Grunnleggende innføring i CNC-teknikk. VG2 Industriteknologi

Transkript

1 Grunnleggende innføring i CNC-teknikk VG2 Industriteknologi

2

3 Industriskolen Innhold 1 Historikk Prinsipiell virkemåte Programoppbygging Akseretninger Maskinnullpunkt, referansepunkt og programnullpunkt Flere nullpunktsforflyttinger Programmeringsformat Oversikt over G- funksjoner Programmoppbygging Programmering Programmering av rette linjer Programmering av sirkler og buer Planvalg Absolutt og inkrementell programmering Oversikt over hjelpefunksjoner (M-funksjoner)

4 Grunnleggende innføring i CNC-teknikk CNC-styrte maskiner Numerisk eller CNC-styrte maskiner er maskiner som blir styrt elektronisk etter et på forhånd utviklet program. Det vil si at maskinen kan arbeide automatisk etter et program som forteller hvor maskinen skal bevege seg på arbeidsstykket, hvilke spindelturtall den skal ha, matingshastighet og lignende ved hjelp av tall (numerisk). Når vi snakker om CNC-styrte maskiner er det i første rekke sponfraskillende verktøymaskiner vi tenker på. I dagligtale blir forkortingen NC brukt for numerisk styring, som kommer fra Numerical Control. Dette er en måte å automatisere maskiner på, slik at de kan arbeide på egen hånd uten inngrep fra mennesker. 1 Historikk Utviklingen av den første numerisk styrte verktøymaskinen skjedde i USA. Bakgrunnen for at det ble utviklet en maskin som skulle styres elektronisk, var at manuelle verktøymaskiner ikke klarte å produsere deler til flyindustrien. Disse delene var kompliserte formmessig og hadde store krav til nøyaktighet. Med dette som bakgrunn satte US Airforce i gang et utviklingsprosjekt for å finne nye muligheter til å styre maskinene. Bildet viser en CNC-maskin med paletter - Industriparken på Kongsberg. Den første numerisk styrte fresemaskinen ble vist frem for offentligheten i I 1955 ble den første kommersielle numerisk styrte verktøymaskinen vist på en utstilling i USA. Den ble deretter tatt i bruk i flere virksomheter, spesielt innen fly- og romfartsindustrien. Til Europa kom de første maskinene i

5 Industriskolen Utviklingen innen elektronikkindustrien har hatt stor innflytelse på NCteknikkens utvikling. Det kan blant annet illustreres ved at styringene før var bygd inn i store skap som var plassert ved siden av maskinene, mens de i dag sitter som små skap på maskinene. Dette skyldes i stor grad at transistorene blir bygd sammen på integrerte kretser (IC). I 1976 kom den første numeriske styringen hvor mikroprosessoren ble tatt i bruk. Dette var de såkalte CNC-styrte verktøymaskiner (Computerized Numerical Controll), eller databasert numerisk styresystem. Dette førte til en stor utvikling av de numeriske styringene. Ettersom styringen nå var mikroprosessorstyrt ble det mulig å bruke styringen mer aktivt. Nye muligheter som ikke var tilgjengelig tidligere er funksjoner som: lagre ett eller flere NC-program i styringens hukommelse å gjøre rettinger i programmet som var i hukommelsen til maskinen for så å kjøre videre, mens på tidligere styringer måtte det utvikles et nytt program for hver gang en ønsket å gjøre en retting gjøre bruk av datamaskinens regnekapasitet til å beregne punkter i programmet automatisk måling og korrigering av verktøyets mål mulighet til å legge inn i styringen maskinens posisjoneringsfeil, som for eksempel kompensasjon for dødgang i kraftoverføringsmekanismene, slik at denne blir kompensert (opphevet) automatisk under bearbeidingen. Numeriske styringer ble først tilpasset fresemaskiner. Utviklingen har ført til at de fleste maskiner i verkstedindustrien i dag kan leveres med numeriske styringer. Eksempler på numerisk styrte maskiner: fresemaskiner dreiebenker boremaskiner slipemaskiner stanser knekke- og bukkemaskiner skjæremaskiner sveisemaskiner sager graveringsmaskiner tråd- og senkegnistmaskiner 193

6 Grunnleggende innføring i CNC-teknikk tegnemaskiner rørbøyemaskiner industriroboter med flere Som en følge av at numeriske styringer er blitt tatt i bruk er det utviklet helt nye typer verktøymaskiner, som fleroperasjonsmaskiner hvor det er mulig å utføre dreiing, boring og fresing i en og samme maskin. Bildet er fra Industriparken på kongsberg. 194

