Modul: Dílenské programování ISO, dialogové - soustruh I

Název projektu: Sbližování teorie s praxí Datum zahájení projektu: 01.11.2010 Datum ukončení projektu: 30.06.2012 Obor: Strojní mechanik Ročník: Třetí Zpracoval: Zdeněk Ludvík

Modul: Dílenské programování ISO, dialogové - soustruh I

Střední odborná škola technická Uherské Hradiště, Revoluční 747, 686 06 Uherské Hradiště

OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost 1 Název projektu: Sbližování teorie s praxí

ÚVOD ......................................................................................................................... 5

1. ÚVOD DO PROBLEMATIKY CNC OBRÁBĚNÍ.................................................... 6

1.1 Vznik NC, CNC strojů .................................................................................... 6

1.2 Nejpoužívanější zkratky počítačem podporovaných činností strojírenského

podniku .................................................................................................................... 7

1.3 Automatizace, mechanizace .......................................................................... 8

1.4 Řízení NC a CNC strojů ................................................................................. 9

1.5 Rozdělení, výhody a nevýhody CNC strojů.................................................. 10

1.5.1 Výhody a přednosti CNC strojů ............................................................. 11

1.5.2 Nevýhody NC strojů .............................................................................. 11

1.6 Porovnání výrobního postupu práce na konvenčním a CNC stroji ............... 11

1.7 Kontrolní otázky ........................................................................................... 11

2. NÁSTROJE PRO CNC OBRÁBĚNÍ - SOUSTRUŽENÍ ...................................... 13

2.1 Charakteristika nástrojů pro obrábění kovů ................................................. 13

2.2 Vliv volby řezného nástroje .......................................................................... 13

2.3 Charakteristika nástrojů pro CNC stroje ...................................................... 13

2.4 Nástroje pro CNC soustruhy ........................................................................ 14

2.4.1 Volba nástroje a vyměnitelné břitové destičky ....................................... 16

2.5 Upínání nástrojů .......................................................................................... 22


3. UPÍNANÍ OBROBKŮ NA CNC STROJÍCH – SOUSTRUH ................................ 23

3.1 Charakteristika upínacích prostředků .......................................................... 23

3.2 Požadavky na správné upnutí polotovaru .................................................... 23

3.3 Volba druhu upínacího zařízení ................................................................... 23

3.4 Způsoby upnutí obrobků na CNC soustruzích ............................................. 24


4. ŘEZNÉ PODMÍNKY ........................................................................................... 25

4.1 Stanovení řezných podmínek ...................................................................... 25

4.2 Možnosti stanovení řezných podmínek ........................................................ 26

4.3 Řezné podmínky pro soustružení ................................................................ 26


5. SOUŘADNÝ SYSTÉM CNC STROJE – SOUSTRUH ....................................... 31

5.1 Systém souřadnic ........................................................................................ 31



5.2 Typy souřadných systémů ........................................................................... 31

5.2.1 Kartézský souřadný systém .................................................................. 31

5.3 Pravidla umístnění souřadného sytému na stroji ......................................... 33

5.4 Souřadný systém u CNC soustruhu ............................................................. 33


6. VZTAŽNÉ BODY V PRACOVNÍM PROSTORU CNC STROJE - SOUSTRUH.. 36

6.1 Účel vztažných bodů .................................................................................... 36

6.2 Značení a charakteristika vztažných bodů ................................................... 36

6.3 Umístění vztažných bodů v pracovním prostoru CNC soustruhu ................. 38


7. URČENÍ NULOVÉHO BODU OBROBKU, PŘESUN SOUŘADNÉ SOUSTAVY 39

7.1 Stanovení nulového bodu obrobku W .......................................................... 39

7.2 Určení nulového bodu obrobku .................................................................... 39

7.3 Přesun souřadné soustavy .......................................................................... 40


8. TECHNOLOGICKÁ PŘÍPRAVA VÝROBY ......................................................... 42

8.1 Význam technologické přípravy výroby ....................................................... 42

8.2 Etapy technologické přípravy výroby ........................................................... 42

8.2.1 Zařazení výrobku do součástkové základny .......................................... 42

8.2.2 Vypracování technologického postupu .................................................. 42

8.2.3 Vypracování řídicího programu ............................................................. 42

8.3 Výrobní dokumentace a její zpracování ....................................................... 43

8.3.1 Výrobní dokumentace ........................................................................... 43

8.3.2 Zpracování programové dokumentace řídícího programu ..................... 43

8.4 Podklady pro zpracování programové dokumentace ................................... 44

8.5 Simulace obrábění ....................................................................................... 45

8.6 Ekonomická skladba úkonů ......................................................................... 45


9. STAVBA CNC PROGRAMU, PROGRAMOVÁNÍ ............................................... 47

9.1 CNC program, stavba programu .................................................................. 47

9.1.1 Definice programu ................................................................................. 47

9.1.2 Stavba programu ................................................................................... 47

9.2 Struktura programu ...................................................................................... 48

9.2.1 Členění programu ................................................................................. 48



9.3 Rozdělení programování.............................................................................. 49

9.3.1 Podle způsobu programování ............................................................... 49

9.3.2 Podle způsobu vyjádření souřadnic ...................................................... 49

9.4 Zadávání programu ..................................................................................... 50


10. KOREKCE NÁSTROJŮ .................................................................................. 51

10.1 Délková nástrojová korekce...................................................................... 51

10.1.1 Způsoby zjišťování nástrojových korekci............................................ 51

10.2 Korekce na poloměr špičky nástroje ......................................................... 52

10.2.1 Eliminace zaoblení špičky nože ......................................................... 52

10.3 Kontrolní otázky ........................................................................................ 54

11. SOUSTRUH SMT 160 CNC ............................................................................ 55

11.1 Popis stroje ............................................................................................... 55

11.1.1 Umístění a popis řídícího systému ..................................................... 55

11.1.2 Standardní funkce řídícího systému ................................................... 56

11.1.3 Základní technické údaje soustruhu SMT 160 CNC .......................... 56

11.1.4 Souřadný systém stroje...................................................................... 57

11.2 OBP na stroji SMT 160 CNC .................................................................... 58

11.2.1 Všeobecné zásady pro práci na NC strojích ...................................... 58

11.2.2 Povinnosti obsluhy ............................................................................. 58

11.2.3 Bezpečnostní zařízení stroje .............................................................. 60

11.2.4 Upozornění na nebezpečný pracovní prostor stroje ........................... 60


12. DÍLENSKÉ PROGRAMOVÁNÍ V ISO KÓDU – Ř.S. MIKROPROG ................ 62

12.1 Dílenské programování v ISO kódu .......................................................... 62

12.2 Řídící systémy MIKROPROG ................................................................... 62

12.2.1 Konstrukce řídících systémů MIKROPROG. ...................................... 62

12.3 Programování v řídícím systému MIKROPROG "S" ................................. 63

12.3.1 Ovládání řídícího systému ................................................................. 63

12.3.2 Režimy práce řídícího systému .......................................................... 63

12.4 Ovládací prvky .......................................................................................... 74

12.5 Ukázka tvorby programu v ŘS Mikroprog ................................................. 74


13. DÍLENSKÉ PROGRAMOVÁNÍ – Ř.S. SINUMERIK ........................................ 75



13.1 Dílenské programování v řídícím sytému SINUMERIK - SHOPTURN ..... 75

13.2 Rychleji od výkresu k obrobku .................................................................. 75

13.2.1 Sestavování pracovního plánu namísto programování ...................... 75

13.2.2 Ukázka tvorby pracovního plánu ........................................................ 76

13.2.3 Kontrolní otázky ................................................................................. 76

POUŽITÁ LITERATURA ........................................................................................... 77

PŘÍLOHA 1 – VÝKRES SOUČÁSTI ......................................................................... 78

PŘÍLOHA 2 – PROGRAM V ŘÍDÍCÍM SYSTÉMU MIKROPROG, ISO KÓD ............ 79



ÚVOD

Tento text je vytvořen pro žáky strojírenských oborů na SOŠT Uh. Hradiště, kteří

nemají v učebních osnovách řešenu výuku problematiky CNC obrábění.

Téma obrábění na CNC strojích je poměrně obsáhlé a také do určité míry náročné.

Nabídnout žákům těchto oborů plnohodnotnou formu výuky (ta vyžaduje nejen

dostatečnou časovou dotaci ale i množství znalostí z jiných oborů - matematiky,

metrologie, strojírenské technologie atd.) v jejich přípravě pro budoucí povolání je

tudíž spíše nereálné.

Na začátku tvorby tohoto textu proto stála základní myšlenka – vytvořit pro tyto žáky

výukový materiál, který bude názorný, srozumitelný a studentům pomůže pochopit

základní problematiku strojírenské výroby realizované CNC stroji i v jejich

podmínkách výuky. Takový výukový materiál umožňuje ŠVP (Školní vzdělávací plán)

příslušných oborů začlenit do výuky a s podporou partnerských firemních

zaměstnavatelů pomoci zvýšit zájem žáků účastnit se právě takové výroby.

Výukový materiál si tedy neklade za hlavní úkol vyškolit specializované profese

(programátory, technology, seřizovače), ale podpořit zájem o práci v provozech s

CNC stroji.

Obsah výukových textů také umožňuje proškolení případných zájemců z řad jiných

škol, či oblasti mimoškolské.

Jednotlivé kapitoly obsahují pouze

základní informace, které jsou

vztaženy k výrobě na číslicově

řízených obráběcích strojích, ale

pro zaměstnavatele strojírenských

firem se stávají základním

požadavkem na přijímané

pracovníky.



1. ÚVOD DO PROBLEMATIKY CNC OBRÁBĚNÍ

1.1 Vznik NC, CNC strojů

Myšlenka číslicového řízení obráběcích strojů vznikla v USA koncem 2. Světové

války ve spojení s výrobou tvarově velmi náročných součástí (lopatky kompresorů,

turbíny atd.), které musely splňovat velmi přísná kriteria kvality. Tyto součásti byly do

té doby vyráběny kopírováním pracně zhotovených modelů. Konvenční způsob

výroby byl časově velmi zdlouhavý a tím velmi náročný.

Automatizace výrobních operací pomocí číslicového řízení byla, tak jako většina

činností, ovlivněna znalostním vývojem, schopnostmi techniky a technologií.

Vzhledem k tomu, že v průběhu 2. Světové války byly sestaveny první elektronické

počítače, které mohly být použity jako základ řídícího systému stroje, bylo možné

zkonstruovat první stroje řízené číslicovým řídícím systémem.



1.2 Nejpoužívanější zkratky počítačem podporovaných činností strojírenského podniku

ZKRATKA ANGLICKÝ

EKVIVALENT ČESKÝ EKVIVALENT ČINNOSTI

CAA Computer aided

assembly Montáž podporovaná počítačem

CAD Computer Aided

Design

Počítačová podpora konstrukce, 2D, 3D

návrhy,tvorba výkresové dokumentace

CAE Computer Aided

Engineering

Počítačová podpora inženýrských a

projekčních činností, pevnostní výpočty,

tepelné namáhání, technologické výpočty

CAM Computer Aided

Manufacturing

Počítačová podpora návrhu drah

nástrojů při obrábění

CAO Computer Aided

Organisation Počítačová podpora obchodních činností

CAP Computer Aided

Production

Počítačová podpora technologické výroby

tvorba technologických podkladů

CAPP Computer Aided

Process Planing

Počítačová podpora plánovacích funkcí

operativního řízení výroby, plánování

procesů, projektová analýza

DNC Direct Numerical Control Stroje řízené z centrálního počítače

CAT Computer Aided Testing

Počítačová podpora a kontrola výroby, test

materiálů, polotovarů a výrobků, rozměrová

kontrola, zpětné inženýrství

CIM Computer Integramted

Manufacturing Integrovaný systém řízení



1.3 Automatizace, mechanizace

Automatizace a mechanizace ve výrobním procesu jsou taková opatření, která

záleží na zavedení vysoce výkonných a s minimálním zásahem člověka pracujících

výrobních prostředků.

