carte cnc

Secretele prelucraraii in 5 axe

1

Introducere

Utilizezi prelucrarea in 5 axe?Magazinul tau ar putea beneficia de eficienta si puterea pe care o

ofera prelucrarea in 5 axe?Majoritatea oamenilor nu imbratiseaza aceasta tehnologie in lipsa

adevaratei intelegeri a practicilor in 5 axe.Exista multe conceptii gresite commune cu privire la

aceasta tema, si intentia acestei carti este de a demitiza prelucrarea in 5 axe si aduce la indemana

oricui interest pentru utilizarea tehnologiei la intregul sau potential.Informatiile prezentate in

aceasta carte au fost culese timp de 30 de ani de maini experimentate in industria de fabricare a

prelucrarii metalelor- tarile de corespondenta,continente si mai multe limbi(atat umane cat si G-

code).Autorul a lucrat in Ungaria,Germania,Canada si Statele Unite ale Americii ,specializat in

rezolvarea mai multor axe.El a petrecut mai multi ani configurand,programand si reparand

echipamentul CNC si a folosit un numar diferit de sisteme CAD/CAM. El a lucrat independent in

calitate de consultant in axe multiple, precum si direct pentru CGTech(fabricantii VERICUT) si

CNC Software Inc.(fabricantii MASTERCAM)

Autorul a instruit nenumarate clase pentru pregatirea de axe multiple in ultimul deceniu.Aceste

clase au acoperit subiecte cum ar fi operarea echipamentului CNC,programarea echipamentului

CNC, atat manual cat si cu sisteme CAD/CAM, precum si construirea de masini virtuale cu

sisteme de verificare diferite.Pe parcursul anilor, autorul a intalnit multi profesionisti din intreaga

lume si a realizat ca toti au aceleasi intrebari,idei preconcepute si probleme atunci cand vine

vorba de prelucrarea in 5 axe.Nevoia de informatii impartiale pe aceasta tema a devenit evidenta.

Pana in acest moment,cel mai bun mod de a obtine informatii cu privire la prelucrarea in 5 axe a

fost de a vorbi cu colegii din industrie, in speranta ca vor sa impartaseasca ceea ce au

invatat.Vizitarea spectacolelor industriale de comert si vorbirea cu furnizorii de masini unelte si

CAD/CAM sunt alte optiuni cu exceptia faptului ca aceste personae vor da toate punctele lor

de vedere individuale si vor promova propria masina sau solutie.Toata lumea pretinde ca au cea

mai buna cursa de soareci, si ramane la latitudinea individului de a alege pe cel potrivit.

Aceasta carte nu este un manual de instruire pentru orice anumita masina sau un system

CAD/CAM.Mai degraba,aceasta este o imagine de ansamblu asupra timpurilor de masini

multiaxa si metodele commune de control pe care sistemul CAD/CAM il utilizeaza pentru a

conduce masinile.Cartea va va ghida prin acest taram,de la baza la concept complexe si va

furniza informatii pentru a va ajuta sa alegeti unealta corecta,inclusive masina,metoda

exploatarii,sistemul CAD/CAM, precum si pachetul de masina de simulare care se va potrivi cel

mai bine aplicatiei specific dvs.Cartea contine numeroase ilustratii pentru a va ajuta sa puneti in

aplicare exact aceste unelte.


2


3

Istoria prelucrarii in 5 axe

Cu mult inainte de aparitia operatorilor CNC,4-5-6-12 si masinile cu mai multe axe,prevazute ca

masini multi axa,au fost utilizate.Axele individuale au fost controlate mecanic prin parghii de

echitatie pe placi de came.Unele masini au avut mai mult de 12 placi cu came,controland nu

numai uneltele si miscarile de rotatie,impingerea si scoaterea pieselor de lucru fixe.Aceste masini

au fost greoaie,consumand de asemenea mult timp pentru configurare,dar erau perfect potrivite

pentru o productie in masa.

Primele masini NC(cu control numeric fara memorie interna) erau greu de configurat si greu de

operat,dar erau de asemenea potrivite pentru o productie in masa.In primul rand doar cele mai

influente si consacrate magazine isi putea permite sa le achizitioneze.Programarea era lunga si cu

erori in aplicarea procesului.In curand constructorii de masini au adaugat memorie interna

controlarilor si apoi au adaugat abilitatea de a executa logica ramificarii in cerc si pentru a

solicita subrutine din alte subrutine.Era posibil sa foloseasca aceste macrolimbaje direct pe

masina si sa schimbe repede configurarile in special pentru partile uzuale.Diferiti constructori de

masini au dezvoltat solutii variate care au creat un numar de limbaje de programare CNC(control

numeric cu memorie interna).Companiile cu nume familiare precum Fanuc ,Acramatic

,Heidenhei,Siemens,Mazatrol ,etc, toate au dezvoltat propriul limbaj iar toate acestea au ajuns

repede la un rezultat.Cateva magazine lucrau la 10 masini cu 8 limbaje diferite.Daca o sarcina se

repeta si masina originala care trebuia programata era ocupata,un nou program trebuia sa fie

rescris datorita diferentelor de limbaj.

In continuare,primele sisteme rudimentare CAD(Design asistat de calculator)/CAM(prelucrarea

asistata de calculator) au fost dezvoltate.La inceput aceste solutii de programare au fost introduse

de aceleasi companii care au dezvoltat controlorii.Imediat dupa interprinzatorii individuali au

scris propriul program CAD/CAM.Acest salt a fost urias in tehnologie deoarece a permis

inginerilor sa deseneze partile de lucru in programul CAD, sa genereze traiectorii in limbajul

generic al sistemului CAM si apoi sa il traduca repede in multiple limbaje G-Code,folosind un

processor adecvat.

Acest progres a insemnat ca masinile CNC nu mai reprezentau exceptia, ci incepusera sa devina

o norma.Ele nu erau numai folosite pentru o productie masiva, ci devenisera multilaterale exacte

si accesibile.

Masinile cu multe axe au trecut prin acelasi proces similar dar din cauza ca acestea erau mai

complicate,procesul dura mai mult.La inceput masinile erau scumpe


4

la achizitie si intretinere si de asemenea greu de programat.Doar companiile mari aerospatiale

aveau nevoia,banii si personalul care sa se ocupe de aplicatiile cu axe multiple.Unele companii

au mentinut propriile procese indeaproape monitorizate pentru a castiga avantaj.Multe pachete de

programare au fost facute in afara necesitatilor doar pentru a rezolva o provocare a

aplicatiei.Programarea,in general,este mereu aproape de tehnologie impingand limitele

posibilitatilor de programare si restrictilor componentelor.

Astazi,sunt multi constructori de masini care ofera o varietate de echipamente pentru masinile cu

multe axe ,intr-o variatie de configuratii, calitate si pret.Calculatoarele au devenit foarte

accesibile si sistemele CAD/CAM ofera acum excelente strategii pentru taierea multiaxe cu un

control excelent al uneltelor si parghii importante dupa procesare.Ca si rezultat chiar si

magazinele mici pot face si implementa masini multiaxa.

Majoritatea constructorilor de masini extind productia si iau in considerare noi tehnologii.Multe

cred ca este absolut necesar sa existe o competitie pe piata globala ,in special impotriva tarilor in

care mana de lucru este ieftina.Aceasta atitudine a rezultat din cresterea vanzarilor masinilor cu

multe axe si cativa constructori de masini,acum, au clienti pe liste de asteptare pentru masinile cu

multiple axe.Prelucrarea in mai multe axe isi dezvolta constant campul de lucru aproape cu

posibilitati infinite.

Greseli uzuale

Majoritatea persoanelor asociaza cuvantul 5 axe cu niste notiuni complicate precum acelea

pentru pompa de inductie ilustrata in figura 1-1 si 1-2 si tehnicile de programare cerute.Acest

punct de vedere este intarit prin vizitarea oricarui show-room industrial in cadrul caruia se pot

vizualiza ambii producatori de masini si vanzatori CAD/CAM prezentand cele mai complicate

creatii.

Figura1-1 Exemplu de configurare a pompei de inductie


5

Figura 1-2 Exemplu de design al pompei de inductie

In realitate,majoritatea utilizatorilor masinilor cu 5 axe nu fac nici macar un rotor sau porturi de

final pentru varful cilindrului motor care actioneaza.Majoritatea partilor masiniilor folosesc

simple metode de gaurire in 3 axe,conturare si rutinei de frezare in timp ce se realizeaza

ocazional rotirea unei parti intr-un macanism de indexare rotativ cum este ilustrat in figura 1-3 si

1-4.Parti foarte elaborate pot fi de asemenea prelucrate prin aplicarea unei traiectorii 3D si

angajarea unei parti de lucru din diferite unghiuri prin indexarea unei mase rotative.

Figura 1-3 si 1-4 Exemple de pozitionare a piesei de lucru

Utilizarea unei masini cu mai multe axe va simplifica notiunile cerute,efortul programarii si

numarul de fixari cerute pentru prelucrarea complexa a pieselor de lucru.Ca si alte beneficii sunt

incluse :eliminarea a multiple configurari,precizie ridicata si o mai buna finisare a suprafetei.


6

Multe magazine realizeaza piese de lucru prin mutarea manuala a acestora pe alte suprafete ale

masinilor cu 3 axe.Comparat cu aceasta procedura, productia poate fi crescuta foarte mult fara

mult efort prin utilizarea unei masini cu 4 sau 5 axe.Daca doar o singura sau dubla masa de

indexare rotativa ar fi adaugata doar editari nesinsemnate ar fi necesare pe campurile

CNC.Exemplele sunt prezentate in figurile 1-5 si 1-6.

Figura 1-5 si 1-6 A treia parte a mecanismului de rotatie

Mutarea la mecanismele cu mai multe axe cere gandire in spatiu in defavoarea spatiului

plan.Masinile cu axe multiple au fost dezvoltate pentru tipul de activitati de indexare aratate in

figura 1-7 si 1-8 utilizand anumite tipuri de piese fixe.

Figura 1-7 Exemplu de piesa fixa


7

Figura 1-8 Exemplu de pozitionare in 4 axe

De indata ce ati intrat in domeniul multiaxelor,noi usi se vor deschide pentru magazinul dvs.

Compania dvs va devenii repede mai specializata si mai abila sa realizeze munca mai complexa.

Inainte de toate in magazinul dvs va incepe sa preia comenzi din ce in ce mai numeroase si va fi

nevoie ca acesta sa fie extins.

