52
- I - PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV Diplomsko delo Študent: Mitja Matjaž Študijski program: Strojništvo, univerzitetni, 1. stopnja Smer: Proizvodne tehnologije in sistemi Mentor: red. prof. dr. Jože Balič Maribor, september 2010

PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

  • Upload
    others

  • View
    18

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

- I -

PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV Diplomsko delo

Študent: Mitja Matjaž

Študijski program: Strojništvo, univerzitetni, 1. stopnja

Smer: Proizvodne tehnologije in sistemi

Mentor: red. prof. dr. Jože Balič

Maribor, september 2010

Page 2: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

- II -

Page 3: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

- III -

I Z J A V A

Podpisani Mitja MATJAŽ izjavljam, da:

je bilo predloženo diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom red. prof.

dr. Jožeta Baliča;

predloženo diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev

kakršnekoli izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi;

soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet

Univerze v Mariboru.

Maribor, 29. 8. 2010 Podpis: ___________________________

Page 4: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

- IV -

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju red. prof. dr. Jožetu

BALIČU za pomoč in vodenje pri opravljanju

diplomskega dela.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili

študij ter podjetju MVM, ki mi je skozi študij

omogočalo študentsko delo.

Page 5: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

- V -

PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Ključne besede: CNC-programiranje, NC-programiranje, CAD, CAM, EdgeCam,

solidworks, DNC, POS, AC, programiranje, računalniško podprto programiranje, rezkanje.

UDK: 621.9-5(043.2)

POVZETEK

Diplomsko delo zajema zgodovinski razvoj NC-tehnologije, navaja sodobne trende, v

zaključek pa so vključena manjša predvidevanja razvoja programiranja. Sodobni programski

paketi vsebujejo samodejno programiranje s pomočjo različnih strategij.

Diplomsko delo govori o računalniškem programiranju od modela, ki ga pripravimo v

programu SolidWorks, do generiranja NC-kode, ki pa jo dobimo z uporabo programa

EdgeCam. S sodobnimi moduli, programi in strokovnjaki lahko dosežemo boljšo

organiziranost in večjo izkoriščenost strojev. Računalniško programiranje povečuje

produktivnost, ima velik vpliv na organizacijo procesov, mogoči sta hitra menjava serij ter

izdelava prototipov. Brez računalniško podprtega konstruiranja bi imeli velike probleme pri

izdelavi programov kompleksnejših oblik oziroma jih ne bi znali izdelati. Sodobne obdelave

potekajo na petosnih strojih oziroma sodobnih robotih.

Page 6: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

- VI -

PROGRAMING OF CNC MACHINES

Key words: CNC-programing, NC-programing, CAD, CAM, EdgeCam, solidworks, DNC,

POS, AC, programing, milling, milling machine.

UDK: 621.9-5(043.2)

ABSTRACT

The study is about NC technology, its historical development, new trends and some

anticipations of NC technology development in the future. Modern program packages contain

different ways of automatic programing.

The most of study is dedcated to computer programming from the model made in SolidWorks

to NC code generating which is obtained by using EdgeCam program. Better organization and

greater utilization of machines can be achived whith help of modern modules, programs and

experts. Computer programming have major impact on the organization of processes and its

increas and also abilityes of rapid changes of series and making prototypes.

It would be a major problem desining complex programs without desining, support by

computers or even more, the complex programs would be impossible to create. Modern

treatments are based on five shaft machines or modern robots.

Page 7: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

- VII -

KAZALO

1  UVOD ................................................................................................................................. 1 

1.1  OPIS SPLOŠNEGA PODROČJA DIPLOMSKEGA DELA ......................................................... 1 

1.2  OPREDELITEV DIPLOMSKEGA DELA ............................................................................... 1 

1.3  STRUKTURA DIPLOMSKEGA DELA ................................................................................. 2 

2  RAZVOJ NC-STROJEV IN NAČINI PROGRAMIRANJA ....................................... 3 

2.1  ZGODOVINA IN RAZVOJ NC-STROJEV ............................................................................ 3 

2.2  OSNOVE NC-TEHNOLOGIJE ........................................................................................... 6 

2.3  NC-STROJI, CNC-STROJI IN DNC-OBRATI .................................................................... 7 

2.4  ADAPTIVNO KRMILJENJE (AC) IN PRILAGODLJIVI OBDELOVALNI SISTEMI (POS) .......... 9 

2.5  OSNOVE DELOVANJA CNC-OBDELOVALNIH STROJEV ................................................. 10 

2.6  PROGRAMIRANJE NC-STROJEV ................................................................................... 12 

2.7  NAČINI PROGRAMIRANJA CNC-STROJEV .................................................................... 12 

2.8  VNOS PODATKOV ........................................................................................................ 14 

2.9  CNC-PROGRAM .......................................................................................................... 14 

2.10  STRUKTURA NC-PROGRAMA ................................................................................... 15 

3  RAČUNALNIŠKO PODPRTO PROGRAMIRANJE ................................................ 16 

3.1  RAČUNALNIŠKO PROGRAMIRANJE STROJEV (CAD/CAM) .......................................... 16 

3.2  MODELIRANJE IZDELKA (SOLIDWORKS) ..................................................................... 18 

3.3  EDGECAM ................................................................................................................... 19 