Mechanizace – nahrazuje lidskou svalovou práci. (Ruční upínání obrobků je

nahraženo pneumaticky, hydraulicky, elektricky)

Automatizace – je náhrada lidské činnosti fyzické i duševní - automaty. (Upínání

nástrojů systémy AVN)

Automatizaci výrobního procesu lze provést pomocí mechanizace a řídící techniky.

Řídící technika – nahrazuje myšlenkové a paměťové pochody číslicovými řídícími

systémy.

Automat je zařízení nebo stroj, který podle předem zadaného programu úplně nebo

částečně vykonává předem určenou činnost.

Pokud se mechanická a automatická činnost spojí s řídícím systémem vznikne

číslicově řízený stroj , který může vykonávat mnoho činností:

� Řízení všech pracovních i vedlejších pohybů

� Pohyby všech částí stroje zadanou rychlostí v uvedených mezích

� Vzájemné blokování funkčních skupin strojů a linek

� Regulací technologického procesu za účelem odstranění zmetků

� Ovládání stroje při seřizování

� Signalizace chodu stroje

Rozdělení těchto funkcí způsobuje i různorodost řízení výrobního procesu. Základní

rozdělení je na nepružnou (tvrdou) a

pružnou (měkkou) automatizaci

Tvrdá automatizace je v součastné době již

zastaralý způsob řízení. V podstatě se

využívají dvě varianty. Tvrdá automatizace

spočívá ve využití vaček a narážek. Vačky

jsou vhodné jen pro krátké zdvihy a menší

řezné síly. Nejčastěji se vačkové řídící

systémy používaly jen pro velmi jednoduché

součásti, pro každou součást se museli vačky

vyměnit, tím je určeno její využití jen pro



sériovou výrobu. Druhou variantou je tzv. narážkový řídící systém, jde v podstatě o

podobný princip jako řídící systémy vačkové. Vačky se používaly převážně pro

řazení otáček a ovládání posuvů. Oba tyto systémy byly překonány a nahrazeny NC

nebo CNC stroji, patřící do pružné automatizace.

Pružná automatizace je prováděna pomocí NC nebo CNC strojů, které využívají

počítače a řízené mikroprocesory. Jsou to stroje, u kterých lze program velmi

jednoduše a rychle (podstatně rychleji než u tvrdé automatizace) seřídit, popřípadě

změnit výrobní program. Proto je takový druh automatizace mnohem vhodnější pro

kusovou a malosériovou výrobu., při které se stroj mnohem rychleji nastaví pro daný

kus. Jeho uplatnění je i ve výrobě sériové nebo velkosériové, u které dochází ke

snížení pracovních i vedlejších časů a tím samozřejmě i ke zvýšení produktivity a

ekonomičnosti výroby.

1.4 Řízení NC a CNC strojů

Číslicově řízené stroje (NC i CNC) jsou charakteristické tím, že ovládání všech funkcí

stroje je prováděno výhradně řídícím systémem stroje pomocí programu. Všechny

údaje potřebné k obrobení součásti na požadovaný tvar a s požadovanou přesností

jsou připraveny ve formě řady čísel a písmen. Tato řada je uspořádaná v určitém

kódu, srozumitelném pro daný řídící systém, který aktivuje a řídí silové a ovládací

prvky stroje s následnou výrobou.

NC (Numerical Control) – číslicově řízené stroje (v praxi jeto označení pro stroje,

které ke svému řízení používaly děrnou pásku nebo děrný štítek). Úroveň ŘS je

hardwarovou záležitostí.

� Do paměti systému se načítá pouze jedna

věta, která se vykonává

� Po provedení věty se načte nová

� Při načtení nové věty se stávající obsah

paměti přemaže

� Informace jsou zadány ve formě programu na

děrné pásce nebo ručně z klávesnice

� Program na děrné pásce se opakovaně

načítá při výrobě nového kusu



� Pro zhotovení nového kusu se děrná páska přetočit na začátek

� Jakákoli úprava programu je možná pouze úpravou děrné pásky

� V programu se nedá využít parametrů

� Program nelze simulovat

CNC (Computerized Numerical CONTROL) – počítačem řízené stroje (stroj je řízen

a ovládán programem, který je uložen v počítači stroje).

Systém načítá do paměti celý program z přenosných medií. Na rozdíl od NC systémů

obsahuje interpolátor a úroveň ŘS je softwarovou záležitostí. Ke generování dráhy je

možné použít přímého matematického popisu tvaru dráhy. Je tedy možné generovat

paraboly i křivky (spline)

� Snadno editovat (upravit) program

� Větvit program

� Pracovat s parametry

� Pracovat s podprogramy

� Využívat grafickou simulaci obrábění

� Užívat diagnostických programů

� Kompenzovat nepřesnosti systémů a strojních částí

1.5 Rozdělení, výhody a nevýhody CNC strojů

� tvářecí stroje

� svařovací stroje

� měřící a manipulační technika

� stroje na kontrolu vad materiálu

� obráběcí stroje

1. podle počtu operací při jednom upnutí

o jednoprofesní (pro jeden druh operace) – soustružení, frézování,

vrtání, atd.

o víceprofesní (pro více druhů operací) – obráběcí centra (OC)

• OC pro výrobu rotačních výrobků (hřídelové a přírubové)

• OC pro výrobu skříňových obrobků

• OC umožňujících výrobu rotačních i nerotačních součástí

s určitým omezením operací

2. podle vývojových etap a to na stroje 1.- 4.vývojového stupně



1.5.1 Výhody a přednosti CNC strojů

� výroba je produktivnější a hospodárnější

� umožňují výrobu tvarově složitých součástí

� výrobní čas je určen programem

� zvýšení přizpůsobivosti výroby

� zvýší se kvalita výrobků

� vyšší využití strojů

� odpadá skladování přípravků

� snadná archivace výrobní dokumentace

� zmenší se požadavky na kvalifikaci obsluhy

1.5.2 Nevýhody NC strojů

� zvýšení pořizovací ceny

� zvýšené nároky na technologickou přípravu

� zvýšené nároky na údržbu a kvalifikaci údržby

� zvýšené nároky na organizaci

1.6 Porovnání výrobního postupu práce na konvenčním a CNC stroji

Výrobní postup na konvenčním stroji – plánování a výroba se neustále střídají.

Výrobní postup na CNC stroji – veškerý plán postupu výroby musí být vytvořen

před vlastním obráběním.

1.7 Kontrolní otázky

1. Vysvětlete pojem mechanizace – příklad.

2. Vysvětlete pojem automatizace – příklad.

3. Charakterizujte tvrdou automatizaci.

4. Pro jaký typ výroby je vhodná tvrdá automatizace?

5. Čím je realizována tvrdá automatizace?

6. Charakterizujte pružnou automatizaci.

7. Pro jaký typ výroby je vhodná pružná automatizace?

8. Čím je realizována pružná automatizace?

9. Charakterizujte číslicové řízení.

10. Uveďte rozdělení ČŘS.



11. Uveďte výhody ČŘS.

12. Uveďte základní charakteristiku a znaky NC strojů.

13. Uveďte základní charakteristiku a znaky CNC strojů



2. NÁSTROJE PRO CNC OBRÁBĚNÍ - SOUSTRUŽENÍ

2.1 Charakteristika nástrojů pro obrábění kovů

Obráběcí nástroj je aktivním prvkem v soustavě obrábění stroj – nástroj - obrobek.

Stále probíhající vývoj nástrojů a nástrojových materiálů tak nutí i výrobce strojů

k jejich zdokonalování. Správná volba řezného nástroje je při obrábění klíčovým

faktorem (konstrukční provedení a VBD). Nástroj musí spolehlivě zajistit vysokou

produktivitu v procesu obrábění, kvalitu obráběného povrchu a optimální trvanlivost

při zajištění ekonomického poměru výkon - cena nástroje.

2.2 Vliv volby řezného nástroje

Použité řezné nástroje mají významný vliv na:

• geometrický tvar součásti

• přesnost součásti

• ekonomické využití obráběcího stroje

2.3 Charakteristika nástrojů pro CNC stroje

Hlavní rozdíly mezi nástroji pro konvenční stroje a nástroji pro CNC stroje spočívají :

� seřizování nástrojů pro CNC stroje probíhá nejčastěji na specializovaném

pracovišti mimo vlastní stroj.

� u CNC obráběcích strojů se jako řezné

materiály používají vyměnitelné břitové

destičky ze slinutých karbidů, velmi často

povlakované popř. jiné řezné materiály jako

jsou keramické materiály, polykrystalický

kubický nitrid boritý nebo i polykrystalický

syntetický diamant, což vede ke změně

řezných podmínek (zvýšení řezné rychlosti)

� trvanlivost řezné časti nástrojů pro CNC

obráběcí stroje je menší (u fréz cca 45

minut, u soustružnických nožů 15 – 20

minut)

� nutností jsou vhodné utvařeče a děliče třísek

� upínání nástrojů pomocí normalizovaného upínacího systému



� u CNC obráběcích se používá tvz. nástrojový systém (tj. systematicky

uspořádaná a udržovaná sada nástrojů). Nástroje jsou minimálně zdvojeny

z hlediska náhodného otupení nebo vylomení ostří tak, aby byly při obrábění

okamžitě k dispozici.

� u CNC strojů se minimálně používají tvarové nástroje

Tyto skutečnosti využité na CNC strojích umožňují úspěšně nahradit dokončovací

operace a to i s požadovanou přesností a jakostí povrchu ( Ra 0.8 s odpovídajícím

stupněm přesnosti IT).

2.4 Nástroje pro CNC soustruhy

Nástroje lze dělit podle různých hledisek, například:

� materiálu břitu; jako materiál břitu nástroje jsou používány:

1. Nástrojová ocel

2. Slinutý karbid

3. Cermet



4. Keramika

5. Kubický nitrid bóru

6. Polykrystalický diamant

Velká rozmanitost materiálů obrobků a z toho plynoucí obrovské množství řezných

podmínek, musí odpovídat vlastnosti řezného břitu. (Pro práci na CNC strojích první

volbou nástroje s vyměnitelnými břitovými destičkami s optimalizovanou modulovou

řadou držáků).

� konstrukce nástroje;

1. celistvé

2. s pájenou břitovou destičkou

3. s mechanicky upínanou břitovou

destičkou

� směru posuvu; nástroje (soustružnické nože) můžeme rozdělit na:

1. pravé

2. levé

3. přímé



� způsobu obrábění; soustružnické nože můžeme rozdělit na:

1. ubírací

2. hladicí

3. nabírací

4. zapichovací

5. upichovací

6. závitové

7. tvarové

Podle strany obrobku, na které se obrábí, jsou konstruovány nože pro vnější a

vnitřní soustružení.