7 Industriskolen 2 Prinsipiell virkemåte I en vanlig konvensjonell maskin er det operatøren som bestemmer hvordan maskinen til enhver tid skal arbeide. Han stiller inn kutt, starter spindel, slår på matingen og kontrollerer at verktøyet beveger seg i den retning som er ønsket. Operatøren er i dette tilfelle styringen til maskinen. Når en detalj skal bearbeides i en numerisk styrt maskin, må det først utarbeides et program på grunnlag av en detaljtegning. Programmet kan utvikles direkte på styringen, eller som i de fleste tilfeller på en datamaskin. Når programmet skal brukes blir det overført til styringen, hvor det blir lagret internt klar til bruk. Bildet er fra Oshaug Metall i Molde. Programmet overføres fra en datamaskin og inn til styringen. Programmet inneholder blant annet informasjon om hvordan sleidene (aksene) på maskinen skal bevege seg, og med hvilke hastigheter dette skal foregå. Når maskinen skal kjøres, blir programmet innlest i styreenheten som behandler det og gir beskjed til de enkelte motorene, som via kulemutterskruer flytter sleidene i de programmerte posisjoner med den programmerte hastigheten. For at styringen skal vite hvor sleidene befinner seg til enhver tid, må det være et målesystem koplet til hver sleide. Dette målesystemet gir kontinuerlig melding tilbake til styringen om aktuell posisjon, ut fra dette kan styringen vite når sleiden er kommet frem til programmert verdi. På drivmotoren sitter det også et instrument, som kontrollerer hastigheten til motoren. Melding om dette blir også sent tilbake til styringen, som kontrollerer at hastigheten er som programmet har bestemt. 195

8 Grunnleggende innføring i CNC-teknikk På denne måten kan maskinen styres svært nøyaktig ut fra programmerte verdier. Med dette som utgangspunkt kan en numerisk styrt maskin fremstille deler av meget høy nøyaktighet og stor jevnhet i kvalitet. Hvor stor kvalitet det er mulig å produsere deler i, i den enkelte maskin, avhenger selvsagt også av kvaliteten på den mekaniske oppbygging av maskinen. Ut fra typen av numerisk styrte maskiner kan en snakke om bearbeiding med nøyaktigheter helt ned til en tusendels millimeter. Ved å ta i bruk numerisk styrte maskiner kan norsk industri konkurrere på det internasjonale markedet, ved at produksjonen kan holde et høyt kvalitetsnivå. De fleste numeriske styringene er av typen banestyringer, med mulighet til å styre flere retninger samtidig. Det er nødvendig for å kunne bearbeide en bue. For at verktøyet skal kunne bevege seg i en bue må flere akser bevege seg samtidig, og med forskjellige hastigheter. Vi kan illustrere dette med å frese en bue. Vi ser av figuren at vi trenger å bevege to akser samtidig. I starten må sleiden i Y-aksen bevege seg mer en X-aksen, mens mot slutten av buen senkes matingen på Y-aksen mens X-aksen øker matingen. Det er ikke uvanlig at en numerisk styrt maskin kan kontrollere fem akser samtidig. Dette krever at den numeriske styringen kan foreta kontinuerlige beregninger under utførelsen av programmet. I tillegg til å styre sleidene og hastighetene har også styringen mange andre funksjoner. Det gjelder start/stopp av spindel med hastighetskontroll, kontroll av kjølevann, verktøybytte og mange andre ting. 196

9 Industriskolen 3 Programoppbygging 3.1 Akseretninger Akseretninger til NC-maskiner er bestemt av internasjonal standard, ISO 841. Den tar utgangspunkt i en høyrehåndsregel for å bestemme aksenes retning, og betegnelse. Z-aksens bevegelse er orientert i samme retning som spindelen hvor skjærkraften blir overført. På frese- og boremaskiner vil Z-aksen være orientert i samme retning som spindelen som holder verktøyet. Til dreiebenker og rundslipemaskiner er Z-aksen orientert i samme retning som spindelen hvor arbeidsstykket er oppspent. Z-aksens positive bevegelse skal medføre at avstanden skal bli større til arbeidsstykket. X-aksens bevegelse vil, der det er mulig, være horisontal og parallell til maskineringsbordet (der arbeidsstykket er oppspent). Til maskiner med roterende arbeidsstykke, som dreiebenker, vil X-aksen være radiell i forhold til spindelen og parallell til tverrsleiden. Y-aksen bestemmes av høyrehåndsregelen, og positiv y bevegelse vil bli i pekefingerens retning i forhold til x-aksen. Rotasjonsaksene til X, Y og Z-aksene har betegnelsene A, B, og C. Hvor A-aksen roterer rundt X-aksen, B-aksen roterer rundt Y-aksen og C-aksen roterer rundt Z-aksen. Positiv bevegelse for rotasjonsaksene tilsvarer bevegelse med urviseren i forhold til de enkelte aksene når en bruker høyre hånds tommelfinger til å peke i positiv retning langs aksen. Akseretninger, og betegnelser på forskjellige fresemaskiner Legg merke til at Z-aksen alltid følger spindelens retning. Dette medfører at en horisontal fresemaskin har Z-aksen horisontalt, og tilsvarende vertikalt for en vertikalfresemaskin. 3.2 Maskinnullpunkt, referansepunkt og programnullpunkt Når et arbeidsstykke skal bearbeides må CNC-styringen vite hvor emnet befinner seg. Styringen må også ha opplysninger om verktøy som brukes til den enkelte operasjon. For at slike opplysninger skal kunne gis til styringen må det på maskinen være faste punkter som styringen vet hvor befinner seg. Ut fra disse punktene kan vi programmere inn hvor emnet er plassert, og verktøyenes mål. Maskinnullpunktet angir nullpunktet for NC-maskinens koordinatsystem. Det vil si at alle aksene har verdien null i dette punktet. 197