4  EVROPALETA ZA KOVANCE ................................................................................... 20 

4.1  OPIS IZDELKA .............................................................................................................. 20 

4.2  PRIPRAVA MODELA IN PROGRAMA .............................................................................. 21 

4.3  NC-PROGRAM EVROPALETE ........................................................................................ 26 

5  ZAKLJUČEK .................................................................................................................. 28 

6  SEZNAM UPORABLJENIH VIROV ........................................................................... 29 

7  PRILOGE ........................................................................................................................ 30 

Page 8: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

- VIII -

KAZALO SLIK

Slika 1: Stroj na luknjičasti trak ................................................................................................. 3 

Slika 2: Prvi računalnik Eniac .................................................................................................... 4 

Slika 3: Shema NC-stroja ........................................................................................................... 5 

Slika 4: Krmiljenje od točke do točke ...................................................................................... 10 

Slika 5: Krmiljenje po ravnih linijah ........................................................................................ 10 

Slika 6: Izboljšano krmiljenje do točke .................................................................................... 11 

Slika 7: Konturno krmiljenje .................................................................................................... 11 

Slika 8: Program SolidWorks ................................................................................................... 18 

Slika 9: Program EdgeCam ...................................................................................................... 19 

Slika 10: Model surovca ........................................................................................................... 21 

Slika 12: Končni model za nadaljnjo obdelavo ........................................................................ 22 

Slika 11: 3D-model evropalete ................................................................................................. 22 

Slika 13: Skicirka EdgeCam ..................................................................................................... 23 

Slika 14: Zunanja obdelava ...................................................................................................... 24 

Slika 15: Frezanje utorov .......................................................................................................... 24 

Slika 16: Fino frezanje .............................................................................................................. 25 

Slika 17: Posnetje robov ........................................................................................................... 25 

Slika 18: Graviranje napisov .................................................................................................... 26 

Page 9: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

- IX -

UPORABLJENE KRATICE

NC - Numeric control

CNC - Computer numeric control

CAD - Computer Adid Design

CAM - Computer Aided Manufacturing

DNC - Direct Numerical Control

AC - Adaptivno krmiljen

POS - Prilagodljiv obdelovalni sistem

Page 10: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 1 -

1 UVOD

1.1 Opis splošnega področja diplomskega dela

V sodobnem svetu podjetja bijejo bitko s časom. V zadnjem desetletju smo doživeli razcvet

informacijske tehnologije, ki je vidno vplivala tudi na področje obdelovalnih strojev. S

sodobnimi zmogljivimi računalniki pa so se razvili tudi novi sodobni programi. Stari stroji

izginjajo v pozabo, zamenjali so jih novejši, ki pa zahtevajo višji nivo znanja, imajo večjo

prilagodljivosti in so produktivnejši. Uporaba CNC-strojev je postala nujna za doseganje

konkurenčnosti na sodobnem trgu. Star sistem pisanja programov G-koda je še v uporabi,

ampak je počasnejši, prav tako pa smo z njim omejeni na določene oblike izdelkov.

Uporabljajo ga še predvsem manjša podjetja in posamezniki, ki si težko privoščijo investicijo

v nov stroj. Izredno sposobni in sodobni so petosni frezalni stroji. Proizvajalci CAM-

programske opreme ponujajo hitro in kakovostno izdelavo NC-programov. Z uvajanjem

avtomatizacije na področje programiranja se rešimo rutinskih in ponavljajočih se napak.

1.2 Opredelitev diplomskega dela

Problem, ki ga bom opisal, je programiranje NC-strojev, sicer gre za staro programiranje

strojev (numerično krmiljenje strojev). Nov način programiranja CNC se je z uporabo CAM-

programske opreme zelo spremenil od prvotnega. Problem G-kode je bila tudi izvedba

kompleksnejših oblik in upoštevanje dodatnih parametrov. Z uporabo CAM-sistema bom

prikazal, kako hitreje priti od konstrukcije do končnega izdelka. Opisal bom tudi problem

ročnega programiranja strojev. Na koncu bom na kratko opisal pot od modela (SolidWorks)

do programa (EdgeCam) in do končnega izdelka.

Page 11: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 2 -

1.3 Struktura diplomskega dela

Cilj diplomske naloge je predstavitev trenutnega stanja programiranja. V začetku diplomskega

dela bom predstavil zgodovino, razvoj ter vrste programiranja, načine programiranja, izvedbe,

programe. Računalniško podprto programiranje bom predstavil s pomočjo CAM-

programskega paketa, natančneje s programom EdgeCam. Kot primer pa bom izdelal in

predstavil evropaleto za kovance, in sicer opis, način dela, dokumentacijo in izdelavo izdelka.

Page 12: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 3 -

2 RAZVOJ NC-STROJEV IN NAČINI PROGRAMIRANJA

Človek že od nekdaj teži k poenostavitvi svojega življenja. V sodobnem svetu je potrebno

stalno stremeti k povišanju produktivnosti, zvišanju kakovosti ter avtomatizaciji procesov.