2.4.1 Volba nástroje a vyměnitelné břitové destičky

Než začneme s výběrem, musíme vzít v úvahu možnosti nástrojových alternativ

(stopkový nástroj, upínací systém Coromant Capto ) – nástrojové možnosti firmy,

vybavení nástrojových hlav držáky atd.

Následuje volba:

� upínací systém vyměnitelné břitové destičky (dále VBD) – výběr ovlivňuje

především aplikace (hrubování, dokončování), soustružnická operace (vnější,

vnitřní obecné ISO soustružení, zapichování, závitování atd.) a také rozměry

obrobku.



� velikost a typ držáku - volba závisí na směru posuvu, velikosti řezu,

obrobku, na možnostech upnutí a také na požadavcích na přístupu do řezu.

Nadefinujeme operaci a vybereme vhodný držák nástroje, který má především

vazbu na tvar VBD, úhel nastavení a úhel špičky VBD – posuzujeme silové

poměry, pevnost břitu a přístupnost do řezu. ( kopírovací úhel dovnitř ! ).

Důležitou roli při volbě nástrojového držáku hraje velikost úhlu nastavení hlavního

ostří. Ten má vliv na odchod třísky, silové poměry atd. Volí se v rozmezí 45° - 95° (při

kopírování může být větší).



Základním pravidlem je zvolit co největší držák. Vyložení nástroje by mělo být

minimální.

� vhodná VBD - k zajištění největší pevnosti a spolehlivosti VBD využijeme

největší možný úhel špičky, nutno však přihlédnout k rozmanitosti řezů. Jako

kompromis se jeví VBD kosočtverečného tvaru s úhlem špičky 80°.

� velikost VBD - při volbě velikosti VBD musí být zohledněna největší hloubka

řezu, která má být nožem obrobena. Aktivní délka VBD musí být větší než

hloubka záběru.



� geometrie - ta je určována především: typem aplikace, materiálem obrobku,

dále pak výkonem stroje, stabilitou upnutí, přerušovaným řezem, sklonem

k vibracím.

1. Pro výběr geometrie - první volba - začneme identifikací materiálu

obrobku, typem aplikace a podmínkami při obrábění.

2. Geometrie má vliv na charakter řezu (vznik třísky, hloubka řezu,

velikost posuvů).

3. Geometrie VBD jsou specializovány na určitý druh obráběného

materiálu (materiály s rozdílnými vlastnostmi), se zaměřením na

aplikací (rozličné požadavky na aplikace), přičemž nutno přihlédnout

dalším podmínkám obrábění (pozitivní či negativní VBD, výkon stroje,

přerušovaný řez , možnost vzniku vibrací atd.).



� řezný materiál – třída VBD je vybírána především podle materiálu obrobku a

typu aplikace, ke které má být použita. Třída VBD je označení typu materiálu

nástroje.

1. Hlavní skupiny nástrojových materiálů: - slinutý karbid (HW)

o povlakovaný slinutý karbid (HC)

o cermet (HT, HC)

o keramika (CA,CN, CC)

o CBN (BN)

o PKD (DP, HC)

2. Slinuté karbidy se obecně dělí na základní a doplňkovou třídu.

3. Materiály v základní třídě pokrývají široké rozmezí aplikací a měly by

být první volbou.

4. Materiály v doplňkové třídě rozšiřují možnosti a přinášejí alternativy.

� poloměr špičky - hodnota posuvu na otáčku má být přibližně polovina, max.

však 2/3 poloměru špičky.



Zvolit největší zaoblení ( pozor na vibrace ) a nepřekračovat max. hodnotu

doporučeného posuvu.

Při dokončování zvážit možnost použití hladících VBD.

� řezné podmínky



2.5 Upínání nástrojů

Nástroje pro použití na CNC strojích jsou upínány a seřizovány pro vlastní práci

mimo provozní stroj a to na pracovišti k tomu určeném. Nástroje jsou upínány

v jednotném systému nástrojových stopek a držáků pro automatickou výměnu.

Pro práci na CNC soustruzích se upínání provádí buď přímo do držáků

revolverových hlav – stopkové nástroje s alternativou trvalejšího upnutí nástroje,

nebo do nástrojových držáků v rámci jednotného systému příslušných upínačů

(typ revolverové hlavy). Konstrukční uspořádání těchto upínacích pomůcek ovlivňuje

pracovní prostor stroje a je charakteristické jednotlivému typu stroje.


1. Co charakterizuje nástroje pro CNC stroje

2. Jak se vlastnosti nástrojů pro CNC stroje projevují ve výrobě

3. Popiš postup volby nástrojového držáku

4. Popiš postup volby VBD

5. Jak a kde probíhá upínání nástrojů pro CNC stroje

6. Vyjmenuj způsoby upínání nástrojů pro CNC stroje



3. UPÍNANÍ OBROBKŮ NA CNC STROJÍCH – SOUSTRUH

3.1 Charakteristika upínacích prostředků

Dobré a odborné upnutí obrobku je základní předpoklad úspěšného obrábění.

Upnutí obrobků musí na CNC strojích zajistit pro každou obráběnou součást v dávce

stejnou polohu. V automatickém provozu je usazení a upínání obrobků na stroji

programově zajištěno pomocí funkcí M a slouží k tomu elektromagnetická,

pneumatická a hydraulická zařízení ( ruční upínání polotovarů se používá jen

výjimečně vzhledem k požadované produktivitě ).

3.2 Požadavky na správné upnutí polotovaru

Upnutí obrobku má být :

� pevné, tuhé (bezpečný přenos řezné síly)

� rychlé

� bezpečné

� obrobek se nesmí zdeformovat

� obrobené plochy se nesmí poškodit

� nesmí bránit v přístupu k obráběným plochám

3.3 Volba druhu upínacího zařízení

K upínání obrobků na CNC strojích používáme různé druhy upínacích prostředků,

jejichž volba a způsobu upnutí je závislé na :

� na velikosti a tvaru obrobku

� na druhu a způsobu obrábění

� na požadované přesnosti a jakosti obrobku

� na celkovém počtu obráběných kusů



3.4 Způsoby upnutí obrobků na CNC soustruzích

Nejčastěji se na CNC soustruzích obrobky upínají:

� do sklíčidel ( tříčelisťová, čtyřčelisťová, za vnější i vnitřní plochy )

� mezi hroty s čelním unášečem ( hřídelové typy součástí )

� do kleštin ( nejčastěji tyčový materiál )

� na lícní desku ( tvarové součásti )

� do přípravků


1. Jaká zařízení se používají pro upínání obrobků?

2. Jaká všeobecná pravidla platí pro upínání obrobků?

3. Popiš způsoby upínání obrobků na soustruhu.

4. Na čem je závislá volba upínacích prostředků?



4. ŘEZNÉ PODMÍNKY

Znalost řezných podmínek při třískovém obrábění je hlavním faktorem pro zajištění

produktivity strojírenských firem. Dobrá znalost a optimální nastavení řezných

podmínek je základem pro správné programování a maximální využití CNC strojů.

4.1 Stanovení řezných podmínek

Efektivní uplatnění CNC strojů ve výrobě vyžaduje maximální nasazení moderních

řezných nástrojů. Výrobci dodávají široký sortiment těchto nástrojů a také se aktivně

podílejí na jejich zavádění do výrobních podmínek podniků, kde společně se

zkušenými programátory, obsluhou aj., využívají dlouholeté zkušenosti a znalosti

technologické problematiky. Současné programové vybavení umožňuje velmi

efektivně odladit programy, ovšem mimo oblast řezných podmínek. Optimální řezné

podmínky lze velmi těžko nastavit, což vyplývá s níže uvedených bodů. Řezné

podmínky jsou stanovovány všeobecně, poněvadž nemohou respektovat

konkrétní podmínky obrábění – upnutí, konkrétní stroj, konkrétní nástroj, atd..

Faktory ovlivňující řezné podmínky:

� Obráběný materiál

� Povrch obráběného materiálu

� Druh obrábění - aplikaci

� Způsob obrábění – vnitřní, vnějšíR

� Přesnost a jakost povrchu

� Nástroj

� Výkon stroje, rozměry, dosahovaná přesnost při obrábění

� Tuhost soustavy stroj – nástroj – obrobek



4.2 Možnosti stanovení řezných podmínek

Řezné podmínky lze stanovit:

� Výpočtem v = Π * D * n / 1000

� Tabulkově - normativy

� S pomocí výrobců nástrojů

1. katalogy nástrojů, moduly řezných podmínek, údaje přímo na VBD,

osobní zapojení.

� Pomocí praktických zkušeností technologa, obsluhy atd.

4.3 Řezné podmínky pro soustružení

Pro optimalizaci soustružení, která vede ke

snižování výrobních nákladů, je nutno

rozlišovat několik základních druhů

soustružnických operací, které vyžadují

použití příslušných typů řezných nástrojů a

také podmínek, za kterých jsou tento

požadavek optimalizace naplnit.

Základní soustružnické operace:

� obrábění vnějších/vnitřních válcových a kuželových ploch,

� obrábění vnějších/vnitřních tvarových ploch,

� soustružení čelní,

� soustružení závitů,

� upichování a zapichování.

Řezné podmínky (posuvovou rychlost, řeznou rychlost, hloubku řezu, použití

procesní kapaliny) je nutné nastavit tak, aby byl zajištěn co možná nejekonomičtější

proces obrábění.



Ten je svázán s požadavkem správné tvorby třísky, kdy je nežádoucí vytváření

dlouhých třísek (ohrožení automatického chodu obrábění, zranění obsluhy při

manipulaci, nevhodné skladování). Vhodné utváření třísek je tak jedním z klíčových

faktorů soustružnických operací.

Každá geometrie soustružnické VBD je proto dnes speciálně konstruována pro

určitou aplikační oblast (hrubování, dokončování) a s ní souvisí rozmezí řezné a

posuvové rychlosti i hloubky řezu.



Faktory ovlivňující utváření třísky při soustružení:

� úhel nastavení hlavního ostří,

� geometrie soustružnické VBD, utvařeč, poloměr špičky

� velikost posuvu

� hloubka řezu

Soustružnické operace můžeme pro lepší identifikaci (popis) zařadit do dvou

základních aplikačních oblastí hrubování a dokončování. Při práci v těchto

aplikačních oblastech, mají výše uvedené základní operace své specifické

požadavky a to se vztahuje i na řezné podmínky.

Cílem HRUBOVACÍ aplikace je v první řadě produktivita (maximální množství

odebraného materiálu za časovou jednotku). Při hrubovacím soustružení je aplikační

oblast nástroje směřována k větším posuvům, větší hloubce řezu a menší řezné

rychlosti. Poloměr špičky VBD se zpravidla volí co největší, což snižuje sklon



soustavy stroj-nástroj-obrobek k vibracím, při současném zvýšení pevnosti břitu.