10 Grunnleggende innføring i CNC-teknikk Dette er et fast punkt som er fastlagt av maskinfabrikanten, og er utgangspunkt for alle andre referansepunkt og nullpunkter. For dreiebenker ligger dette punktet i forkant og senter av spindelen. For fresemaskiner er maskinnullpunktet ikke plassert på samme plass fra den ene maskinen til den andre. Mange maskinfabrikanter bruker imidlertid forkant av venstre hjørne av maskineringsbordet til dette nullpunktet. Referansepunktet er et punkt som ligger innenfor verktøymaskinens mulige arbeidsområde. Dette punktet er til for å oppdatere styresystemets målesystem i forhold til maskinnullpunktets koordinatsystem. Referansepunktet er fastlagt med en spesiell avstand til maskinnullpunktet fra maskinfabrikanten. Oppdateringen av styresystemet foregår ved at maskinens sleider kjøres til referansepunktet. Når sleidene er kommet til referansepunktet vil maskinen stoppe, og styresystemet oppdaterer målesystemet. Sleidene vil på de fleste maskiner bevege seg automatisk til referansepunktet ved å kommunisere med styringen gjennom operatørpanelet. Ved hver sleide er det grensebrytere ved referansepunktet. Grensebryterne gir beskjed til styringen at sleidene har kommet frem og oppdateringen foretas automatisk. Maskinnullpunktet er ofte plassert slik at det ikke er mulig å kjøre maskinens sleider dit, derfor kan dette punktet ikke brukes til oppdatering av sleider og styring. Maskinnullpunktet for dreiebenker ligger som vi har sett på bak chucken, og det er dermed ikke mulig å kjøre sleidene til dette stedet. 198

11 Industriskolen Programnullpunkt Programnullpunktet er nullpunktet for arbeidsstykket. Dette punktets plassering blir bestemt av programmereren, ut fra det som er mest hensiktsmessig i forhold til programmering og oppspenning. Vi har tidligere sett at alle koordinatene er null i maskinnullpunktet. For å gjøre programmeringen enklere,flyttes nullpunktet fra maskinnullpunktet til et punkt på emnet som er hensiktsmessig. I en dreiebenk vil det ofte være hensiktsmessig å legge programnullpunktet i senter, og enden av arbeidsstykket som figuren under viser. For fresemaskiner vil plasseringen av nullpunktet være forskjellig ut fra emnets utseende, kvalitetskrav og oppspenning. Figuren viser et emne plassert på et fresebord. Det er her sett bort fra oppspenning. Verdiene som i dette tilfellet må mates inn i styringen for plassering av programnullpunktet blir i dette tilfellet som figuren viser: X retning 220mm Y retning 127mm Z retning 75mm 199

12 Grunnleggende innføring i CNC-teknikk Innstilling av programnullpunkt For å vite hvilke verdier som skal mates inn i styringen for nullpunktforflytting,må en vite nøyaktig hvor emnet er plassert i forhold til maskinnullpunktet. Dette kan en finne ved å kjøre maskinen til arbeidsstykket og på styringen lese av avstanden til maskinnullpunktet for de forskjellige koordinatene. Disse verdiene mates så inn i styringen under ønsket G-funksjon for eksempel G54, og ved programmering av G- funksjon vil det nye nullpunktet gjøres gjeldende. Bilde fra Industriparken på Kongsberg. 200