Avtomatizacija proizvodnje zvišuje tehnološke značilnosti in izboljšuje stopnjo organizacije

dela v proizvodnji, njena najpomembnejša vloga pa je izboljševanje produktivnosti.

Večina stvari, ki se na svetu razvijejo, se razvije predvsem zaradi vojaških potreb, tako

se je razvil tudi NC-stroj. Vojaška industrija je potrebovala stroj za izdelavo zahtevnejših

delov letal ter njihovih pogonov. Vodja projekta za izdelavo stroja je bil John Parsons, ki ga

danes štejemo za izumitelja numerično krmiljenega stroja.

2.1 Zgodovina in razvoj NC-strojev

Ideja, kako krmiliti neko napravo, sega že v 14. stoletje, ko so zvonove krmilili s posebnimi

bodičastimi valji, tako so dobili melodijo, ki so jo lahko nato večkrat ponovili.

V nadaljevanju so navedeni pomembnejši dosežki, izumi, ki so vplivali na razvoj NC-strojev.

1776–1780 je J. Wilkinson zgradil obdelovalni stroj, ki je J. Wattu omogočil izdelati

parni stroj.

Slika 1: Stroj na luknjičasti trak

Page 13: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 4 -

1808. leta je uporabil Joseph M. Jacquard preluknjane pločevinaste kartice za krmiljenje

tiskarskih strojev. Tako je lahko nek vzorec shranil in ga ponovno uporabil.

1863. leta je M. Fourneaux patentiral avtomatski klavir, ki ga je krmilil s 30 cm širokim

papirnim trakom.

1938 – Claude E. Shannon na MIT spozna, da lahko podatke prenašamo hitro in

zanesljivo le v binarni obliki ob upoštevanju logičnih znakov Boolove algebre.

1946 – John W. Mauchly in J. Presper zgradita prvi digitalni elektronski računalnik

ENIAC za ameriško vojsko.

1949–1952 John Parsons in MIT izdelajo prvo elektronsko krmilje, s katerim so lahko

pozicionirali vrtalno vreteno in tako avtomatsko izdelali izdelek. Razvoj za ameriške

letalske sile (US Air Force). Bistvo tega je prispevek k razvoju NC-strojev, Johna

Parsonsa pa štejemo za izumitelja NC-stroja.

1952 – na MIT predstavijo prvi NC-stroj Cincinnati z vertikalnim vretenom. Krmiljenje

je izvedeno z elektronskim računalnikom in simultano v treh oseh (3D).

Slika 2: Prvi računalnik Eniac

Page 14: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 5 -

1954 – podjetje Bendix odkupi patent in izdela prvi NC-stroj na industrijski način.

1957 – U. S. Air Force instalira v svojih obratih prvi NC-frezalni stroj.

1960 – na sejmu v Hannovru predstavijo prvi nemški NC-stroj.

1968 – izdelajo krmilje v integrirani obliki (IC).

1972 – se pojavijo prvi CNC-stroji s serijsko vgrajenim mikroračunalnikom.

 

1980. leta v CNC-krmilje vgradijo različna programska orodja, ki omogočajo direktno

programiranje na stroju.

1984 – naredijo prvi CNC-stroj z grafičnim prikazom na ekranu.

1986/87 – standardni programski in računalniški vmesnik omogoča povezavo strojev v

avtomatizirano tovarno.

Slika 3: Shema NC-stroja

Page 15: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 6 -

V Sloveniji je dobila prvi stroj Železarna Ravne, v istem letu pa sta stroj dobili še

fakulteti v Mariboru in Ljubljani. V Sloveniji ni bilo podjetja za proizvodnjo strojev, ker je

bila ponudba tujih izvajalcev zelo široka.

Z uvajanjem NC-strojev in avtomatizacije v proizvodne obrate smo dobili sredstvo, ki

bistveno vpliva na racionalizacijo proizvodnje ter zmanjšanje stroškov v posamični ter malo-

in srednjeserijski proizvodnji.

Ker je večina proizvodnje (85 %) v strojegradnji, je to zelo pomemben prihranek. Do

danes smo imeli visoko avtomatizirano le velikoserijsko in masovno proizvodnjo, ki

predstavlja 15 % strojegradnje. Razvoj NC-strojev in krmilij je privedel do višjega nivoja

obdelovalnih sistemov [1].

2.2 Osnove NC-tehnologije

NC-obdelovalni stroj je stroj, ki ga upravljamo z numeričnimi ukazi preko elektronske

krmilne naprave. Zapis podatkov za obdelavo lahko poteka preko CLDDATA (cutter location

data), zapiše pa nam obliko poti orodja, ki jo dobimo iz programske opreme. Drugi zapis

informacije, ki ga lahko uporabimo, je IRDATA (industrial robot data), zapiše pa nam

globalne poti. Največkrat pa se uporablja standardni zapis gibalnih funkcij NC-zapis oziroma

G-koda (ročno programiranje).

Pogoj za izvedbo in izdelavo NC-programa je poznavanje poti orodij in naloge orodij na

teh poteh. Pot orodja določimo na osnovi delavniške risbe oziroma CAD-modela.