Dalšího zvyšování pevnosti břitu je možno dosáhnout zvětšováním úhlu břitu, volbou

geometrie VBD a z pohledu celkové tuhosti obrábění je vodítkem také pravidlo

použití největšího držáku nástroje, který lze na daném stroji upnout. Orientační

rozsahy řezných podmínek: ap=1.5 – 10, f = 0.12 – 0.8 mm/ot

Při DOKONČOVACÍ aplikaci je kladen hlavní důraz na kvalitu obrobeného povrchu

(je přímo závislá na kombinaci poloměru špičky VBD a velikosti posuvu), rozměry a

geometrický tvar součásti. Technologie tzv. hladicích VBD ( Wiper ) dnes řeší

zvyšování efektivnosti dokončovacích soustružnických operací nejen vývojem

speciálních utvařečů třísek, ale také změnami geometrie špičky nástroje. Hladicí

destičky zpravidla umožňují až dvojnásobné zvýšení posuvové rychlosti při

zachování hodnoty maximální výšky nerovnosti obrobené plochy. Orientační rozsahy

řezných podmínek: ap=0.4 – 2, f = 0.04 – 0.2 mm/ot

Do oblasti optimalizace procesu soustružení z pohledu minimalizace výrobních

nákladů je dnes nutno zařadit i vliv aplikace procesní kapaliny. Soustružení bez tzv.

chladicí kapaliny není výjimkou a lze tak ušetřit až 15 % nákladů na výrobu běžných

součástí (vyloučení nebo minimalizace užití procesních kapalin má rovněž příznivý

vliv na udržitelnost životního prostředí). Především VBD ze slinutých karbidů s

tvrdými otěruvzdornými povlaky jsou schopny plného výkonu bez chlazení a dosahují

potřebné kvality obrobeného povrchu i rozměrové přesnosti obrobků. V případech,

kdy výrobní operace vyžadují procesní kapalinu pro odvod třísek z místa řezu, je

možno jako alternativu využít stlačený vzduch.

CNC soustruhy oproti konvenčním umožňují plynulou změnu otáček - zachovávají

tedy při změnách průměrů konstantní řeznou rychlost až do maximálních pracovních

otáček vřetene.




1. Vyjmenuj faktory ovlivňující řezné podmínky.

2. Vyjmenuj faktory ovlivňující utváření třísky při soustružení.

3. Vyjmenuj možnosti stanovení řezných podmínek.

4. Popiš obě základní aplikační oblasti v procesu soustružení.

5. Popiš význam konstantní řezné rychlosti.



5. SOUŘADNÝ SYSTÉM CNC STROJE – SOUSTRUH

5.1 Systém souřadnic

Při programování CNC obráběcích strojů musíme udávat cílové body drah nástrojů

na které má příslušný nástroj najíždět. Tyto jednotlivé body musíme přesně zadávat.

Základem je jejich určení v pracovní rovině souřadného systému.

Systém souřadnic určuje norma ČSN ISO 841 ( Terminologie os a pohybů ).

5.2 Typy souřadných systémů

5.2.1 Kartézský souřadný systém

Je základem pro definování os číslicově řízených strojů a jedná se o pravoúhlou,

pravotočivou souřadnou soustavu se základními osami X,Y, Z s rotačními osami A,

B, C

U CNC obráběcích strojů víceúčelové konstrukce je velmi časté použití více os pro

translační pohyb ( tj.posuv) a přídavné osy rotační (tj. natočení) . Pro tyto účely se

také používá tento základní systém doplněný o osy U, V, W - osy sekundární, kde

osa U je rovnoběžná s X, osa V je rovnoběžná s Y, osa W je rovnoběžná se Z.

Další potřebné osy se označují P, Q, R – osy terciální.

Základní systém os X, Y, Z má vždy přednost.

5.2.1.1 Kartézský souřadný systém – základní



5.2.1.2 Polární souřadný systém

Používá se např. u obrobků s více uhlovými rozměry (např. otvory umístěné na

kružnici, obrábění vačky apod.)

Takto popsaný souřadnicový systém se vztahuje na obrobek, pohyby popsané

v CNC programu se vztahují na obrobek v klidu a uvažovaný pohyb vykonává

nástroj.



5.3 Pravidla umístnění souřadného sytému na stroji

Souřadný systém se orientuje v pracovním prostoru stroje tak, aby souřadné osy byly

rovnoběžné s vodícími plochami stroje.

Souřadný systém se na stroji umísťuje podle následujících pravidel:

1. osy jsou vztaženy k nehybnému obrobku

2. vždy je definována osa X a Z ( osa Y vyplývá z definice os Z a X )

3. osa X leží v upínací rovině obrobku nebo je s ní rovnoběžná

4. osa Z je totožná nebo rovnoběžná s osou pracovního vřetena, které udílí

hlavní řezný pohyb

5. kladný smysl os je od obrobku k nástroji, ve směru zvětšujícího se

obrobku

6. pokud jsou na stroji další doplňkové pohyby v osách X,Y,Z, označují se

U,V,W

7. Pokud se obrobek pohybuje proti nástroji, označují se takové osy X´, Y´,

a Z´.

5.4 Souřadný systém u CNC soustruhu

Pro definování os na soustruhu musíme rozlišovat polohy nástroje vůči ose

soustružení.

� soustruhy s nástroji před osou obrábění ( mluvíme o tzv. před osovém

obrábění )

+Z

+X

W

F

-Z-X



� soustruhy s nástroji za osou obrábění (mluvíme o tzv. za osovém obrábění)

+Z

+X

W-Z

-X

F

X/Y - G 17; Z/X - G 18; Y/Z - G 19




1. Jaké souřadnicové systémy se používají v programování CNC strojů

2. Popište na příkladu kartézský souřadný systém

3. Popište na příkladu polární souřadnicový systém

4. Jak jsou orientovány souřadné osy v pracovním prostoru CNC stroje

5. Co je základem pro definování os ČŘOS

6. Načrtněte pravoúhlý souřadný systém s primárními, sekundárními a rotačními

osami

7. Charakterizujte osu Z (poloha a smysl+,-)

8. Charakterizujte osu X (poloha a smysl+,-)

9. Charakterizujte osu Y

10. Popište souřadný systém u soustruhů s nástroji před osou soustružení

11. Popište souřadný systém u soustruhů s nástroji za osou soustružení



6. VZTAŽNÉ BODY V PRACOVNÍM PROSTORU CNC STROJE - SOUSTRUH

6.1 Účel vztažných bodů

Řídící systém CNC stroje po zapnutí hlavního vypínače stroje aktivuje souřadný

systém ve vlastním stroji. Vztažné body stroje jsou body, které vymezují pracovní

prostor obráběcího stroje nebo v tomto prostoru určují polohu daného bodu

vzhledem k souřadnému systému. Vztažné body se dají rozdělit na vztažné body

souřadného systému, které jsou pevně dány výrobcem a nemůžeme je měnit a na

programovatelné body, jež volí sám programátor.

Vztažné body definují vzájemnou polohu stroj – nástroj – obrobek.

6.2 Značení a charakteristika vztažných bodů

NULOVÝ BOD STROJE

Symbol Označení Význam

M

Je počátkem souřadného systému pracovního

prostoru stroje. Je pevně určen konstrukcí a není

možné ho měnit. Je to absolutní počátek souřadnic.

REFERENČNÍ BOD


R

Je stanoven výrobcem stroje a aktivován koncovými

spínači. Vzdálenost nulového bodu stroje M a

referenčního bodu stroje R jsou výrobcem přesně

odměřeny v souřadné soustavě stroje a vloženy do

paměti Ř.S. jako strojní konstanty. Aktivací dochází

k sjednocení odměřovacího systému stroje.



NULOVÝ BOD NOSIČE NÁSTROJE


F

Je bod na upínací (dosedací) ploše nosiče nástroje

(například konec vřetena v ose vřetena) . Tento bod

vlastně řídí podle programu řídicí systém. V bodě F má

nástroj nulové rozměry, proto je nutné skutečnou

dráhu nástroje korigovat. K tomuto bodu se vztahují

korekce nástroje.

NULOVÝ BOD OBROBKU


W

Je počátkem souřadného systému obrobku. Polohu

volí libovolně programátor a je možné ji v průběhu

programu měnit.

DORAZOVÝ BOD


A

je takový bod na upínači na který dosedá obrobek a

který zajistí stejnou polohu všech obráběných

polotovarů.

VÝCHOZÍ BOD PROGRAMU


C

Je počátečním bodem programu (výchozí pozicí

nástroje).

Stanovuje se tak, aby mohla být prováděna bez

omezení výměna součásti nebo nástroje, případně

mohla být provedena kontrola součásti.



6.3 Umístění vztažných bodů v pracovním prostoru CNC soustruhu

Kx

Kz

Z

X

AM

R

C

W

F

Na stroji SMT 160 CNC je umístěn nulový bod stroje M na čelní ploše upínací plochy

sklíčidla a v ose soustružení ( M = A ). Referenční bod R je nastaven na koncové

spinače osy X+ a Z -. Nulový bod nosiče nástroje F je umístěn na průsečíku

upínacích rovin šestipolohové nástrojové hlavy.


1. Popiš účel vztažných bodů.

2. Vyjmenuj základní vztažné body v pracovním prostoru stroje a stručně je

charakterizuj.

3. Zakresli vztažné body do pracovního prostoru soustruhu s nástrojem před

osou soustružení.



7. URČENÍ NULOVÉHO BODU OBROBKU, PŘESUN SOUŘADNÉ SOUSTAVY

7.1 Stanovení nulového bodu obrobku W

Nulový bod obrobku je pro technologa-programátora jedním ze základních bodů.

Z tohoto bodu vychází při programování a jeho umístění musí být voleno

s ohledem na optimální tvorbu řídicího programu. Pokud bychom měli při

programování vztahovat souřadnice k nulovému bodu stroje, vznikla by nutnost pro

nás ke všem rozměrům obrobku připočítávat rozměry polotovaru a upínače. Tato

situace nastane i v případě jakéhokoliv jiného nevhodného nastavení, které se pro

nás stane nepohodlným a značně by to zvyšovalo možnost vzniku chyb.

Proto se nám nabízí možnost posunout nulový bod na libovolné místo pracovního

prostoru stroje tak, aby bylo jeho umístění pro nás daleko přijatelnější.

7.2 Určení nulového bodu obrobku

Poloha nulového bodu je libovolná, ale měla by být volena tak, aby počet pomocných

výpočtů byl co nejmenší, a mohly se používat rozměry přímo z výkresu. U soustruhu

posunujeme nulový bod pouze v ose Z tak, aby nulový bod ležel na ose a čele

obrobku (ne polotovaru).

Nulový bod obrobku můžeme nastavit během seřizování nebo ve vlastním programu.

V jednom NC programu může být použito i více nulových bodů obrobku.

NBO NBO



7.3 Přesun souřadné soustavy

Současné systému umožňují dvojí typ posunutí počátku:

� absolutní posunutí - v programu se vyvolá přípravnou funkcí (G54 - G57) -

jednotlivá posunutí jsou absolutní - udávají vzdálenost bodu W od bodu M -

každé nové posunutí ruší předcházející

� přírůstkové posunutí (G58 – G59) - je relativní - udává vzdálenost od v té

době aktivního bodu W - přičítá se k absolutnímu posunutí .

Souřadnice nulového bodu (nulových bodů) je vepsána do tabulky řídicího systému.

Posunutí počátku a v NC programu je zapsána pouze funkce, např. G54

Tyto způsoby jsou vztaženy k programovému přesunu souřadné soustavy.

V praxi je potom velmi oblíbený a také často využíván RUČNÍ přesun souřadné

soustavy.

POSTUP - nástroj v režimu ručního ovládání přesuneme na místo požadovaného

počátku souřadnic, zde se bod potvrdí a souřadnicový systém je platný během

celého programu, popřípadě do dalšího požadavku na změnu polohy souřadné

soustavy.