13 Industriskolen Innstillingen i en fresemaskin kan utføres ved å bruke forskjellige hjelpemidler som en pinnefres, mekanisk kantsøker eller elektronisk kantsøker. Med bruk av pinnefres kjøres sleidene manuelt slik at fresen berører de aktuelle sidene på arbeidstykket. Det vil si at fresen jogges slik at den berører to sider, i X- og Y-retning, ut fra plassering av programnullpunktet. For å få med Z-retningen må også enden av fresen berøre toppen av emnet hvis nullpunktet er plassert der. Vær oppmerksom på at en må regne med fresens radius i X-, og Y-retningen. Vær oppmerksom på at en bør være forsiktig så en ikke skader arbeidsstykke eller fres. Når fresen nærmer seg bør man sette ned pulsgeneratoren på den minste oppløsningen. Samtidig som man beveger aksen dreier en fresen rundt, slik at en kjenner når fresen berører emnet. Når en bruker mekanisk kantføler er det ikke samme fare for å skade arbeidsstykket. Kantføleren består av to sylindriske deler som holdes sammen av ei fjær. De sylindriske delene er nøyaktig bearbeidet for å sikre nøyaktig utslag ved berøring. Kantføleren settes i spindelen, og spindelen startes med 500 omdreininger per minutt. Når spindelen roterer vil den nedre enden slå ut. Ved å kjøre sleidene slik at de berører sidene på arbeidsstykket vil utslaget minke etter hvert som en beveger sleiden. Når det ikke er utslag leser en av posisjon for den aktuelle aksen. Husk at en må legge til radiusen på føleren for å få riktig verdi. Den kan imidlertid bare brukes til innstillinger sideveis, og ikke i spindelretning. Figuren til venstre på neste side viser kantføleren når den ikke berører siden på emnet. En ser da tydelig utslag på den nedre enden. Til høyre ser du kantføleren når den berører emnet riktig, da ser du ikke noe utslag på den nedre delen. Berører du emnet for mye, vil du også se det som utslag på den nedre delen. 201

14 Grunnleggende innføring i CNC-teknikk Mekanisk kantføler med måleur gir utslag med en urviser ved berøring. Disse kan fåes i utgaver som kan brukes i tre retninger, X-, Y- og Z-akse. Dette vil være en fordel ved at vi kan foreta innstilling i Z-aksen, også uten å bytte til en annen metode for denne aksen, som vi må med de foregående metodene. Elektronisk måleprobe (kantføler) Elektronisk kantføler er som navnet sier elektrisk oppbygd, med batteri som spenningskilde. Den spennes opp som en mekanisk kantføler. Når kantføleren berører emnet sluttes et kretsløp og en lysdiode vil begynne å lyse samtidig som den gir fra seg et lydsignal. Kantfølerens radius i tillegg til avlest verdi mates inn i styringen for aktuell akse. Ved kantsøking må sleidene mates langsomt for at en skal ha kontroll med når berøring finner sted, og for ikke å skade kantfølerne. 202

15 Industriskolen 3.3 Flere nullpunktsforflyttinger Styringene kan foreta flere nullpunktforflyttinger ut fra hva som blir programmert. Flytting av nullpunktet kan være aktuelt hvor det er et arbeidsstykke som har flere like mønstre, eller ved fresing med oppspenning av flere like arbeidsstykker. Ved å programmere et mønster kan dette programmet brukes for de andre mønstrene som er like ved å flytte nullpunktet. En kan dermed spare tid til programmering, og en har et mindre program å holde styr på. ISO 6983 beskriver kodene G54 til G59 for nullpunktforflytting (se G-koder). Verdiene for disse nullpunktforflyttingene må mates inn i styringen. Når programmet kjøres hentes nullpunktforflyttingene ved å programmere G-kodene for de ønskede nullpunktforflyttinger. Figuren viser to like emner på et fresebord. Det første programnullpunktet aktiviseres ved å programmere G54, og for å aktivisere det andre programnullpunktet programmeres G55. Programmering av nullpunktforflytting For et program, hvor nullpunktforflytting er programmert, må operatøren legge inn verdiene for de aktuelle nullpunktene på forhånd. Disse verdiene må legges inn i styringen og tildeles de rette G- kodene. Den første nullpunktforflyttingen tildeles G54 og blir brukt for å aktivisere programnullpunktet. Programmering av G54 kan brukes sammen med andre programmerte bevegelser i samme blokk. Styringen beregner nullpunktforflyttingen før de programmerte bevegelsene utføres, men det må en bevegelse til i den aksen hvor det er programmert nullpunktforflytting før det nye nullpunktet blir aktivt. Nullpunktet, som nå er programmert, vil oppheves hvis det blir programmert en ny nullpunktforflytting, som for eksempel G55 eller G53 som opphever nullpunktforflyttinger. 203