Propozitiile de mai sus erau adevarate in trecut dar nu si in prezent.Daca acum detineti un sistem

CAD/CAM sunt destul sanse ca dvs sa aveti deja capacitati de pozitionare in 5 axe.Majoritatea

sistemelor CAD/CAM include aceste capacitati in pachetul de baza.De multe ori este doar o

problema de practica care este ceruta pentru a incepe procesul de lucru.

Cand achizitionati un sistem CAD/CAM faceti-va siguri ca ati ales o companie cu reputatie care

isi ia angajamentul sa suporte pregatirea prealabila a folosirii sistemului.Amintiti-va ca sistemele

CAD/CAM sunt doar alte unelte in zona dvs de lucru.Puteti cumpara unelte desebite care sunt

foarte capabile dar vor fi fara folos daca nu stiti sa le utilizati.Suportul local poate fi la fel de bine

o caracteristica importanta a noii unelte.


8

Daca realizati o simultaneitate de activitati cu mai multe axe pretul sistemului CAD/CAM va fi

un factor putin important.Va fi necesara mai multa practica dar dvs ve-ti devenii capabil sa

incarcati aproape dublu din piesele de lucru intr-o singura perioada a activitatii masinii.Partea

grea de folosit reiese la practica-a fost usor sa invat cum sa utilizez prima masina CNC?

Nu intrati in lumea masinilor cu mai multe axe printr-o activitate complexa si simultana.Daca

deja detineti o masina cu 3 axe incepeti cu o singura sau dubla masa rotativa si aplicati tehnici de

indexare.Ve-ti realiza piese mai repede ,mai corect si ve-ti fi capabil sa investiti in echipamente.

Cand decideti sa cumparati echipament nou verificati daca puteti lega aceasta achizitie a

sistemelor CAD /CAM la masinile deja detinute.Este de asemenea o buna oportunitate sa

deveniti sigur ca sistemul dvs CAD/CAM foloseste limbajul specific masinii- cu alte cuvinte,ca

detine procesorul indicat.

Anumite companii cumpara echipament cu solutii cheie care asigura faptul ca activitatile lor va

face ca productia sa fie gata inaintea expedierii catre producator.Multi fabricanti de masini unelte

angajeaza echipe specializate de ingineri care lucreaza indeaproape cu sistemele CAD/CAM.

Impreuna,echipele determina cel mai eficient mod de a prelucra o anumita piesa,bazata pe mai

multi factori precum: material,cantitate,toleranta ceruta si disponibilitatea prelucrarii.

Motive pentru utilizarea masinilor cu multe axe

Reducerea activitatii de configurare

Un motiv important in utilizarea masinilor cu mai multe axe este reducerea timpului de

configurare pentru piese precum cele prezentate in figura 1-9 si 1-10.O fixare pentru o operatie

secundara este foarte costisitoare si cere mult timp.Majoritatea pieselor pot fi prelucrate din una

sau doua configurari,eliminand nevoia de extrafixare si timp.

Figura 1-9 Exemple de pozitionare a partii cerute la prelucrarea in mai multe axe


9

Figura 1-10 Piesa cere doua configurari diferite la prelucrare

Corectitudine

De fiecare data cand mutate o piesa de lucru de pe o suprafata fixa pe alta exista riscul dezaxarii

fie in timpul configurarii fie in timpul operarii.Este foarte usor sa existe erori intre suprafetele

prelucrate cand acestea sunt frezate in mai multe configurari.Folosirea maselor de indexare

rotative sau masini cu mai multe axe,dupa cum aratam in figura 1-11 si 1-12, permite mutarea

precisa a uneltelor scurte,rigide si a uneltelor de taiat care actioneaza cu viteza mare.Ma multe

taieri pot fi realizate cu RPM si prin fluxul alimentarii in timp cele mai inalte nivele de

corectitudine sunt mentinute.

Figura 1-11 Configurarea dublei rotati a masinii


10

Figura 1-12 Configurarea dublei rotati a masinii

O mai buna finisare a suprafetei

Folosirea pieselor de lucru scurte va duce la o mai mica indoire a pieselor care de asemenea va

minimaliza vibratia si va produce intr-un mod silentios si precis taieri.Cand folositi unelte de

taiat cu varf rotund este recomandat ca punctul de contact sa fie mutat din varful uneltei de taiat

care nu se invarte.Prin inclinarea piesei,asa cum este aratat in figurile 1-13 si 1-14 , piesa de

lucru poate fi asezata pe o zona de taiere dorita care nu numai va imbunatatii finisarea suprafetei

si repetabilitatea dar de asemenea va imbunatatii durata de viata a

piesei.

Figurile 1-13 si 1-14 Prelucrarea acestor piese cere miscari simultane de taiere


11

Deschidere de noi posibilitati

Anumite parti sunt imposibil de taiat pe o masina cu 3 axe.Alte piese ar cere prea multe

configurari pe o masina cu 3 axe ceea ce nu este profitabil.De indata ce magazinul dvs devine

familiarizat cu munca de indexare dvs ve-ti fi capabil sa incepeti prelucrarea pieselor precum

acelea din figurile 1-15 , 1-16 si 1-17 utilizand miscari simultane cu mai multe axe si va deschide

pentru afacerea dvs noi posibilitati.

Figurile 1-15,1-16 si 1-17 Exemple de piese care cer miscari simultane pentru taiere


12


13

Cunoasterea masinii

__________________________________________________________________

La ce va ganditi cand vedeti cuvintele masina standard cu 5 axe? Multe cuvinte impresionante

sunt folosite in industrie atunci cand se descriu masinile cu 5 axe.Multe dintre ele includ:ghiduri

esalonate, control dinamic constant, motoare servodigitale AC cu suruburi pre-tensionate care

actioneaza mecanic linear printr-o miscare de rotatie, sistem de monitorizare permaneta a

pozitiei,utilizare maxima a schitei,corectitudine pe termen lung s.a. Pentru a simplifica lucrurile

vom spune ca sunt 3 componente majore ale acestor tipuri de masini.

Combinatia perfecta a caracteristicilor de mai sus va construi o rapida,corecta,usor de programat

si operat masina CNC cu 5 axe.Multi producatori au petrecut multi ani incercand sa obtina

combinatia perfecta si ca un rezultat al acestei activitati acum sunt multe variatii si solutii.

Ilustratiile din figura 2-1 arata cateva din varietatile care exista in masinile existente in industria

prelucrarii cu masini CNC.


14

Figura 2-1 Aranjamente tipice ale masinilor CNC cu mai multe axe

Configuratile masinii cu mai multe axe

Aranjamentele aratate in figura 2-1 reprezinta configuratii uzuale dar nici una dintre ele nu este

standard. Nu exista un lucru la fel precum o masina cu 5 axe standard.In primul rand sa

stabilim definitia unei axe.Orice miscare controlata de un controlor NC,fie liniara,fie rotativa

este considerata ca fiind ax.Pentru inceput,in ilustratia din figura 2-2 ambele axe rotative si teava

sunt capabile sa se miste in aceeasi directie desi ele sunt controlate de 2 comenzi

diferite.Miscarile din fata sunt controlate de Z iar acelea ale tevii de W.

Figura 2-2 Axul rotativ si teava rotativa se misca in jurul unor axe paralele


15

Termenii de axe multiple si 5 axe sunt des utilizati alternativ si de asemenea aceasti termeni pot

fi confuzi.Cel mai recunoscut termen in industrie este cel de 5 axe dar acesta poate duce in eroare

deoarece posibilitatile standardelor cu 9 axe exista fara adaugarea unui subsistem aditional.In

plus o masina cu 4 axe este de asemenea considerata a fi o masina cu mai multe axe.In

defavoarea titlului acestei carti cel mai corect termen al masinilor cu mai multe axe va fi folosit.

Urmatoarea lista arata standardele industrie pentru directile si desenele clasice in 9 axe.


16

Din pacate,anumiti constructori de masini respecta acest standard in moduri diferite.Anumiti

constructori permit utilizatorului final sa schimbe directile de rotatie ale masinii si

comportamentul.A treia parte rotativa a dispozitivului,dupa cum este prezentat in figura 2-3 si in

oricare alta parte,poate fi achizitionat si montat unei masini in mai multe feluri.Rezultatul final

al acestei flexibilitati poate cauza ambelor masini pentru aceeasi realizare si model printr-un

comportament diferit al masinilor cu 5 axe.

Fiecare masina este un compromis al aceluiasi fel .Directile rotative,pozitile de start si limitele

vor fi diferite de la o masina la alta.Munca efectiva este modificata prin schimbarea acestor

variabile.Anumite axe rotative pot fi rotate in ambele directi.Anumite axe vor alege directia

rotativa bazata pe pozitia existent cea mai scurta distanta impotriva distantei in sensul acelor de

ceasornic sau in sensul invers al acelor de ceasornic.Anumite masini care sunt echipate cu parti

dinamice rotative vor misca axa lineara in timp ce vor rota prima parte a procesului.

Pentru a intelege complet aceste masini este necesar sa analizam fiecare masina ca si entitate

unica,sa ne uitam la toate dedesubturile si sa intelegem cum a fost construit scheletul

masinii.Trebuie sa stiti unde sunt realizate toate imbinarile,unde sunt localizate axele

rotative,unde se gasesc pozitile 0 de rotatie,ce le face sa se miste si cum functioneaza intreaga

masina.

Diferiti producatori si sistemele CAD/CAM au nume diferite pentru aceleasi lucruri.Sa stabilim

cativa termeni comuni care vor fi folositi in aceasta carte pentru a evita confuzia.

Pozitionarea de start a masinii Majoritatea masinistilor recunosc pozitia de baza ca fiind

reprezentata de locul in care axele se misca cand pornesti masina si selectezi punctual 0.

Figura 2-3 Masina in pozitia de start X0.Y0.Z0.A0.B0.


17

Pozitia 0 a masinii rotative pe masinile cu mai multe axe,pozitia 0 a masinii rotative

prezentata in figura 2-4 este la intersectia axelor/pivotilor rotativi.Acest punct poate devenii

imposibil de atins pentru unele masini.

Figura 2-4 Prezentarea exacta a pozitiei 0 a masinii rotativ

Programul pozitiei 0 programul pozitiei 0 este partea data de sistemul CAM.

Figura 2-5 Alta vedere care arata relatia dintre pozitia 0 a masinii rotative si programul pozitiei 0


18

La setarea,operarea si programarea masinilor cu mai multe axe este esential sa mentineti relatia

perfecta intre pozitia de start a masinii si programul pozitiei 0.

