11.1 Programowanie podstawowe

Basic Programming

Typowy program CNC składa się z (3) części:

1) Czynności przygotowawcze: Ta część programu wybiera korekcje robocze i narzędzi, wybiera nóż, włącza chłodziwo, ustawia prędkość wrzeciona oraz wybiera pozycjonowanie absolutne lub inkrementalne dla ruchu osi.

2) Cięcie: Ta część programu definiuje ścieżkę narzędzia oraz prędkość posuwu dla operacji skrawania.

3) Ukończenie: Ta część programu usuwa wrzeciono z drogi, wyłącza wrzeciono, wyłącza chłodziwo oraz przesuwa stół do położenia, w którym można rozładować i sprawdzić część.

Jest to podstawowy program, który wykonuje nacięcie o głębokości 0,100" (2,54 mm) narzędziem 1 w kawałku materiału wzdłuż linii prostej od X = 0,0, Y = 0,0 do X = - 4,0, Y = - 4,0.

UWAGA: Blok programu może zawierać więcej niż jeden kod G, przy czym pod warunkiem, iż te kody G pochodzą z różnych grup. Nie można umieścić dwóch kodów G z tej samej grupy w bloku programu. Należy również pamiętać, iż dozwolony jest tylko jeden kod M na blok.

%
O40001 (Program podstawowy) ;
(G54 X0 Y0 jest górnym prawym narożem części) ;
(Z0 znajduje się na górze części) ;
(T1 jest frezem walcowo-czołowym 1/2") ;
(POCZĄTEK BLOKÓW PRZYGOTOWAWCZYCH) ;
T1 M06 (Wybierz narzędzie 1) ;
G00 G90 G17 G40 G49 G54 (Bezpieczny rozruch) ;
X0 Y0 (Ruch szybki do 1 położenia) ;
S1000 M03 (Wrzeciono wł. CW) ;
G43 H01 Z0.1 (Korekcja narzędzia 1 wł.) ;
M08 (Układ chłodziwa włączony) ;
(ROZPOCZĘCIE CIĘCIA BLOKÓW) ;
G01 F20. Z-0.1 (Posuw na głębokość cięcia) ;
X-4. Y-4. (ruch liniowy) ;
(ROZPOCZĘCIE UKOŃCZENIA BLOKÓW) ;
G00 Z0.1 M09 (Szybkie wycofanie, chłodziwo wył.) ;
G53 G49 Z0 M05 (Położenie początkowe Z, wrzeciono wył.) ;
G53 Y0 (Y położenie początkowe) ;
M30 (koniec programu) ;
%

Preparation

Są to przygotowawcze bloki kodu w programie przykładowym O40001:

Przygotowawczy blok kodu Opis
% Oznacza początek programu napisanego w edytorze tekstu.
O40001 (Program podstawowy) ; O40001 to nazwa programu. Konwencja nazewnictwa programów jest zgodna z formatem Onnnnn: Litera „O” lub „o”, po której następuje 5-cyfrowa liczba.
(G54 X0 znajduje się w środku obrotu); Komentarz
(Z0 znajduje się na powierzchni czołowej części); Komentarz
(T1 jest narzędziem do skrawania czołowego powierzchni końcowej); Komentarz
T101 (Wybierz narzędzie i korekcję 1); T101 wybiera narzędzie, korekcję 1 i zadaje komendy wymiany narzędzi na narzędzie 1.
G00 G18 G20 G40 G80 G99 (Bezpieczny rozruch);