16 Grunnleggende innføring i CNC-teknikk Ved dreiing kan programnullpunktet flyttes til enden av emnet. Dette kan gjøres som eksempelet under viser. N10 G00 G54 X30 Z10 S 200 T1 M04 N20 G01 G42 X25 Z2 F Programmeringsformat Programformatet beskriver reglene for hvordan et CNC-program skal skrives. Det vil si regler for hvordan ordrer til styringen skal bygges opp, for at styringen skal kunne anvende programmert informasjon, til å utføre kommandoene på en styrt maskin. Programformatet er regulert av internasjonal standard (ISO 6983/1 og 6983/2), men en må alltid bruke informasjonen som følger den enkelte styring for å se hva som kan anvendes. Det er heller ikke alltid ISO-standardene blir fulgt av alle CNC-maskinene. Det er imidlertid en stor fordel at de aller fleste følger standardene for programoppbygging, da dette forenkler programmeringen for forskjellige styringer, da like koder har samme betydning enten det er den ene eller andre styringen. Styringsinformasjonen inneholder blant annet opplysninger om: hvilke ord som kan anvendes hvordan desimalpunkt skal oppgis hvor mange tegn hvert ord inneholder 4.1 Oversikt over G- funksjoner På neste side er en tabell med G- funksjoner etter ISO 6983/2. Denne standarden beskriver forberedende funksjoner. Funksjonen blir gitt med G etterfulgt av et tosifret tall. Som tabellen viser er det forskjell på hvor lenge en kode er aktiv, og hvordan en kode avløser en annen. En blokk kan for eksempel ha en G01 kode, som medfører at bevegelsene blir rettlinjet. Denne forblir aktiv inntil en kode med samme bokstav blir 204

17 Industriskolen programmert. Det kan for eksempel skje ved at det blir programmert en G02 kode i en annen blokk. Ta for deg styringsinformasjonen til en CNC-maskin og merk av de G-funksjonene som er tilgjengelig på den maskinen. Kontroller også om de har samme betydning som standarden. Du kan også tilføye G-koder som ikke er med i oversikten, men som finnes på maskinen. Kode Koden forblir aktiv inntil den blir avløst av en annen kode med samme bokstavmerke. Koden er kun aktiv i den blokken hvor den er skrevet. Betydning G00 a Hurtigmating G01 a Rettlinjet bevegelse G02 a Sirkelbevegelse, med urviser G03 a Sirkelbevegelse, mot urviser G04 x Forsinkelse G17 c XY planvalg G18 c ZX planvalg G19 c YZ planvalg G33 a Gjengeskjæring med konstant stigning G34 a Gjengeskjæring med økende stigning G35 a Gjengeskjæring med minkende stigning G40 d Radiuskompensasjon for verktøy oppheves G41 d Radiuskompensasjon til venstre G42 d Radiuskompensasjon til høyre G53 f Opphever nullpunkforflytting G54 f 1. nullpunktforflytting G55 f 2: nullpunktforflytting G56 f 3. nullpunktforflytting G57 f 4. nullpunktforflytting G58 f 5. nullpunktforflytting G59 f 6. nullpunktforflytting G63 x Gjengeboring G70 m Valg av tommer G71 m Valg av mm G80 e Slutt på arbeidssyklus G81 e Arbeidssykluser1 G82 e Arbeidssykluser1 G83 e Arbeidssykluser1 G84 e Arbeidssykluser1 G85 e Arbeidssykluser1 G86 e Arbeidssykluser1 G87 e Arbeidssykluser1 G88 e Arbeidssykluser1 G89 e Arbeidssykluser1 G90 j Absolut koordinater G91 j Inkrementelle koordinater G94 k Mating per minutt G95 k Mating per omdreining G96 l Konstant skjærehastighet G97 l Omdreininger per minutt 205

