz motoare care au n compunere piese mecanice prelucrate foarte precis. Componentele hidraulice i pneumatice, motoarele electrice, echipamentele mecanice din liniile de producie automatizate iar n domeniul casnic: mainile de cusut i de splat, toate acestea i multe altele sunt construite cu piese prelucrate cu ajutorul unei maini-unelte.

1.1.1. Ce este tehnologia CNC (Computer Numerically Controlled)?

Mainile-unelte controlate numeric se mai numesc i maini CNC. Controlul numeric rezid ntr-un proces de alimentare continu a unui controller programabil n construcie special, cu un set de instruciuni (formate din litere i cifre) astfel nct s poat fi controlate micrile unei maini-unealt.

Micrile mainii trebuie s conduc o scul tietoare:

- pe un anumit traseu;

- cu o vitez precis de rotaie a sculei

- cu o vitez precis de naintare a sculei.

CNC este abreviaie de la Computer Numerically Controlled (Control Numeric cu Computer). Denumirea CNC se refer ntotdeauna la modul de operare al unei maini, adic, la metoda de baz pentru controlul micrilor, i nu spune nimic despre tipul mainii: frez, strung sau altceva. O main CNC face uz de matematic i de diverse sisteme de coordonate pentru a nelege i procesa informaia pe care o primete, pentru a determina ce trebuie s mite, unde i ct de repede.

Cea mai important funcie a oricrei maini CNC este controlul precis i riguros al micrii. Toate echipamentele CNC au dou sau mai multe direciie de micare, numite axe. Aceste axe pot fi micate precis i poziionate precis, de-a lungul intervalului de deplasare. Cele mai cunoscute tipuri de axe sunt cele liniare i de rotaie (micare curbilinie). n loc de a produce aceste micri prin utilizarea de manivele i discuri, aa cum necesit mainile clasice de prelucrare prin achiere, mainile CNC sunt acionate de servomotoare controlate prin computer i i ghidate de un program memorat. n general, tipul de micare (rapid, liniar, circular), axele care se mic, distanele de micare i vitezele de micare (de prelucrare) sunt programabile la majoritatea mainilor CNC. n figura 1 se arat diferenele dintre o main-unealt convenional i una controlat CNC.

Fig.1.1. Diferene ntre o main clasic, acionat manual (a) i o main controlat numeric (b).

Marea majoritate a mainilor CNC sunt capabile s se mite n 3 direcii simultan. Aceste direcii sunt numite axele mainii. Axele au numele coordonatelor X, Y, Z. Axa X este ntotdeauna aceea pe care maina, sau o parte a mainii, se deplaseaz (acoper) cea mai mare lungime. De exmplu, axa X poate reprezenta micarea fa spate iar axa Y micarea stnga dreapta. Axa Z reprezint micarea vertical, sus jos. Unealta de prelucrare este montat, de obicei, pe axa Z.

O main CNC trebuie s fie capabil s comunice cu ea nsi, pentru a putea opera. O unitate central cu computer, pentru control numeric, trimite comenzi de poziionare ctre motoare. Traductoare speciale, fixate pe axele mainii, trebuie s comunice napoi, ctre unitatea central, faptul c motoarele au acionat corect i au micat axele cu distana comandat. Abilitatea unei maini de a mica un punct central (scula de prelucrare) n trei direcii, n acelai timp, permite acesteia s urmreasc orice traiectorie sau suprafa din spaiul de lucru. Toate micrile sunt mult mai rapide i mult mai precise dect cele care pot fi realizate de un operator uman.

Un robot industrial este o form de main cu control numeric, prin aceea c micrile robotului sunt comandate cu acelai tip de controller cu care sunt echipate i mainile-unelte. Diferena rezid n limbajul de programare utilizat. Un robot const, n esen, dintr-un bra mecanic articulat care are la capt un dispozitiv mecanic numit end-efector cu ajutorul cruia robotul poate apuca diverse obiecte sau poate mnui un aparat de sudur, n diverse puncte de pe caroseria unui automobil, sau un aparat de vopsit pe care l deplaseaz de-a lungul unei traiectorii complexe, n vederea unei vopsiri uniforme.

Se poate spune i invers, c o main unealt este un fel de robot. Oricum, ambele au n comun faptul c funcionarea lor depinde de un program numeric care se poate modifica foarte uor, astfel nct, n numai cteva secunde, maina-unealt sau robotul pot s ndeplineasc alte sarcini.

1.1.2. Apariia i dezvoltarea mainilor cu control numeric.

Idea de control numeric are rdcini vechi. n anii 1720 s-a inventat un dispozitiv care folosea cartele gurite de hrtie pentru a broda pe esturile de pnz diverse modele simple. Originar din anii 1860, pianina automat (sau flaneta mecanic) utiliza o rol de hrtie cu iruri de guri pentru a controla acionarea diverselor clape, adic note muzicale.

Controlul numeric, aa cum l cunoatem azi, a aprut nainte de inventarea microprocesoarelor utilizate n computerele actuale. Un mare impuls pentru dezvoltarea acestuia a fost dat de US Air Force, care dispunea de suficiente resurse financiare pentru stimularea cercetrii. US Air Force avea nevoie de mbuntiri n construcia avioanelor cu motoare cu reacie. Datorit vitezelor mari de zbor ale acestora, structura mecanic i geometria trebuiau mbuntite. Acest lucru cerea prelucrri mecanice complexe la un pre de cost foarte mare.

n 1952, Massachusetts Institute of Technology a construit i prezentat prima main cu comand numeric ce avea posibilitatea s controleze micarea unei freze pentru prelucrarea de suprafee complexe. Finanarea construciei i cercetrii a fost fcut de US Air Force. Maina a avut succes i n 1955, la trgul National Machine Tool Show, au aprut spre comercializare maini cu comenzi numerice.

Prima generaie de maini CNC foloseau lmpi electronice cu vacuum care produceau mult cldur i ocupau un spaiu destul de mare. Mainile nu erau prea fiabile. La a doua generaie tuburile electronice au fost nlocuite de tranzistori, ceea ce a condus la o nclzire mai mic i o fiabilitate mai mare a etajului de control. De asemenea controller-ul ocupa un spaiu mai mic.

Prima i a doua generaie de maini-unelte nu aveau memorie de stocare a programelor. Instruciunile erau stocate pe band de hrtie perforat i erau transmise mainilor una cte una. Maina primea o instruciune, o executa i apoi cerea urmtoarea instruciune.

La a treia generaie s-au folosit circuite integrate i modulare i s-a introdus memoria de stocare a programelor. Memoriile au fost la nceput magnetice, cu role de band magnetic, iar apoi electronice, cu circuite integrate.

Pe msur ce tehnologia a evoluat s-au introdus i folosit plci imprimate cu circuite electronice. Acestea erau proiectate pentru executarea unui program fix (pre-programate). Se foloseau la execuia anumitor aciuni uzuale i comune: gurire, frezare, rectificare etc. Plcile se introduceau n sloturi speciale i cnd nu mai era nevoie de ele se nlocuiau. Se mai numeau i canned cycles (programe la conserv).

Astzi se poate vorbi de o a patra generaie de maini cu comand numeric n care controller-ul mainii are la baz tehnologia microprocesoarelor i a calculatoarelor actuale.

1.1.3. Avantajele i dezavantajele utilizrii mainilor CNC

Primul beneficiu oferit de toate tipurile de maini CNC este mbuntirea automatizrii. Intervenia operatorului n producerea pieselor poate fi redus sau eliminat. Multe maini CNC pot funciona nesupravegheate pe parcursul ntregului ciclu de prelucrare. Acest aspect ofer utilizatorului mai multe beneficii cum ar fi: reducerea gradului de oboseal, reducerea greelilor provocate din eroare uman, un timp de ciclu constant, deci o producie previzibil. Deoarece maina ruleaz un program de control, nivelul de cunotine necesar majoritii operatorilor CNC (privind tehnologia de prelucrare a metalelor) este de asemenea redus n comparaie cu cea a unui prelucrtor prin achiere (strungar) care lucreaz pe maini clasice.

Al doilea avantaj al tehnologiei CNC este rapiditatea i precizia obinut pentru piesele finite. Odat ce un program este verificat i corectat, cu aceeai precizie i rapiditate se pot face una, zece sau o mie de piese de aceeai calitate i acelai timp de prelucrare pentru fiecare pies.

Al treilea beneficiu este flexibilitatea. Deoarece mainile execut programe, schimbarea prelucrrii este la fel de uoar ca i ncrcarea unui alt program. O dat ce un program a fost realizat i prima pies a fost executat corect, acesta poate fi salvat n memorie, pe dischete sau band magnetic i ncrcat oricnd mai este nevoie de el. Acest lucru implica un alt beneficiu: schimbri rapide n producie. Deoarece punerea n funciune a unei maini CNC este uoar i rapid, producia cu astfel de maini este pretabil la diminuarea stocurilor i onorarea comenzilor imediat ce sunt primite.

Se prezint n continuare, mai detaliat, principalele avantaje i dezavantaje ale mainilor CNC n comparaie cu mainile-unelte clasice.

AVANTAJE

a) Flexibilitate.

O main CNC poate fi folosit pentru producerea unei piese conform programului ncrcat n memorie. Pentru producerea unei cu totul alte piese este nevoie doar de o operaie simpl de rencrcare n memorie a noului program.

b) Mainile CNC pot face ceea ce o main-unealt nu poate.

O main CNC poate face conturare n spaiu 3D (n trei dimensiuni), lucru imposibil cu o main-unelat clasic. Acest lucru permite inginerilor s proiecteze piese cu geometrii care erau prohibitive nainte, datorit costurilor foarte mari de fabricaie.

c) Repetabilitate.