Jest to tzw. wiersz bezpiecznego rozruchu. Zasady dobrej praktyki skrawania wymagają, aby wprowadzić ten blok kodu po każdej wymianie narzędzi. G00 określa, że następujący po nim ruch osi ma być wykonany w trybie ruchu szybkiego. G18 określa płaszczyznę skrawania jako płaszczyznę XZ. G20 określa, że pozycjonowanie współrzędnych będzie przeprowadzane w calach. G40 anuluje kompensację frezu. G80 anuluje wszelkie cykle standardowe. G99 wprowadza maszynę do trybu Posuwu na obrót.
G50 S1000 (Ogranicz wrzeciono do 1000 RPM); G50 ogranicza wrzeciono do maks. 1000 RPM S1000 to adres prędkości wrzeciona. Używając kodu adresowego Snnnn, gdzie nnnn to pożądana wartość RPM wrzeciona.
G97 S500 M03 (CSS wył., wrzeciono wł. CW);

G97 anuluje stałą prędkość powierzchniową (CSS), nadając S stałą wartość 500 RPM. S500 to adres prędkości wrzeciona. Używając kodu adresowego Snnnn, gdzie nnnn to pożądana wartość RPM wrzeciona. M03 włącza wrzeciono.

Uwaga: Tokarki wyposażone w przekładnię, układ sterowania nie wybierze za użytkownika wyższego czy niższego biegu. Trzeba użyć M41 Niski bieg lub M42 Wysoki bieg w wierszu przed kodem Snnnn. Patrz strona M41 / M42 Przejęcie sterowania ręcznego nad biegiem niskim/wysokim w celu uzyskania dodatkowych informacji na temat tych kodów M.
G00 G54 X2.1 Z0.1 (Ruch szybki na 1. pozycję); G00 określa, że następujący po nim ruch osi ma być wykonany w trybie ruchu szybkiego. G54 definiuje układ współrzędnych, który ma być wycentrowany na korekcji roboczej zapisanej w G54 na ekranie Offset. X2.0 zadaje osi X polecenie przesuwu do X = 2,0. Z0.1 zadaje osi Z polecenie przesuwu do Z = 0,1. 
M08 (Układ chłodziwa włączony) ; M08 włącza chłodziwo.
G96 S200 (włączony CSS); G96 włącza CSS. S200 określa prędkość skrawania 200 ipm, jaka ma być użyta wraz z bieżącą średnicą do obliczania prawidłowej wartości RPM.

Cutting

Są to bloki kodu skrawania w programie przykładowym O40001:

Blok kodu skrawania Opis
G01 Z-0.1 F.01 (Posuw liniowy); G01 określa, że następujące po nim ruchy osi mają być wykonane w linii prostej. Z-0.1 zadaje osi Z polecenie przesuwu do Z = -0.1. G01 wymaga kodu adresowego Fnnn.nnnn. F.01 określa prędkość posuwu dla ruchu wynoszącą 0,0100" (0,254 mm)/obr.
X-0,02 (posuw liniowy); X-0,02 zadaje osi X polecenie przesuwu do X = -0,02.

Completion

Blok kodu ukończenia Opis
G00 Z0.1 M09 (Szybkie wycofanie, chłodziwo wył.) ; G00 zadaje komendę ukończenia ruchu osi w trybie ruchu szybkiego. Z0.1 zadaje osi Z polecenie przesuwu do Z = 0,1. M09 zadaje komendę wyłączenia chłodziwa.
G97 S500 (CSS wył.); G97 anuluje stałą prędkość powierzchniową (CSS), nadając S stałą wartość 500 RPM. W maszynach ze skrzynką przekładniową, układ sterowania automatycznie wybiera bieg wysoki lub bieg niski, w zależności od zadanej prędkości wrzeciona. S500 to adres prędkości wrzeciona. Używając kodu adresowego Snnnn, gdzie nnnn to pożądana wartość RPM wrzeciona.
G53 X0 (Położenie początkowe X); G53 definiuje, że następujące po nim ruchy osi muszą odbywać się względem układu współrzędnych maszyny. X0 zadaje osi X polecenie ruchu do X = 0,0 (położenie początkowe X).
G53 Z0 M05 (położenie początkowe Z, wrzeciono wył.); G53 definiuje, że następujące po nim ruchy osi muszą odbywać się względem układu współrzędnych maszyny. Z0 zadaje osi Z polecenie ruchu do Z = 0.0 (położenie początkowe Z). M05 wyłącza wrzeciono.
M30 (Koniec programu) ; M30 kończy program i przesuwa kursor na układzie sterowania do góry programu.
% Oznacza koniec program napisanego w edytorze tekstu.