18 Grunnleggende innføring i CNC-teknikk Arbeidssykluser, G-kodene G81 til G89, vil være forskjellige alt etter hvilke type maskin det er snakk om. Er det en dreiebenk, vil den ha behov for andre sykluser enn for eksempel en fresemaskin. For å kunne si mer om de enkelte syklusene må en støtte seg til styringsdokumentasjonen som følger med maskinen. Maskinleverandøren vil der beskrive hvilke sykluser som det er mulig å bruke på den maskinen, og hvordan disse syklusene virker og hvordan de skal programmeres. Dette kommer vi tilbake til under automatiske sykluser. 4.2 Programmoppbygging Ett program til en NC-styrt maskin blir bygd opp av et nødvendig antall blokker ut fra hva som skal utføres, og hver blokk inneholder et visst antall ord. Eksempel N10 G00 X100. Y100. Z100. T1 Block N20 M06 N30 G01 X0 Y0 Z10. F1000 Blokken Ord Blokken inneholder den informasjonen som er nødvendig for å utføre en del av programmet. Vanligvis består en blokk av et blokknummer, for eksempel N10, og et antall informasjonsord som skal til for at maskinen for eksempel skal bevege seg fra et punkt til et annet. En blokk kan også inneholde ordre uten at sleidene skal bevege seg, i tilfelle en ønsker verktøyskifte. Den kan også inneholde bevegelser av flere sleider samtidig. Alle blokker skal avsluttes med linjeskift. 206

19 Industriskolen Ordene Ordene i blokken beskriver hvilke sleider som skal bevege seg, retning, med hvilken fart disse skal forflytte seg i, hvilke omdreiningstall som skal brukes og så videre. De mest brukte ordene beskriver følgende funksjoner: N G X Y Z I J K F S T M blokknummer forberedende funksjoner koordinatverdi i X-retning koordinatverdi i Y-retning koordinatverdier senter for sirkel eller bue i X-retning senter for sirkel eller bue i Y-retning senter for sirkel eller bue i Z-retning mating spindelturtall verktøy hjelpefunksjoner 4.3 Programmering G-kodene er de forberedende koder og blir normalt lagt inn like etter blokknummeret. For eksempel: N20 G01 X220 Y111 Kodene gir styringen beskjed om hvilke styringsmetoder som skal brukes i de forskjellige blokkene. Det kan være om det skal være en rettlinje - eller sirkelbevegelse, gjengeskjæring og så videre. Se forøvrig tabell. G00 angir at den programmerte bevegelse skal foregå med hurtigmating. Er det tidligere programmert en mating blir den oversett i denne blokka. 207

20 Grunnleggende innføring i CNC-teknikk G00 må bare brukes når en er sikker på at skjæreverktøyet ikke kolliderer med arbeidsstykke eller oppspenningsverktøy. Koden kan brukes blant annet for å posisjonere skjæreverktøyet utenfor arbeidsstykket etter et verktøybytte. Eksempel på G00 bevegelse 4.4 Programmering av rette linjer G01 angir at programmerte bevegelser fra et punkt til et annet skal foregå ved hjelp av rette linjer. Når G01 er aktiv vil bevegelsene foregå med den sist programmerte matingen. Koden forblir aktiv til den blir erstattet av en annen G-kode med samme bokstavtegn. Se tabell for G-koder. Eksempel på G01 bevegelser. 208

21 Industriskolen Blokk Kommentar N10 G00 X16 Z5 Hurtigmating til posisjon før bearbeiding N20 G01 Z1 Mating til 1mm fra arbeidsstykke N30 X20 Z-1 Dreiing av fas N40 Z-17.5 Dreiing av Ø20 N50 X30 Z-42.5 Dreiing av konus til Ø30 N60 X50 Dreiing av ansatts ved 42,5 N70 G00 X100 Z100 Hurtigmating til verktøybyttepunkt 4.5 Programmering av sirkler og buer G02 og G03 er koder som må brukes der en ønsker sirkelbevegelser. Koden G02 angir at programmert bevegelse fra et punkt til neste programmerte punkt skal foregå som en sirkelbevegelse med urviseren. Dette betyr at verktøyets bevegelse i forhold til arbeidsstykket foregår med urviseren. Koden G03 angir at programmert bevegelse fra et punkt til neste programmerte punkt skal foregå som en sirkelbevegelse mot urviseren. G03 G02 For å kunne maskinere en sirkel eller bue må styringen vite hvor stor radius bevegelsen skal foregå med. Dette kan vi angi ved hjelp av bokstavkodene I, J og K for å beskrive senterpunktets plassering. I angir avstanden fra startpunktet av sirkelen til sirkelsenter i X-retning. J angir avstanden fra startpunktet av sirkelen til sirkelsenter i Y-retning. K angir avstanden fra startpunktet av sirkelen til sirkelsenter i Z-retning. 209