Daca masina nu are trasaturi special, programul pozitiei 0 si pozitia de baza a masinii ar trebuii

sa coincida.

Masinile cu mai multe axe ce se rotesc pot fi organizate mai departe intre 3 tipuri de masini:

Trebuie tinut minte faptul ca ideea principala a acestei carti este reprezentata de miscarea in

cerc,desi linia dintre miscarea in cerc si cea a strungului se estompeaza din ce in ce mai mult in

fiecare an.Acesta este un nou tip disponibil de masina care poate realiza mai multe actiuni,care

poate face rotire,intoarcere si acestea se numesc masini de rotire/intoarcere.

Pentru interesul simplicitatii ne vom axa doar pe masinile de rotatie cu mai multe axe.

Masa/masa masinilor de rotatie cu mai multe axe

Masa/masa masinilor de rotatie cu mai multe axe poate fi verticala sau orizontala.Toate miscarile

de frezare ,exceptand axul, sunt realizate de masele acestor masini.Cea mai importanta masa

rotativa detine o a doua masa rotativa, asa cum este prezentat in figura 2-6 de care este fixata

piesa si partea care va fi prelucrata.

Piesele de lucru actioneaza in acelasi fel cu orice masina conventionala cu 3 axe.Lungimea

pieselor poate fi schimbata fara sa necesite o rescriere a datelor NC.

Pe aceste masini,piesa este fizic rotata in jurul uneltei.Dispozitivele masinii de frezare trebuie sa

fie capabile sa manuiasca greutatea pieselor si aceasta capacitate devine un factor important cand

miscarile rapide trebuiesc realizate.Alta miscare este prezentata in figura 2-7.

Exemplele prezentate reprezinta doar o mica parte a variatilor maselor.Majoritatea acestor masini

au minim si un maxim de limite rotative pe


19

axele rotative.Unele vor avea miscari de frezare limitate pe alte axe.Unele au chiar si capacitatea

sa roteasca piesa de lucru asa cum ar face-o strungul.

Masa/Masinile de masa sunt cele mai comune tipuri de masini cu mai multe axe.Majoritatea

persoanelor vor intra in lumea masinilor cu 5 axe achizitionand un singur sau un dublu dispozitiv

rotativ si vor inchide masina de frezare in 3 axe.

Figura 2-6 Simularea unui mecanism dublu rotativ fixat pe masa unei masini de frezare CNC

standard cu 3 axe.

Figura 2-7 Partea a 3-a a mecanismului rotativ fixat pe masa unei masini de frezare CNC

standard cu 3 axe


20

Figura 2-8 A treia parte a unui mecanism rotativ singular si papusa mobila fixate pe masa

standard a unei masini de frezare CNC cu 3 axe.

Dupa prelucrarea unei parti a piesei de lucru este posibil sa inserezi partea rotativa la prelucrarea

secundara si asa mai departe.Acest tip de activitate este numit indexare sau pozitionarea

piesei.Anumiti producatori folosesc mecanisme specializate dublu rotative,precum acelea

prezentate in figura 2-9,care este proiectat pentru prelucrarea interna a componentelor motoarelor

cu ardere.

Figura 2-9 Mecanism specializat cu dubla rotatie folosit in industria motoarelor


21

Masinile de masa sunt foarte capabile sa realizeze activitate de indexare/pozitionare si sunt egal

capabile sa realizeze activitati simultane.Diferentele clare intre acestea 2 merita mentionate.

Metoda indexarii tine piesa mult mai rigid fata de metoda activitatii simultane deoarece axele

rotative sunt blocate in timpul prelucrarii.Cand o axa executa procesul de rotire,axa rotativa

trebuie deblocata cu un M-Code specializat.Axa este apoi rotata si este blocata cu alt M-code

inaintea inceperii prelucrarii.Aceasta secventa permite prelucrarii sa fie realizata intr-un mod cat

mai rigid pozibil.

Cand folosim tehnici simultane de frezare toate franele trebuiesc decuplate si masina va ajunge

in modul liber.Din acest motiv este intotdeauna o buna idee sa utilizam tehnici de frezare pentru

indexare/pozitionare atunci cand realizam schitele pentru taiere.

Pozitia 0 a masinii rotative

In mod obisnuit pozitia 0 a masinii rotative reprezinta punctul de intersectie a doua axe rotative

desi cateodata cele doua axe rotative pot fi compensate de o distanta specifica.Aceasta distanta

trebuie sa coincida sau sa fie relativa partii date de punctual 0 al programului sistemului CAM.

Pentru o configurare corecta,operare si programarea acestor masini este necesar sa gasim

intersectia centrelor rotative ale axelor masinii.Unii producatori dar nu toti au valorile stantate pe

dispozitivele rotative.Oricum aceste numere nu sunt folosite permanent ci trebuie schimbate in

mod regulat.

Chiar si micile diferente vor duce la erori semnificative in continuarea procesului de dupa

punctual 0.


22

Aici sunt pasii care trebuie urmati:

1.Aducerea masei indicatorului la nivelul 0 pe cealalta parte a masei,dupa cum este

prezentat in figura 2-10 si 2-11

Figura 2-10 si 2-11 Metode de verificare a nivelului prin indicarea legarii ambelor parti ale

mesei de lucru

Figura 2-12 Setarea la 0 a indicatorului de legare inaintea verificarii nivelului masei


23

2.Gasirea punctului 0 al XY prin folosirea indicatorului de legatura.Punctul 0 XY si A in

acest punct asa cum este prezentat in figura 2-13.

Figura 2-13 Gasirea punctului 0 al axelor XY si pozitia A pe masa de lucru

3.Rotati punctul A la peste 90 grade si atingeti diametrul exterior al mesei de lucru asa cum

este prezentat in figura 2-14

Figura 2-14 Dupa rotatia axei A la 90 grade atingeti diametrul exterior al mesei cu indicatorul de

legatura


24

4.Rotiti axa A la 180 de grade din punctual pozitiei anterioare si asigurativa ca indicatorul

indica 0 pe partea opusa.

Figura 2-15 Dupa rotatia axei A la minus 90 grade atingeti diametrul exterior al mesei cu

indicatorul de legatura.

5.Mutati axa Z in directia opusa a razei masei rotative si setati manometru.Manometrul

este utilizat pentru a compensa toate dimensiunile uneltelor la Z=0

Figura 2-16 Un manometru este construit pentru a reprezenta punctual 0 al masinii de

rotatie,pentru permiterea setarii lungimii uneltelor .


25

Aceasta locatie reprezinta punctual 0 al masinii rotative dupa cum este ilustrat in figura 2-

17.

Figura 2-17 Pozitia 0 a masinii rotative stabilita de procedura schitata.

Este de observat faptul ca intersectia liniilor centrale ale dublei rotatii se gasesc deasupra mesei

in exemplul dat.Aceasta locatie va fi diferita pentru fiecare masina chiar si la acelasi

producator.Este necesar ca pozitia sa fie verificata in mod regulat in special dupa un volum

dificil de activitate sau dupa eventuale distrugeri.Anumite neintelegeri pot cauza erori mari

datorita faptului ca pozitionarea uneltelor este masurata din acest punct de intersectie.

Toate sistemele de coordonare active se refera de asemenea si la pozitia de suprapunere sau

sistemul de coordinate local,ca de exemplu, G54 59 sunt importante pentru punctual 0 al

masinii rotative. Ar fi indicat sa setati una din pozitile de suprapunere aici astfel incat aceasta va

fi inregistrata in registru permitand utilizarea imediata prin folosirea inserarii manuale a datelor.

De exemplu : G90 G54 XO. YO . AO . CO.


26

Figura 2-18 Relatia dintre punctul 0 al masinii rotative si punctual al programului

Anumite sisteme CAM numesc aceasta pozitie World Zero,Master Zero sau Origin.Partea cea

mai importanta care trebuie retinuta este sa desenati piesa in aceasi pozitie specifica legata de

World Zero asa cum sta pe masina legata de punctual 0 al masinii rotative.

Pozitii de suprapunere

Pozitiile de suprapunere sunt des folosite pentru pozitionare.Aceste pozitii,prezentate in figura 2-

19, sunt sisteme de coordonare active temporare si sunt setate in relatia cu diferite fete ale partii

de lucru , cu suruburile cu cap rotund si cu diblu.

Figura 2-19 Desen care prezinta cateva din coordonatele sistemului local folosit in programarea

CNC


27

Avantajul folosirii acestor coordonate locale este ca puteti foarte usor urmarii programul pe

display-ul cotrolorului pentru ca valorile absolute prezentate aici vor reflecta valorile relative ale

fiecarei pozitii locale de suprapunere. Z +1.000 , de exemplu, va devenii 1000 (inch) deasupra

fetei piesei de lucru.

In ciuda faptului ca sistemele CAM folosesc toate conventii de nume diferite pentru sistemele de

coordonare ele folosesc sistemul de coordonate local in moduri similar.Cateva din numele

folosite de sistemele CAD/CAM includ: partea originala,coordonatele active ale sistemului,

coordonatele locale ale sistemului,vizualizarea sistemului si originile uneltei plane.

Dezavantajul utilizarii unui numar diferit de coordonate ale sistemului local poate duce la

potentiale neintelegeri atunci cand se aleg manual pozitiile cu ajutorul unui indicator de

legatura.Multi programatori folosesc doar o coordonata a sistemului pentru activitatea cu 5

axe.Ei folosesc punctual 0 al masinii de rotatie ca parte originala si lasa sistemul CAM sau

controlorul masinii sa calculeze miscarile speciale certe.Daca o piesa este localizata in aceeasi

pozitie in CAM si in masina,sistemul CAM este capabil sa genereze un cod corect.

Avantajul folosirii unui singur sistem de coordonate este acela ca piesa trebuie indicate numai o

data.Dezvantajul este acela ca devine greu de vizualizat urmarirea programului pe display-ul

controlorului masinii.Sistemul va trebuii schimbat la distanta de parcus pentru o utilizare mai

sigura.

Folosirea unei masini in 5 axe ca o verificare a sistemului devine ineficienta,dificila si foarte

periculoasa.Se gasesc multe pachete de soft pentru simularea masinii care pot salva mai mult

timp si bani,dar aceste lucruri le vom dezbate in alt capitol.