O main CNC va face 10, 100, 1000, sau mai multe piese exact la fel, fr abateri (cu excepia uzurii mainii i a sculei). Un strungar nu poate executa dou piese exact la fel. Probabil 10% din piese vor trebui s fie reajustate sau vor fi rebuturi. Repetabilitatea atins de mainile cu comenzi numerice nu se poate compara cu cea a unui operator uman.

d) Reduce i elimin costurile aferente unei producii de stoc.

Fabicantul unui automobil trebuie s asigure clienilor si piese de rezerv pentru o perioad de mai muli ani de zile, chiar dac marca respectiv de automobil nu se mai fabric. n trecut se realizau mai multe piese i se depozitau n stocuri de rezerv. Acest lucru este neeconomic deoarece ocup spaiu, blocheaz bani i materiale. n prezent, cu o main CNC, se poate realiza o pies de rezerv imediat ce s-a primit comanda de la client. Se ncarc n main programul, se realizeaz una sau mai multe piese i se livreaz n aceeai zi.

e) Reducerea costurilor pentru scule speciale i a timpilor de pregtire a mainii.

Uneltele i dispozitivele cu care se fixeaz piesele pe mainile-unelat clasice sunt destul de complexe i fabricarea lor (pentru o pies nou) poate necesita un timp de lucru nsemnat. De asemenea sunt dificil de modificat. Aceasta nseamn muli bani i mult timp pentru a ncepe producia.

Mainile CNC nu necesit foarte puin (sau deloc) timp pentru fixarea pieselor. De obicei se folosesc dispozitive simple de prindere, de tip clete sau menghina. Din punctul de vedere al sculelor, nu este nevoie de fabricarea unor scule speciale deoarece maina poate folosi eficient cteva tipuri de unelte pentru mai multe operaii. Capacitatea de micare a mainilor CNC permite acestora s parcurg cu precizie traiectorii de tip contur, ne mai fiind nevoie de unelte speciale pentru poziionarea i ghidarea sculei tietoare. O schimbare de ultim or a proiectrii piesei nu necesit dect modificarea ctorva linii de program. Aceasta nseamn pentru ingineri posibilitatea de a mbunti permanent calitatea produselor prin ajustri necostisitoare n proiectarea pieselor.

f) Reducerea timpului de calificare pentru operatori.

Operatorii de pe mainile CNC nu controleaz operaiile. Ei doar ncarc i descarc piesele din main, ntrein i schimb sculele de lucru, apas pe butoanele de pornire, oprire i poate pe butonul de Opride de Urgena dac o scul este foarte uzat sau s-a rupt n timpul ciclului. Aceste activiti nu necesit mult timp de calificare. Dac operatorul este motivat i inteligent, instruirea dureaz doar cteva sptmni. Salariile operatorilor de maini CNC sunt mai mici dect salariile cerute de muncitorii calificai n prelucrri prin achiere, ce lucreaz pe maini-unelte clasice.

g) Reducerea necesarului de for de munc (a numrului de ore om-main)

O main CNC poate elimina mai muli pai de procesare (treceri de la o un proces tehnologic la altul). Acolo unde, de exemplu, o bucat de tabl trebuia s fie mutat de la un post de lucru la altul, utiliznd o main CNC se pot realiza mai multe faze tehnologice la acelai post de lucru, prin aceasta se elimin timpul de demontare, transport i fixare a piesei de prelucrat ntre dou posturi de lucru. Cu alte cuvinte, un singur operator pe o main CNC poate face munca mai multor oameni.

Pentru a lucra corect, mainile CNC au nevoie de operatori calificai. Dar de ndat ce informaia complet pentru lucru este nregistrat n fiiere, n format electronic, tehnica de prelucrare este nglobat n main i nu mai depinde de factori umani. Instruirea noilor angajai are legtur mai mult cu modul de operare al mainii CNC i cu ateptrile companiei privind calitatea produselor finite. Nu toi operatorii trebuie s cunoasc n detaliu tehnologiile de baz ale prelucrrilor metalice prin achiere.

h) Creterea calitii produselor

Nici un om nu poate egala o main CNC n ceea ce privete precizia micrilor. Aceste maini lucreaz cu uniti de msur foarte mici. O main poate face o gaur la captul unei mese de lucru, dup care se poate muta la cellalt capt al mesei i se ntoarce la aceeai gaur pentru continuarea prelucrrii cu o eroare de poziionare mai mic de 10 micrometri. n cuvinte simple, precizia unei maini CNC este comparabil cu a zecea parte din grosimea unui fir de par.

i) Creterea productivitii

O main CNC poate fi programat s lucreze piese din lemn, cu scule specifice lemnului. Un operator uman nu se poate adapta uor la schimbri rapide de regimuri de lucru (ca de exemplu, trecerea de la un tip de material la altul) n mod repetat, pentru perioade lungi de timp. Mainile CNC pot lucra 2 sau trei schimburi pe zi, fr oprire. Singurii factori care limiteaz producia cu maini CNC sunt: alimentarea cu material i uzura sculei.

De obicei mainile CNC erau asociate cu producia n serie mare deoarece programarea mainii, mai ales pentru piese complexe, necesita un timp mai ndelungat. n prezent, dezvoltarea tehnologiilor de construcie a computerelor i cea a programelor software, permit programarea mai uoar a mainilor CNC. n fapt, abilitatea unei maini CNC de a accepta informaii matematice precise, furnizate de un software specializat, pentru a crea un nou produs, reduce costurile de exploatare prin reducerea erorilor de programare.

j) Creterea siguranei n exploatare

O main CNC nu necesit poaziionarea manual a sculei i deci nu necesit prezena operatorului lng zona de prelucrat. Principala preocupare a operatorului este de a monitoriza activitatea mainii i de a realiza corecii. Majoritatea mainilor sunt prevzute cu un buton de Oprire de Urgen pentru oprirea complet a mainii n cazul unei erori de funcionare.

DEZAVANTAJE

a) Invesiii mari.

Preul unei maini CNC de dimensiuni mici este de 30 50 de mii de dolari i ajunge la 500.000 USD pentru o main CNC complex, de dimensiuni mari. Acest lucru nseamn c maina cumprat trebuie s lucreze ct mai mult timp, uneori n dou sau trei schimburi, pentru a merita banii investii. Multe firme mici nu i permit un asemenea cost, ndeosebi n timpuri cnd dobnzile bancare sunt mari.

b) Mainile CNC trebuie programate.

Programatori sunt personal cu calificare nalt, iar cei foarte buni sunt greu de gsit. Ei vor pretinde ntotdeauna salarii mari. Problema costurilor cu programarea mainii poate fi parial rezolvat prin utilizarea de software CAM (Computer Assisted Manufacturing) dar i aceste software-uri sunt destul de scumpe.

c) Costuri mari de ntreinere.

Mainile CNC pot fi foarte complxe. Ele trebuiesc meninute n foarte bun stare fizic pentru a putea beneficia de avantajele controlului numeric. Dei controller-ul este un dispozitiv electronis i are fiabilitate mare, ocazional se poate defecta. n acest caz, reparaia trebuie s fie realizat ct mai repede deoarece, s-a vzut de ce, o main CNC trebuie s lucreze ct mai mult. Pentru reparaia mainilor CNC este nevoie de specialiti att n domeniul mecanic ct i n domeniu electronic. Aceti specialiti vor pretinde de asemenea salarii mari.

d) Costuri mari de producie pentru serii mici.

Dac se execut doar una sau dou piese, atunci timpul i costurile cu realizarea programului pot fi mai mari dect cele obinute prin utilizarea unei maini-unealt clasic. Pe msur ce complexitatea geometriilor i numrul de piese crete maina CNC devine mai economic.

1.2. Prile componente ale unei maini cu comenzi numerice.

O main CNC este compus din dou componente majore pe lng care se afl diverse echipamente auxiliare. Prima component este maina-unealt propriu-zis care poate fi: strung, frez, main de gurit, de alezat, de rectificat, rabotat sau mortezat, main de tiat cu jet de ap sau laser etc. A doua component este controller-ul pentru coordonarea micrii sculei tietoare. Pentru fiecare din cele dou componete pot exista accesorii necesare sau opionale. De exemplu, pentru controller poate exista o consol de introducere date sau un calculator cu conexiune permanent pe care se realizeaz programele, o imprimant sau un plotter pentru verificarea acurateii programului nainte de utilizare pe main.

1.2.1. Componenta mecanic

Maina-unealt are o construcie special. Prima cerin n proiectarea unei maini-unealt de calitate este rigiditatea. Axele trebuie s aibe o deflexie minim sub sarcin pentru a nu influena precizia de prelucrare. Axele sunt acionate de obicei cu ajutorul unui mecanism de tip urub-piuli cu bile recirculabile, fig. 1.3. Acest tip de cuplaj ntre axa fix (urub) i bacul mobil (piuli) ntre care circul bile de oel, asigur rigiditate i o frecare mic. Bilele sunt alese s se potriveasc exact (fr jocuri mecanice) cu dimensiunile filetului, care are la baz o form rotunjit. O rotaie complet a axului produce o micare a bacului cu distana pasului filetului. n unele soluii constructive bacul este fix si axa este mobil.

Mainile CNC mari se numesc centre de prelucrare sau main-unealt universal i pot fi de tip frez sau strung.

Frezele CNC universal au sisteme automate pentru schimabea sculei i sunt dotate cu o magazie de scule cu zeci sau chiar o sut de scule diferite. Deseori, axul de rotaie a sculei este vertical. Unele maini au cte patru sau cinci axe. Ultimele dou sunt axe de rotaie i permit mainii s efectueze n pies guri i suprafee sub unghiuri diferite. Pot realiza att prelucrare de degroare ct i de rectificare (finisare). O astfel de main cu 5 axe poate prelucra singur o elice de vapor.