Z ročnim programiranjem smo omejeni izključno na 2D-programiranje oziroma

programiranje enostavnejših oblik, z računalniškim programiranjem pa lahko programiramo

tudi kompleksnejše 3D-oblike [1].

Page 16: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 7 -

2.3 NC-stroji, CNC-stroji in DNC-obrati

NC-krmiljeni stroji so prva generacija strojev, ki je imela numerične kontrolne enote s fiksno

logiko, zato je bila njihova uporaba omejena. Stroj ima krmilne in regulacijske naprave, ki

prevzamejo samostojno krmiljenje stroja. Stroji obvladajo zapletene in različne med seboj

povezane poteke dela, lahko pa tudi sami krmilijo hitre avtomatične poteke dela množične

proizvodnje. Uporaba NC-stroja mora biti ekonomsko upravičena in mora nuditi neodvisnost

proizvodnje od delavca.

Splošne prednosti NC-strojev pred običajnimi so: povečanje produktivnosti, povečanje

kakovosti, točnejše termiranje, prilagodljivejše načrtovanje proizvodnje, lažja izvedba

zahtevnejših izdelkov, centralna organizacija in enostavnejše vodenje strojev [6].

S prihodom CNC-strojev se je zgodila velika sprememba na področju programske

opreme. Posledica razvoja elektronike in računalništva je menjava klasičnih NC-strojev s

CNC-stroji, ki vsebujejo računalnik. Cena numeričnih enot v primerjavi s ceno stroja v

sodobnem času predstavlja nekje od 10 % do 20 % vrednosti, zato uporabljamo le CNC-

enote. Osnovno delo CNC-stroja je zelo podobno delu NC-stroja, saj opravlja enake naloge,

vendar lahko zaradi vgrajenega računalnika prevzame vrsto posebnih nalog (višje vrste

interpolacije, programsko povezavo krmilja s strojem, korekcijo radija rezalnega roba, tehniko

podprogramov in še vrsto specialnih nalog [1].

CNC-stroj sestavljata dva glavna dela, stroj, ki izvaja obdelavo delov, in CNC-krmilnik,

ki obdelavo krmili. CNC-program vsebuje natančen popis poteka obdelave, predstavlja

vhodne informacije, sestavljen je iz mehanskega in krmilnega dela.

Največja prednost CNC-stroja je fleksibilnost, možnost preureditve stroja iz ene do druge

obdelave. Menjavo lahko naredimo hitro že z manjšimi preureditvami stroja oziroma

programa, ravno zato so CNC-stroji primerni za malo- in srednjeserijske proizvodnje.

Mehanski del stroja je podoben mehanskemu delu NC-stroja, vendar ima izboljšave:

avtomatično programsko vodeno menjavo orodij (revolverska glava ali pa ima stroj shrambo

orodij), druga velika prednost je možnost brezstopenjskega krmiljenja vrtljajev, velika

natančnost pozicioniranja orodja in delovnega prostora, natančno merjenje položaja pri

gibanju v smeri osi, togost strojev je višja, posledično manjše vibracije in večja točnost

obdelave [10].

Page 17: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 8 -

Krmilni del stroja pa ima vgrajen računalnik, ki vsebuje več enot, vhodno, obdelovalno

in izhodno enoto. Vhodna enota služi za vnašanje podatkov oziroma programa. Program

lahko napišemo direktno na stroju ali pa ga prenesemo iz računalnika.

Obdelovalna enota je namenjena obdelavi podatkov, shranjevanju, preračunavanju in

pošiljanju ukazov, signalov preko izhodne enote v mehanski del. Obdelovalna enota prejema

tudi povratne informacije o izvedbah funkcij. V obdelovalno enoto se programi shranjujejo,

mogoče pa jih je tudi popravljati. Zelo pomembna funkcija obdelovalne enote je preverjanje

pravilnosti delovanja in omogočanje simulacije programov na zaslonu.

Izhodna enota pošilja elektromotorjem podatke, preko katerih se vrši obdelava na stroju.

K izhodni enoti spada zaslon, preko katerega lahko operater stroja lažje komunicira s strojem

in preverja ustreznost programov, spremlja lahko trenutno pozicijo, vrtljaje, razne

spremenljivke, alarme, izvede pa tudi grafično simulacijo programa in poti orodij. V primeru

napake pri simulaciji lahko program popravi in izvede ponovno simulacijo.

Večino procesov oziroma operacij je težko izvesti samo na enem stroju, zato CNC-

stroje povezujemo, da pa jih imamo pod nadzorom, uporabljamo DNC-obrat. Kratica DNC

pomeni Direct Numerical Control, slovensko pa neposredno numerično krmiljenje. Osrednji

računalnik poleg shranjevanja programov opravlja tudi funkcijo zbiranja podatkov, delovanje

strojev, upravljanje toka materiala in celo upravljanje proizvodnje [10].

Funkcije, ki jih mora zagotavljati DNC-sistem, razdelimo na osnovne in dodatne.