Diferentele de fixare a masei dinamice rotative

Problema

Sistemul CAM genereaza un cod pentru o anumita pozitie al programului in punctul 0 ,relativa la

centrul de rotatie al masinii in punctul 0.Operatorul masinii poate executa codul mai tarziu,pe

tura de noapte,la o alta locatie (punctul 0 al piesei).El sau ea pot sa nu fie capabili de a plasa

piesa exact acolo unde programatorul CAD/CAM este destinat sa fie.In cazul in care operatorul

nu are acces sau capacitatea de a face schimbarea,atunci aceasta munca va trebui sa astepte sa fie

furnizat un cod nou.

Sistemele moderne CAD/CAM pot calcula cu usurinta noul cod,daca piesa este mutata.Dar asa

cum sa mentionat anterior,piesa va trebui sa fie mutata exact in aceeasi pozitie in sistemul CAM

si apoi codul va trebui sa fie recalculat.


28

Solutia

Daca operatorul nu are acces la sistemul CAM si devine greu de pozitionat piesa pe masina ,va fi

necesara o noua optiune pentru a compensa diferenta dintre cele doua pozitii.Optiunea este

numita Diferenta de fixare a masei dinamice rotative.

Cand diferenta de fixare a masei rotative este activata la nivelul controlorului punctul 0 al

programului ( dat de sistemul CAM) este setat sa corespunda sumelor setului de prindere a

diferentelor dupa cum este aratat in figura 2-20. Aceasta compensatie reprezinta distanta dintre

centrul de rotatie si punctul 0 al piesei si care trebuie sa ia in considerare unghiul mesei

rotative.Aceasta functie este convenabila deoarece prelucrarea pe mai multe fete poate fi

executata prin setarea unui punct ca si referinta cand se realizeaza prelucrarea unei piese de lucru

complexe.

Figura 2-20 Potentiale probleme in stabilirea compensatiilor masei dinamice rotative

Sunt 2 moduri de folosire a diferentelor de fixare a masei dinamice rotative:

1.Setati manual suma diferentelor ce trebuiesc fixate pe ecranul diferentei de fixare al

masinii,cum este prezentat in figura 2-21


29

Figura 2-21 Ecranul diferentelor de fixare al masinii CNC

2.Specificati valorile in programul de prelucrare(G-Code)

Suma diferentelor de fixare reprezinta distanta dintre centrul de rotatie si punctul 0 al piesei de

lucru utilizat de programul CAM ca si program 0 al piesei.

Cand utilizati modul G90 valorile specificate sunt deja setate.

Cand utilizati modul G91 sumele valorilor specifice si urmatoare sunt setate.


30

Activarea diferentelor de fixare ale masei rotative dinamice:

Codul G alaturat prezinta un exemplu:

Figura 2-22 Exemplu de cod G pentru setarea diferentelor de fixare a masei dinamice rotative

Daca masina nu are optiunea mentionata mai sus geometria CAD va trebui sa fie mutate iar

codul G rescris in sistemul CAM.

De observat ca exemplul mentionat mai sus este pentru controlorii Fanuc.Alti controlori au o

varietate de nume pentru asta si pentru alte functii similare.


31

Varful/Masina maselor de frezare cu mai multe axe

Dupa cum sugereaza numele aceste masini au o masa rotativa si un ax inclinat.

Figurile 2-23,2-24,2-25 Exemplu de varf/masa masinii de prelucrat cu mai multe axe, care au

masa rotativa si capetele axului inclinat.


32

Varful/Masele masinii sunt fara indoiala cele mai capabile dintre cele 3 grupuri illustrate si pot

prelucra piese grele si mari.Pe anumite masini masa rotativa poate fi sustinuta printr-o pauza

constanta care poate rotii partea doar in jurul propriului ax.Capatul axului pivotant sustine

greutatea piesei.Trebuie sa fie capabil sa mentina presiunea taierii si sa manuiasca unealta de

lucru.

Aceste masini sunt de asemeanea potrivite si pentru indexare si pentru activitate simultana.Unele

au capacitatea sa calculeze substitutia interna a axei,sa activeze piesele in programul 2D si sa

incline planul in jurul unui diametru cu 4 axe.

Cum functioneaza substitutia axei?

Substitutia axei este prezentata in figura 2-26 si este realizata prin urmatoarea procedura.

Masurati diametrul axei A si multiplicatil prin Pi pentru a gasi circumferinta Desenati un dreptunghi unde partea Y reprezinta circumferinta iar partea X reprezinta lungimea piesei Creati geometria de taiere in interiorul acestui dreptunghi Creati o traiectorie in 3 axe XYZ si activati substitutia axei prin definirea diametrului axei A

Pe un controlor Bostomatic de exemplu acest rezultat este obtinut prin adaugarea a doua linii ale

codului.

Figura 2-26 O piesa produsa prin mijloacele substitutiei axei

Dupa ce aceste coduri sunt citite toate axele Y vor fi inlocuite prin miscari de rotatie a axei

A.Daca masina nu are aceasta capacitate acelasi proces poate fi realizat cu orice sistem

CAD/CAM modern.

Axele rotative ale acestor masini au de obicei miscari de rotatie nelimitate.Anumite masini pot

chiar invarti piesa de lucru ca si strungul.Axa secundara pivotanta are o limita de urcare si de

coborare.Pentru a realiza o setare corecta,operare si programare


33

a acestor masini este necesar sa gasim intersectia axelor rotative si pivotante.Cateva exemple a

pozitie 0 a masinii sunt aratate in figurile 2-27 , 2-28 si 2-29.

Figura 2-27,2-28 si 2-29 Exemple de masini cu axele in pozitia 0

Este de observat ca fara luarea in considerare a uneltei toate aceste masini aliniaza fata axului cu

centrul axei rotative in timp ce punctul centrului pivotant este la o anumita distanta fata de acest

centru.Aceasta distanta este usual numita distanta pivotului.Lungimea manometrului reprezinta

distanta de la varful axului la varful uneltei.

Suma dintre distanta pivotului si lungimea manometrului este punctul de control al uneltei

rotative care trebuie sa fie realizata in 3 unghiuri pentru fiecare pozitie in 5 axe a

traiectoriei.Figurile 2-30 si 2-31 prezinta exemple de rotatie B90 cu si fara punct de control al

uneltei rotative.

Figura 2-30 Exemplu de rotatie B90 fara punctul de control al uneltei rotative,si figura 2-31 B90

fara punctul de control al uneltei rotative active


34

Axele lineare ale masinii trebuie sa se miste in jurul axelor X si Z pentru a mentine piesa

stationara in spatiu in timp ce se executa miscarea de pivotare B90.Sistemele CAM vor realiza

calculele necesare in timpul procesarii posterioare.Anumite masini au capacitatea de a calcula

automat miscarile necesare bazate pe compensatia prezentata in figura 2-31 , capturata in

registrul controlorului.

Figura 2-32 Compensatii in mai multe axe


35

Figura 2-33 Relatia dintre punctul central al uneltei si piesa care ramane constanta


36

Anumite capete/mase de masini vor folosii punctul de control al uneltei rotative si diferentele de

compensat ale uneltei dinamice rotative in mod simultan.In timp ce punctul de control al uneltei

rotative configureaza pozitia uneltei ca si distanta de la capatul rotativ (distanta pivotanta +

lungimea manometrului) , punctul de control al uneltei rotative compenseaza distanta relativa a

piesei de la punctul 0 al masinii rotative la pozitia actuala.

Daca masina nu are punct de control al uneltei rotative,pentru a evita repetarea postarii cand

uneltele sunt schimbate este mai bine sa setam dinainte toate uneltele la aceeasi lungime cand

este posibil.

Capatul/Capatul masinilor de frezare in mai multe axe

Toate miscarile de rotatie/pivotare sunt executate de varful axului masinii.Aceste masini pot fi

verticale,orizontale si au miscari limitate.Anumite masini pot schimba capetele nu numai

uneltele.Capetele pot fi drepte,la 90 de grade sau continuu indexate.Cateva exemple sunt

prezentate in figura 2-34.

Figura 2-34 Exemple de capete ale masinii


37

Toate capetele/capetele masinii au comportament diferit bazat pe instalarea individuala a

setarilor.Directile rotative,limitele,retragerile,terminarea rotatiei si mentinerea singularitatilor pot

fi eronate din cauza setarilor fabricii.Cea mai importanta dimensiune ceruta este rotatia/pivotarea

punctului central care este masurat de la varful axului la varful pozitiei de rotire.Producatorii de

masini ofera o valoare nominal dar este esential ca aceasta valoare sa fie dublu verificata in

special daca este un numar rotund cum ar fi 10.Rotunjimea numarului reprezinta un indiciu ca

numarul nu este corect.

Gasirea distantei pivotului

1.Mai intai asigurati-va ca varful masinii este intr-o pozitie verticala perfecta prin atingerea

masei masinii cu un indicator de legatura apoi rotate indicatorul.Indicatorul ar trebui sa citeasca

0 in jurul intregului cerc dupa cum este prezentat in figura 2-35.

Figura 2-35 Indicarea pozitiei vertical

2.Plasati un diblu cu diametrul 1.000 la unealta care tine piesa cu un manomeru de lungime.

3.Atingeti indicatorul de legatura asa cum este prezentat in figura 2-36.Un atasament plat poate fi

de folos.Setati indicatorul la 0 si inregistrati valoarea lui Z pe ecranul controlorului.Il vom numi

valoarea Z maxima.


38

Figura 2-36 Atingerea pistonului indicatorului de legatura este usurata de detinerea partii plate a

pistonului

Nu mutati masina pe axa X.Mutati doar axele Y si Z.Mutati pe un punct sigur axa Z si rotate

axa A la 90 de grade pe o pozitie orizontala.In continuare mutati pe axa Y in plus si pe axa Z in

minus directile pana veti obtine pozitia prezentata in figura 2-37.

Figura 2-37 Pozitia Z minima

Inregistrati aceasta valoare a lui Z pe ecranul controlorului si numitil Z minim.


39

Ar trebuii sa aveti urmatoarele valori:

Aceasta distanta va fi utilizata de procesarea posterioar.Majoritatea sistemelor CAM vor indruma

punctul pivot si vor trebui sa calculeze locatia uneltei pentru fiecare pozitie programata.Locatia

uneltei reprezinta distanta pivotanta plus lungimea manometrului de la punctul pivot la toate

situatile si trebuie realizata in 3 unghiuri bazanduse pe unghiurile de rotatie/pivotare.Chiar si

micile diferente ale distantei pivotului vor fi transformate in erori mari in programul final.