Strungurile CNC universal, fig,1.4. au de asemenea sistem automat de schimbare a sculei i sunt dotate cu turele port scule pe care pot fi montate zece pn la douzeci de scule diferite. Ele se pot folosi pentru operaii de strunjit, filetat, gurit etc.

Fig.1.4. Strung CNC universal.

1.2.2. Acionarea mainilor-unealt

Pentru micarea de poziionare a axelor se folosesc trei tipuri de acionri:

a) electrice,

b) hidraulice i

c) pneumo-hidraulice.

La freze, pentru micarea de rotaie a sculei se folosesc motoare asincrone sau de curent continuu deseori nsoite de angrenaje de tip cutie de viteza pentru schimbarea domeniului de viteze de rotaie.

Acionrile electrice folosesc motoare electrice:

a) pas-cu-pas,

b) de curent continuu,

c) servomotoare de curent alternativ.

n orice micare de poziionare, controller-ul trebuie s cunoasc locaia precis a sculei tietoare. Acest lucru se poate realiza prin comand (sistem n bucl deschis) sau reglare (sistem n bucl nchis).

Comanda: se folosete n combinaie cu motoarele electrice pas-cu-pas, fig.1.5. La motoarele pas-cu-pas, pe stator exist dou, patru sau cinci nfurri (bobine) distincte. Rotorul este format din magnei permaneni. Alimentnd cu curent o bobin, rotorul se aliniaz n direcie perpendicular pe acea bobin, polul nord al magnetului permanent fiind orientat ctre polul sud al electromagnetului (bobin parcurs de curent ntr-un anumit sens). La un impuls provenit de la controller se comut curentul prin alt bobin a statorului, determinnd astfel deplasarea rotorului cu un pas. La unele motoare, o rotaie complet a rotorului se realizeaz n 500 de pai, adic de impulsuri. Controller-ul este capabil s genereze impulsuri cu frecvene maxime de ordinul kilo-herilor. Deoarece fiecare impuls este contorizat, controller-ul tie n permanen unde se afl axa. Nu exist posibilitatea de a verifica dac motorul execut ntradevr un pas la fiecare impuls. n general nu se pierd pai dect dac axa se blocheaz din cauze accidentale sau de avarie (coliziune). Precizia unui sistem cu motor pas-cu-pas i ax cu urub poate atinge 0,01mm precizia unui pas. Cu reglare (sistem n bucl nchis) se poate obine o precizie cu un ordin de mrime mai mare, 0,001 mm. Sistemele de poziionare cu motoare pas-cu-pas se folosesc ndeosebi la construcia mainilor CNC de mrime mic. Sunt simple i mai ieftin de ntreinut.

Reglarea: este utilizat n combinaie cu servomotoare de curent continuu (sau de curent alternativ) i un traductor de deplasare (sau de rotaie). Traductoarele de rotaie se numesc resolver-e i sunt montate pe axul motorului sau la cellalt capt al axei. Un resolver transform poziia unghiular ntr-un semnal electric, care este transmis la controller. Traductoarele de deplasare se monteaz paralel cu axa. Pe traductor poate culisa un cursor care se fixeaz de sania mobil a axei. Traductorul msoar exact poziia sculei, i elimin astfel erorile datorate jocului dintre urub i sanie (piuli) i de asemenea erorile datorate uzurii urubului. Poziia cursorului este convertit ntr-un semnal electric, transmis la controller. Primind informaii de la traductoarele de poziie, controller-ul poate corecta imediat eroarea de poziionare prin comenzi ctre servomotoare.

Fig.1.6 Resolver acionat de ax.

Fig.1.7. Traductor de deplasare liniar.

Este important ca un utilizator de main CNC s cunoasc toate componentele din care maina este construit. Acest lucru l ajut la identificare posibilitilor de exploatare ale mainii. De exemplu, pentru o main-unealt universal CNC utilizatorul trebuie s cunoasc dimensiunile maxime ale zonei de lucru, modul de alimentare i de fixare a pieselor, numrul de scule, sistemul de prindere pe dispozitivul port-scul, domeniul vitezelor de rotaie ale axului principal etc.

Multe informaii legate de construcia mainii se pot afla din cartea tehnic a mainii i din desenele tehnice de execuie a mainii. Din aceste documente utilizatorul trebuie s afle rspunsurile la urmtoarele ntrebri:

1) Care este viteza maxim de rotaie a mainii, RPM?

2) Cte domenii de viteze de rotaie are axul principal i care sunt maximele pentru fiecare domeniu?

3) Ce putere are motorului sculei i ce puteri au motoarele axelor?

4) Care este distaa maxim de micare pe fiecare ax?

5) Cte scule poate utiliza maina?

6) Care este modul de prindere al sculei?

7) Care este viteza maxim de poziionare a mainii?

8) Care este viteza maxim de achiere a mainii?

Acestea sunt numai cteva ntrebri la care utilizatorul unei maini CNC trebuie s tie rspunsurile, ori de cte ori are de a face cu o nou main CNC.

1.2.3. Direcii de micare (axe).

Programatorul CNC trebuie s cunoasc corespondena ntre direciile de micare n spaiul real i nominalizarea celor trei axe n programul CNC. Numele axelor pot varia de la o main unealt la alta. De obicei sunt notate cu litere: X, Y, Z, U, V, W pentru micri liniare i A, B, C pentru axe de rotaie.

Legtura dintre axele liniare i cele de rotaie este urmtoarea: dac axa X se rotete atunci se noteaz axa de rotaie cu A, lui Y i corespunde B iar lui Z axa C. Programatorul trebuie s aibe confirmarea alocrii axelor i a direciilor (plus i minus) nainte de a realiza orice program CNC. Aceste date se obin din manualul tehnic al mainii. n figurile 1.8 a), b) i c) se dau exemple de notaii pentru axe.

a)

b)

c)

Fig.1.8. Exemple de nataii pentru axe: main de frezat cu ax a)-orizontal, b)-vertical, c)-strung.

Pentru comanda unei micri trebuie introdus numele axei i distana de deplasare (ex. X200.5). n cazul axelor de rotaie trebuie introdus numele axei i o valoare exprimat n grade unghiulare. De exemplu comanda de poziionare absolut B45 nseamn rotirea axei B la 45o fa de axa de origine.

1.2.4. Punctul de origine (referin) pentru fiecare ax

Marea majoritate a mainilor CNC utilizeaz o anumit poziie pentru fiecare ax pentru a o nregistra ca punct de referin. Punctul de referin poate coincide cu originea sistemului de coordonate dar nu este obligatoriu. Poziia de referin trebuie s fie foarte precis determinat i este necesar mainilor CNC de fiecare dat cnd acestea sunt pornite. De obicei atingerea punctului de referin este semnalizat intern cu ajutorul unui senzor de proximitate sau al unui limitator cu contact electric. Precizia acestui senzor determin precizia de identificare a punctului de referin.

La pornire, mainile execut o secven automat de micare a axelor pn n poziia de referin, dup care se opresc i nregistreaz n memorie datele de la traductoarele de poziie. Dac traductoarele sunt incrementale adic transmit un anumit numr de impusuri la unitatea de distan de deplasare atunci maina reseteaz la zero memoria n care se nregistreaz impulsurile. Odat stabilit referina, controller-ul se va putea sincroniza cu poziia fizic a mainii.

Punctul de referin specific fiecrei axe este stabilit n mod diferit de la main la main, dar n general este atins la una din extremitile axei. Marea majoritate a constructorilor de maini unelte fixeaz acest punct la extremitatea pozitiv a fiecrei axe.

Dac pentru o ax traductorul de deplasare determin poziia absolut adic pe o anumit distan fiecare poziie este univoc determinat atunci acea ax nu are nevoie de punct de referin. n memoria controller-ului se nregistreaz un offset cu ajutorul cruia se va stabili ulterior originea axei.

Pentru orice main real trebuie consultat cartea tehnic n scopul verificrii dac axele au nevoie sau nu de micare de referin i, dac este cazul, unde este situat punctul de referin pe fiecare ax.

1.2.5. Accesoriile unei maini CNC

Pentru a oferi flexibilitate utilizatorilor, majoritatea productorilor de maini CNC vnd separat mai multe accesorii necesare mainilor unelte. Unii utilizatori pot cumpra o main de la un productor i echipamentele accesorii de la alt productor. Cunoaterea accesoriilor disponibile pentru o main CNC este foarte important. Importana anumitor accesorii este att de mare nct existena sau nu a acestora poate nsemna diferena dintre succes i eec al unei afaceri. n cataloagele firmelor sunt prezentate accesorii standard (incluse din fabricaie) i accesorii opionale (ce pot fi comandate contra cost la livrarea mainii sau dup livrare)

Exemple de accesorii standard ale mainilor CNC:

sisteme de ungere, rcire, ventilaie;

suport port-scul i mecanisme de prindere pies pe masa de lucru (frezare) sau n mandrina (strunjire);

scule de mn;

lamp de lucru;

diverse tipuri de scule;

accesorii de siguran (blocaj mecanic al uii, acoperire total a zonei de lucru, vizier din material transparent rezistent la impact etc.).

Exemple de accesorii opionale ale mainilor CNC:

sisteme de verificare a dimensiunilor piesei cu senzori de contact;

sisteme cu senzori de contact pentru determinarea automat a lungimii unei noi scule;

sistem de ncrcare / descrcare automat a pieselor;

evacuator de achii;

ui automate;

scule speciale pentru materiale speciale;

funcii speciale pentru programare CNC, cum ar fi: interpolare n coordonate polare sau cilindrice, rotirea sistemului de coordonate, scalare, managementul durabilitii sculei etc.

capaciti mrite de stocare programe.