Osnovne funkcije so upravljanje programa, branje, shranjevanje, izvajanje, brisanje …

Dodatne funkcije pa so spreminjanje programa, vnašanje programa, sprejemanje in obdelava

proizvodnih podatkov, upravljanje toka in upravljanje proizvodnje [1].

Page 18: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 9 -

2.4 Adaptivno krmiljenje (AC) in prilagodljivi obdelovalni sistemi (POS)

Z adaptivnim krmiljenjem poskušamo numerične stroje avtomatizirati do te mere, da bi lahko

med obratovanjem vplivali na proces odrezavanja in s tem posledično vplivali na skupni čas

obdelave. AC-sistemi z avtomatskimi napravami vplivajo na proces odrezavanja, njihov

namen je skrajševanje skupnega časa obdelave. AC-sistemi so posebna oblika krmilja, kjer je

postopek odrezavanja vključen v regulacijski krog.

Celoten postopek obdelave je vnaprej predviden in določen z osnovnimi odrezovalnimi

parametri (globina rezanja, podajanje, rezalna hitrost), ki so izračunani glede na standardne

delovne pogoje oziroma jih določimo na podlagi izkušenj. Lahko pa se zgodi, da določeni

parametri bistveno odstopajo od dejanskih, kar lahko zaznamo s tipali, manjšo obremenitvijo,

neenakomernim vrtenjem … V primeru ugotovitve odstopanj lahko parametre spremenimo, s

tem pa vplivamo na skupni obdelovalni čas. Enako lahko z merjenjem odrivne sile zaznamo

obrabljenost orodja in ga predčasno zamenjamo. NC-stroj, opremljen s potrebnimi tipali in

krmiljem, ki tipala nadzoruje, se imenuje adaptivno krmiljen stroj.

Prilagodljivi obdelovalni sistem oziroma POS je nadgradnja DNC-sistema, ki je

sestavljen iz več strojev, ki so med seboj fizično in logično povezani. Logistični oziroma

transportni sistem skrbi za fizično povezavo, nadzorni računalnik pa za podatkovno

računalniško omrežje. Stroje povezujemo zaradi doseganja višje produktivnosti,

avtomatizacije celotnega procesa ter skrajšanja proizvodnih časov. Razlika med DNC- in

POS-sistemom je v nadzorovanju računalnika, ki pri POS-sistemu poleg obdelovalnega

regulira tudi logični sistem [5].

Page 19: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 10 -

2.5 Osnove delovanja CNC-obdelovalnih strojev

CNC-stroje krmilimo s pomočjo računalnika, stroj pa opravlja funkcije na podlagi programa.

Poznamo nekaj osnovnih načinov krmiljenja stroja.

Krmiljenje od točke do točke

Uporablja se za premikanje orodja od točke do točke. Premik lahko vršimo po poljubni poti,

orodje pa v tem času ne obratuje. Takšen sistem uporabimo, kadar vrtamo luknje na različnih

mestih, strojih za točkovno varjenje, merilnih napravah.

Krmiljenje po ravnih linijah

Orodje med izvedbo programa obdeluje, navadno se pomika od ene točke do druge v

zaporedju programa. Med obdelovanjem orodje odrezuje material in ustvarja osnovno obliko.

Možnost gibanja vzporedno s koordinatnimi osmi ter pod kotom 45 stopinj.

Slika 4: Krmiljenje od točke do točke

Slika 5: Krmiljenje po ravnih linijah

Page 20: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 11 -

Izboljšano krmiljenje po ravnih linijah

Orodje med izvedbo programa obdeluje, vendar se pomika pod poljubnim kotom. Pri

programiranju linij vedno uporabimo samo dve točke, to sta začetna in končna točka, ne glede

na kot, pod katerim je potrebno gibanje stroja.

 

Konturno krmiljenje

Konturno krmiljenje je gibanje oziroma krmiljenje dveh ali treh osi. Pri tem načinu se gibanje

med orodjem in obdelovancem neprestano menja po smeri in velikosti. Konturno gibanje je

lahko tudi večrazsežno, vključen je interpolator poti. Stružimo in frezamo pa lahko poljubne

konture, obenem pa imamo krmiljenje v dveh ali treh oseh [10].

 

 

Slika 6: Izboljšano krmiljenje do točke

Slika 7: Konturno krmiljenje

Page 21: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 12 -

2.6 Programiranje NC-strojev

Z uvajanjem NC-strojev v proizvodnjo je bilo potrebnega veliko dela tudi v pripravi dela in

izkoristka. Obseg priprave dela je veliko večji pri modernejših strojih, izpolnjevati pa mora

tudi specifične zahteve uporabnika. Prav zaradi NC-strojev in njihove obdelave je mogoče

danes ekonomično izdelati tudi najzahtevnejše izdelke. V sodobnem svetu se kompleksnost

problemov povečuje in s tem se povečuje tudi zahtevnost izdelkov. S povečanjem izdelave

zahtevnih oblik pa povečamo tudi pripravo dela NC-strojev. Stroški priprave dela

predstavljajo okoli 30 % proizvodnih stroškov za izdelek, zato je obvladovanje programiranja

zelo pomemben del načrtovanja procesa izdelave. Na izvedbo pa močno vpliva tudi

avtomatizacija procesa programiranja.