Masinile in 4 axe

Daca o a treia parte a unui mecanism de rotatie singular este plasat pe o masina de frezare in 3

axe acesta devine o masina cu 4 axe.Cea mai populara masina in 4 axe este aceea de tip orizontal

prezentata in figura 2-38.

Figura 2-38 Centrul orizontal de prelucrare in 4 axe


40

Aceste masini sunt cel mai des utilizate pentru munca grea unde piesele sunt fixate pe toate

partile si prelucrate prin rotarea acestora in diferite pozitii.Aschile nu se depun pe piesa de lucru

deoarece ele cad si sunt curatate prin intermediul unei duze strategic plasate in lichidul de racire.

Exemplul din figura 2-38 prezinta schimbarea unui palet care este pozitionat in afara masinii

permitand operatorului sa incarce piese de lucru si sa descarce piesele realizate in ciclul

masinii.Un palet de incarcare elaborat permite asamblarea cu multiple dificultati asupra varietatii

diferitelor activitati care sunt inainte pregatite sa fie introduse in ciclu.Acest aranjament permite

o schimbare rapida a noii activitati fara sa fie nevoie ca masina sa fie oprita.

Intretinere generala si problemele masinilor cu mai multe axe

Este recomandat ca toate uneltele masinii sa fie pastrate curate si libere de obiecte care pot cauza

distrugeri,aceasta regula fiind foarte importanta pe un echipament cu 5 axe.Realinierea rutinelor

ar trebui realizata la un interval regulat de timp si mai precis dupa o activitate greoaie sau dupa o

distrugere.O inregistrare a statisticilor vitale ale masinii ar trebui pastrata si operatorii ar trebui sa

fie instruiti sa asculte noile sunete care apar in jurul axului sau a mecanismului rotativ.

Anumite probleme includ:

Cateodata franele sistemului rotativ pot ceda si ele nu se vor dezactiva.Mecanismul rotativ va

lucra din ce in ce mai greu la rotatia dintr-o pozitie in alta si daca se realizeaza o activitate

simultana, masina va ceda.

Anumite linii centrale ale mecanismului dual rotativ nu se intersecteaza.Anumite dintre aceste

diferente aparente sunt datorita design-ului dupa cum este prezentat in figura 2-39,iar altele

nu.Daca erorile aparente sunt datorita design-ului, de obicei un numar mare de diferente poate fi

observant cu ochiul liber.Daca nu este din cauza design-ului acestea nu vor fi observate.Nu

trebuie sa se asume faptul ca linile centrale sunt intr-o pozitie buna,ele trebuiesc

verificate.Eventuale erori pot fi compensate prin impunerea unei valori relevante la procesarea

posterioara.

Figura 2-39 Exemplu de mecanism rotativ plasat in pozitia de compensare prin design


41

Figura 2-40 Aceste mecanisme rotative par sa se intersecteze

Anumite capete/tipuri de capete nu vor da cel mai bun randament.Pentru a verifica acest aspect

aranjati masina cu punctul axului secundar vertical in jos dupa cum este prezentat in figura 2-41.

Apoi rotati axa primara la 360 de grade.Indicatorul de legatura ar trebui sa indice 0 dupa aceasta

miscare.


42

Figura 2-41 Indicarea procesului de rulare

Tipurile de masini descrise in acest capitol sunt construite de diferiti constructori de masini intr-o

varietate de marimi,forme,calitati si preturi.Calitatea unei masini va fi reflectata cand se vor

realiza miscari rapide,simultane si cu mai multe axe.O masina de buna calitate va executa aceste

miscari repede intr-un mod de sincronizare tacut fara ca o axa sa astepte pe cealalta,fara reactii

negative sau vibratii.Mecanismele rotative vor avea o epuizare minima si linile centrale rotative

se vor alinia precis.Masinile mai ieftine pot executa miscari de pozitionare bune dar miscarile

simultane vor deveni greu de realizat.

Multi fabricanti vor scrie repetabilitatea pozitionarii in specificatii deoarece aceasta reprezinta

o masura buna a calitatii masinii.O modalitate de realizare a verificarii repetabilitatii este aceea a

setarii unui indicator pe masa masinii activandul la 0.Apoi dupa o rutina de 10 minute care a

implicat toate axele masinii cu miscari de rotatie multiple se va termina cu intoarcerea la pozitia

de start.Citirea indicatorului la 0 reprezinta certitudinea repetabilitatii pozitiei.

Nu este necesar sa cumparati cele mai scumpe masini dar este necesar sa analizati nevoile

curente si viitoare cand va ganditi sa achizitionati o masina cu mai multe axe.


43

Masini de frezare cu 5 sau mai multe axe

Majoritatea masinilor cu mai mult de 5 axe sunt construite pentru aplicatii de prelucrare

specifice.Cateva exemple le includ pe cele prezentate in figura 2-42.

Figura 2-42 Cateva exemple de design-uri ale masinii cu mai mult de 5 axe

Este posibil sa asamblati un sistem multiplu cu 9 axe si anumiti producatori au construit masini

cu mai mult de 100 de axe.Multe dintre aceste axe sunt parte elaborata a sistemului de lucru si au

parti care trebuiesc rotate din calea celorlalte componente ale masinii in timpul unui proces de

prelucrare.Multe dintre aceste masini sunt controlate cu coduri M care activeaza subrutini pre-

setate.


44

Un exemplu simplu de subrutina este M06 care determina schimbarea uneltei.Observat de

aproape ce se intampla pe orice masina cu un schimbator al uneltelor automat:Partile masinii se

deplaseaza in locatii predeterminate,miscarile continue ale schimbatorului de unelte avanseaza

spre o unealta specifica; o usa capacana poate fi deschisa,depinzand de masina;apoi un brat

pivotant va schimba unealta intre ax si carusel.Aceasta intreaga coregrafie este doar una dintre

macrocomenzile interne gata sa fie activate printr-un simplu cod ca M06.Pe masinile cu mai

multe axe multe dintre aceste macrocomenzi interne sunt disponibile.In majoritatea cazurilor

aceste macrocomenzi trebuie sa actioneze in sincron.


45

Strategii de taiere

__________________________________________________________________

Daca desene ale aceleiasi piese realizabile in mai multe axe au fost date la 5 programatori diferiti

CNC,exista posibilitatea ca acestia sa gaseasca 5 solutii diferite de prelucrare a

piesei.Variabilitatea reprezinta produsul experientei, disponibilitatea echipamentului in mai

multe axe,sisteme CAD/CAM disponibile,uneltele,programarea,materialele si cantitatile.

Ce face fiecare programator CNC atunci cand i se cere sa scrie un program pentru o piesa

noua?El sau ea va crea o imagine mentala a piesei si bazandu-se pe acesti factori vor trece

printr-o varietate de scenario incercand sa determine prelucrarea piesei.Aceste decizii vor include

metode de prindere a piesei si partea pe care se va incepe prelucrarea.Programatorul va realiza

intregul proces mental prin reducerea excesului de material de pe piesa de inceput pentru a o face

libera.Majoritatea programatorilor vor lua in calcul mai multe idei si vor venii cu solutii

multiple,eliminandule pe cele mai slabe,adaugand idei noi si apoi vor lua decizia finala.Acest

intreg proces se intampla cu mult timp inainte sa se realizeze traiectoria actuala.Aceasta

activitate de meditatie reprezinta cea mai importanta parte a intregului proces de prelucrare.

Procesul descris mai sus este acelasi chiar daca este vorba de o masina in 3 axe sau cu mai multe

axe.Marea diferenta o reprezinta suportul piesei.Suportul activitatii reprezinta prima decizie care

trebuie a fi luata cand se prelucreaza pe o masina in 3 axe.Multi programatori ale masinilor cu

mai multe axe vor plasa mai intai piesa pe o masina virtuala.Acest proces le permite sustinerea

piesei in aer si simularea miscarilor masinii fara un suport al piesei in plan real pentru a vedea

daca miscarile sunt posibile fara incalcarea limitelor de invelis a activitatii masinii.Piesa va fi

mutata in spatiu pentru a obtine miscari optimizate si sincronizate.Plasarea finala a piesei si

design-ul reprezinta ultimii pasi.

De asemenea aceasta procedura nu este mereu posibila dar cand un program este

predeterminat,efortul suplimentar va fi necesar pentru a ne asigura ca nu vor exista coliziuni intre

program,unelte,tulpina,arbore sau suportul uneltei.Evitarea coliziunilor reprezinta un pas

important in programarea in mai multe axe.Coliziunile se pot intampla nu numai in timpul taierii

ci si in timpul schimbarii uneltelor,schimbarii paletilor sau retragerea manuala dupa un program

care sa oprit abrupt.De exemplu dupa o cadere a sistemului unealta poate fi intr-o pozitie in care

miscarea de retragere sigura este reprezentata de miscari simultane in mai multe axe.


46

Singura parte importanta a programarii in mai multe axe este aceea ca timpul initial este

consumat in luarea deciziei abordarii activitatii.Secventele prelucrarii trebuie sa fie simple sa nu

devina complicate doar din prizma faptului ca detineti un echipament de ultima generatie,cel mai

puternic sistem CAD/CAM sau buget nelimitat.Aici avem cateva intrebari care trebuiesc luate in

considerare:

Se vor aplica limite fiecarei unelte din magazin.Esenta activitatii reprezinta concentrarea in jurul

acestor limite.Diferenta dintre un bun programator si unul experimentat este ca acela mai

experimentat a lucrat mai mult.Daca o idee nu functioneaza va fi incercata una noua pana cand o

solutie perfecta va aparea.In ceea ce priveste sistemul CAD/CAM utilizat va trebui realizata o

extrageometrie pentru a obtine rezultatele cele mai bune.

Realizati activitatea de pregatire

Timpul investit in pregatirea activitatii va devenii nepretuit intr-o activitate de lunga durata.De

indata ce decizia a fost luata asupra modul in care activitatea se va desfasura este important sa

organizam activitatea.Impartiti operatiunile in sistemul CAD/CAM si mutati geometria necesara

la nivelele usor de recunoscut.Pregatirea va face posibila izolarea caracteristicilor individuale si

va permite un flux de lucru concentrate.

Realizati o lista a uneltelor

Este foarte important sa realizati o lista a uneltelor pentru orice activitate.Incepeti prin analizarea

gemetriei piesei.Gasiti cele mai mici fileuri.Masurati distanta dintre programul care determina

minimul si maximul diametrului uneltei care poate fi folosit.Verificati ce unelte sunt disponibile

in magazine pentru a vedea daca pot fi folosite , in special daca sunteti familiarizat cu

performanta acestora.Daca trebuie sa comandati unelte realizati cercetari asupra performantei si


47

disponibilitatii.