1.2.6. Cheia succesului pe orice main CNC experiena practic n prelucrare prin achiere

Prima sarcin a unui programator CNC nceptor este de a nelege noiunile de baz ale tehnologiei de prelucrare prin achiere. Dac aceste noiuni sunt cunoascute atunci utilizatorul tie ce vrea s obin cu maina CNC. n acest punct este relativ simplu de nvat maina cum s fac ceea ce vrea utilizatorul, adic programarea mainii. Din acest motiv, cei mai buni programatori CNC devin persoanele care au practic pe mainile clasice de prelucrat prin achiere (strung, frez).

Un programator CNC nceptor trebuie s aibe cunotin despre noiuni ca: frezare de degroare i frezare de finisare, gurire primar i de finisare, debavurare, filetare, alezare, lefuire etc. Deoarece o main CNC poate executa mai multe operaii n acelai ciclu, un utilizator nceptor trebuie s cunoasc bazele prelucrrii complete pentru o pies. Doar n acest fel poate dezvolta programe CNC care s conduc la funcionarea optim a mainii, prin optim nelegnd aici vitez i calitate.

1.3. Programarea unei maini cu comenzi numerice

La o comand CNC de poziionare controller-ul transmite motorului o comand de execuie a unui numr de rotaii. Motorul antreneaz un urub cu bile care transform micarea de rotaie n deplasare liniar. Un traductor de la cellalt capt al urubului cu bile permite controlul precis al numrului de rotaii realizate de motor i confirm terminarea execuiei comenzii.

1.3.1. Cum este comandat micarea unei axe? nelegerea sistemelor de coordonate

Este foarte dificil pentru un utilizator CNC s calculeze numrul de rotaii necesar pentru deplasarea unei axe pe o anumit distan. De aceea, toate mainile CNC permit introducerea distanelor n uniti de msur standard sau derivate (milimetri, inch etc.). n plus, sunt acceptate mai multe sisteme de coordonate. Cel mai popular este sistemul de coordonate cartezian, dar exist i aplicaii n care se folosesc sistemele de coordonate polare (cilindrice).

n figura 1.9 se prezint schia unei piese n corpul creia trebuiesc practicate 9 guri. Se folosete sistemul de coordonate cartezian. Pentru nceput trebuie stabilit originea sistemului de coordonate, punctul de zero pentru toate direciile de deplasare. n figur originea se afl n colul din stnga-jos.

nainte de nceperea scrierii oricrui program, programatorul unei maini CNC trebuie s determine poziia zero, adic originea sistemului de coordonate.

Coordonatele X=1.0 i Y=1.0 sunt cele la care trebuie realizat prima gaur. Dac programatorul dorete micarea sculei spre dreapta cu 1 unitate (mm, inch) trebuie s dea o comand de poziionare la X1.0, iar pentru micarea sculei pe cealalt direcie, n sus, trebuie s dea o comand de poziionare la Y1.0. Controller-ul mainii va calcula singur de cte rotaii este nevoie pentru cele dou motoare, pe fiecare ax cte unul, pentru a efectua micarea dorit. Calculul este transparent (nu se observ de ctre utilizator) i prezint un mare avantaj pentru programatori, deoarece acetia pot lucra cu uniti de msur cu care sunt obinuii.

1.3.2. Micri de poziionare absolute i relative

n modul de poziionare absolut, toate punctele finale de poziionare sunt raportate la originea sistemului de coordonate al mainii, fig.1.10. Pentru nceptori acest mod de lucru este mai uor de neles. Oricum, la toate mainile CNC exist i posibilitatea de a realiza micri relative. O micare de poziionare relativ consider poziia de start (n care se afl scula nainte de nceperea micrii) ca fiind originea fat de care trebuie realizat poziionarea. Utiliznd micarea relativ (sau incremental, cum se mai numete uneori) utilizatorul se poate concentra direct la micarea sculei din punctul n care se afl, fr a mai raporta toate dimensiunile la sistemul de coordonate absolut. Programarea cu micri relative este foarte convenbil uneori, dar este mai complex i mai dificil dect metoda poziionrilor absolute.

Cnd se programeaz n modul absolut, utilizatorul trebuie s se ntrebe: La ce poziie trebuie s ajung?

Cnd se programeaz n modul relativ, utilizatorul trebuie s se ntrebe: Ct de mult trebuie s m deplasez?

Figura 1.10 arat dou tabele cu distane de deplasare pentru realizarea aceluiai traseu XY de ctre o unealt. n modul absolut toate poziiile fac referire la originea sistemului de coordonate al mainii. Nici o linie din tabel nu este indentic cu alta. Fiecare linie din tabel reprezint un punct unic determinat. n modul relativ comenzile 4 i 6 sunt identice dar reprezint dou puncte distincte ale traseului uneltei.

Dac se face o greeal de poziionare pentru o intrare n tabel:

n modul absolut doar o poziie va fi eronat, celelalte comenzi duc la poziionare corect;

n modul relativ toate poziionarile care urmeaz celei eronate vor fi influenate i se vor realiza incorect.

O alt observaie se refer la eroarea de poziionare, care, pentru poziionarea absolut, se pstreaz n limitele garantate de constructor. La poziionarea relativ acestea se pot acumula, eroare de poziionare dup un numr mare de micri n aceeai direcie putnd fi mai mare dect cea garantat.

1.3.3. Stabilirea originii de coordonate pentru programarea mainii

Unei maini CNC trebuie s i se spun ntr-un fel sau altul unde se afl originea fa de care toate comenzile de poziionare dintr-un program se vor raporta. Modul de stabilire a originii poate varia de la o main la alta.

O metod mai veche este de a stabili originea chiar din program. n aceast metod, programatorul comunic mainii ct de departe este originea fa de poziia curent, pe care o are maina la pornirea acesteia. Pentru aceasta se folosesc comenzile G92 sau G50, la nceputul programului de baz sau la nceputul secvenelor de program specifice fiecrei scule.

O metod mai nou i mai avantajoas este de a stabili originea utiliznd parametri de offset, adic de corecie.

S-a vorbit mai sus despre sisteme de coordonate i puncte de poziionare. Un alt aspect important este modul de micare al sculei ntre dou pucte. Exist trei tipuri de baz pentru micare: rapid, liniar, circular. Fiecare comand de micare trebuie asociat n program cu un tip de micare. De asemenea trebuie stabilite prin pragram: viteza micrii (cu care se va mica scula) i, la mainile de frezat, viteza de rotaie a sculei.

1.3.4. Micari rapide, liniare i circulare. Interpolare

nelegerea noiunii de interpolare

S considerm c utilizatorul dorete s execute o micare liniar cu o singur ax, de exemplu axa X, de la coordonata X = 0.0 la coordonata X = -100.0 mm. Pentru aceasta se d o comand X-100.0 (poziionare absolut). Maina se va mica perfect liniar pe distana de 100 mm deoarece o singur ax este implicat n micare. Acum s considerm c micarea trebuie s includ i o anumit distan de pe axa Y, de la punctul de coordonate X = 0.0 i Y = 0.0, la punctul de coordonate X = -100.0 i Y=200.0. Pentru realizarea acestei micri sub forma unei linii drepte trebuie s existe o sincronizare ntre micrile axelor X i Y. De asemenea, dac se dorete o prelucrare prin achiere pe aceast linie, trebuie controlat viteza de naintare a sculei. Acest tip de micare necesit interpolare liniar. n timpul unei execuii de micare cu interpolare liniar, controller-ul mainii va calcula n mod automat i foarte precis o serie de micri forte mici pentru fiecare ax n parte, innd scula ct mai aproape de linia dreapt imaginar ntre cele dou puncte. La mainile CNC din ziua de azi, linia va aprea perfect dreapt. Oricum, dac se observ la microscop aciunea sculei asupra materialului, se poate observa ceea ce este artat i n figura 1.11, i anume modul discret n care se mic fiecare ax, pe rnd.

n mod asemntor, multe aplicaii pentru mainile CNC necesit micri de prelucrare sub forma unor cercuri sau a unor arcuri de cerc. Aplicaiile de acest tip includ: realizarea de guri de diferite forme, realizarea unor suprafee curbe, frezarea pe contur etc. Aceste tipuri de micri necesit interpolare circular. La fel ca pentru interpolarea liniar, controller-ul va face tot posibilul pentru a realiza curba real ct mai aproape de curba ideal. Figura 1.12 arat modul de execuie al unei interpolri circuare.

Interpolare elicoidal

Unele maini CNC pot avea funcii de interpolare elicoidal. Aceste funcii sunt uzuale pentru executarea de filete interne sau externe, necesare prinderilor de tip urub-piuli. Pentru realizarea unei operaii de filetare, maina trebuie s execute o micare circular ntr-un plan, de exemplu planul XY, n timp ce pe a treia ax, de exemplu axa Z, trebuie s execute o micare liniar, sincron cu celelalte axe. n acest fel micarea final a sculei descrie o traiectorie elicoidal. n cazurile n care acest micare este necesar, constructorii de maini CNC pot oferi controller-e care au posibilitatea de a comanda micri cu interpolare elicoidal.

Interpolare n coordonate polare

Pentru maini CNC care au cel puin o ax de rotaie (a sculei i/sau a piesei) se pot folosi micri cu interpolare cilindric sau sferic. Pentru o ax de rotaie, o comand de micare cu interpolare cilindric transform o suprafa curb ntr-o suprafa echivalent plan. n acest fel este mai uor pentru utilizator s programeze anumite micri, care altfel ar fi mult mai dificil de realizat n coordonate carteziene.