1. Proč je pro nás důležitá správná volba nulového bodu obrobku.

2. Vyjmenuj zásady volby nulového bodu obrobku.

3. Popiš postupy přesunu souřadné soustavy

4. Popiš obrázek



8. TECHNOLOGICKÁ PŘÍPRAVA VÝROBY

8.1 Význam technologické přípravy výroby

Základním předpokladem hospodárného využívání CNC obráběcích strojů je správně

stanovená technologie výroby na těchto strojích.

Technologický postup výroby součástí musí být již od úvodních přípravných operací

důsledně promyšlen. Z technologického postupu vycházející pracovní program CNC

stroje musí využívat všech možností stroje a řídicího systému.

8.2 Etapy technologické přípravy výroby

8.2.1 Zařazení výrobku do součástkové základny

Výběr součástí vhodných pro obrábění na CNC strojích provede technolog-postupář

(řeší problematiku výroby celé součásti) a to po posouzení tvaru, přesnosti a

požadavků na doplňkové konvenční obrábění. Zvolí také vhodný obráběcí stroj.

Hlavním ukazatelem na převedení obrobku do součástkové základny pro CNC stroje

musí být ekonomická výhodnost.

8.2.2 Vypracování technologického postupu

Technolog-postupář vypracuje také návrh technologického postupu, který obsahuje

přípravné operace, hlavní operace prováděné na CNC stroji a dokončovací práce. Ve

spolupráci s technologem - programátorem (řeší problematiku jedné operace a

obvykle vypracovává samostatný řídicí program pro každé upnutí) musí stanovit

základní technologické plochy pro upnutí obrobku a navrhnout speciální nástroje. Po

vypracování technologického postupu jej doplní schematickou sestavou upnutí

obrobku.

8.2.3 Vypracování řídicího programu

Ruční sestavování řídicího programu pro CNC stroj se skládá obecně z následujících

činností bez ohledu na to, o jaký druh CNC stroje jde:

1. Určit pracovní postup obrábění a z něho plynoucí počet a sled nástrojů a

jejich umístění v revolverové nástrojové hlavě

2. Určit nástroje a jejich seřizovací konstanty

3. Určit optimální řezné podmínky

4. Určit způsob upnutí obrobku



5. Sestavit hrubovací cykly pro zvolené nástroje

6. Sestavit dokončovací cykly s ohledem na požadovanou drsnost a

toleranci.

7. Určit místa pro výměnu nástrojů (bod výměny nástroje)

8. Provést kontrolu možných kolizí nástrojů s obrobkem, upínačem nebo

jinými částmi NC stroje při najíždění k obrobku, výměně nástroje nebo

otáčení revolverové hlavy. Využít graficko-simulační možnosti

programovacího systému už v průběhu přípravy NC programu.

9. Vytvořit a ověřit řídicí program na obráběcím stroji

Zhotovený program se ověřuje na stroji za přítomnosti programátora a obsluhy stroje.

Spolu s programem se ověřuje vhodnost nástrojů, řezné podmínky a upnutí obrobku.

Po ověření a opravách programátor zhotoví konečné provedení originálu řídicího

programu a zajistí archivaci.

Při opakované výrobě je možnost jednou vypracovaný program a uložený na

některém nositeli informací kdykoliv využít.

8.3 Výrobní dokumentace a její zpracování

8.3.1 Výrobní dokumentace

Výrobní dokumentace zahrnuje výrobní výkres a technologickou dokumentaci včetně

programové.

Programová dokumentace je vytvářena dle zvyklosti podniku a zahrnuje především:

� Pracovní postup

� Seřizovací list

� Nástrojový list

� Programový list

8.3.2 Zpracování programové dokumentace řídícího programu

Pracovní postup

Obsahuje úvodní hlavičku (polotovar, materiál, l.), dále stručný a jednoznačný popis

činností, velikost řezných podmínek a polohu nástroje, která zpracovává příslušnou

operaci, měřidla, přípravky, způsob kontroly.



Seřizovací list

Seřizovací list určuje údaje potřebné pro vlastní program (organizační, technologické

a doplňkové). Může být proveden různou formou např. včetně výrobního výkresu

součásti a výchozího polotovaru, popř. jejího náčrtu se zakreslením souřadného

systému, nulového bodu obrobku, způsobu upnutí součásti a použitého upínače,

výchozího bodu nástroje i dalších bodů pro obsluhu CNC stroje atd. Seřizovací list u

automatického programování je generován CAM systémem.

Technologický náčrt upnutí součásti je kreslen dle zásad technické dokumentace.

Obsahuje způsoby upnutí součásti během obrábění (upnutí 1, upnutí 2, atd.l..).

Dále obsahuje vyznačení výchozích a koncových bodů pro obrábění, nulových bodů,

konturových přechodových bodů (P1 – Px). Pro každý způsob upnutí dále obsahuje

zvýraznění dorazové plochy a je kreslen v poloze, ve které se obrábí součást.

Nástrojová sestava

Nástrojový list představuje vlastně zápis nástrojů potřebných pro daný program

(nástroje dle ČSN, operační nástroje, seřízení, rozměry, hodnoty korekcí,

technologické podmínky, pořadí nástrojů aj.). U CNC systémů může být součástí

softwaru.

Programový list

Řídící program popisuje pracovní postup činnosti stroje a to srozumitelnou formou

pro řídící systém daného stroje. Program je tvořen jednotlivými bloky s určitou

strukturou a obsahem. Při tvorbě programu je tedy nutné dodržovat vždy pravidla

příslušného řídícího systému. Údaje jsou zadávány v číselné podobě a popisuj

jednak dráhy a jednak technologické podmínky obrábění.

Součástí dokumentace může být i souřadnicový list, kde zapisujeme souřadnice

obrysových, přechodových bodů, bodů výměny nástroje a výchozích či koncových

bodů obrábění, pro každý způsob upnutí zvlášť. (Využívat tuto formu dokumentace je

vhodné hlavně v začátcích tvorby programů).

8.4 Podklady pro zpracování programové dokumentace

Výkres součásti

Detailní výkres součásti musí obsahovat všechny potřebné údaje o obrobku.

Geometrický tvar obrobku je definován rozměrovými údaji a rozměrovými

tolerancemi.



Údaje o stroji

Velikost pracovního prostoru omezuje velikost obrobku, který může být obroben.

Výkon hlavního pohonu určuje výkon obrábění, tzn., že velikostí tohoto výkonu jsou

omezeny maximální posuvy a hloubky řezu.

Údaje o polotovaru

Tvar, velikost a kvalita povrchu polotovaru mají vliv na upínání obrobku, volbu

nástrojů, technologii.

Upínací prostředky

Mají zajistit nejbezpečnější a nejpřesnější upnutí obrobku a nástroje z ohledem na

polotovar a technologii obrábění.

Údaje o nástrojích

Na základě tvaru obrobku, materiálu obrobku a požadované kvality povrchu a

aplikace je třeba volit nástroje. (Geometrii a materiál)

Řezné podmínky

Optimální řezné podmínky zaručují efektivnost výroby.(Katalogy nástrojů, výrobci

nástrojů, normativy)

8.5 Simulace obrábění

Simulace obrábění má za úkol především sledovat průběh obrábění a pomoci

odstranit možné kolize. Dalším úkolem je umožnění kontroly geometrie

opracovaných ploch (rozměry, tvary, drsnost) a zajistit hospodárnost obrábění.

8.6 Ekonomická skladba úkonů

� Rozlišovat operace hrubovací a dokončovací

� Upřednostnit podélné soustružení před čelním

� Plně využívat funkce konstantní řezné rychlosti (G96)

� Zarovnání čela provádět podle konkrétní situace (nemusí být vždy na

začátku)

� U součástí typu „Příruba“ používat funkce pro čelní soustružení

� Zvažovat možnosti využití práce s korekcemi, použití vhodných

obráběcích nástrojů a technologií, zvažovat výskyt rizikových operací v

soustavě stroj – nástroj – obrobek.




1. Jaké podklady jsou nutné pro zpracování řídícího programu CNC stroje

2. Popiš etapy technologické přípravy CNC výroby

3. Stručně charakterizuj jednotlivé fáze vypracování řídícího programu



9. STAVBA CNC PROGRAMU, PROGRAMOVÁNÍ

9.1 CNC program, stavba programu

9.1.1 Definice programu

Je to soubor geometrických a technologických informací, které vyžaduje řídící systém

obráběcího stroje, program je zapsán pomocí jednotlivých bloků, každý blok má své

číslo. Programové informace podrobně popisují požadavky na činnost stroje a

zapisují se v tzv. strojovém kódu. Při programování číslicově řízených strojů se v

principu vychází z toho, že se nástroj relativně pohybuje vůči nehybnému obrobku.

9.1.2 Stavba programu

Každý řídící program obsahuje

• geometrické informace (přípravné funkce) - vyjadřují způsob pohybu

nástroje (kruhový, lineární, posuvem, rychloposuvem..). Tvoří je funkce s

adresou G.

� technologické informace - vyjadřují technologické podmínky obrábění

(řeznou rychlost, otáčky, posuv..)

� pomocné technologické informace (pomocné funkce) - mají většinou

charakter logických funkcí (zapínání a vypínání otáček, chlazení, výměny

nástrojů..). Tvoří je funkce s adresou M.

Směr pohledu



Program se skládá z jednotlivých bloků, tzv. vět (řádků)

N10 G00 X30 Y-40 Z50,

N20 G01 X40 Y-50 Z50 F80

Blok se skládá z jednotlivých příkazů, tzv. slov:

G00, X30, Y-40, Z50

Slova mohou mít

� rozměrový význam - vyjadřují fyzikální veličinu (rychlost, dráha... X30,

S2000)

� bezrozměrový význam - vyjadřují programové funkce (M30, G0..)

Každý příkaz se skládá z adresy a významové části:

� G, X, Y, Z – adresa určuje druh instrukce

� 00, 30, -40, 50 – významová část určuje konkrétní hodnotu adresy

9.2 Struktura programu

Struktura NC programu je tvořena jednotlivými skupinami řídících bloků,

jejichž obsah je závislý na konkrétním řídícím systému a CNC obráběcím stroji.

Určuje ji norma ISO 1058.

Formáty bloků mohou mít

� konstantní délku bloku (dnes již nepoužívaný)

� proměnnou délkou bloku (dovolují vynechat slova, která se nemění, není

důležité pořadí slov, zápis malých či velkých písmen..)

Výhodou dodržování jednotné programové struktury je především snadnější

orientace v programu a pro řídící systém snadnější vyhledávání formálních chyb.

9.2.1 Členění programu

Program je rozčleněn na:

� začátek programu (závislý na řídícím programu)

� standartní věty (volba počátku, posouvání souřadného systému,

pracovní rovina...)

� věty pro opracování součásti (geometrické, technologické, pomocné,

cykly)

� podprogramy

� konec programu (M30,.)



9.3 Rozdělení programování

9.3.1 Podle způsobu programování

� Ruční programovaní - programu je vypisován na klávesnici PC na externím

pracovišti nebo přímo na stroji

� Strojni programování - při strojním programování nejprve definujeme obrys

obrobku, dále jednotlivým dílům obrysu přiřazujeme způsob obrábění, nástroje

a řezné podmínky.

Vzniklý zdrojový program (editujeme v simulaci) postprocesor přeloží do programu

konkrétního řídícího systému.