11.2 Pozycjonowanie bezwzględne/przyrostowe

Absolute vs. Incremental Positioning (XYZ vs. UVW)

Pozycjonowanie absolutne (XYZ) i przyrostowe (UVW) definiuje sposób interpretacji poleceń ruchu osi przez układ sterowania. W razie zadania polecenia ruchu osi przy użyciu X, Y lub Z, osie przesuną się do tego położenia względem początku aktualnie używanego układu współrzędnych. W razie zadania osiom polecenia ruchu przy użyciu U(X), V(Y) lub W(Z), osie przesuną się do tego położenia względem obecnego położenia. Programowanie absolutne jest przydatne w większości przypadków. Programowanie inkrementalne zapewnia większą wydajność podczas powtarzania nacięć w równych odstępach.

11.3 Wywołania korekcji narzędzi

Tool Offsets

Funkcje narzędzi:

Kod Tnnoo służy do wyboru następnego narzędzia (nn) i korekcji (oo).

Układ współrzędnych FANUC:

Kody T mają format Txxyy, gdzie xx określa numer narzędzia od 1 do maksymalnej liczby stanowisk w głowicy; zaś yy określa wskaźnik geometrii narzędzi oraz wskaźnik zużycia narzędzi w zakresie od 1 do 50. Wartości geometrii narzędzi X i Z są dodawane do korekcji roboczych. W razie użycia kompensacji ostrza narzędzia, yy określa wskaźnik geometrii narzędzi dla promienia, stożka i nakładki. Jeśli yy = 00, to nie zostanie zastosowana żadna geometria narzędzi lub zużycie.

Korekcje narzędzi stosowane przez FANUC:

Ustawienie ujemnego zużycia narzędzia w korekcjach zużycia narzędzia przesunie narzędzie dalej w kierunku ujemnym osi. A zatem do toczenia i obróbki powierzchni czołowych średnicy zewnętrznej ustawienie ujemnej korekcji w osi X spowoduje zmniejszenie średnicy części, zaś ustawienie ujemnej wartości w osi Z spowoduje zdjęcie większej ilości materiału z powierzchni czołowej.

Uwaga: Nie jest wymagany żaden ruch X lub Z przed wykonaniem wymiany narzędzia; w większości przypadków, powrót X lub Z do położenia początkowego pochłonąłby zbyt wiele czasu. Należy jednak ustawić X lub Z w bezpiecznej lokalizacji przed wymianą narzędzi, aby nie doszło do kolizji narzędzi i osprzętu lub części.

W przypadku niskiego ciśnienia powietrza lub niewystarczającej jego ilości nacisk wywierany na tłok zaciskania/zwalniania głowicy zostanie zmniejszony, co wydłuży czas indeksowania głowicy rewolwerowej lub uniemożliwi jej zwolnienie.

Załadowania lub wymiany narzędzi:

1.) Naciśnij [POWER UP/RESTART] lub [ZERO RETURN], a następnie [ALL]. Układ sterowania przesunie głowicę rewolwerową do położenia normalnego.

2. Naciśnij [MDI/CNC] w celu przejścia do trybu MDI.

3. Naciśnij [TURRET FWD] lub [TURRET REV]. Maszyna indeksuje głowicę do położenia następnego narzędzia. Pokazuje bieżące narzędzie w okienku Active Tool w dolnej prawej części wyświetlacza.

4. Naciśnij przycisk [CURRENT COMMANDS]. Pokazuje bieżące narzędzie w okienku Active Tool w górnej prawej części wyświetlacza.