Programiranje zahteva: izdelavo osnovnega zaporedja operacije, izdelavo podrobnega

delovnega načrta, programiranje in številčenje ter izdelavo nosilca informacij.

2.7 Načini programiranja CNC-strojev

Razvoj strojev je povzročil tudi razvoj več načinov programiranja. Programiranje razdelimo

na ročno programiranje, ročno programiranje na stroju, računalniško programiranje in

avtomatsko programiranje. Tehnike programiranja in lastnosti so opisane v nadaljevanju.

Ročno programiranje

Ročno programiranje je sestavljanje in izdelovanje NC-programov. Za takšno delo so

usposobljeni programerji oziroma tehnologi, ki na stroju glede na delavniško risbo napišejo

program. Izračune ter potrebne podatke mora programer izračunati sam. Tehnolog na osnovi

strojnih in orodnih kartonov, tabel ter standardnih navodil napiše program. Ročno sestavljeni

programi so odvisni od subjektivne odločitve programerjev in njihovega znanja. Z razvojem

programiranja je dobil tudi programer niz dodatnih funkcij, ki jih lahko uporabi pri ročnem

programiranju. Zelo se je razvilo programiranje v obratu. Način programiranja v obratu pa

zahteva višjo izobrazbeno strukturo delavcev pri CNC-strojih [1].

Ročno programiranje direktno na stroju

Sodobni krmilniki imajo na stroju vgrajeno tudi programsko podporo za programiranje.

Programer ima na voljo menije in opcije, s katerimi programira stroj. Stroj ima podporo

sprotne kontrole vhodnih podatkov proti programskim napakam. Stroji imajo tudi zaslone, na

katerih je možnost prikaza grafične simulacije poti orodja.

Page 22: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 13 -

Programiranje s pomočjo računalnika

Gre za računalniško podprto programiranje, ki je bistvo diplomske naloge, ta vrsta

programiranja je predstavljena v naslednji točki.

Avtomatsko programiranje

Za avtomatsko programiranje in projektiranje tehnologije je razvitih okoli 150–200 sistemov,

ki predstavljajo zelo različne nivoje avtomatizacije programiranja. Od vrste sistema je

odvisno reševanje problema, nekateri sistemi rešujejo geometrijo, drugi geometrijo in delno

tehnologijo, tretji sistemi pa v celoti obdelajo geometrijske in tehnološke informacija. V

splošnem delimo sistem za strojno programiranje v štiri podsisteme:

1. Podsistem za oblikovanje vhodnih informacij o izdelku in surovcih

2. Banka podatkov, informacijska osnova celotnega procesa

3. Procesor

4. Prilagajanje izhodnih informacij, oblikovanje dokumentacije

Informacije na vhodu oblikujemo v simboličnem programskem jeziku, ta pa močno vpliva na

lastnosti in na način dela sistema strojnega programiranja. V banki podatkov so shranjeni

pomembni tehnološki podatki, ki nam omogočajo avtomatsko določanje tehnologije. Banka je

osnova in predpogoj za uspešnost sistema.

Procesor z upoštevanjem vhodnih informacij iz banke določa pot orodja po vnaprej

programirani strategiji. Strategije izdelave so lahko različne: minimalni čas izdelave,

minimalni stroški, minimum odpadnega materiala … Modul za optimalno obdelavo imajo le

redki stroji. Podprocesor ima nalogo, da s procesorjem dobljene informacije predela za točno

določen program in krmili NC-enoto. Podprocesor mora izdelati še spremno dokumentacijo

procesa (orodne liste, izpis NC-programa, nastavitveni list …) [1].

Page 23: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 14 -

2.8 Vnos podatkov

V krmilnik CNC-stroja moramo pred začetkom izvajanja obdelave vnesti vse potrebne

podatke za celoten obdelovalni postopek. Vhodne podatke razdelimo na: geometrijske,

tehnološke in orodne.

Geometrijske in tehnološke podatke vnesemo v krmilje v obliki NC-programa, orodne

podatke pa vnesemo ročno ali s posebnim programom. Geometrijski podatki so: podatki o

ključnih položajnih točkah orodja, podatki o poteh med njimi ter podatki o smereh gibanja po

teh poteh. Podani so v obliki vektorjev v Kartezijevem koordinatnem sistemu. Tehnološki

podatki pa opredeljujejo: način gibanja na poteh, ki jih določajo geometrijski podatki,

odrezovalne parametre na teh poteh in vrsto pomožnih funkcij, ki jih mora opraviti

stroj med gibanjem.

Orodni podatki so podatki o dejanski obliki orodij, o njihovi dolžini in natančnem

premeru. Ti podatki so pomembni, kadar gre za rezkalna orodja oziroma zadeva koordinate

konice orodij. Zelo pomemben je tudi podatek o položaju določenega orodja v orodnem

skladišču stroja, saj z njim določimo orodje v NC-programu [5].

