Fondamenti per la Programmazione delle Macchine a Controllo Numerico
Sistemi di Coordinate I sistemi di coordinate, permettono al programmatore di definire i punti caratteristici del profilo da lavorare.
Sistemi di Coordinate con 2 Assi Se il disegno del pezzo è rappresentato in un sistema di coordinate, è necessario individuare i punti che lo costituiscono
Sistemi di Coordinate con 3 Assi Per rappresentare un pezzo 3-D, si utilizza un sistema di coordinate con 3 assi. I 3 assi sono definiti dalla regola della mano destra.
Angolo di Rotazione Alcune operazioni di lavorazione, richiedono la programmazione di angoli di rotazione su uno o più assi coordinati. A, B, C, identificano gli angoli di rotazione degli assi coordinati. La direzione di rotazione è positiva quando è la rotazione è in senso orario.
Punti Zero e Punti di Riferimento Sulle Macchine CNC lo spostamento dello utensile è gestito dal sistema di coordinate. La sua posizione precisa nella macchina utensile è stabilità dai Punti Zero.
Punti Zero e Punti di Riferimento I Punti Zero mostrati sono: - Punto Zero Macchina M -Punto Zero Pezzo W
Punto Zero Macchina M Il Punto Zero Macchina M è specificato dal costruttore della macchina ed è il punto zero del sistema di coordinate della macchina. E, inoltre, il punto di partenza di tutti gli altri sistemi di coordinate e punti di riferimento nella macchina
Punto Zero Macchina M Sulle macchine fresatrici, la posizione del Punto Zero Macchina, generalmente varia da costruttore a costruttore. La posizione precisa del Punto Zero Macchina, nonché le direzioni degli assi devono essere prese dalle istruzioni operative fornite per ogni macchina
Punti Zero e Punti di Riferimento Per le parti fresate, è consigliabile usare uno spigolo come Punto Zero del pezzo
Interpolazione Lineare L Interpolazione Lineare si ha quando lo spostamento dell utensile, dal punto di partenza al punto di arrivo, avviene lungo una linea retta. Nell esempio sarà necessario disporre di due assi controllati.
Interpolazione Lineare Per un sistema di controllo a 3 assi ci sono 2 possibilità: Programmare le linee rette in uno o più piani fissati. Programmare le linee rette nello spazio
Interpolazione Circolare L Interpolazione Circolare si ha quando l utensile si muove, dal punto di partenza ad un dato punto di arrivo, lungo una traiettoria circolare. (due Assi)
Interpolazione Circolare Una Interpolazione Circolare Interpolazione Circolare può essere eseguita non solo su un piano ma anche nello spazio. ( tre assi).
Definizione della traiettoria Nel definire la traiettoria è necessario l uso l delle coordinate, quest ultime ultime possono essere definite essenzialmente in due modi: Programmazione Incrementale Le coordinate si riferiscono all ultimo punto assegnato Programmazione Assoluta Le coordinate si riferiscono in ogni caso allo zero pezzo
Riferimenti assoluti ed incrementali Concetto di: distanza assoluta e distanza relativa.
Suddivisione in contorni elementari Una macchina CNC può generare traiettorie particolari per l utensile. In molti casi, tali traiettorie possono essere lineari o circolari partendo da un punto iniziale ed arrivando ad un punto finale.
Contorni lineari e circolari 2. Circle Center Point Programming In questo caso le coordinate del centro del cerchio vengono specificate assieme al punto di arrivo. Il sistema di controllo calcola quindi i raggi.