9.3.2 Podle způsobu vyjádření souřadnic

� Absolutni programování - programování dráhy se vztahuje k NBO. Zadávají

se souřadnice, na které se nástroj pohybuje.

� Přírustkové programování - programuje se o jakou hodnotu a v jakém směru

se má nástroj přesunout. Každá poloha se stává novým počátkem.



9.4 Zadávání programu

NC program lze vytvářet přímo na obráběcím stroji nebo jej lze vygenerovat a

importovat do řídícího počítače z CAD/CAM pracoviště za pomoci notebooku či

přenosného media (CD, flash disk) a pokud je ve firmě vytvořena počítačová síť, tak

pomocí jí)


1. Jak je definován pohyb „nástroj – obrobek“, nutný pro tvorbu programu?

2. Definuj pojem „program“ pro ČŘS

3. Popiš strukturu programu pro ČŠS

4. Proveď rozdělení a charakteristiku jednotlivých způsobů programování

5. Vysvětli na příkladu pojmy rozměrové a bezrozměrové slovo

6. Jakými způsoby můžeme zadávat programy?



10. KOREKCE NÁSTROJŮ

10.1 Délková nástrojová korekce

Poloha špičky nástroje v závislosti na poloze NBN je nazývána délkovou

nástrojovou korekcí.

Při obrábění je nutné, aby systém nenastavoval na programované souřadnice NBN,

ale korigoval jeho dráhu o hodnoty korekcí tak, aby se po programované dráze

pohybovala špička nástroje.

Nástroje používané pro obrábění nemají stejné rozměry (břity se nachází v různých

polohách), tudíž při programování by to znamenalo definovat dráhy každého

jednotlivého nástroje.

Funkce korekcí nástrojů umožňuje programovat bez ohledu na tento fakt, neboť

hodnoty koncových bodů pojezdových drah si systém CNC dopočítá sám na základě

zadaných hodnot uložených v paměti korekcí.

Kx

Kz

Výměna nástroje je doprovázena načtením příslušných korekcí daného nástroje.

10.1.1 Způsoby zjišťování nástrojových korekci

1. Na Stroji

� pomocí elektrokontaktní sondy (Po spuštění běhu programu zcela

automatické proměření korekcí sekvencí dotyků nástroje o měřící



plochy sondy, po automatickém proměření se vypíše tabulka s

naměřenými hodnotami korekcí.)

1. pomocí mechanické sondy (Zásadní rozdíl oproti měření pomocí

elektrokontaktní sondy spočívá v ručním najíždění nástrojem na měřící

plochu sondy)

2. pomocí zkušebního kusu

2. Mimo stroj – pomocí speciálních optických přístrojů

10.2 Korekce na poloměr špičky nástroje

Poloha nástroje je dána polohou jeho teoretické špičky – bodem P. Protože je špička

nástroje zaoblena určitým poloměrem, není skutečný tzv. utvářející bod ostří totožný

s bodem P. Jeho poloha na špičce se mění podle směru pohybu nástroje. K odchylce

skutečného tvaru od tvaru programovaného dochází na kuželových a rádiusových

plochách. Velikost vzniklé chyby závisí na poloměru špičky a na sklonu obráběné

plochy.

10.2.1 Eliminace zaoblení špičky nože

Aby při obrábění nedocházelo tedy ke zkreslení skutečného tvaru musí se nástroj

pohybovat po tzv. ekvidistantách (křivka v konstantní vzdálenosti od požadované

kontury). K tomu nám může posloužit funkce G41 a G42. Tyto funkce rozlišují, zda

tato ekvidistanta leží nalevo nebo napravo od programového tvaru.

G41 - nástroj se nachází nalevo od obrysu obrobku

G42 - nástroj se nachází napravo od obrysu obrobku

Programovaná

Skutečná



Pro zjištění pohybu musíme posuzovat polohu pohledem ve směru posuvu.

Aby systém mohl využít těchto funkcí, musí být ještě informován o velikosti poloměru

špičky a o poloze teoretické špičky, vyjádřené čísly 1 - 9. Tyto údaje je nutné zapsat

do tabulky v režimu Korekce nástrojů.

Pro bezchybnou činnost korekčních funkcí je třeba k obráběné ploše nástrojem přijet

již se zařazenou korekcí a to z té strany obráběného obrysu, po které se nástroj bude

dále pohybovat.

Informace o nástrojových korekcí všech nástrojů jsou uloženy v paměti řídícího

systému (režim Korekce nástrojů). CNC řídící systém obráběcího stroje s těmito

informacemi pracuje a využívá je v průběhu obrábění při polohování nástrojů.

Programovaná Ekvidistanta




1. Vysvětli pojem „korekce nástrojů“

2. Graficky znázorni délkovou nástrojovou korekci pro pravý stranový

soustružnický nůž

3. Jakými způsoby můžeme zjišťovat nástrojovou korekci a popiš jednotlivé

způsoby – pro soustružení

4. Jak předáváme řídícímu systému informaci o velikosti nástrojové korekce, jak

ji dále ŘS využívá ?

5. Jak se na obrábění projevuje zaoblení špičky soustružnického nože?

6. Popiš způsob eliminace (odstranění) nežádoucího vlivu zaoblení špičky

soustružnického nože na obrábění



11. SOUSTRUH SMT 160 CNC

11.1 Popis stroje

Soustruh SMT 160 CNC je určen pro výrobu menších součástí z kovových materiálů,

plastů případně dřeva. Vlastnosti soustruhu vyniknou především při obrábění tvarově

složitých a přesných součástí. Soustruh je velmi vhodný pro výuku programování a

obsluhy číslicově řízených obráběcích strojů.

Rám stroje svařený z ocelových profilů a uzavřený odnímatelnými kryty tvoří tuhou

prostorovou konstrukci pro upevnění lože stroje, a vřeteníku. Na šikmém loži

soustruhu se po samostatných valivých vedeních pohybují suport a koník. Ovládání

koníku je mechanické ruční (nožnost pneumatického ovládání s programovým

řízením). Na příčném valivém vedení je upevněn upínač nástrojů - šestipolohová

revolverová hlava pro automatickou výměnu nástrojů. Do upínače se vnější, vnitřní i

osové nástroje upínají prostřednictvím speciálních držáků.

Pohybové přesné kuličkové šrouby podélného i příčného posuvu jsou poháněny

krokovými motory. Krajní poloha pohybů je na obou stranách jištěna přesnými

koncovými spínači, které slouží zároveň jako spínač referenční.

Pracovní vřeteno je uloženo v předepjatých kuličkových ložiscích s kosoúhlým

stykem a je poháněno motorem s plynulou změnou otáček frekvenčním měničem.

Pro přesné měření otáček nutné pro závitování je instalován rotační snímač.

K upínání obrobků je stroj vybaven universální hlavou, alternativně je možné stroj

vybavit kleštinovým upínačem ovládaným ručně nebo pneumaticky.

Pracovní prostor stroje je osvětlen a dokonale krytován, tak že je možné chlazení

nástrojů kapalinou. Chladící agregát a rozvod chladící kapaliny jsou součástí

zvláštního příslušenství.

11.1.1 Umístění a popis řídícího systému

CNC řídící systém stroje je umístěn na otočné konzole připevněné k rámu stroje.

Napaječe motorů jsou umístěny v elektroskříni, která je zabudovaná v rámu stroje.

Na čelním panelu systému jsou soustředěny všechny ovládací prvky.

Systém je rovněž vybaven dostatečným počtem programovatelných vstupů a výstupů

tak, aby umožnil připojení zákaznických periferii např. spouštění chladící kapaliny,

elektrický upínač, referenční koncové spínače, připojení manipulátoru a.j.



Zápis programů do řídícího systému je ve standardním ISO kódu, data jsou uložena

ve formátu ASCII. Tím je zaručena vysoká kompatibilita s NC programy

generovanými vyššími programovacími jazyky.

Specialisovaný editor vhodným způsobem podporuje správný zápis programu

(automatické číslování, formátování, testy, blokové operace...). Vytvořené programy

je možno testovat kontrolním během a grafickou simulací obrábění. Řídící systém

umožňuje přenos programů vytvořených jinými editory nebo programovacími jazyky,

popřípadě je možno řídící systém přímo vybavit některým vyšším programovacím

jazykem dle výběru zákazníka.

11.1.2 Standardní funkce řídícího systému

� absolutní a relativní souřadnice

� lineární a kruhová interpolace

� funkce owerride pro posuvy a rychloposuvy

� řezání závitů na válci a na kuželi

� konstantní řezná rychlost

� parametrické programování

� tvorba podprogramů

� pevné cykly pro obrábění standardních tvarů

� korekce na poloměr špičky nástroje

� výměna nástroje včetně korekce polohy špičky nástroje

� funkce pro práci s dotykovou sondou

� programově řízené výstupy pro spolupráci s periferiemi

� možnost zpracování uživatelských vstupů

� Kromě uvedených funkcí může být řídící systém vybaven dalšími funkcemi

podle specifických přání zákazníka.

11.1.3 Základní technické údaje soustruhu SMT 160 CNC

oběžný průměr nad ložem 160 mm

oběžný průměr nad suportem 100 mm

vzdálenost mezi hroty 300 mm

průměr průchozího otvoru vřetene 16 mm



maximální hmotnost obrobku 8 kg

výkon hlavního motoru 2.2 kW

maximální otáčky 3000 1/min

maximální rychlost posuvu 2000 mm/min

inkrement posuvu 0.002 mm

průřez tělesa nástroje v rychloupínací hlavě max.15 x 15 mm

půdorysná plocha stroje (bez řídícího systému) 1000x780 mm

největší výška stroje 1700 mm

celková hmotnost stroje 385 kg

napájecí napětí 3x400 V

11.1.4 Souřadný systém stroje.

Souřadný systém soustruhu je tvořen osami X a Z. Osa Z je totožná s osou vřetene

stroje (tato definice platí pro všechny obráběcí stroje), osa X je kolmá na osu Z ve

směru posuvu suportu. Počátek souřadného systému bod M je dán průsečíkem os X

a Z. Tento tzv. nulový bod stroje leží na čele upínače obrobků.

Informace o poloze zachovává řídící systém trvale i po vypnutí stroje. Pouze po

výpadku napájení, po použití tlačítka centrál stop, po kolizi pohybu stroje dojde ke

ztrátě souřadnic a jejich obnovení. K tomu slouží referenční (zároveň koncové)

spínače na obou osách, které tvoří tzv. referenční bod R. (Ve většině případů je pro

referenci používán spínač na nejvzdálenějším místě pracovního prostoru, ale ve

speciálních případech je možno požít i spínače na opačné straně.) Protože přesné

najetí na referenční spínače vyžaduje dodržet určitou sekvenci pohybů a nízkou

rychlost je najetí možné pouze programově funkcí G98.

Po najetí do referenčního bodu se okamžité souřadnice polohy přepíší souřadnicemi,

které jsou uloženy v tabulce Strojní konstanty. Velikost konstant odpovídá dráze

pohybu bodu T nástrojového držáku z nulového bodu stroje M do referenčního bodu

R. Prvotní nastavení strojních konstant zajišťuje dodavatel stroje podle použitého

upínače obrobků a upínače nástrojů. Pokud uživatel potřebuje zaměnit upínač

obrobků za jiný s rozdílným vyložením musí být současně změněna hodnoty



konstanty v ose Z. Pokud dojde ke změně upínače nástrojů, mohou se současně

změnit konstanty v obou osách.

