Pełny artykuł dostępny dla abonentów!

Automatyzacja obróbki skrawaniem

1.1.2010, , Źródło: Wydawnictwo Verlag Dashofer Sp. z o.o.

Początki sterowania numerycznego datuje się na rok 1952, kiedy to w Massachusetts Institute of Technology (Cambridge USA) przy współpracy U.S. Air Force została uruchomiona pierwsza frezarka sterowana numerycznie. Obrabiarka ta z pionowym wrzecionem, liniową interpolacją 3D kodowana była binarnie z pomocą taśmy dziurkowanej. Wraz z rozwojem elektroniki, głównie mikrokomputerów, w latach 70. ubiegłego wieku na bazie układów sterowania NC (numerical control) powstały komputerowe układy sterowania numerycznego − CNC (computer numerical control). Obecnie coraz częściej używa się pojęcia NC w stosunku do układów CNC, choć różnią się one konstrukcyjnie.

Wraz ze wzrostem wymagał technologicznych stawianych współcześnie wykonywanym częściom, rozwojem przemysłu maszynowego oraz techniki komputerowej następuje nieustanny rozwój sterowania CNC. Efektem tego jest dynamiczny rozwój sektora obrabiarek oraz układów sterowania numerycznego. Główne kierunki rozwoju w obrabiarkach to:

  1. 1. Rozwój cyfrowych układów sterujących. Zastosowanie komputera jako układu sterującego umożliwia znaczne zwiększenie zakresu i jakości sterowania m.in. poprzez:
    1. a) możliwość sprawdzenia programu i symulacji obróbki przed uruchomieniem,
    2. b) zwiększenie ilości obsługiwanych osi sterowanych numerycznie nawet do kilkunastu,
    3. c) wprowadzenie dużych ekranów graficznych (również dotykowych),
    4. d) możliwość wgrywania programów do układu z pamięci przenośnych USB, poprzez Internet.
  2. 2. Rozwój samych obrabiarek związany głównie z rozwojem układów napędowych, pomiarowych i diagnostycznych, dzięki czemu uzyskuje się lepsze ich przystosowanie do sterowania cyfrowego. Powstają obrabiarki hybrydowe umożliwiające oprócz klasycznej obróbki skrawaniem np. szlifowanie, obróbkę laserem itp.
  3. 3. Rozwój związany z automatyzacją przygotowania produkcji przez rozwijanie, a zarazem upraszczanie języków i systemów programowania.
  4. 4. Rozwój systemów CAD/CAM zdecydowanie upraszczających i przyspieszających projektowanie procesów technologicznych, zwłaszcza skomplikowanych części jak formy i matryce.

Sterowanie numeryczne obrabiarek jest sterowaniem programowym. Wszystkie informacje dotyczące kolejności ruchów, czynności, parametrów obróbki, informacje geometryczne są zakodowane w postaci alfanumerycznej. Najważniejszy blok funkcjonalny sterowania numerycznego to interpolator, który umożliwia sterowanie ruchem dwóch lub więcej niezależnych mechanizmów posuwu w taki sposób, aby ruch wypadkowy odbywał się pomiędzy dwoma kolejnymi punktami po zaprogramowanym torze. Rozróżnić można tu interpolatory liniowe, kołowe, paraboliczne, heliakalne, mieszane. Interpolator występuje w sterowaniach mających zapewnić ruch złożony, czyli w sterowaniach kształtowych.

Układy sterowania numerycznego, które powstały w ostatnich latach, charakteryzuj ą się małymi wymiarami, szybkim działaniem, są też bardziej przyjazne dla użytkownika. Szczególny nacisk położono na oprogramowanie, które wzbogacono o wiele nowych funkcji i zadał.

Metody programowania obrabiarek

Programowanie obrabiarki CNC oznacza opisanie w sposób zrozumiały dla danego układu sterowania ruchów narzędzia, realizujących krok po kroku ustaloną kolejność operacji, zabiegów lub przejść w procesie obróbki. Jest to więc działanie nastawione na tworzenie danych sterujących do obróbki części na obrabiarce. Można to zrobić zarówno ręcznie jak i z pomocą komputera.

Programowanie obrabiarek CNC można podzielić wg następujących kryteriów:

  • wspomagane i niewspomagane komputerowo,

  • zorientowane na warsztat lub biurowe przygotowanie produkcji,

  • zorientowane na proces wytwarzania i proces produkcji,

  • zorientowane maszynowo.

Programowanie ręczne i wspomagane komputerowo

Programowanie ręczne polega na bezpośrednim przygotowaniu programu sterującego użyciem kodów dostosowanych do danej obrabiarki i układu sterującego. Na tym etapie należy:

  • wybrać bazy obróbkowe,

  • ustalić strukturę procesu,

  • dobrać narzędzia i oprzyrządowanie,

  • wybrać osie sterowane,

  • wyznaczyć współrzędne trajektorii ruchu dla poszczególnych operacji, zabiegów i przejść,

  • dobrać parametry skrawania,

  • opracować kartę ustawienia obrabiarki.

Cechą charakterystyczną programowania z użyciem wspomagania komputerowego jest to, że cała niezbędna dokumentacja oraz program sterujący są tworzone, sprawdzane i gromadzone na komputerze PC. Po zakołczeniu projektowania i przeprowadzeniu symulacji tworzone są karty ustawcze obrabiarki, narzędzi, a program sterujący przesyłany jest do obrabiarki.

Programowanie konwersacyjne

Wostatnich latach w ofercie największych producentów układów sterowania znalaz ły się układy sterowania CNC wraz z dedykowanym oprogramowaniem CNC, które wspomaga projektowanie procesów technologicznych na obrabiarce. Są to:

  • - ShopMill (frezarki), ManualTurn (tokarki) − firmy Siemens,
  • - TNC Controls (frezarki), MANUALplus 4110 (tokarki) − firmy Heidenhain,
  • - QuickMill (frezarki), QuickTurn (tokarki) − firmy FANUC.

Oprogramowanie to umożliwia programowanie obrabiarek na kilka sposobów:

  • - w trybie ręcznym,
  • - w trybie uczenia się,
  • - z wykorzystaniem cykli maszynowych,
  • - z zewnętrznym programem ISO,
  • - interaktywnym.

Wtrakcie programowania na bieżąco wyświetlany jest opis użytych funkcji wraz z opisem graficznym. W każdej chwili istnieje możliwość graficznej symulacji przebiegu obróbki, edycji programu i jego poprawek.

Programowanie w systemach CAD/CAM

Programowanie w systemach CAD/CAM polega na bezpośrednim

 

Używamy plików cookie, żeby ciągle poprawiać jakość witryny.
Dowiedz się więcej.