Determinarea programelor

Verificati programele disponibile,supervizarile si clemele.Utilizati supervizarile existente si

programele oricand este posibil pentru a mentine costurile scazute.Echipamentul ar trebuii

modelat in sistemul CAD/CAM si organizat in grupuri care pot fi accesate si incarcate pentru

simularea virtuala cand cautarile sunt realizate in vederea descoperirii posibilelor coliziuni.

Comparati masinile

Daca mai mult de o masina este disponibila pentru realizarea activitatii ar trebuii sa realizati

cateva comparatii.Printre verificarile initiale sunt limitarile invelisului,maximum RPM,viteza

alimentarii si capacitatile controlorului.

Cercetati optiunile de stocare

Stocurile materialelor trebuiesc luate in considerare.Daca materialul nu va este familiar vor

trebui effectuate cercetari pe diferite caracteristici ale taierii.Forma originala poate fi o bara, un

cilindru,o piesa turnata sau o forjare si poate cere o anumita activitate de pregatire inaintea

prelucrarii.


48


49

Indexarea traiectorilor cu mai multe axe

__________________________________________________________________

Setarile folosind indexarea sau activitatea indexata sunt rigide si precise.Alte nume comune

utilizate pentru aceste setari sunt prelucrarea sau pozitionarea 2+3 si activitate de rotire intr-un

punct fix.Cu o activitate de indexare axele rotative si pivotante sunt utilizate doar pentru

pozitionare si taierea (prelucrearea) are loc prin miscarea a numai 3 axe.Activitatea de indexare

reprezinta painea si untul pentru industria prelucrarii in masi multe axe.Multe piese sunt

produse masiv prin aceasta metoda de aceea reprezinta cel mai important concept cu mai multe

axe.Represzinta o trecere usoara de la o setare multipla,o activitate in 3 axe la o singura setare de

indexare.Imaginile din figura 4-1 prezinta cum o piesa poate fi prelucrata din mai multe unghiuri

diferite fara sa fie nevoie sa fie inlocuit programul.

Figura 4-1 Imagini care prezinta prelucrarea piesei din mai multe unghiuri diferite fara ca

programul sa fie inlocuit


50

Figura 4-1a Imagini care prezinta prelucrarea piesei din mai multe unghiuri diferite fara ca

programul sa fie inlocuit

Figura 4-2 Partea unei piese care ajuta aterizarea unui avion de viteza mare prelucrata cu setari

de indexare


51

Acest concept poate fi simplu dar de asemenea permite prelucrarea piesei cu o precizie complexa

precum exemplele din figura 4-2 si 4-3.

Figura 4-3 O component aerospatiala prelucrata cu setari de indexare

Metode de indexare

Exista multe metode diferite de indexare si ele pot fi realizate simplu si operat manual,prin

program de indexare.Dispozitivele rotative autonome in 3 piese sunt de asemenea disponibile si

vor executa un preprogram de indexare a secventelor fiecarui ciclu.Ciclurile pot fi activate

manual sau printr-un cod M.Daca una dintre aceste metode este utilizata va trebui acordata o

atentie deosebita sincronizarii operatiunilor manuale cu codul NC.Exista oportunitati ample de

realizare a unei greseli cu aceste metode.Figurile 4-4 si 4-5 reprezinta doua exemple de

personalizare a programului de indexare.

Figura 4-4 si 4-5 Doua exemple de constructii personalizate,programe de indexare


52

Cea mai buna metoda este integrarea totala,piesa in trei parti si dispozitivele rotative care vor

executa comenzi rotative direct din codul NC. Pentru aceste metode centrul pivotului rotativ

trebuie localizat precis (dupa cum este descris in capitolul 2).

Figurile 4-6 si 4-7 prezinta cateva exemple de mecanisme ale unei masini rotative in 3 piesei.

Figura 4-6 si 4-7 Exemple de mecanisme rotative in trei piese

Cea mai buna solutie este sa utilizati o masina cu mai multe axe daca una este disponibila.Aceste

masini au frane pe axele rotative si pivotante care dau rigiditate in timpul prelucrarii.In mod

uzual aceste frane sunt eliberate cand sunt realizate miscarile de pozitionare, dar de indata ce

acestea sunt realizate, acestea sunt repuse in functie astfel incat masina poate sta in cel mai rigid

mod in timpul taierii.Anumite masini nu sunt controlate numeric dar sunt capabile de indexare

numai in anumiti pasi(de exemplu un grad) si ele opereaza des prin ridicarea de pe placa zimtata

in timpul indexari.


53

Figura 4-8 si 4-9 arata cateva exemple de masini cu mai multe axe si mecanisme rotative

Figura 4-8 si 4-9 Cateva exemple de component ale masinii rotative

Pe unele masini varfurile care se invart pot fi schimbate repetat intre operatiuni.Exemplele

prezentate in figura 4-10 pot fi drepte,setate la un unghi specific sau chiar ajustate continu la

diferite unghiuri.

Figura 4-10 Capetele care se invart ale unor masini sunt fabricate drepte,la un unghi specific sau

chiar ajustate continu la diferite unghiuri.


54

Alte masini folosite mai ales in medicina sau industria aerospatiala sunt create pentru indexare si

mentinerea piesei prin prinderea axelor in timpul prelucrarii.Exemple ale acestor categorii de

masini sunt prezentate in figurile 4-11 si 4-12.

Figura 4-11 si 4-12 Anumite masini sunt create pentru indexare si prinderea piesei in timpul

prelucrarii

Indexarea simpla reprezinta un mod eficient pentru mutarea piesei intr-o pozitie de prelucrare in

special cand este asociata schimbarii paletilor.Un schimbator de paleti poate fi simplu precum un

mecanism de indexare rotativ singular.Poate fi de asemenea complex ca un transportor multipalet

cu mai multe activitati nu numai una,actionand intr-o parte organizata.Aceste sisteme sunt

flexibile in asa mod incat o noua activitate poate fi introdusa fara oprirea masinii dupa cum este

prezentat in figurile 4-13 si 4-14.


55

Figura 4-13 si 4-14 Noi activitati care pot fi introduse in sistem fara oprirea secventei cu acesti

paleti schimbatori ai masinii.


56

Cum pot manui sistemele CAD/CAM activitatea de indexare

Inainte sa discutam despre aplicatile sistemului CAD/CAM este important sa stabilim cateva

elemente importante in ceea ce priveste activitatea masinilor CNC.

Inaintea inventiei sistemelor CAD/CAM codul G trebuia inserat manual.Activitatea de indexare

era coordonata precum oricare alta activitate de programare singura diferenta fiind ca in unele

momente erau inserate una sau doua axe.Majoritatea controlorilor masinii au abilitatea sa lucreze

in multiple coordonate ale sistemului cunoscute de asemenea sub numele de pozitie de

suprapunere.Aceste coordonate locale ale sistemului au fost si inca sunt utilizate intr-o

multitudine de feluri.Una dintre cele mai simple cai este sa plasati mai multe programe si piese

pe masina, sa stabilit sistemul de date pentru fiecare piesa in parte si sa introduceti coordonate

locale in sistem asa cum este prezentat in figura 4-15.

Figura 4-15 Pozitionarea a doua programe cu piese pe o masina si inserarea coordonatelor locale

individuale ale sistemului

Exemplul de mai sus prezinta doar doua pozitii.Programele folosite pentru piese ar trebui sa fie

aceleasi pentru ambele exemple exceptand faptul ca desemnarea coordonatelor locale ale

sistemului va fi data pentru inceput de programul NC(de exemplu G54 sau G55 Fanuc).Diferiti

controlori folosesc schite diferite pentru aceste pozitii de suprapunere dar toti lucreaza pe baza

aceluiasi principiu.Depinzand de controlori numeroase pozitii de suprapuneri pot fi proiectate.

Acest concept al suprapunerii este unul cu care multe persoane s-au luptat si cheia intelegerii

acestui concept este reprezentata de prelucrarea cu mai multe axe si practica in

programare.Avem o varietate de controlori si masini disponibile sa foloseasca acelasi concept

desi au terminologii diferite in descrierea acestuia.


57

Sistemul de coordonate al masinii

Pozitia de start a masinii

Simplu spus, pozitia de start a masinii reprezinta centrul universului masinii.Fiecare axa se va

deplasa in pozitia de start si masina se va opri acolo.La aceasta pozitie de start in sistemul de

coordonate absolut al masinii toate axele vor citi/arata 0.Fiecare miscare pe care axele masinii o

realizeaza va fi relativa pozitiei de start.Fiecare pozitie capturata , ca si pozitie de suprapunere,

va fi o pozitie relativa in sistemul de coordonate al masinii.De fiecare data cand o unealta este

schimbata masina va trece printr-o miscare specifica predeterminata in acest sistem de

coordonate al masinii.

Pentru a stabili aceste pozitii de suprapunere ,prima menghina este pusa in functiune si verificata

pentru a fi siguri si protejati inaintea pozitiei de prindere.Apoi piesa de lucru este plasata in

menghina si menghina fortata sa tina strans piesa de lucru.Folosind un instrument de indicare a

marginii centrul piesei de lucru va fi localizat asa cum este prezentat in figura 4-15.Ecranul care

arata pozitia absoluta a masinii ar trebuii sa arate cat de departe sunt axele fata de pozitia de

start.Pozitia trebuie sa fie capturata si masina trebuie sa isi aminteasca aceasta locatie.Masina isi

va aminti prin distantele relative stocate in registru.Modul in care pozitile de suprapunere sunt

capturate depinde de tipul masinii si de controlorul utilizat.

Coordonatele active ale sistemului

Pozitiile de suprapunere se pot muta si rota pe o suprafata plana atunci cand se afla intr-o masina

cu mai multe axe.Ele pot fi de asemenea rotate prin intermediul axelor rotative si pivotante ale

masinii.


58

Figura 4-16 Mai multe pozitii de suprapunere realizate pe o piesa grea

Exista doua moduri de utilizare a pozitilor de suprapunere,prima care este prezentata in figura

4-16 care ilustreaza o piesa grea.Fiecare parte data in sistemul prinderii piesei prezinta propriile

coordonate locale ale sistemului.Multi programatori considera ca aranjamentul prezentat in

figura 4-16 reprezinta cel mai bun mod de utilizare a pozitilor de suprapunere.