1.3.5. Structura limbajelor NC. Exemplu de program NC

Majoritatea controller-elor CNC utilizeaz pentru programare instruciuni sub forma unor linii de text, fiecare linie de text avnd o adres unic. Fiecare linie de text conine o comand format dintr-o liter i un numr. n afar de comand, o linie de text mai poate conine i date, adic informaii care sunt necesare pentru executarea comenzii. De exemplu, o linie de program poate conine comanda de micare rapid. n acest caz trebuie date informaii suplimentare despre axa (sau axele) care se dorete a fi micat i trebuie dat noua poziie, n care micarea se termin.

Programele se execut strict secvenial, adic linie dup linie, n ordinea n care acestea au fost scrise. Numai dup execuia complet a comenzii actuale se trece la citirea, interpretarea i execuia urmtoarei comenzi.

n Statele Unite, un format standard de comenzi CNC a fost dezvoltat de instituia EIA (Electronics Industries Association) i aprobat de Institutul Naional American pentru Standarde (ANSI - American National Standards Institute). Acest standard se numete ANSI/EIA-274-D. Toi productorii importani de maini CNC se strduiesc s l respecte. Standardul impune utilizarea de litere pentru a se face referire la diveri regitri ai controller-ului. Literele, mpreun cu funciile asociate, sunt prezentate n tabelul 1.1.

Tabel 1.1. Funciile literelor folosite n comenzi CNC.

LiterFuncie

ARotaie n jurul axei X

BRotaie n jurul axei Y

CRotaie n jurul axei Z

FComenzi viteze de avans

GComenzi de pregtire a micrii

IInterpolare circular offset pentru axa X

JInterpolare circular offset pentru axa Y

KInterpolare circular offset pentru axa Z

MComenzi diverse

NNumr linie de program

RRaz arc de cerc

SVitez de rotaie scul (ax principal)

TNumr scul

XDate pentru axa X

YDate pentru axa Y

ZDate pentru axa Z

HIndicare distan de corecie (offset) a lungimii sculei

DIndicare distan de corecie a razei (diametru/2) sculei

ONumr program (identificarea programelor) *

* Ocazional litera "O" este utilizat pentru indicarea numrului de linie de program pentru comenzi ale axei secundare.

Litera exprim tipul de comand. Pentru a fi comenzi valide, toate literele trebuiesc urmate de un numr ntreg sau real. Programele sunt realizate din linii de text ce conin comenzi. Fiecare linie ncepe cu litera N urmat de un numr de linie (unic n interiorul programului) i de o comand de micare.

Liniile de text de mai jos, nsoite de comentarii, sunt un exemplu de program CNC pentru executarea a dou guri la coordonatele (X1, Y1) i (X3, Y1), conform exemplului din figura 1.9.

PRIVATEO0001 (Numr program)

N005 G54 G90 S400 M03 (Selecteaz sistemul de coordonate, modul de poziionare absolut, i stabilete viteza de rotaie

a sculei la 400 rpm)

N010 G00 X1. Y1. (Micare rapid XY la locaia primei guri)

N015 G43 H01 Z.1 M08 (ncarc factorul de compensare a lunginii sculei, micare rapid pe axa Z pn deasupra locului

de gurire, pornete lichidul de rcire)

N020 G01 Z-1.25 F3.5 (Avans pe axa Z pentru prima gurire cu viteza de 3,5 mm/minut)

N025 G00 Z.1 (Retragere rapid a sculei din gaur)

N030 X3. (Micare rapid la coordonata X3 pentru a doua gaur)

N035 G01 Z-1.25 (Avans pentru executarea celei de-a doua guri)

N040 G00 Z.1 M09 (Retragere rapid din gaura a doua, oprire lichid de rcire)

N045 G91 G28 Z0 (ntoarcere la poziia de referin pentru axa Z)

N050 M30 (Sfrit de program)

Diferii productori de maini CNC pot folosi litere diferite pentru aceeai comand. Utilizatorii vor trebui totdeaun s fac referire la documentaia tehnic a mainii pe care vor lucra.

1.3.6. Comenzi G i comenzi M

Exist dou tipuri importante de comenzi care necesit nelegere n mod special. Funciile G i M.

Comenzile care ncep cu litera G sunt utilizate pentru:

setarea modului de poziionare, G90 mod absolut, G91 mod relativ;

indicarea tipului de micare; G00 rapid, G01 liniar, G02 circular;

altor setri privind micarea sculei.

Comenzile care ncep cu litera M sunt destinate unor funcii foarte variate ntre care cele mai importante sunt:

pornire / oprire rotaie scul;

pornire / oprire lichid de rcire;

comunicaii ale mainii CNC cu echipamente externe prin intrri / ieiri digitale;

instruciuni speciale pentru structurarea programelor CNC.

n general, pentru o main CNC, pot exista 30 40 de comenzi distincte. Acestea nu sunt greu de memorat pentru un programator.

Cele mai utilizate trei tipuri de micri: G00, G01, G02

Dei o anumit main CNC poate avea disponibile mai multe tipuri de micri, exist 3 comenzi pentru 3 tipuri de micri disponibile la aproape toate mainile cu comenzi numerice.

Aceste micri au dou lucruri n comun. Primul este c sunt comenzi modale, adic o dat activate rmn implicit activate pentru toate micrile urmtoare, pn la dezactivarea lor cu o alt comand modal de micare. Al doilea lucru comun este faptul c necesit doar coordonatele punctului final de poziionare, coordonatele punctului de plecare sunt cele curente, n care se afl maina la primirea comenzii.

G00 Micare rapid (de poziionare)

Acest tip de micare este utilizat pentru comanda micrii sculei cu cea mai mare vitez posibil. Este utilizat pentru a minimiza timpii neproductivi din ciclul unei maini. De obicei cu micarea G00 se poziioneaz uneltele la punctul de unde ncepe prelucrarea i de la punctul unde se termin prelucrarea, micarile de retragere pentru eliberarea zonei de lucru n vederea nlocuirii piesei, micrile de evitare a unor obstacole. n general orice micare neproductiv trebuie s fie de tipul G00. Unele dintre mainile actuale sunt capabile s realizeze micri extrem de rapide, cu viteze de pn la 15 m/s (54 km/h). Operatorul trebuie s fie forte atent cnd verific un nou program care are micri rapide. Din fericire exist posibilitatea de limitare a vitezelor maxime (override) n timpul verificrilor unor noi programe.

Cnd se d o comand de micare rapid trebuie specificate coordonatele punctului terminus (n modul de poziionare absolut) sau distana de micare pe fiecare ax (n modul de poziionare relativ). Dac n micarea rapid sunt implicate mai multe axe, se pune ntrebarea: cum se realizeaz micarea ntre cele dou puncte? Liniar sau neliniar? Rspunsul difer de la constructor la constructor. La unele maini micarea se realizeaz liniar. Totui, la majoritatea mainilor CNC micarea se realizeaz cu vitez maxim pe fiecare ax, fr coordonare ntre ele. Aceasta nseamn c o ax poate termina micarea naintea celorlalte, traiectoria sculei ntre cele dou puncte nefiind o linie dreapt. n aceste cazuri operatorul trebuie s aibe grij n privina traiectoriei posibile a sculei, mai ales dac exist obstacole ce trebuiesc evitate.

G01 Micare n linie dreapt

Acest tip de micare permite utilizatorului s comande micri strict liniare, aa cum s-a discutat mai nainte, n subiectul despre interpolarea liniar. n plus, pentru G01 se poate impune o vitez de avans care va fi pstrat pe toat durata micrii. Comanda G01 este utilizat:

a) n strunjire: atunci cnd se execut o pies de diametru constant sau de form conic;

b) n frezare: atunci cnd se prelucreaz o suprafa plan.

Metoda de impunere a vitezei de avans difer de la o main la alta. n general trebuie specificat n milimetri (sau inch) pe minut. Alte maini de frezat i gurit permit specificarea vitezei de naintare a sculei n milimetri (sau inch) pe rotaie a sculei.

Ca i la comanda G00, comanda modal G01 trebuie s includ punctul final de poziionare, fie n coordonate absolute, fie n distane relative faa de poziia curent pe care o are maina la nceperea executrii comenzii.

G02, G03 Micri circulare

Comenzile G02 i G03 determin micri cu traiectorii de arc de cerc. La acest tip de micare se poate impune, ca i la micarea liniar, o vitez constant de avans pe traiectoria curbilinie.

Pentru micri circulare se pot folosi dou comenzi:

G02 se utilizeaz pentru micri circulare n sensul acelor de ceas;

G03 se folosete pentru micri n sens trigonometric (invers acelor de ceas).

Pentru a hotr ce micare alegem, trebuie vzut micarea din punctul de vedere avantajos i pentru main. La o main de frezat, un criteriu de alegere poate fi dat de sensul de rotaie al sculei fa de sensul de micare pe curb.

Comenzile de micare circular necesit coordonatele punctului final i date suplimentare pentru descrierea arcului de cerc. Aceste date pot fi: raza cercului (R) sau, la mainile mai vechi, vectorii direcionali (I, J, K) cu ajutorul crora pot fi calculate coordonatele centrului cercului pe al crei arc se va deplasa scula.

Programarea cu punct decimal

Anumite comenzi permit (sau necesit) introducerea unor numere reale. Exemple n acest sens sunt coordonatele de poziionare pe axele X, Y i Z precum i dimensiunea razei R, pentru o micare circular. Aproape toate mainile CNC permit utilizarea punctului pentru a reprezenta un numr real. De exemplu, expresia X50.5 poate fi utilizat pentru indicarea unei coordonate, n milimetri, pe axa X.

Pe de alt parte exist instruciuni unde se cer numere ntregi. Exemple sunt: indicarea vitezei de rotaie a sculei (S), a numrului uneltei (T), a numrului liniei de program (N), a numrului funciei de micare (G) i a numrului funciei din setul de funcii diverse (M). n aceste cazuri nu este permis utilizarea punctului decimal.