11.2 OBP na stroji SMT 160 CNC

11.2.1 Všeobecné zásady pro práci na NC strojích

1. Umožnit pracovníkovi seznámit se s kompletní původní technickou

dokumentací, dodávanou k jednotlivým strojům, zejména s částí "Bezpečností

práce a ochrana zdraví".

2. Zabezpečit proškolení pracovníků.

3. Používat ochranné a pojistné elementy.

4. Důkladně se seznámit s příslušnými předpisy, zejména s přepisy normy ČSN

20 0700.

11.2.2 Povinnosti obsluhy

a) Podřídit se všem příkazům, vydaným nadřízenou osobou, aby byla zajištěna

bezpečnost a ochrana zdraví,

b) podřídit se všem ostatním nařízením a provozním předpisům, které jsou

platné u provozovatele,

c) postupovat při práci tak, aby nedošlo k ohrožení jiných osob a poškození

stroje.

Povinnosti obsluhy před zahájením práce na stroji

Před zahájením práce musí obsluha stroje provést kontrolu a preventivní údržbu.

Pokud zjistí závadu, ohlásí ji svému nadřízenému, který je pivinen zajistit její

odstranění.

Povinnosti obsluhy za provozu stroje

a) Na stroji pracovat takovým způsobem¨, který je označen za bezpečný a

správný. Je třeba dodržovat pokyny a poučení pro obsluhu, obsažené v

návodu stroje, případně další provozně bezpečnostní předpisy.

b) Není dovoleno vyřazovat ochranná zařízení z činnosti, např. koncový spínač

pojizdného krytu.

c) Při mazání, čištění nebo opuštění pracoviště musí byt stroj vypnut.

d) Při výměně nástrojů, kontrole obrobku nebo ručním upínaní a odebrání

obrobků se musí zastavit vřeteno stroje a odejít do bezpečné polohy.



e) Při ručním zapnutí rychloposuvu nemusí obsluha sledovat přibližující se

nástroj a v bezp. vzdálenosti od obrobku jej vypnout.

f) Do upínacího zařízení je dovoleno upínat pouze předměty, pro které je

konstruováno a jejichž tvar a velikost zaručují dokonalé upnutí.

g) Při výměně nástrojů musí obsluha dbát na to, aby upínací plochy byly čisté a

nepoškozené.

h) K upínaní může být použito jen vhodné a nepoškozené nářadí.

i) Nástroj a měřidla se musí odkládat pouze na vyhrazená místa.

j) Ruční manipulace s hnacími agregáty za chodu stroje je zakázána.

Povinnosti obsluhy po skončení směny

Obsluha musí uvést do pořádku pracoviště, odtranit ze stroje třísky, zbytky řezné

kapaliny, očistit nekryté vodící a upínací plochy, uklidit měřidla, nástroje, obrobky a

pod.

Ustrojení obsluhujícího pracovníka

a) Obsluhující smí nosit jen nepoškozený přiléhavý pracovní oblek, blůza musí

být zasunuta do pracovních kalhot, používat pláště je zakázáno.

b) Není dovoleno pracovat v lehké plátěné obuvi nebo, otevřených sandálech.

c) Při obsluze není dovoleno nosit prstýnky, řetízky hodinky, šálu a pod. nebo

pracovat s nevhodným obvazem na rukou nebo prstenem.

d) Při práci si obsluhující musí podle potřeby zajistit vlasy vhodnou pokrývkou

hlavy.

e) Ochranných rukavic se používá pouze při upínání nebo výměně obrobku a

nástrojů. Vřeteno stroje při tom nesmí být v chodu.

Odstranění Třísek a čištění stroje

a) Při odstraňování třísek ze stroje se musí používat háčku s rukojetí a

chráničem ruky, škrabek, smetáku atd.

b) Hadry a čisticí vlna se smí používat pouze k čištění stroje v klidu, a to až po

odstranění třísek

c) Čistění stroje stlačeným vzduchem je zakázáno!



11.2.3 Bezpečnostní zařízení stroje

Obsluhujícího pracovníka chrání před odletujícími třískami a odstřikem řezné

kapaliny krytování pracovního prostoru. Správná poloha pojízdného krytu je

kontrolována koncovým spínačem.

Pokud není kryt úplně uzavřen, nelze ovládat start vřetene, posuvy suportů, otáčení

nástrojové hlavy a odebírání obrobku. Při otevření krytu v režimech, ovládaných

řídícím systémem, se pracovní cyklus zastaví. Pro seřizování je dovoleno vyřadit

koncový spínač krytu z činnosti. Po ukončení seřizování se musí koncový spínač

uvést opět do funkce.

Vstup do paměti řídicího systému je umožněn jen po odemknutí uzamykatelného

tlačítka.

Signální světla na ovládacím panelu signalizují stav funkcí stroje a řídicího systému.

V případě poruchy usnadňují diagnostiku.

Za havarijní situace, vyvolané jakoukoliv příčinou je třeba co nejrychleji uvést stroj do

klidu pomocí tlačítka CENTRAL STOP!

Havárie musí být ihned ohlášena nadřízenému.

Obsluha stroje nesmí závadu sama odstraňovat!

11.2.4 Upozornění na nebezpečný pracovní prostor stroje

Nebezpečné místo pro obsluhu:

� poloha suportu v zadní úvrati a jeho pojezd směrem ke vřetenu (při otevřeném

krytu),

� manipulace s upínacím zařízením, obrobkem nebo nástrojem, kdy je obsluha

nakloněna v pracovním prostoru,

� otevřené skříně elektroinstalace nebo řídicího systému,

� prostor pro manipulaci s materiálem,

� prostor hlavního pohonu stroje při otevřených krytech.




1. Pro jaké práce je určen stroj SMT 160 CNC?

2. Vyjmenuj základní technické údaje stroje

3. Popiš souřadný systém stroje

4. Vyjmenuj všeobecné povinnosti obsluhy při práci na CNC stroji

5. Vyjmenuj nebezpečné prostory v pracovním prostoru stroje



12. DÍLENSKÉ PROGRAMOVÁNÍ V ISO KÓDU – Ř.S. MIKROPROG

12.1 Dílenské programování v ISO kódu

Dílensky orientované programování je způsob tvorby programu, který umožňuje tvořit

jednotlivé programové řádky (bloky) přímo na panelu obráběcího stroje.

Nejznámějším a nejstarším způsobem NC programování, je tvorba programu v ISO

kódu, neboli tzv. G-kódu. Jedná se o způsob, při kterém je základní tvorba

programových bloků psána v textovém editoru. Tvorba bloků je doplněna i grafickou

nadstavbou pro podporu zápisu cyklů.

Při tvorbě programu v ISO kódu plyne nutnost znalosti jednotlivých příkazů, znalosti

struktury programu a posloupnosti bloků.

I když tento charakterizovaný způsob programování je zdlouhavý a neobejde se bez

chyb způsobených tvůrcem programu, stále má svůj význam a to hlavně při výuce

začátečníků.

12.2 Řídící systémy MIKROPROG

Řídící systémy MIKROPROG jsou určeny pro řízení strojů používajících krokové

servopohony. K dispozici jsou systémy MIKROPROG ve čtyřech softwarově

odlišných variantách:

MIKROPROG S - určený pro stroje dvěma řízenými osami a odměřovaným

vřetenem (nejčastěji soustruhy).

MIKROPROG F - určený pro stroje se čtyřmi řízenými osami (nejčastěji frézky).

MIKROPROG P - určený pro řezací a pálící stroje se třemi řízenými osami (třetí osa

přímo nebo závisle řízená).

MIKROPROG B - určený pro brousící stroje se čtyřmi řízenými osami.

V rámci každé varianty mohou být systémy ještě přizpůsobeny konkrétním

požadavkům uživatele například rozšířením souboru přípravných a pomocných

funkcí o specifické funkce na základě požadavku, změnou v chování editoru a pod.

Jejich jednoduchost je předurčuje právě pro výuku programování v ISO kódu.

12.2.1 Konstrukce řídících systémů MIKROPROG.

Řídící systémy jsou postaveny modulově. Skládají se z NC části, PLC části, pohonů,

případně pomocných bloků. Systémy jsou podle užití buď osazovány do

samostatných rozvaděčů s vysokým krytím, nebo zabudovány přímo do strojů.



NC část je tvořena 32 bitovým počítačem kompatibilním IBM/PC s operačním

systémem WINDOWS. Počítač je vybaven pevným diskem, disketovou jednotkou

3.5", rozhraním RS 232 C a CENTRONIX, které jsou přístupné uživateli. Zobrazovací

jednotka SVGA Color se dodává v provedení podle přání zákazníka. Klávesnice 101

PC kompatibilní se dodává buď v provedení kancelářském s ochranou folií nebo v

průmyslovém provedení s krytím až IP 67.

PLC část je tvořena samostatným výkonným počítačem, který obsahuje 64 binárních

vstupů/výstupů. Uživateli je přístupných 12 opticky oddělených vstupů a 5 reléových

výstupů přímo programovatelných z NC části. PLC část přímo řídí až 4 krokové

servopohony a pohon vřetene či nepřímo řízené osy. Z PLC části je rovněž

obsluhována uživatelská klávesnice, která je napojena na galvanicky oddělené

vstupy a výstupy a může být proto umístěna až 20 m od systému.

12.3 Programování v řídícím systému MIKROPROG "S"

Řídící systém Mikroprog "S" je určen pro pro ovládání strojů se dvěma osami -

nejčastěji soustruhů.

Tvorba programů v tomto řídícím systému je realizována zápisem v ISO kódu (tzv.G

kódu) a řídí se níže uvedenými pravidly.

12.3.1 Ovládání řídícího systému

Ovládání vychází ze zvyklostí operačního systému Windows. Požadovaná činnost se

spouští stisknutím tlačítek F1 až F10, Enter a Esc. Systém je navržen tak, aby pro

jeho ovládání nebyla nutná instalace myši, její užití však zvyšuje ovládací komfort,

neboť většina funkcí je pomocí myši snadněji dostupná. Některé doplňkové rozšiřující

funkce jsou přístupné pouze pomocí myši. Pokud myš není použita, slouží k ovládání

funkční tlačítka, klávesové zkratky a pohyb po jednotlivých oknech v daném obraze

je možný tlačítkem Tab (standardní funkce Windows).

12.3.2 Režimy práce řídícího systému

Pro komunikaci s uživatelem má řídící systém vytvořeno několik specifických obrazů

určených vždy pro určité režimy práce. Výjimkou je režim ručního řízení, který nemá

specifický obraz. Přechod do jiného režimu se uskuteční stisknutím některého z

tlačítek podle výběru nabízeného ve spodním řádku nastaveného obrazu. Struktura



režimů řídícího systému a možných přechodů (kromě výjimek) je na následujícím

schématu.

12.3.2.1 Schéma režimů řídícího systému

12.3.2.2 Základní význam jednotlivých režimů

Hlavní panel - Úvodní obraz, který informuje o průběhu inicializace a umožní výběr

uživatele stroje.

Obraz hlavní panel se objeví vždy po zapnutí řídícího systému



Archiv NC programů - Obsahuje seznam NC programů uložených v paměti, náhled

NC programů a umožňuje operace s nimi.