Celalalt mod presupune aranjarea a unei singure coordonate in sistem pentru intreaga activitate

asa cum este prezentata in figura 4-17.


59

Figura 4-17 Coordonatele centrale ale sistemului aplicate pe o piesa grea

Ambele metode sunt corecte si reprezinta doar o alegere personala in alegerea utilizarii uneia

dintre ele.

Cand trebuie prelucrata o singura piesa o metoda de preferat ar fi utilizarea metodelor

coordonatelor active ale sistemului dar acest lucru tine de preferinte.

Figura 4-18 Coordonatele sistemului central pe o singura piesa


60

Folosirea unei singure coordonate active a sistemului cere ca o singura pozitie sa fie indicata pe

masina.Aceasta abordare simplifica procesul si diminueaza posibilitatea erorilor.

Punctul central al masinii rotative

Am stability deja ca fiecare masina are o pozitie de start care reprezinta centrul universului

acesteia.Fiecare coordonata locala a sistemului reprezinta o locatie relativa in acel univers.De

asemenea intersectia axelor rotative,cunoscute ca si punct central al masinii rotative, este o

locatie relative in acest univers si pozitia acesteia este inregistrata in registru.

Originea sistemul CAD/CAM

Fiecare sistem CAD/CAM are de asemenea propriul univers.Toate au un punct 0, un sistem de

coordonate Master,o origine a sistemului si asa mai departe.Precum masinile de unelte aceste

locatii sunt prezentate sub diferite nume.Un lucru de care puteti fi sigur-nici una dintre ele nu va

avea aceeasi pozitie de start ca si alta masina.Activitatea utilizatorului CAD/CAM si

programatorului CNC este sa alinieze activitatile ambelor masini si ale sistemelor CAD/CAM.

Daca metoda 0-unde coordonatele locale ale sistemului, care este punctul 0 al masinii rotative,

sunt utilizate devine posibil de simplificat legatura dintre punctul 0 al sistemelor CAD/CAM si

acea locatie.Piesa trebuie asezata in aceeasi pozitie relativa si orientata catre punctul 0 al

sistemului masinii rotative si masina asa cum este prezentata in figura 4-19.

Figura 4-19 Punctul 0 rotativ unde cele doua linii central rotative se intalnesc


61

Daca,pe cealalta parte, metoda pozitionarii multiple a suprapunerii este aleasa noi coordonate

active ale sistemului trebuiesc create in sistemul CAD/CAM asa cum este prezentat in figura

4-20.

Figura 4-20 Relatia dintre piesa 0 la punctul 0 al masinii rotative

Sincronizarea masinii si coordonarea sistemelor CAD/CAM

Aceste coordonate active ale sistemului sunt echivalentul pozitilor de suprapunere realizate pe

masina(de exemplu G54-59).Sisteme CAD/CAM diferite vor stabili coordonatele active in

moduri diferite asa cum este prezentat in figura 4-21. Pentru a fi simplu de inteles urmatoarea

descriere se va realiza in linii generale.

Un sistem de coordonate activ poate fi stabilit prin alegerea unei entitati precum o parte

rezistenta,un arc, doua linii,o suprafata normal,normala in jurul unei linii sau o suprafata plana.


62

Figura 4-21 Coordonate multiple ale sistemului

Una dintre diferentele intre programarea in 3 axe si o masina in mai multe axe reprezinta

determinarea locului unde piesa va fi localizata pe masa masinii.

Pe o masina cu mai multe axe trebuiesc date instructiuni exacte in ceea ce priveste pozitia

relative a piesei catre punctul 0 al masinii rotative.Ca de obicei o programare nesemnificativa va

duce la un drum lung.Evitarea coliziunilor intre unelte,suportul uneltelor,programele si

componentele masinii vor fi unele dintre preocuparile majore.Crearea unei documentatii corecte

asupra partilor piesei,menghinei,clemelor, uneltelor si suporturilor de unelte folosite va ajuta la

evitarea posibilelor coliziuni.Gasiti punctul 0 al masinii rotative pentru fiecare masina din

magazine si plasati programe pe acele masini virtuale in sistemele CAD/CAM.Nu este necesar sa

modelati intreaga masina dar macar masa masinii ar trebuii modelata.O atentie speciala ar trebuii

data tuturor pieselor asezate in acest univers(CAD/CAM si masina).


63

Figura 4-22 Simulare completa a masinii

Depinzand de programul CAD/CAM selectat este posibil sa modelati si sa simulate intreaga

masina ca aceea prezentata in figurile 4-22 si 4-23


64

Figura 4-23 Masina orizontala virtuala in 4 axe pentru activitati de simulare

Este foarte important ca sfarsitul activitatii masinii sa fie modelat corect daca orice simulare este

de folos.Prin sfarsitul activitatii intelegem capatul,programul si masa,cu alte cuvinte partile care

se pot ciocni.Simularea va fi discutata in detaliu intr-un capitol urmator.


65

Simularea traiectorilor in mai multe axe

__________________________________________________________________

Multi oameni cred ca multiaxarea simultana reprezinta forma originala a prelucrarii in 5 axe cand

de fapt nu este necesar ca toate axele sa fie mutate in acelasi timp pentru ca prelucrarea sa fie

considerata in 5 axe.Chiar si simularea in 2 axe si miscarea de taiere rotativa pot fi considerate

traiectorii in mai multe axe.

Desenul din figura 5-1 prezinta o prelucrare in doua axe a unui model de taiere pe o minge de

bowling.Masina are doar un B inclinat si o axa C rotativa.Nu exista axa Z.De fapt aceasta

miscare este controlata printr-un program cu cod M care are un mod active si inactiv-chiar sic

and scade puterea uneltei asupra piesei sau o ridica la pozitia de referinta.

Figura 5-1 Setarea unei masini in 2 axe pentru tiparirea pe o minge de bowling

Exemplul din figura 5-2 arata de asemenea o miscare simpla in mai multe axe,incat poate fi

programata manual.Programul contine urmatoarele coduri:


66

Figura 5-2 Exemplu simplu de configurare in mai multe axe

Figura 5-3 Schita prelucrarii simultane pe o masina in 4 axe-XYZA


67

Figura 5-4 Configurarea masinii in 4 axe pentru taierea variabila a pasului filetului burghiului

utilizand miscari pe XYZ si axa A.

Simularea prelucrarii pe o masina in 4 axe este prezentata in figura 5-3 si o configurare pentru

prelucrare a pasului filetului burghiului prin miscari in 4 axe ale XYZ si axei A sunt prezentate

in figura 5-4.

Figura 5-5 ilustreaza configurarea pe o masina similara combinand miscari simultane si utilizand

un volant pentru a produce o component de mijloc folosind miscari in 4 axe XYZ si C.

Figura 5-5 Miscari simultane in 4 axe XYZ si C sunt prezentate prelucrand o piesa de mijloc

utilizand o unealta volanta.

Multe parti ar fi imposibil de prelucrat fara miscari simultane in mai multe axe.La inceputurile

prelucrarii in mai multe axe multe piese erau proiectate in jurul miscarilor unui model CAD fara

forma.


68

Un exemplu este spirala uneltei conice prezentate in figura 5-6 care ar fi produsa in mod normal

pe o masina pentru unelte conice cu o instalatie mobile.

Figura 5-6 Spirala uneltei conice produsa pe o masina in 5 axe CNC

Aceasta unealta a fost prelucrata urmarind codurile generate manual si a miscarilor date:


69

Acest ultim exemplu este foarte simplu dar cu o logica de bransare si ciclare creativa.Anumite

magazine au utilizat aceasta tehnica pentru a produce piese complexe.

A existat intotdeauna o linie despartitoare intre aspect si prelucrare.In mod tipic proiectantii

pieselor nu sunt programatori CNC sau operatori.Ca un rezultat multi programatori nu iau in

considerare miscarea de curatare a uneltelor sau acestia includ lucruri care sunt greu de prelucrat

si cer miscari aditionale.In magazinele importante proiectantii si inginerii de productie lucreaza

in conjunctie de la procesul de proiectare la prelucrare.Aceasta este solutia ideala dar nu si

norma.Activitatea in conjunctie permite inginerilor sa salveze multe ore valoroase din timpul

prelucrarii,finisarii,proiectarii si constructiei.

Sistemele CAD au evoluat drastic si ,ca si rezultat,a devenit posibila proiectarea si prelucrarea

pieselor complexe precum cele prezentate in figura 5-7.

Figura 5-7 Exemple de piese produse pe masini de prelucrare in mai multe axe incluzand lamele

turbinelor si rotarele, rotare , component de ridicare a invelisurilor,suporturi si colectoare


70

Figura 5-7 Exemple de piese produse pe masini de prelucrare in mai multe axe incluzand lamele

turbinelor si rotare,rotoare ,component de ridicare ,sporturi si colectoare.

Dezvoltarea strategiilor prelucrarii pe aceste piese cu mai multe axe presupune mai multe

traiectorii create.Strategia reprezinta controlul.Scopul este crearea traiectoriei care poate crea

cele mai silentioase,eficiente si miscari de prelucrare in interiorul masinii in timp ce vor fi

evitate erori si coliziuni intre componentele uneltelor,programe si susporturi.

Activitatea optima de miscare

Activitatea optima de miscare reprezinta spatial in care axele rotative ale masinii se misca in

aceeasi diametrii.Urmatoarea imagine prezinta un exemplu.


71

Figura 5-8 O masina de frezare verticala cu un pivot/masa dubla rotativa,configurata sa

prelucreze un model de cap uman.

Prelucrarea unui model de cap uman pe o masina cu pivot/masa dubla rotativa este prezentata in

figura 5-8.Capul se afla deasupra punctului 0 al masinii rotative masurat in jurul axei Z dar care

este foarte aproape de centrul axei C al masei rotative masurat de-a lungul axelor X si Y.

In programarea acestei activitati cel mai bine este sa evitati miscarile rotative de prelucrare care

implica inclinarea totala a axei rotative B (-15 si +100 grade) in timp ce axa C este rotita in jurul

propriei axe.Realizarea acestor lucruri va crea miscari inegale intre mecanismele rotative.

Figura 5-9 Exemplu de piesa plasata departe de punctul 0 al masinii ratative.