Alte funcii programabile

Chiar i cele mai simple maini CNC pot executa i alte funcii n afar de cele de baz, pentru micare. Utilizatorul trebuie s tie care funcii ale mainii CNC sunt programabile i care nu sunt. Dac exist mai multe funcii programabile atunci trebuie cunoscute comenzile CNC care execut acele funcii. De exemplu, anumite maini CNC de frezat pot avea numai micarea axelor programabil. n acest caz operatorul trebuie s seteze i s activeze manual: lichidul de rcire, viteza i sensul de rotaie al sculei i schimbarea sculei.

Dat fiind dezvoltarea, existent n ziua de azi, a echipamentelor CNC, aproape totul poate fi automatizat: direcia de rotaie i viteza, lichidul de rcire, schimbarea sculei, indexarea turelei, programarea stocului de piese brute. Dei sunt aciuni necesare i comune pentru orice main de prelucrare prin achiere, aceste comenzi pot fi diferite de la constructor la constructor.

n cazuri mai speciale, chiar i anumite accesorii ale mainilor pot fi automatizate: sistemul de verificare a calitaii piesei, sistemul de msur a lungimii sculei, schimbarea paleilor cu piese brute, utilizarea unui sistem de control adaptiv. Dac exist posibilitatea programrii acestor accesorii, atunci ele trebuiesc prevzute n programele CNC astfel nct s se poat sincroniza cu funciile de baz.

Cele mai uzuale funcii programabile sunt enumerate mai jos:

Controlul rotaiei axului principal. Litera S este utilizat pentru indicarea vitezei de rotaie dorit n RPM (rotaii pe minut). Comanda M03 este folosit pentru pornirea rotaiei axului strungului (sau axului cu scula pentru maini de frezat) n sensul acelor de ceas, iar M04 pentru pornirea rotaie n sens trigonometric. Comanda M05 oprete rotaia axului. n cazul strungurilor exist o comand de control al vitezei de prelucrare a suprafeei care poate fi meninut constant. Aceasta nseamn c pentru diametre mari ale piesei, axul se nvrte cu vitez mai mic iar pentru diametre mici, cu vitez mai mare. Controlul se face automat i este sincronizat cu poziia sculei.

Schimbarea automat a sculei. Instruciunea T se folosete pentru indicarea sculei care trebuie s fie montat pe axul principal la unei maini de frezat. Comanda M06 comunic mainii s nceap procedura de schimbare a sculei.

Schimbarea sculei. La o main CNC de strunjit cu port-scul de tip turel, o comand T urmat de 4 cifre indic: numrul sculei (primele dou cifre) i indexul ntr-un tabel de offset-uri (de distane de corecie) pentru lungimea sculei (urmtoarele dou cifre). Comanda T0101 indic utilizarea sculei numrul 1 i a distanei de corecie gsit n linia 1 a tabelului de corecii.

Controlul lichidului de rcire. Comanda M08 pornete alimentarea cu lichid de rcire. Dac este disponibil, comanda M07 se folosete pentru pornirea sistemului de rcire cu cea. Comanda M09 oprete sistemul de rcire.

Schimbarea paleilor. Dac este disponibil funcia pe maina real, comanda M60 este utilizat pentru schimbarea paleilor pe care sunt stocate piese.

Unele comenzi M sunt implementate de ctre constructorii mainilor CNC pentru a da acces utilizatorului la setarea i resetarea mai multor ieiri digitale care se manifest prin diverse aciuni executate de main. Utilizatorul trebuie s cunoasc dac exist aceste funcii pe maina cu care lucreaz i s in cont de ele n programele pe care le concepe. Astfel, pentru un strung cu comand numeric, utilizatorul ar putea avea acces la controlul magaziei de piese brute, la deschiderea i nchiderea bacurilor de strngere a piesei n mandrin, la avansul i retragerea ppuii mobile, la selectarea domeniului de viteze de rotaie. Dac maina are un sistem de alimentare cu bare, acesta poate fi programabil. Se poate ca i transportorul (sau evacuatorul) de achii s fie programabil.

Toate aceste funcii sunt importante pentru programator i acesta trebuie s fie contient de valabilitatea sau nevalabilitatea lor, n scopul realizrii de programe CNC optime.

n tabelele 1.2 i 1.3 se prezint principalele funcii G, respectiv M, conform standardului ANSI/EIA-274-D.

Tabelul 1.2. Funcii G conform standardului ANSI/EIA-274-D.

Funcii G pentru comenzi de micare

G00Seteaz controller-ul pentru micare rapid de poziionare (micri ntre dou puncte). Dac dou axe X i Y se mic simultan atunci poate rezulta o micare neliniar. Dac exist prioritate de micare a axelor i se mic toate axele, axa Z, pe care se afl unealta, se mic naintea celarlalte, dac micarea este n sens negativ. Dac axa Z trebuie s se mite n sens pozitiv, se va mica ultima.

G01Seteaz controller-ul pentru micare de interpolare liniar la care se folosete o viteza de avans programat. Dac viteza de avans nu a fost setat atunci controller-ul folosete viteza de avans zero mm/min, ceea ce nseamn un timp infinit pentru execuia micrii.

G02Seteaz controller-ul pentru micare de interpolare circular n sensul acelor de ceasornic, cu o vitez de naintare programat.

G03Seteaz controller-ul pentru micare de interpolare circular n sensul invers acelor de ceasornic (sens trigonometric), cu o vitez de naintare programat.

G00, G01, G02, and G03 will each cancel any other of the four that might be active.

G04Este o funcie utilizat pentru introducerea de pauze n execuia programului.

Are acelai efect ca i comanda M00 dar spre deosebire de aceasta, comanda G04 poate fi folosit pentru a specifica un anume timp de ntrerupere a execuiei programului. Fr specificarea parametrului timp ntreruperea este permanent (timp infinit).

Funcii G pentru offset-uri i centrarea sculei

G40Dezactiveaz aciunea funciilor G41 i G42, eliminnd coreciile (offseturile) pentru scule.

G41Este utilizat pentru corecia poziiei sculei atunci cnd se execut o operaie de achiere n care scula se deplaseaz pe partea stng a piesei, privind n direcia de micare. Permite introducerea unei deplasri suplimentare de la linia programat astfel nct programatorul s compenseze anumite erori de subdimensionare sau supradimensionare. Valoarea offsetului se introduce ca parametru.

G42Este identic cu G41 cu diferena c scula se consider n micare pe partea dreapt a piesei, privind n direcia de micare.

Funciile G41 i G42 pot fi folosite pentru a simplifica programarea, deoarece se poate neglija dimensiunea sculei n momentul programrii traiectoriilor de prelucrare. Prelucrarea prin frezare se poate programa direct n dimensiuni ale piesei finale. Dup realizarea programului se ia n considerare raza sculei prin includerea ctorva instruciuni G41, G42 n diverse puncte ale programului.

Funcii G pentru setarea unitilor de msur

G70Seteaz controller-ul pentru a lucra cu inch ca unitate de msur.

G71Seteaz controller-ul pentru a lucra cu milimetri ca unitate de msur

Funcii G pentru execuia de sub-programe

G78Este utilizat de unele maini CNC pentru a executa o procedur de frezare dup un perimetru dreptunghiular. La terminarea operaiei comanda se dezactiveaz automat.

G79Este utilizat de unele maini CNC pentru a executa o procedur de frezare dup un perimetru circular. La terminarea operaiei comanda se dezactiveaz automat.

G80Dezactiveaz comenzile modale din seria G8x care conine subprograme de lucru pentru gurire.

G81Este un subprogram pentru gurire dintr-o singur micare. Adncimea gurii i viteza de avans se cer ca parametri. Dup gurire scula se retrage rapid.

G82La fel ca G81 cu diferena c la finalul micrii de gurire scula mai rmne un timp, dat ca parametru, dup care se retrage rapid.

G83Este un subprogram pentru gurire din mai multe micri. Se folosete pentru guri cu adncime mai mare de 3 ori diametrul gurii. n aceste cazuri burghiul avanseaz i se retrage de mai multe ori pn la terminarea guririi pe adncimea cerut. Retragerile burghiului sunt necesare pentru a se putea evacua panul i asigura o rcire corespunztoare a piesei i a sculei. La utilizarea comenzii se cere i aceast distan incremental, care trebuie s fie bineneles mai mic dect adncimea de gurire.

G84Este un subprogram pentru operaii de teire, dup gurire. Se utilizeaz pe maini care au vitez de rotaie variabil a sculei, cu posibilitatea de inversare a sensului de rotaie.

It coordinates the spindle's rotary motion to the Z-axis motion for feeding the tap into and out of the hole without binding and breaking off the tap. It can also be used with some nonprogrammable spindle machines if a tapping attachment is also used to back the tap out.

G85Subprogram asemntor cu G81, cu diferena c retragerea se face cu vitez impus (nu rapid)

G86Subprogram pentru gaurire asemntoare ceu G81, cu diferena scula se oprete cnd ajunge la captul de avans al micrii. Ateapt acolo pn cnd operatorul elibereaz butonul START. Dup aceasta scula se retrage rapid.

G87Subprogram similar cu G83 pentru gurire din mai multe micri incrementale de avans-retragere. Are rolul de a fragmanta panul care altfel s-ar forma n lungimi prea mari. Distana de avans este de impus de utilizator. Retragerea sculei se face pe distan foarte mic, 0,1mm

G89Subprogram asemntor cu G82. Retragerea sculei se face cu vitez impus (nu rapid)

Funcii G pentru poziionri absolute, relative

G90Seteaz controller-ul pentru ppoziionare n coordonate absolute (relative la origine).

G91Seteaz controller-ul pentru ppoziionare n coordonate relative (la poziia curent a sculei).