Struttura di un programma NC Le istruzioni del Part Program P.P. sono accompagnate da condizioni supplementari, nel precedente esempio: Movimento Rapido in X=40, Z=20 Istruzione Condizione supplementare L insieme di istruzioni e condizioni supplementari definiscono un Blocco di programma. Pertanto un P.P. rappresenta una sequenza logica di blocchi : G00 X60 Y90 Z0 G01 X53 Y76 Z0 F0.2 G01 X14 Y76 Z12
Linguaggio di programmazione NC Esempio di sintassi completa di un blocco. N 20 G01 X 40 Y56 Z10 F300 S1200 Le istruzioni G..(G00 a G99) controllano il movimento dell utensile. N label di blocco (non sempre obbligatoria) X,Y,Z: coordinate F: avanzamento S: velocità di taglio
Le principali istruzioni di movimento Per eseguire il profilo vengono usate le seguenti istruzioni: G00: avvicinamento rapido G01: interpolazione lineare G02: interpolazione circolare in senso orario G03: interpolazione circolare in senso antiorario
Persemplificare il lavoro il sistema di controllo CNC prevede che le funzioni dichiarate agiscano fino a quando non interviene espressamente un cambiamento. Ad esempio: G01 X10 Y22 Z40 F300 S1200 G01 Z10 (Le funzioni supplementari X, Y, F e S rimangono operative, solo Z è cambiata).
Avvicinamento rapido (G00) La funzione avvicinamento rapido è individuata dalla istruzione G00. È un istruzione solo di movimento che non impegna l utensile al taglio. L istruzione avvicinamento rapido porta l utensile (sia nel caso di tornitura che di fresatura) in corrispondenza del punto di arrivo secondo la massima velocita consentita dalla M.U. Come condizione supplementare sarà sufficiente inserire le coordinate del punto di arrivo. Generalmente l avvicinamento rapido viene realizzato congiungendo il punto iniziale e finale secondo il percorso più breve.( Attenzione alle collisioni)
Avvicinamento rapido (G00) I movimenti dell utensile sono riferiti: alla punta dell utensile nel caso di Fig.a al centro dell utensile tagliente nel caso di Fig.b.
Interpolazione lineare (G01) Possono essere presenti le seguenti funzioni supplementari: - Coordinate del punto di arrivo (obbligatorie) - Avanzamento e Velocità di taglio (se non dichiarati in un blocco precedente)
Interpolazione lineare (G01) L avanzamento [mm/giro] determina la velocità con la quale è lavorato il pezzo. La scelta dell opportuno avanzamento dipende: - dal tipo di utensile (materiale con cui è realizzato, tipo di punta) - dal tipo di materiale che si sta lavorando - dal grado di finitura superficiale che si vuole ottenere G01 X80 Y80 Z20 F40 S1000 Punto di arrivo Avanzamento 40 [mm/giro] Velocità di taglio 1000 [r.p.min]
Interpolazione circolare (G02, G03) Le istruzioni per interpolazione circolare sono due : G02 e G03 a seconda che si tratti di percorso orario o antiorario. Le istruzioni G02 e G03 richiedono le seguenti funzioni supplementari: - coordinate del punto di arrivo - input del raggio o del centro del cerchio -avanzamento - velocità di taglio
Interpolazione radiale (G02, G03) Il centro del cerchio generalmente è inserito nelle dimensioni relative facendo riferimento al punto di partenza. Si usano le lettere I, J, K (per le direzioni X, Y e Z). ESEMPIO: Con il punto di partenza X=0, Y=50, definiamo la seguente istruzione: G02 X60 Y30 I30 J-10 F02 S300 Punto di arrivo Centro del cerchio, dimensioni incrementali relative al punto di partenza Avanzamento 0.2 [mm/giro] Velocità di taglio 300 [m/min]
Comandi per Programmazione ISO Funzioni G Gruppo d interpolazioned G00 Movimento rapido G01 Interpolazione lineare G02 Interpolazione circolare in senso orario G03 Interpolazione circolare in senso antiorario Gruppo di attesa G04 Sosta programmata G05 Fermata Gruppo di programmazione polare G15 Cancella programmazione polare G16 Inizia programmazione polare Gruppo di selezione dei piani G17 Scelta del piano X-Y X Y nell interpolazione circolare G18 Scelta del piano X-Z X Z nell interpolazione circolare G19 Scelta del piano Y-Z Y Z nell interpolazione circolare