72

In figura 5-9 ar trebui observat ca axa B se misca mult mai lung decat axa C chiar daca valorile

unghiurilor sunt aceleasi.Motivul,desigur,este acela ca circumferintele sunt foarte diferite pentru

miscarile axelor B si C.Masinile de calitate inalta se ocupa de aceste tipuri de miscari rotative

inegale mult mai bine decat masinile de calitate scazuta deoarece acestea sincronizeaza cele doua

rotatii pentru a ajunge la acelasi punct in timp ce mentine un avans constant.Sistemele

CAD/CAM pot de asemenea controla avansul prin folosirea timpului invers al avansului.Un

aspect mai detaliat al acestor controale este inclus in sectia avansurilor a acestui capitol.In acest

punct este sufficient sa cunoastem ca va fi mult mai bine daca vom plasa piesa de lucru mai

aproape de aceaiasi diametrii rotativi ai masinii specific,cum este prezentat in figura 5-10,in

special daca o a treia parte a masei duble rotative sau o masina de calitate scazuta sunt in

folosinta.

Figura 5-10 Piesa este plasata aproape de punctul 0 rotativ al masinii

Plasarea piesei de lucru aproape de aceiasi diametrii rotativi pe orice masina,asa cum este

prezentata in figura 5-10, nu poate fi intotdeauna posibila.Atunci cand este,luati in considerare

acest avantaj al tehnicii simple pentru un mai bun control al miscarilor.

Avansurile

Pe o masina in 3 axe(nonrotativa) nu este nevoie sa specificati un mod al avansului deoarece

aceste masini opereaza in modul unitate/timp.

De exemplu daca desenati o pozitie precum G91 G1 X7.07107 Y7.07107 F10 masina va muta

piesa de lucru intr-o miscare lineara coordonata de la pozitia curenta la pozitia data de X7.07107

Y7.07107 la 10 inch pe minut.Masina va muta piesa de lucru la 10.000 inch pe o linie diagonala

dreapta.


73

Figura 5-11 Un sant diagonal este prelucrat prin mutarea ambelor parti ale mesei in mod

simultan folosind o interpolare lineara

Cu o interpolare lineara piesa de lucru nu va ajunge la 10 inch pe minut instant deoarece partile

trebuie sa accelereze de la 0.O data ce o viteza de 10 inch pe minut este atinsa (daca masina este

capabila) nu se va opri instant la destinatie.Intradevar partile vor decelera pozitia dar pentru acest

exemplu acel timp pierdut este neglijabil.Deci putem calcula timpul acestei miscari de 10.0000

inch cu aceasta ecuatie. 10 inch/minut = 1 minut.

Figura 5-12 Interpolarea circulara este folosita pentru mutarea piesei de lucru pe o suprafata

circulara


74

O suprafata circular de taiat folosind modelul G3 I-5. F10. Este ilustrat in figura 5-12.Miscarea

rezultata trebuie sa fie perfect circular dar nu este.Orice masina care are standardul celor 3 axe

lineare XYZ nu pot realiza o prelucrare perfecta circulara;doar una aproximata.Partile pe aceste

masini se pot muta numai in linii drepte.Pentru a genera o traiectorie circular ,controlorul va

trebui sa interpoleze o miscare circular prin intreruperea ciclului programat intr-un numar de

segmenti de linii drepte.Pe majoritatea masinilor toleranta circulara poate fi setata din interiorul

parametrilor de setare.Cu cat este mai mare lungimea segmentilor cu atat mai putin corecta va fi

miscarea ciclului.Un numar mic va rezulta in majoritatea prelucrarilor circulare.

Schimbarea tolerantei circulare afecteaza nu numai corectitudinea dar si avansul folosit pentru

taiere.Masina va trebui sa incetineasca pentru a mentine corectitudinea configurarii si avansul se

va schimba bazanduse pe marimea arcului.Arcurile mari pot fi prelucrate cu un avans mai rapid

decat arcurile mici.

Fiecare cvadrant al unui arc include o zona a erorilor care contine punctele unde axele lineare se

intersecteaza la 0. 90 180 si 270 de grade.Dupa cum masina interpoleaza cercul trebuie sa

intoarca miscarea componentelor la controlorul linear al masinii care va limita executia avansului

bazanduse pe configurarea tolerantei circulare a controlorului si marimea arcului care este

realizata acum.Din acest motiv calcularea ciclului de timp nu reprezinta o stinta exacta.

Timpul invers al avansului

In timpul miscarilor simultane rotative cu mai multe axe,ambele axe rotative si pivotante trebuie

sa soseasca la o destinatie specifica rotativa in acelasi timp.Altfel,miscarea pe o axa se va opri

pentru a o astepta pe cealalta axa rotativa sa ajunga.Aceasta asteptare va cauza faptul ca unealta

va sa intr-o pozitie,care in schimb, va schimba presiunea prelucrarii si devierea.In cel mai rau

scenariu aceasta pauza poate sa scoata piesa.Sistemele CAM se ocupa de aceasta problema prin

linearizare care imparte aceste miscari in segmente mai mici si aplica avansul timpului invers

controlat asupra lor.

Avansul/minutul este specificat cand unealta trebuie sa se miste la un avans specificat pentru a

mentine avansul specificat taierii unui material consistent.Pentru a misca piesa cu acel avans

punctele centrului rotativ trebuie sa se miste mai repede in spatiu in special daca sunt folosite


75

unelte lungi contra celor scurte.

Exemplu prezentat in figurile 5-13 si 5-14 are numai o miscare rotativa combinata cu miscari

lineare X si Z.

Figura 5-13 Pozitia de start pentru prelucrarea unei piese complexe

Figura 5-14 Destinatia miscarii din punctul de start din figura 5-13


76

Uitandu-ne la cele doua imagini din figurile 5-13 si 5-14 este posibil sa observam si sa ne

imaginam diferenta in distanta deplasarilor dintre unelte si punctul centrului rotativ al

capatului.Pentru a mentine avansul/minutul programat pe varful uneltei centrul axului rotativ

trebuie sa fie mutat foarte repede.Acest scenariu poate fi comparat cu alergatorii pe o

pista.Alergatul in interiorul culoarului acopera o distanta mai mica decat alergatul in exteriorul

culoarului.Varful uneltei este alergatorul din interiorul culoarului iar centrul rotativ alearga in

culoarul din exterior.

Pe scurt masina nu ar trebui sa primeasca indicatii de mutare din pozitia curenta la destinatia

unitatii X pe minut.Intradevar ar trebuii sa primeasca instructiuni sa se miste de la destinatie,

intr-o suma x de timp,printr-o miscare tacuta si interpolata pe toate axele implicate.Pe controlorii

de tip Fanuc,G93 semnifica inceputul modului timpului invers.Trebuie sa existe o comanda F la

sfarsitul fiecarei linii care contine G1,G2 si G3.Modul timpului invers nu va afecta rapid

miscarile G0.

In modul avansului timpului invers F semnifica faptul ca miscarea intre pozitia curenta si

destinatie ar trebui sa fie realizata in cateva minute(unu divizat de numarul F).De exemplu daca

numarul F este 2.0 miscarea va fi realizata intr-o jumatate de minut.

Avansul timpului invers era larg utilizat la inceputul NC dar astazi multi controlori moderni

CNC sunt capabili sa analizeze avansurile timpului invers sau vice-versa.(un analizator este un

interpret). De obicei un algoritm al timpului invers este incorporat in program si poate fi activat

sau dezactivat din setarile parametrilor controlorului.

Procesarile posterioare

Sistemele CAD/CAM genereaza linii de vectori in 5 axe in jurul unei traiectorii 3D.Traiectorile

3D reprezinta miscarea uneltelor dupa cum urmeaza ca traiectoria sa fie prelucrata.Vectorii

reprezinta directii individuale ale axelor uneltelor dupa cum unealta urmareste traiectoria

3D(XYZ). Fiecare vector este reprezentat printr-o linie de cod iar in timpul creeri traiectoriei o

rezolutie a acestor vectori poate fi specificata fie prin definirea minimului diferentelor de unghi

sau prin distanta lineara dintre vectori.Aceasta informatie este scrisa intr-un limbaj

generic.Depinzand de sistemul CAD/CAM limbajul poate fi numit APT ,CLS,NCI si

altele.Controlorii uneltei masinii nu vorbesc sau inteleg aceste limbaje generice desi ei inteleg

multe limbaje si dialecte.

Codul generic CAD/CAM trebuie sa fie tradus intr-un limbaj accesibil masinii,process care este

numit procesare posterioara.O procesare posterioara va calcula miscarile cerute ale axelor pe o

masina specifica pentru a reproduce secventa vectorului sistemului CAM.Procesarea de dupa


77

include informatii detaliate despre proprietatile fizice ale masinii si cele de configurare care ii

permit sa genereze codul G corect.Acest cod,in schimb,va guverna miscarile axelor masinii, care

sunt cerute pentru prelucrarea piesei.O procesare posterioara va fi necesara pentru fiecare tip de

maisna de prelucrare in magazine.

Procesarile posterioare au o inteligenta construita,proiectata sa gaseasca limitele rotative si in

mod automat sa se retraga si sa repozitioneze axele masinii.Miscarile rotative sunt tratate cu

interferenta(nu aplica puncte neuter in vederea corectiei procesului) bazata pe aspectul axelor

rotative primare si secundare ale masinii.Procesarile posterioare vor sta departe de instabilitatile

celor 5 axe si acestea pot opta pentru miscari rotative programate la avansuri mari pentru un mai

bun control al miscarilor masinii.

Sunt intotdeauna doua solutii posibile cand o procesare posterioara a orientarii uneltelor masinii

cu 5 axe la uneltele masini cu 5axe cinematice.Procesarea posterioara va alege cea mai buna

solutie intre cele doua.Luati in considerare exemplul din figura 5-15.

Pozitia curenta este XYZ A+80.000 B0.000. In teorie unealta poate atinge aceasi pozitie la XYZ

A-80.000 B180.000 dar aceasta ar fi impractica deoarece piesa va trebuii sa fie ascunsa vederii si

operatorul va vedea partea din spate a dispozitivului rotativ.De asemenea nu exista o distanta

parcursa suficient a axei Y pe aceasta masina.

Figura 5-15 Una dintre cele doua solutii posibile pentru pozitionarea in 5 axe

Selectarea celei mai bune pozitii in 5 axe reprezinta actiunea autorului post-procesarii.Alta

actiune a autorului post-procesarii este sa resolve instabilitatile celor 5 axe numite de asemenea

singularitatile polilor.Aceste defecte se intampla atunci cand unealta este intr-o pozitie verticala

sau aproape verticala.Majoritatea actiunilor vor genera retaragerea miscarilor in jurul axei un

carte cnc

Documents