11.4 Kompensacja ostrza narzędzia

Tool Nose Compensation - Programming

Kompensacja ostrza narzędzia (TNC) to funkcja, która pozwala użytkownikowi wyregulować zaprogramowaną ścieżkę narzędzia dla różnych rozmiarów frezów, czy też normalnego zużycia frezów. Dzięki TNC wystarczy tylko wprowadzić dane minimalnej korekcji podczas uruchamiania programu. Nie jest wymagane dodatkowe programowanie.

Kompensacja ostrza narzędzia jest stosowana wówczas, gdy następuje zmiana promienia ostrza narzędzia oraz gdy trzeba uwzględnić zużycie frezu podczas pracy na powierzchniach zakrzywionych lub w razie wykonywania cięć stożkowych. Z reguły, kompensacja ostrza narzędzia nie musi być stosowana, gdy zaprogramowane cięcia są wykonywane wyłącznie wzdłuż osi X lub Z. W przypadku cięć stożkowych i kolistych, zmianie promienia ostrza narzędzia może towarzyszyć niedostatecznie lub nadmiernie głębokie cięcie. Patrząc na rysunek załóżmy, iż natychmiast po skonfigurowaniu, C1 jest promieniem frezu, który przecina zaprogramowaną ścieżkę narzędzia. Gdy frez zużywa się do C2, operator może wyregulować korekcję geometrii narzędzia w celu zbliżenia długości i średnicy części do wymiaru. Spowodowałoby to zmniejszenie promienia. Użycie kompensacji ostrza narzędzia zapewniłoby prawidłowe cięcie. Układ sterowania automatycznie reguluje zaprogramowaną ścieżkę w oparciu o korekcję dla promienia ostrza narzędzia według ustawienia znajdującego się w układzie sterowania. Układ sterowania zmienia lub generuje kod w celu wycięcia odpowiedniej geometrii części.

Ścieżka cięcia bez kompensacji ostrza narzędzia:

[1] Ścieżka narzędzia

[2] Cięcie po zużyciu

[3] Żądane cięcie.

Ścieżka cięcia z kompensacją ostrza narzędzia:

[1] Kompensowana ścieżka narzędzia

[2] Żądane cięcie i zaprogramowana ścieżka narzędzia.

Uwaga: Druga zaprogramowana ścieżka pokrywa się z wymiarem końcowym części. Chociaż części nie muszą być programowane z użyciem kompensacji ostrza narzędzia, to jednak jest to preferowana metoda, gdyż ułatwia wykrywanie i rozwiązywanie problemów dotyczących programów.

11.5 Podprogramy

Subprograms

Podprogramy:

  • Z reguły szereg komend, które są powtarzane kilkakrotnie w programie.
  • Są napisane w oddzielnym programie zamiast wielokrotnego powtarzania poleceń w programie głównym.
  • Wywołuje się je w programie głównym przy użyciu kodu M97 lub M98 i kodu P.
  • Mogą zawierać L do powtórnego zliczania. Wywołanie podprogramu powtarza się L razy, zanim główny program przejdzie do następnego bloku.

Jeżeli używany jest kod M97:

  • Kod P (nnnnn) jest tożsamy z numerem bloku (Nnnnnn) lokalnego podprogramu.
  • Podprogram musi znajdować się w programie głównym

Jeżeli używany jest kod M98:

  • Kod P (nnnnn) jest tożsamy z numerem programu (Onnnnn) podprogramu.
  • Jeśli podprogram nie znajduje się w pamięci, plik musi mieć nazwę Onnnnn.nc. Nazwa pliku musi zawierać O, wiodące zera i .nc, aby maszyna odszukała podprogram.
  • Podprogram musi znajdować się w aktywnym katalogu lub w lokalizacji określonej w ustawieniu 251/252. Patrz strona 5 w celu uzyskania dodatkowych informacji na temat lokalizacji wyszukiwania podprogramów.

Podprogramy są najczęściej używane w cyklach standardowych. Na przykład lokalizacje X i Y serii otworów można wstawić do oddzielnego programu. Następnie ten program można wywołać jako podprogram z cyklem standardowym. Zamiast pisać lokalizacje jednokrotnie dla każdego narzędzia lokalizacje są pisane jednokrotnie dla dowolnej liczby narzędzi.