Comandi per Programmazione ISO Funzioni G Gruppo di unità G70 Unità di misura in pollici G71 Unità di misura metrico decimale G20 Scelta dell unit unità di misura in pollici nel linguaggio Fanuc G21 Scelta dell unit unità di misura metrico decimale nel linguaggio Fanuc Gruppo di messa in scala G50 Cancella la scalatura G51 Richiama la scalatura Gruppo di compensazione G40 Cancella la compensazione utensile G41 Attiva la compensazione utensile a sx G42 Attiva la compensazione utensile a dx G43 Compensazione utensile sull asse Z positiva G44 Compensazione utensile sull asse Z negativa G45 Aumenta di una volta il valore D nella compensazione utensile G46 Diminuisce di una volta il valore D nella compensazione utensile G47 Aumenta di due volte il valore D nella compensazione utensile G48 Diminuisce di due volte il valore D nella compensazione utensile G49 Cancella la compensazione utensile
Comandi per Programmazione ISO Funzioni G Gruppo di rotazione G68 Richiama la rotazione G69 Cancella la rotazione Gruppo del sistema di programmazione G90 Programmazione in assoluto G91 Programmazione in incrementale G92 Programmazione assoluta con impostazione coordinate Gruppo dei cicli di foratura G80 Cancella il ciclo fisso G81 Ciclo di foratura G82 Ciclo di foratura con pausa G83 Ciclo di foratura con scarico truciolo G84 Ciclo per fori maschiati G85 Ciclo di alesatura G86 Ciclo di alesatura con sosta e arresto mandrino G89 Ciclo di alesatura con sosta
Comandi per Programmazione ISO Funzioni G Gruppo degli avanzamenti e velocità G94 Velocità di avanzamento espressa in mm/min min G95 Velocità di avanzamento espressa in mm/giro G96 Velocità di taglio costante Gruppo di posizione G98 Riporta in rapido l utensile l nei cicli fissi G99 Riporta in rapido ad un punto definito l utensile l nei cicli
Comandi per Programmazione ISO Funzioni M Gruppo mandrino M03 Rotazione mandrino in senso orario M04 Rotazione mandrino in senso antiorario M05 Spegnimento mandrino Gruppo di cambio utensile M06 Cambio utensile con relativa correzione Gruppo d interruzioned M20 Fine del programma con collegamento a quello successivo M30 Fine del programma Gruppo accessori M08 Attivazione refrigerante M09 Disattivazione refrigerante Gruppo gestione del programma M98 Richiama un sottoprogramma M99 Chiude un sottoprogramma
Comandi per Programmazione ISO Codici NC Accettati dalla fresatrice D Valore di compensazione F Avanzamento in mm/min min o in /min min,, con G04 rappresenta il tempo di sosta in minuti G H Codice preparatorio Compensazione lunghezza utensile I Centro dell arco sull asse X nell interpolazione circolare J Centro dell arco sull asse Y nell interpolazione circolare K Centro dell arco sull asse Z nell interpolazione circolare L Contatore di loop nei sottoprogrammi M Funzioni miscellanee N Numero di blocco O Numero iniziale di blocco in un sottoprogramma P Numero di riferimento nel sottoprogramma (M98) e moltiplicatore di scala (G51) pausa (G82) Q Profondità d incremento per ciclo di foratura con scarico (G83) R Raggio d Arco d per interpolazione lineare ( con G02 o G03) Posizione d inizio d foratura nel ciclo fisso di foratura (G81) S Velocità di rotazione del mandrino T Identificatore utensile U Valore di movimento incrementale sull asse X in dimensionamento assoluto V Valore di movimento incrementale sull asse Y in dimensionamento assoluto W Valore di movimento incrementale sull asse Z in dimensionamento assoluto X, Y, Z Coordinate di movimento ; Commenti