22 Grunnleggende innføring i CNC-teknikk Programmet for å følge konturen kan være som følger: Blokk Program Kommentar N10 G00 X0 Y0 Z-5 Hurtigmating til nedre venstre hjørne. N20 G01 Y30 Mating til start av bue i øvre venstre hjørne. N30 G02 X20 Y50 I20 J0 Mating av bue R20 med urviser. N40 G01 X60 Mating til øvre høyre hjørne. N50 Y20 Mating til startpunkt bue i nedre høyre hjørne. N60 G03 X60 Y0 I0 J-20 Mating av bue i nedre høyre hjørne. N70 G01 X0 Mating til nedre venstre hjørne. 4.6 Planvalg Planvalg foretas med bruk av kodene G17, G18 og G19. Ved planvalg bestemmes i hvilke plan verktøyenes radiuskompensering skal foretas. Dette planet kalles for kompenseringsplanet. Når for eksempel G17 er valgt foregår kompenseringen i XY- planet. Det vil si at styringen beregner skjæreverktøyets bane i forhold til programmert bane ved hjelp av å kompensere i X, Y eller I, J. G-kode G17 G18 G19 Planvalg XY-plan ZX-plan ZY-plan Ved de fleste styringer kan G01, G02 og G03 utføres i et plan. Disse styringene blir betegnet som toaksestyringer. 210

23 Industriskolen Hvis det er mulig å velge hvilke plan G01, G02 og G03 skal utføres i, betegnes styringen som en 2 ½ -akse styring. Er styringen i stand til å utføre en bevegelse med to av aksene samtidig med at den tredje aksen utfører en rettlinjet bevegelse, betegnes styringen som en treakse styring. Figuren viser sammenhengen mellom koder, planvalg og hvordan sirkelbevegelser blir utført ved forskjellige planvalg. Hvis ikke annet blir programmert velges G17 planet automatisk. 4.7 Absolutt og inkrementell programmering G90 angir valg av absolutt programmering. G91 angir valg av inkrementell programmering. Absolutt programmering angir at alle programmerte verdier for bevegelse går ut fra ett nullpunkt i koordinatsystemet. Dette vil i de fleste tilfeller være å foretrekke. Operatøren kan bedre følge verktøyets bevegelser ut fra koordinatene som vises på styringen og tilsvarende målsettingen på tegningen. Tegningene er ofte målsatt med tanke på at programmeringen skal være så enkel som mulig, og målsettingen er derfor ofte gitt som koordinatmålsetting. Nullpunktet for koordinatsystemet vil være det som i boken er omtalt som programnullpunkt. G91 opphever G90 Bevegelsene programmeres med en adressebokstav som angir aksen og koordinatverdien for sluttpunktet for bevegelsen. 211

24 Grunnleggende innføring i CNC-teknikk Eks: Blokk Program Kommentar N10 G00 G90 X0 Y0 P1 N20 G01 Y50 P2 N30 X20 Y70 P3 N40 X90 P4 N50 Y0 P5 N60 X0 P1 Styringene er satt opp med at de velger G90 automatisk når det blir satt spenning på styringen. En trenger derfor ikke å programmere G90 hvis en bygger opp programmet etter absolutt programmering. Inkrementell programmering angir at alle verdier for bevegelser blir oppgitt fra foregående bevegelses sluttpunkt. På den måten kan en tenke seg et koordinatsystem med nullpunkt i foregående sluttpunkt. Den nye bevegelsen blir programmert fra dette punktet. Skal det programmeres etter inkrementell metode må G91 angis før bevegelsen foretas. Eks N10 G00 G91 X100 Y

25 Industriskolen G90 opphever G91 Som ved absolutt programmering angis bevegelsene med en adressebokstav og verdi for bevegelsen. Adressebokstaven bestemmer hvilke akse bevegelsen skal følge og verdien gir koordinaten for sluttpunktet. Eksempelet ovenfor med inkrementell programmering. Forutsett at skjæreverktøyet står i programnullpunktet. Blokk Program Kommentar N10 G91 Y50 P2 N20 X20 Y20 P3 N30 X70 P4 N40 Y-70 P5 N50 X-90 P1 4.8 Oversikt over hjelpefunksjoner (M-funksjoner) M-funksjonene blir representert med M og et tosifret tall. M-funksjonene aktiviserer forskjellige hjelpefunksjoner som er nødvendig for den enkelte maskin. Disse kodene finnes sammen med G-kodene i ISO 6983/2. I tabellen nedenfor er det tatt med en del koder fra standarden. Bruk også her styringsinformasjonen til den maskinen du skal programmere, og merk av de kodene som det er mulig for deg å programmere på aktuell maskin. 213