2.9 CNC-program

CNC-program je sestavljen iz zaporedja programskih ukazov, ki so standardizirani in nekemu

stroju zaporedno določajo postopek izvajanja obdelave določenega izdelka. Program pred

pričetkom izvedbe dela preverimo na stroju, in sicer mu spremenimo izhodiščno koordinato z,

tako da se program izvede poskusno. Celotno izvajanje operacij poteka avtomatsko po

določenem zaporedju.

Kodni sistem izhaja iz začetnega obdobja razvoja numerično krmiljenih strojev.

Elektronske komponente so predstavljale večinski delež vrednosti stroja in je bilo z njimi

potrebno ravnati gospodarno. Najdražji so bili elektronski pomnilniki, kjer se podatki

prehodno shranjujejo, ter prenosni pomnilni mediji, od koder jih prenašamo v pomnilnike.

Ker je bil pomnilnik nekdaj (prostorsko) premajhen, je bilo potrebno vse podatke vnesti v čim

bolj strnjeni obliki. Tako je nastal sistem numeričnega kodiranja podatkov, kjer so vsi ukazi

stroju predstavljeni s po eno črko in nekaj številkami. Kodni sistem se je nespremenjen

obdržal do danes, poznamo pa ga pod nazivom NC-zapis.

Page 24: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 15 -

Danes ni več stiskanja programov in kodiranja, vendar se kljub temu še niso pojavile

težnje po spremembah standarda programiranja. NC-zapis ima ob svoji gospodarnosti tudi

nekaj slabih strani, težko si ga je zapomniti, ker je popolnoma neasociativen.

Vzrok za ohranitev NC-zapisa je v dejstvu, da se ročno programiranje opušča, ker ga

zamenjujejo zmogljivejša in vedno cenejša računalniška orodja. Z računalniškim programom

si ustvarimo kodo in tako je NC-zapis samo posrednik med grafično delovno postajo in

numerično krmiljenim obdelovalnim strojem [5].

2.10 Struktura NC-programa

Znano nam je, da se CNC-programi vršijo po zaporedju programskih ukazov. Ukazi stroju

določajo postopek izvajanja delovnih operacij.

Vsak program je sestavljen iz posameznih programskih stavkov, ki opisujejo točno

določeno operacijo oziroma gibanje na stroju. Programski stavki so sestavljeni iz določenih

informacij, ki jih lahko zapišemo z besedami. Program je sestavljen iz črk, ki predstavljajo

določeno funkcijo, in pripadajočih številk z ustreznim predznakom. V stavku je vedno prva

črka, nato številka. Program je sestavljen po zaporedju. Vsak stavek ima svojo vrstico, pred to

vrstico pa številko. Pri ročnem programiranju številčimo vrstice po 10, da lahko kasneje

dopišemo oziroma po potrebi vrinemo dodaten stavek [1].

Pomen oznak v NC-programu:

N – zaporedna številka programskega stavka

G – glavne programske funkcije, ki določajo vrsto in način gibanja

X – osi X, pomik v smeri X-osi

Y – osi Y, pomik v smeri Y-osi

Z – osi Z, pomik v smeri Z-osi

I, J, K – pomožni koordinatni sistem za krožne interpolacije

F – podajalna hitrost v mm/min oziroma mm/vrtljaj

S – programirano število obratov stroja

T – oznaka oziroma koda orodja (tool)

M – oznaka pomožne programske funkcije

Page 25: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 16 -

3 RAČUNALNIŠKO PODPRTO PROGRAMIRANJE

Zaradi potrebe po izdelavi zahtevnejših in kompleksnejših oblik je bilo potrebno razviti nov

način programiranja. Ročno programiranje ni bilo več primerno oziroma je postalo

prezahtevno ali pa nam vzame preveč časa, zato se je razvilo računalniško podprto

programiranje.

3.1 Računalniško programiranje strojev (CAD/CAM)

Računalniško podprto programiranje strojev je znano že približno 20 let. Začetki so bili v 60.

letih v ZDA, danes pa CAD/CAM obsega vse postopke računalniško podprte izdelave

proizvodnje dokumentacije, kot so risanje kosovnic, delovnih načrtov in NC-krmilnih

informacij. CAD/CAM-sistem podpira inženirja oziroma proizvodnega tehnika na področjih,

kot so:

zasnova

preračuni

izdelava risb

dokumentacija

testiranje

proizvodna dokumentacija

proizvodnja

Cilj povezave CAD-, CAM- in CAQ-sistemov je racionalizacija pretoka informacij od

projektiranja izdelka do njegove izdelave [1].

CAD (Computer Adid Design) pomeni računalniško podprto konstruiranje, kjer

konstruktor pri snovanju izdelkov uporablja računalniške in programske sisteme. Jedro CAD-

sistema tvori interaktivna računalniška grafika, ki omogoča komunikacijo med

konstruktorjem in grafičnim programskim sistemom. Snovanje in konstruiranje je proces

sprejemanja odločitev in izvajanja aktivnosti s ciljem izdelati izdelek, ki bo ustrezal zahtevam

in specifikacijam. CAM (Computer Aided Manufacturing) je uporaba računalnikov za nadzor

proizvodnega procesa, posebej za nadzor strojev, orodij in robotov v tovarnah.