G92Schimb regitrii axelor X-, Y-, i/sau Z- la o valoare specificat de programator. Efectul este de schimbare al originii de coordonate. Comanda este foarte util pentru programarea unor guri circulare sau de alte forme, pe baza de formule trigonometrice.

Funcii G pentru modificarea caracteristicilor de micare

G99Este o comand nemodal pentru eliminarea deceleraiei, opriri i acceleraiei dintre dou comenzi de poziionare consecutive. Pentru aceast comand este necesar ca cele dou traiectorii s fie tangente iar vitezele de avans s fie aproximativ egale.

Tabelul 1.3. Funcii M conform standardului ANSI/EIA-274-D.

Funcii diverse

M00Funcie care ntrerupe execuia unui program. Maina se oprete i ateapt o comand de continuare a programului, fie de la operator (butonul START/ CONTINUE), fie de la o intrare digital comandat de un automat programabil sau alt dispozitiv de control. Se folosete pentru a da timp operatorului s ndeprteze panul acumulat n zona de lucru, s verifice o dimensiune sau s efectueze o altoperaie n zona de lucru. n cazul controlului cu intrare digital, funcia M00 este util pentru a sincroniza operaiile mainii cu alte procese

M01Este o funcie asemntoare cu M00. Se folosete pentru a opri execuia programului n anumite puncte dar, spre deosebire de M00, oprirea se realizeaz dac exist ndeplinite anumite condiii. Dac nu, atunci comanda M01 este ignorat. Ca exemple de condiii de ntrerupere se pot da cele pentru asigurarea proteciei: ui de protecie deschise, lips lichid de rcire etc.

M02Funcie pentru sfrit de program. La ntlnirea acestei comenzi, unele maini CNC deruleaz banda magnetic pentru renceperea unui nou ciclu sau pentru trecerea la urmtorul program. Unele maini folosesc comanda M30 pentru aceeai operaie.

M03Comand de start al rotaie sculei n sensul acelor de ceasornic (sens normal de achiere).

M04Comand de start al rotaie sculei n sensul invers acelor de ceasornic (revers).

M05Comand de oprire a rotaiei sculei.

M06Comand de schimbare (manual sau automat) a sculei. Afecteaz valoarea registrului de offset al lungimii sculei pentru corecia poziionrilor de prelucrare (axa Z) care urmeaz.

M07Comand de pornire a sistemului de rcire cu cea

M08Comand de pornire a sistemului de rcire cu lichid

M09Comand de oprire a sistemului de rcire.

M10

M11Comenzi pentru acionarea dispozitivului de prindere pies.

M25Retragere scul (pe unele maini de frezat cu ax vertical).

M30Final de program. Deruleaz napoi banda magnetic cu programul NC (maini vechi).

Pe unele maini aceast funcie se realizeaz cu M02.

1.4. Forme de compensare pentru maini CNC

Toate tipurile de maini-unelte au nevoie de factori de compensare (sau de corecie) att din cauza dimensiunilor aleatoare ale sculelor ct i datorit necesitii de eliminare a unor erori. Compensarea dimensiunilor sculei se refer la: corecia lungimii sculei, a razei acesteia i a uzurii n timp. Compensarea erorilor se aplic pentru: erori de liniaritate (alinierea axelor), erori de deriv termic (dilatarea unor piese ale mainii datorit creterii temperaturii), erori de rigiditate (flambare i torsiune a axului principal).

Tehnica coreciei prin compensare la mainile CNC se bazeaz pe memorarea de valori numerice (offset-uri) n anumii regitrii din memoria controller-ului. Aceste valori pot fi modificate de operator. n funcionarea normal, maina CNC folosete valorile din regitrii de offset pentru a le aduna cu (sau scdea din) alte valori numerice, rezultatul fiind folosit pentru calculul poziiei sculei. De exemplu, la toate mainile CNC exist cel puin un offset pentru fiecare scul, numit offset pentru corecia lungimii sculei.

Motive pentru existena offset-urilor:

Pentru a se putea specifica lungimea fiecrei scule. Cnd programul CNC este scris nu se ia n considerare o scul anume. Lungimea sculei va avea importan deabia la momentul de ncepere a produciei. De asemenea, o scul avariat se poate nlocui ntre dou cicluri de producie. Scula nou poate fi de lungime diferit. Pentru utilizarea acesteia nu trebuie modificat programul CNC. Este suficient modificarea unui offset pentru lungimea sculei.

Pentru a se putea specifica raza (sau diametrul) fiecrei scule. La mainile CNC de frezare cunoaterea razei sculei este foarte important. Programul va corecta traseul centrului sculei n funcie de raza sculei, pentru a se obine aceeai dimensiune a piesei, indiferent de scula folosit. Folosind offset-ul de raz a sculei programul nu trebuie modificat.

Pentru a se putea modifica originea axelor (punctul de zero al programului). Multe maini CNC lucreaz cu offset de origine pentru a putea corecta punctul de unde ncepe prelucrarea piesei. La unele maini fiecare program, sau subprogram, poate avea offset-uri proprii de corecie a originii. Aceste corecii se aplic fa de puctul de zero al mainii, adic fa de punctele de referin identificate la pornirea mainii, pentru fiecare ax.

Pentru a se putea controla precizia de prelucrare. Multe maini de frezat care prelucreaz pe contur, pot folosi offset-uri mai mari n timpul verificrii unui nou program, pentru a nu risca obinerea unui rebut. O dimensiune mai mare a piesei poate fi rectificat ulterior, i acest lucru este de preferat n comparaie cu obinerea unui rebut, la ncercarea unui nou program. Se pot evita situaii n care o frez (scula) nu a fost montat perfect centrat. De asemenea se poate corecta uzura sculei, pe toat durata de via a acesteia.

Organizarea nregistrrilor de offset.

Mainile CNC cu magazie de scule au fiecare scul numerotat. n acest fel se poate gndi un tabel cu offset-uri asociate fiecrei scule. Mainile CNC din ultima generaie ofer posibilitatea de a gestiona uor o tabel de offset-uri. Modificarea acestora se poate face de la panoul operator sau de pe un calculator, cu ajutorul unor meniuri i cu suficient text explicativ. Cnd se comand utilizarea unei scule se vor utiliza n mod automat offset-urile referitoare la acea scul (cu acelai numr ca al sculei).

Totui, la mainile mai vechi tabela de offset-uri nu este uor de neles. Trebuiesc introduse anumite valori n anumii regitrii definii prin numere. n aceste cazuri, operatorul trebuiesc s alctuiasc tabele cu offset-uri i s pstreze n ordine aceste tabele, ntr-un dosar. De asemenea tabelele trebuiesc actualizate la schimbarea unei scule uzate sau avariate.

#XZRT#LungimeDiametru

11

22

33

......

9999

Fig.1.11. Tipuri de tabele pentru nregistrarea offset-urilor.

1.4.1. Compensarea lungimii sculei.

Utilizarea offset-ului de lungime a sculei reduce eforturile de programare deoarece, la scrierea programului, utilizatorul nu trebuie s in seama de dimensiunile sculei. n timpul pregtirii maini pentru lucru, operatorul va introduce offset-ul pentru corecia lungimii sculelor pe care le va folosi n ciclul de lucru. Lungimile sculelor trebuiesc mai nti msurate. Msurarea lungimilor acestora se face manual sau cu echipamente automatizate (cu senzori de contact).

O comand uzual pentru impunerea unui offset de lungime al sculei este G43. n comanda G43 utilizatorul trebuie s introduc i un indicator de memorie cu ajutorul literei H. Litera H urmat de un numr indic un registru de unde se poate citi offset-ul, n acest caz, de corecie a lungimii sculei. Un exemplu de astfel de utilizare se d n programul de mai jos. Liniile de program N015 i N055 se ncarc offset-urile din regitrii H01 respectiv H02.

Program O0001 (Numr program)

N005 T01 M06 (Monteaz scula nr.1 n axul principal)

N010 G54 G90 S400 M03 T02 (Selecie sistem de coordonate, micare absolut, vitez de rotaie 400 RPM, pregtete scula nr.2)

N010 G00 X1.0 Y1.0 (Micare rapid XY)

N015 G43 H01 Z.1 M08 (ncarc offset-ul pentru lungimea sculei la prima micare Z, start lichid de rcire)

N020 G01 Z-1.5 F4. (Gurire)

N025 G00 Z.1 M09 (Retragere rapid, oprete lichid de rcire)

N030 G91 G28 Z0 M19 (ntoarcere la poziia de schimare scule, orienteaz capt port-scul)

N035 M01 (Oprire opional)

N040 T02 M06 (Monteaz scula nr.2 n axul principal)

N045 G54 G90 S400 M03 T01 (Selecie sist. de coordonate, micare absolut, vitez de rotaie 400 RPM, pregtete scula nr.1)

N050 G00 X2. Y1. (Micare rapid XY)

N055 G43 H02 Z.1 M08 (ncarc offset-ul pentru lungimea sculei la prima micare Z, start lichid de rcire)

N060 G01 Z-1.2 F5.5 (Gurire)

N065 G00 Z.1 M08 (Retragere rapid, oprete lichid de rcire)

N070 G91 G28 Z0 M19 (ntoarcere la poziia de schimare scule, orienteaz capt port-scul)

N075 M30 (Sfrit de program)

1.4.2. Compensarea razei sculei.

La fel ca offset-ul de corecie a lungimii sculei, offset-ul de corecie a razei sculei se poate neglija atunci cnd se realizeaz programe de frezare pe contur. Compensarea razei sculei se folosete numai pentru operaii de frezare. Acest offset nu se utilizeaz n operaii de gurire, teire sau alte operaii pentru executarea de guri.