26 Grunnleggende innføring i CNC-teknikk Kode Aktiveres ved start av bevegelse Aktiveres etter utført bevegelse Forblir aktiv inntil den slettes av en annen tilsvarende kode Aktiv kun i programmert blokk Betydning M00 x x Program stopp M01 x x Valgfri stopp M02 x x Programslutt M03 x x Spindelrotasjon mot urviser M04 x x Spindelrotasjon med urviser M05 x x Spindel stopp M06 x Verktøyskift M07 x x Kjølevæske nr.2 på M08 x x Kjølevæske på M09 x x Kjølevæske av M10 x Fastspenn M11 x Løsne M30 x x Slutt på data M60 x x Bytt arbeidsstykke M-koder M-kodene er hjelpefunksjoner som brukes til å starte og stoppe forskjellige funksjoner på maskinen. M-kodene blir satt inn i programmet der en ønsker at forskjellige funksjoner skal skje. Det kan være bruk av kjølevann, bytte verktøy, starte spindel med eller mot urviseren, og så videre. Maskinfabrikanten bestemmer hvilke M-koder som kan brukes på den enkelte maskin ut fra hvilke maskinfunksjoner som det er mulig å benytte på den enkelte maskin. Hvilke funksjoner som er mulig å benytte viser den tidligere gjennomgang av M-koder. M00 M00 angir en hjelpefunksjon for midlertidig stopp i programutførelsen. Det vil si at spindel og eventuelt kjølevann stopper. M00 koden iverksettes når blokken den er programmert i er fullført. Denne koden kan være aktuell å bruke i de tilfeller en ønsker å foreta en kontrollmåling av spesielt viktige mål, slik at det skal være mulig å kompensere for eventuelle feil som kan oppstå før ferdigkutt blir utført. Når en bearbeider dyre deler kan dette være en nyttig funksjon for å spare eventuelle kassasjoner med påfølgende økonomiske tap for bedriften. Det vil være naturlig å programmere verktøyet bort fra arbeidsstykket slik at en kommer til for å foreta de målingene en ønsker. Maskinen startes igjen etter programmert stopp ved å aktivisere knappen for programstart. M01 M01 angir valgfri stopp. Det er samme funksjon som M00, men i dette tilfellet kan operatøren velge om han/hun vil benytte denne funksjonen. Når knappen for valgfri stopp er aktivisert vil maskinen stoppe som M00, mens hvis den ikke er aktivisert utføres programmet uten stopp. 214

27 Industriskolen M02 M02 angir slutt på programmet. Denne funksjonen forteller styringen at programmet er fullført, og fører til at funksjoner som er aktive blir slått av, som for eksempel at spindel og kjølevann stopper hvis dette ikke er stoppet før. Etter bruk av M02 klargjøres styringen for å kjøre neste program, eller gjenta sist kjørte. Alle NC-program skal avsluttes med M02 eller M30. M03 M03 angir start av spindel med rotasjon mot urviseren sett mot spindelnesen. Funksjonen blir aktiv i begynnelsen av den blokken den er programmert, og forblir aktiv til den blir slått av eller erstattet av en tilsvarende funksjon. M04 M04 angir start av spindel med rotasjon med urviseren sett mot spindelnesen. Denne funksjonen har de samme egenskapene som M03 bortsett fra at rotasjonen av spindelen er motsatt vei. 215

28 Grunnleggende innføring i CNC-teknikk M05 M05 angir stopp av spindelen. Denne funksjonen aktiviseres i slutten av blokken, og avløser M03 og M04. At M05-koden aktiviseres i slutten av blokken medfører at det som er programmert av andre ting i blokken vil dette bli utført før spindelen stopper. Hvis det for eksempel er programmert en bevegelse i samme blokken vil denne bli utført før spindelen stanser. M06 M06 angir verktøyskifte. Det kan enten være automatisk eller manuelt. De fleste NC-maskinene er utstyrt med verktøymagasin som maskinen henter verktøy fra automatisk ved programmering av M06. For at styringen skal vite hvilke verktøy det skal hente programmeres dette med en identifikasjon bestående av en T med et etterfølgende nummer. Eksempel: N20 M06 T01 Ved programmering av verktøyskifte vil det ofte være aktuelt å programmere maskinen til et verktøyskiftepunkt før en programmerer M06. M08 M08 angir at kjølevann skal slås på. Denne funksjonen blir aktivisert i begynnelsen av blokken, og forblir aktiv til den blir avløst av M09. Hvis det er flere muligheter for kjølevann blir det aktivisert av M07. M09 M09 angir at kjølevann skal slås av. Denne funksjonen avløser M08 og eventuelt M07, og blir aktiv i slutten av blokken. M30 M30 angir slutt på programmet. Denne funksjonen forteller styringen at programmet er fullført, og fører til at funksjoner som er aktive blir slått av, som for eksempel at spindel og kjølevann stopper hvis dette ikke er stoppet før. Etter bruk av M30 klargjøres styringen for å kjøre neste program, eller gjenta sist kjørte. Alle NC-program skal avsluttes med M30 eller M