Setting Up Search Locations

W momencie wywołania podprogramu przez program układ sterowania szuka najpierw podprogramu w aktywnym katalogu. Jeżeli układ sterowania nie może odnaleźć podprogramu, układ sterowania stosuje ustawienia 251 i 252 do określenia miejsca, w którym ma wyszukiwać jako w następnym. Zobacz te ustawienia w celu uzyskania dodatkowych informacji.

Aby utworzyć listę lokalizacji wyszukiwania w ustawieniu 252:

  1. W menedżerze urządzeń [LIST PROGRAM (Lista programów)] wybrać katalog, który ma zostać dodany do listy.
  2. Naciśnij F3.
  3. Podświetlić opcję USTAWIENIE 252 w menu, a następnie nacisnąć ENTER.

    Układ sterowania doda bieżący katalog do listy lokalizacji wyszukiwania w ustawieniu 252.

Rezultat: 

Aby wyświetlić listę lokalizacji wyszukiwania, należy sprawdzić ustawienie 252 na stronie Ustawienia.

Local Subprogram (M97)

Ten kod służy do wywołania podprogramu (podprogramu) wzorcowanego przez numer wiersza (N) w tym samym programie. Wymagany jest kod Pnn, który musi pasować do numeru wiersza w tym samym programie. Jest to przydatne dla prostych podprogramów w programie; nie jest bowiem wymagany oddzielny program. Podprogram musi kończyć się M99. Kod Lnn w bloku M97 powtórzy wywołanie podprogramu standardowego nn razy.

%
O69701 (Wywołanie podprogramu lokalnego M97);
M97 P1000 L2 (L2 uruchomi linię N1000 dwukrotnie);
M30
N1000 G00 G55 X0 Z0 (linia N, która zostanie uruchomiona po uruchomieniu M97 P1000);
S500 M03;
G00 Z-.5;
G01 X.5 F100. ;
G03 ZI-.5 ;
G01 X0 ;
Z1. F50. ;
G28 U0 ;
G28 W0 ;
M99
%

External Subprogram (M98)

P — Numer podprogramu do uruchomienia
L — Powtarza wywołanie podprogramu (1-99) razy.
(<PATH>) — Ścieżka katalogu podprogramu.

M98 wywołuje podprogram w formacie M98 Pnnnn, gdzie Pnnnn jest numerem programu do wywołania lub M98 (/Onnnnn), gdzie jest ścieżką urządzenia, która prowadzi do podprogramu.

Podprogram musi zawierać M99, aby powracał do programu głównego. Można dodać liczbę Lnn do bloku M98 M98, aby wywołać podprogram nn razy przed przejściem do następnego bloku.

Jeżeli program wywoła podprogram M98, układ sterowania wyszuka podprogram w głównym katalogu programów. Jeżeli układ sterowania nie może znaleźć podprogramu, będzie szukać w lokalizacji określonej w ustawieniu 251. Alarm występuje, jeżeli układ sterowania nie może odnaleźć podprogramu.

Przykład M98:
Podprogram jest programem oddzielnym (O00100) od programu głównego (O00002).

%
O00002 (WYWOŁANIE NUMERU PROGRAMU);
M98 P100 L4 (WYWOŁANIE O00100 SUB 4 RAZY) ;
M30
%
%
O00100 (Podprogram);
M00 ;
M99 (POWRÓT DO PROGRAMU GŁÓWNEGO) ;
%

%
O00002 (WYWOŁANIE ŚCIEŻKI);
M98 (USB0/O00001.nc) L4 (WYWOŁANIE O00100 SUB 4 RAZY) ;
M30
%
%
O00100 (Podprogram);
M00 ;
M99 (POWRÓT DO PROGRAMU GŁÓWNEGO) ;
%

Uwagi