Compensarea razei sculei este important din patru motive:

a) permite programarea simpl programatorul va urmri liniile piesei i nu va face calcule complicate care s in seama de raza sculei;

b) permite folosirea mai multor tipuri de scule, de diferite mrimi;

c) permite ajustarea preciziei de frezare, care poate s in cont i de presiunea sculei (flambajul axului principal);

d) permite utilizarea aceluiai program att pentru degroare ct i pentru finisare (cu offset-uri diferite pentru scule diferite).

n programare, offset-ul de compensare a razei sculei se folosete mpreun cu comenzile G41 i G42. Multe controller-e folosesc litera D pentru a indica un registru din memorie unde se afl valoarea razei sculei.

1.4.3. Ajustarea originii axelor.

Offsetul de ajustare a originii permite programatorului s nu in cont de locul exact n care se fixeaz piesa pe masa de lucru. Aceast ajustare se face n final, dup ce programul a fost realizat i se pregtete maina pentru lucru.

Modul de utilizare a offset-urilor de origine (pentru fiecare ax) difer semnificativ de la o main CNC la alta. La unele controller-e este permis un offset de origine pentru fiecare program. La altele se permit multiple offset-uri de origine care se ncarc explicit cu comanzi G. Comenzile G54 pn la G59 sunt utilizate frecvent. G54 ncarc offset-ul de origine numrul 1, G55 pe numrul 2, ..., pn la G59 pentru offset-ul numrul 6.

1.5. Metode de programare CNC

Exist trei metode de baz pentru programarea unei maini CNC.

a) programarea manual

b) programarea asistat (pe baz de ntrebri i rspunsuri - cu ajutorul unor meniuri)

c) programarea cu software CAM (Computer Aided Manufacturing)

Fiecare dintre aceste metode are avantaje i dezavantaje. Programarea manual produce cele mai compacte i optimizate programe. Programarea asistat este mai uor de realizat, chiar i de utilizatori nceptori, totui ea se folosete pentru producerea de piese simple, combinate din forme de baz existente ntr-o bibliotec de date. Cu programarea CAM se pot realiza relativ repede piese foarte complexe. n schimb, un software CAM poate produce 1000 de linii de program care s fie echivalente din punct de vedere al efectului cu 4 linii de program relizat n mod manual. La utilizarea unui software CAM la generarea de programe CNC n vederea realizri unei piese mai complexe, programele pot avea dimensiuni de zeci de MB.

Programarea cu software CAM permite utilizatorului atingerea unui nivel de performan mult mai mare dect programarea manual. n ultimii ani acest mod de lucru a devenit destul de popular. Un sistem CAM ajut utilizatorul n trei direcii:

i) Nu mai trebuie efectuate multe calcule matematice (le face calculatorul)

ii) Permite programarea unor prelucrri de acelai tip cu ajutorul unui limbaj de baz

iii) Ajut utilizatorul cu funcii practice de baz pentru prelucrare

Un software CAM va genera programul n cod G i l va transfera direct n memoria controller-ului mainii CNC.

Sistemele CAM sunt de dou tipuri:

a) cu programare n limbaj de nivel nalt: BASIC, Pascal, C etc.;

b) grafice utilizatorul are verificare vizual n timpul dezvoltrii piesei.

1.6. Moduri de operare ale unei maini CNC

Mainile CNC sunt permit mai multe regimuri de funcionare. Controller-ele sunt proiectate astfel nct s permit operatorului utilizarea maini n cel puin trei moduri de funcionare diferite. Aceste regimuri de funcionare au utilizri practice , existena lor fiind impus de practica industrial

1.6.1. Modul de funcionare Manual

n modul Manual maina CNC se comport ca o main-unealt clasic. n acest mod de funcionare operatorul poate face poziionri manual (de la tastatur sau cu o manivel), poate da comand axelor de cutare a referinelor (punctul de zero), poate porni i opri rotaia sculei sau lichidul de rcire etc. n general, n modul manual operatorul va aciona diverse butoane i meniuri pentru a realiza operaiile dorite. Orice comand va avea rspuns imediat din partea mainii.

1.6.2. Modul de funcionare Editare

Unele comenzi care nu se pot executa n modul Manual pot fi executate n modul Editare. Acest regim de funcionare permite operatorului s introduc date n controller-ul maini CNC. Datele introduse pot fi de dou feluri, astfel se evideniindu-se dou sub-moduri ale regimului de Editare:

Editare de programe sau modificri ale acestora (Edit Mode). n modul de Editare, operatorul poate crea i mofdifica programe CNC. Programele sunt memorate n controller. Editarea unui program ncepe prin alegerea unui numr de program care se dorete a fi creat. Modificarea unui program ncepe prin selectarea unui numr de program existent. Orice program odat terminat poate fi setat s fie cel activ, adic cel care se va executa n la comanda de start n regim automat. Modul de Editare include i posibilitatea de a ncrca programe n memoria controller-ului de la un calulator sau de pe disckete. Funcie de complexitatea mainii, pentru editare pot fi disponibile funcii de cutare i de tipul cut-copy-paste, pentru a ajuta operatorul n realizarea mai rapid a programelor. Introducere de la tastatur a unor comenzi care vor fi executate (Manual Data Input MDI). In acest sub-mod operatorul introduce comenzile numai de la tastatur. Comanda introdus poate fi executat de mai multe ori, fr reintroducerea ei de la tastatur.

Pe mainile CNC de ultim generaie se folosete ndeosebi tehnica MDI pentru a realiza comenzi de acionare manual. Folosind comenzi date de la tastatur se elimin necesitatea de utilizare a unui panou cu multe butoane i becuri. Toate informaiile se afieaz pe display-ul consolei de programare. Oricum, trebuie ca operatorul s fie precaut cnd introduce o comand n modul MDI deoarece comanda va fi executat fr s fie validate datele de intrare, astfel existnd pericol de coliziune. 1.6.3. Modul de funcionare Automat (Program Operation Mode)n acest regim de funcionare maina CNC execut programe n mod automat. Este regimul de funionare normal. Programul poate fi citit din memorie sau de pe band magnetica. Uzual citirea se face din memoria controller-ului dar, pentru programe forte mari, se poate folosi banda magnetic.

Pornirea mainii n mod automat se poate face:

pentru un singur ciclu de funcionare;

pentru funcionare continu, ciclu dup ciclu.

La apsarea butonului de Start Ciclu se va executa un singur program, programul setat activ de ctre operator (n modul de editare). n timpul execuiei, pe display-ul operatorului se poate vizualiza comanda care se execut n fiecare moment de timp. 1.7. Secvene de operare cu maini CNC

Operatorul unei maini CNC trebuie s memoreze secvenele de operare cu maina i ordinea de execuie a acestora, pentru a pune maina n funciune i pentru operaiile critice cu maina. Pentru nceptori este indicat s aibe la dispoziie un manual de utilizare, sau tabele cu indicaii, n care secvenele de operare s fie complete i exacte.

Cele mai importante secvene de operaii se refer la: pornire i oprire main (verificare tensiuni, presiuni, condiii de siguran);

schimbarea sculelor;

msurarea i introducerea offset-urilor pentru compensaii i corecii;

editarea programelor i verificcarea acestora;

etc.

Dei aceste operaii sunt foarte importante, nu toi constructorii de maini CNC ofer manuale de utilizare complete. n aceste cazuri, operatori vor trebui s-i completeze anumite fie de lucru i s se organizeze singuri.

Urmtoarele operaii sunt exemple generale care se aplic la toate tipurile de maini CNC i pe care un utilizator eficient de main CNC trebuie s le stpneasc foarte bine. Procedurile se pot mpri n apte categori logice:

1) Secvene de acionare manual

a. Pornire main

b. Micarea de referin

c. Pornire rotaie ax principal (scul sau pies)

d. Micare axe n mod manual

e. Micare axe cu manivele

f. Montarea manual a sculei n port-scul

g. Montarea manual de scule n magazia de scule

h. Pornirea manual a lichidului de rcire

i. Setarea originii axelor

j. Introducerea de offset-uri lungine scul i raz scul

k. Selectarea modului metric: mm sau inch

2) Secvene de acionare n modul Manual Data Input (MDI)

a. Utilizare MDI pentru schimbare scul

b. Utilizare MDI pentru pornire rotaie ax principal

c. Utilizare MDI pentru micarea de referin

d. Utilizare MDI pentru micare axe

3) Secvene pentru ncrcarea i salvarea programelor

a. ncrcare program n memorie cu band magnetic

b. ncrcare program n memorie cu comunicaie RS-232

c. ncrcare program n memorie cu ajutorul consolei de programare

d. Salvarea unui program din controller pe band magnetic sau ntr-un PC

4) Secvene de vizualizare i editare programe

a. Cutare programe n directoare

b. tergere programe din memorie

c. Cutare programe n memorie

d. Modificare tergere i inserare linii de program

5) Secvene de punere n funciune

a. Msurare poziii i distane pentru axe

b. Msurare lungimi scule i diametre

6) Secvene de rulare programe

a. Verificare programe

b. Rulare programe verificate n producie

c. Rulare seciuni de program pentru o scul anume

Fig.1.9. Exemplu de pies de prelucrat

Fig.1.10. Diferene ntre poziionarea absolut i relativ(incremental)

EMBED Word.Picture.8

Fig.1.12. realizarea practic a unei micri cu interpolare circular.

EMBED Word.Picture.8

Fig.1.11. Traiectoria sculei pentru

o micare de interpolare

liniar n planul XY.

b)

a)

Fig.1.5. Componente ale motorului pas-cu-pas.

Fig,1.2. Main de frezat vertical cu comand CNC.

Fig.1.3. Mecanism urub-piuli cu bile recirculabile.

PAGE 24

_1127994603.doc

_1127993637.doc