V levém okně je seznam všech programů ve zvoleném adresáři se zvolenou

příponou. V pravém okně je náhled začátku programu označeného kursorem. S

programy je možno pracovat podle nabídky na spodní liště.



Editor - Režim pro tvorbu a editaci NC programů.

Režim a obraz editor jsou určeny pro zápis a opravy NC programů. Zápis delšího

programu je časově náročný a je proto vhodnější tuto činnost oddělit na samostatné

programátorské pracoviště vybavené potřebnou výpočetní technikou a vhodným

programovým vybavením. V tomto případě se režim editor využívá pouze k opravám

a změnám programů přenesených z programátorského pracoviště.



Simulace - Režim grafické simulace obrábění pro kontrolu správnosti programů.

Simulace umožňuje odzkoušení zapsaného programu grafickou simulací pohybu

nástroje bez spouštění stroje. Při této kontrole se zjistí jednak formální chyby, které

nebylo možno zjistit již při zápisu programu, jednak další možné chyby, které sice

běh programu umožňují ale vedou ke kolizím a zmetkům.



CNC režim - Režim, ve kterém je možné spuštění automatického běhu stroje.

CNC Režim slouží k přípravě hotového programu ke spuštění, vlastnímu spuštění

programu a ke kontrole automatického běhu. V obraze jsou vypsány všechny

důležité informace o stavu stroje, průběhu programu, dosažených souřadnicích,

případně chybová hlášení o závadách v automatickém běhu programu.



Tabulka nástrojů - Obsahuje seznam používaných nástrojů a jejich korekcí.

Tabulka nástrojů obsahuje údaje o nástrojích používaných v NC programech. Údaje

z tabulky jsou systémem využívány při výměně nástroje a v některých dalších

funkcích pro výpočet drah nástroje korigovaných o rozměry nástroje.



Nastavení systému - Umožňuje individuální nastavení všech režimů řídícího

systému

Nastavení systému je režim pro zadávání parametrů a nastavení pro jednotlivé

režimy a obrazy řídicího systému stroje. Pro přehlednost jsou data rozdělena do osmi

významových oblastí, tabulek, vypsaných v okně vlevo. Proti neoprávněnému zápisu

jsou některé klíčové tabulky chráněny požadováním kódu.



Servisní režim - Určený pro testování funkčnosti systému.

Servisní režim slouží pro servisní a kontrolní činnosti a umožňuje editovat a

nastavovat jinak nepřístupné parametry systému. Umožňuje sledovat stavy

jednotlivých skupin stroje jako je např. klávesnice, odměřovací systém, koncové

spínače apod.



Uživatelské menu - Zvláštní režim pro snadné používání stroje např. v sériové

výrobě méně kvalifikovanou obsluhou.



Nastavení uživatele - Umožňuje nastavení uživatelských práv.

Režim Nastavení uživatele slouží pro konfiguraci práv a možností jednotlivých

uživatelů systému. Definuje jednak podmínky provozu a práv uživatele, dále povoluje

užití jednotlivých součástí systému a nastavuje sdílení konstant a nastavení systému

jednotlivými uživateli.

Režim Ruční řízení - Režim Ruční řízení má vždy u NC stroje pomocný význam.

Slouží především pro uvedení stroje do výchozí polohy před spuštěním

automatického běhu. Pro vlastní obrábění se ruční řízení používá pouze zcela

výjimečně. Režim Ruční řízení, který nemá svůj vlastní specifický obraz je aktivní v

každém režimu řídícího systému. Jedinou výjimkou je stav, kdy stroj pracuje v

automatickém cyklu. Pokud je třeba při ručním řízení sledovat nastavené souřadnice,

je nutno ruční řízení použít v CNC režimu. Pokud je automatický běh přerušen v

bloku či mezi bloky, je ruční řízení opět aktivní.



12.4 Ovládací prvky

Pro ovládání stroje s řídícím systémem MIKROPROG slouží jednak počítačová

klávesnice a jednak klávesnice speciální zabudovaná do ovládacího panelu nebo v

jiných případech umístěná na ručním ovladači připevněná pohyblivým kabelem. Mezi

oběma klávesnicemi je rozdělení funkcí provedeno z bezpečnostních důvodů tak, že

z klávesnice počítače nelze spustit žádný pohyb stroje.

Řídící panel stroje SMT 160 CNC

12.5 Ukázka tvorby programu v ŘS Mikroprog

� Zadání, výkres součásti

� Zpracování technologické dokumentace

� Definice základních podmínek obrábění

� Definice kontury obrobku

� Tvorba programu

� Simulace obrábění

� Praktická ukázka výroby na stroji SMT 160 CNC


1. Popiš význam dílenského programování

2. Popiš stručně význam jednotlivých pracovních režimů (obrazů)

3. Vysvětli funkci režimu Ruční řízení

4. Popiš schéma řídícího systému Mikroprog



13. DÍLENSKÉ PROGRAMOVÁNÍ – Ř.S. SINUMERIK

13.1 Dílenské programování v řídícím sytému SINUMERIK - SHOPTURN

ShopTurn je software pro obsluhu a programování soustruhů, který umožňuje

pohodlné ovládání stroje a jednoduché programování obrobků.

ShopTurn se vyvinul ze systému SINUMERIK 810D

13.2 Rychleji od výkresu k obrobku

Až dosud byla výroba na NC systémech většinou spojena s komplikovanými,

abstraktně kódovanými NC programy. Tuto práci mohli dělat jedině specialisté. Ale

každý kvalifikovaný dělník se naučil své řemeslo a je díky svým zkušenostem v

oblasti konvenčního obrábění se kdykoli schopen vypořádat i s těmi nejtěžšími úkoly

-hospodárnost přitom často v zůstává jen na půli cesty.

Pro tyto kvalifikované pracovníky musela být vytvořena možnost, jak své znalosti

efektivně využívat prostřednictvím CNC obráběcích strojů.

Systém ShopTurn firmy SIEMENS tedy razí novou cestu, která dělníky zbaví veškeré

práce s kódem. Místo toho dává firma SIEMENS těmto kvalifikovaným pracovníkům

do rukou novou generaci řídícího systému SINUMERIK.

Tak jak systém ShopTurn vzešel ze spolupráce s kvalifikovanými dělníky, tak i tyto

podklady pro výuku byly sestaveny ve spolupráci s lidmi z praxe.

13.2.1 Sestavování pracovního plánu namísto programování

Při sestavování pracovních plánů s jednoduchými postupy se kvalifikovaný dělník v

prostředí ShopTurn může orientovat na vlastní dovednost a vlastní know-how.

Sestavování programu Programování obrobku v systému ShopTurn je velmi snadné,

jelikož je graficky podporováno a nevyžaduje žádné znalosti G-kódu.

Systém ShopTurn zobrazuje program formou přehledného pracovního plánu a

jednotlivé cykly a prvky kontur znázorňuje prostřednictvím dynamické grafiky.

Výkonný konturový počítač umožňuje zadávání libovolných kontur. Jeho obsluha je

velice jednoduchá a přehledná díky piktogramům a on-line grafice.

Všechny kroky obrábění jsou zobrazeny kompaktním a přehledným způsobem. Díky

tomu máte dokonalý přehled a také ty nejlepší možnosti editace i v případě

rozsáhlých výrobních postupů.



13.2.2 Ukázka tvorby pracovního plánu

� Zadání, výkres součásti

� Založení pracovního plánu

� Definice základních podmínek obrábění

� Zarovnání čelní plochy obrobku

� Definice kontury obrobku

� Definice podmínek obrábění kontury

� Pracovní plán

� Simulace obrábění

� Virtuální stroj

13.2.3 Kontrolní otázky

1. Uveď základní princip tvorby řídícího programu v řídícím systému Sinumerik

2. Popiš stručně tvorbu řídícího programu

3. Porovnej tvorbu programu v řídícím systému Mikroprog a Sinumerik



POUŽITÁ LITERATURA

� SINUMERIK 840D sl Obsluha/Programování ShopTurn (BAT) - Vydání

08/2005

� ShopTurn jednodušší soustružení, vydání 2006

� Výukové texty VÚT Brno, ing. Aleš Polzer, Ph.D.

� MIKRONEX, Návod na obsluhu řídícího systému Mikroprog

� SANDVIK Coromant, Technická příručka obrábění¨

� Technický týdeník, Akademie CNC obrábění, ing. Aleš Polzer, Ph.D.



PŘÍLOHA 1 – VÝKRES SOUČÁSTI

M3 - 01 - 09

CVIČNÁ - STROJNÍ MECHANIK

ISO E

O30 - 54

42 42 01

Ra 3,2

LudvíkLudvíkLudvíkLudvíkNENÍNENÍNENÍNENÍ

10.1. 201110.1. 201110.1. 201110.1. 2011



PŘÍLOHA 2 – PROGRAM V ŘÍDÍCÍM SYSTÉMU MIKROPROG, ISO KÓD

;pol.30-54

N10 G95 ;nastavení posuvu na otáčku

N20 G0 X40 Z80 ;najetí k výměně nástroje

N30 m6 T1 ;výměna nástroje

n40 G0 X29 Z54.5 ;najetí na výchozí polohu

N50 G51 Z1.5 ;nastavení souřadného systému

N60 m3 S666 ;zapnutí otáček

N70 g96 A1500 ;nastavení konstantní řezné rychlosti

N80 G64 X26.5 Z-32 U0.5 F0.2 ;hrubování průměru 26+0.5, nastavení posuvu

N90 G0 X26.5 ;výchozí poloha pro hrubování průměru 22+0.5

N100 G64 X22.5 Z-22 U0.5 ;hrubování průměru22+0.5





N150 G0 X10.5 ;výchozí poloha pro zarovnání čela

N160 G64 X-0.5 Z0 U0.5 ;zarovnání čela

N170 G0 X16.5 Z-4

N180 G1 X16.5 Z-5 ;výchozí poloha pro hrubování kuželové plochy

průměru 10+0.5/16+0.5

N190 G61 X10.5 Z-10 U0.5 ;hrubování kuželové plochy

průměru 10+0.5/16+0.5

N200 G0 X22.5 Z-14

N210 G1 X22.5 Z-15 ;výchozí polohu pro hrubování rádiusu r3.5

N220 G63 X16.5 Z-18 U0.5 ;hrubování rádisu r3.5

N230 G0 X26.5 Z-21

N240 G1 X26.5 Z-22 ;výchozí poloha pro hrubování kuželové

plochy průměru 22+0.5/26+0.5


průměru 22+0.5/26+0.5

N260 G0 X29 Z-31

N270 G1 X29 Z-32 ;výchozí poloha pro hrubování kuželové plochy

průměru 26+0.5/29+0.5


průměru 26+0.5/29+0.5

N290 G0 X18 Z1

N300 G0 X9 Z0.5 ;výchozí poloha pro dokončení obrobku

N310 G1 X10 Z-0.5 f0.08 ;jehlení hrany + nastavení posuvu

N320 G1 X10 Z-5 ;dokončení průměru 10

N330 G1 X16 Z-10 ;dokončení kuželové plochy průměru 10/16


N350 G3 X22 Z-18 R3 ;dokončení rádiusu r3





N400 G0 X60 Z30 ;odjetí od obrobku

N410 m30 ;konec programu

Date post:	03-Oct-2021
Category:	Documents
Upload:	others
View:	4 times
Download:	0 times

Modul: Dílenské programování ISO, dialogové - soustruh I

Documents