Page 26: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 17 -

V večini tovarn so procesi med seboj povezani od zasnove do proizvodnje,

avtomatizirane s pomočjo povezave med CAD in CAM. Povezovanje fleksibilnih sistemov

CAD/CAM z računalniško vodenimi metodami distribucije in prodaje omogoča poceni

proizvodnjo velikih količin delno prirejenih izdelkov.

Programer s pomočjo CAD/CAM-sistema v računalnik vnese risbo in program na

osnovi risbe ter baze tehnoloških podatkov izdela NC-kodo (program) za določen tip stroja.

CAD/CAM-sistem ima podatke o orodju, ponuja nam optimalne tehnološke parametre,

analizira in izračuna čas obdelave, analizira ter računa čas izdelave. Program shranimo v

obliki G-kode in ga prenesemo na stroj, kjer preventivno izvedemo simulacijo programa, nato

pa pristopimo k izdelavi izdelka. Razvoj programske opreme je omogočil prehod z ročnega na

računalniško podprto programiranje. Osnovni sistemi so podpirali samo geometrijsko

programiranje. Programski paketi, ki so se začeli uveljavljati, so poleg programiranja

omogočali tudi ostalo računalniško podporo.

Glavni nosilci informacij o izdelkih so postali CAD-modeli. Izdelovanje NC-programov

s CAM-programsko opremo pa je postalo nenadomestljivo predvsem pri kompleksnejših

obdelovancih. Z razširitvijo področja CNC-strojev na področja individualne proizvodnje se je

povečala tudi potreba po produktivnosti in enostavnosti CAM. Uporabniki CAM-programov

morajo biti izkušeni ali višje izobraženi oziroma usposobljeni strokovnjaki, ki združujejo

tehnološko znanje in znanje programiranja [1].

Page 27: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 18 -

3.2 Modeliranje izdelka (SolidWorks)

SolidWorks je zelo razširjen in priljubljen programski paket za  računalniško podprto

konstruiranje in inženirske analize. Program je namenjen modeliranju in konstruiranju

poljubnih ali umetniški oblik. Delo s programom pri ustvarjanju preprostih oblik je relativno

enostavno. Programsko orodje za nemoteno delo zahteva ustrezno strojno opremo. Uporablja

se tudi pri enostavnejših simulacijah in inženirskih analizah. V osnovi zajema 3D-modelirnik, 

modul za sestavljanje in modul za izdelavo tehniške dokumentacije. Z mnogimi dodatki je

uporaben na različnih tehniških področjih: strojništvo, elektrotehnika, lesarstvo …

SolidWorks slovi kot zmogljiv in enostaven programski paket. Čeprav ga po

zmogljivosti pogosto prekašajo programski paketi kot Catia, Unigraphics ter Proengineer, je

zaradi relativno enostavne uporabe zelo priljubljen.

SolidWorks razvija podjetje SolidWorks Corporation, teče pa na operacijskem sistemu

Windows. Program je bil eden izmed prvih CAD-programov, ki je bil zasnovan za sistem

Windows. Prva različica je bila predstavljena leta 1993. Podjetje je od leta 1997 v lasti

podjetja Dassault Systemes [11].

Slika 8: Program SolidWorks

Page 28: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 19 -

3.3 EdgeCam

EdgeCam je računalniški program za generiranje NC-kode in je proizvod podjetja Pathtrace.

Podjetje se že od leta 1984 ukvarja z računalniško podprto izdelavo. Sedaj je eden izmed

vodilnih ponudnikov rešitev na področju računalniško podprtega programiranja strojev.

EdgeCam velja za enega najnaprednejših CAM-programskih paketov. Celovito podpira

celoten izdelovalni proces na sodobnih kompleksnih CNC-obdelovalnih strojih z

najzahtevnejšimi obdelovalnimi operacijami. Kljub zmogljivosti omogoča enostavno učenje

in uporabo. Primeren je za uporabo skupaj z najbolj razširjenimi CAD-programskimi paketi,

saj lahko uporablja vse najpogostejše vhodne CAD-datoteke. Odlikujeta ga zmogljivost in

enostavnost uporabe [5].

Slika 9: Program EdgeCam

Page 29: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 20 -

4 EVROPALETA ZA KOVANCE

4.1 Opis izdelka

Paleta za evrokovance oziroma evropaleta je izdelek, namenjen enostavnemu in urejenemu

shranjevanju evrokovancev. Evropaleta ima prostor za vseh osem kovancev, vanjo lahko

spravimo kovance za 1 cent, 2 centa, 5 centov, 10 centov, 20 centov, 50 centov, 1 evro in 2

evra. Posamezno število kovancev, ki jih lahko spravimo v evropaleto, je odvisno od debeline

posameznega kovanca. Paleta je izdelana iz posebnega materiala (cibatool BM 5640), ki je

zelo primeren za izdelavo, saj je lahek, se dobro obdeluje in ni škodljiv zdravju. Evropaleta je

prototipen izdelek, način izdelave ni primeren za večjeserijsko proizvodnjo.

Page 30: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 21 -

4.2 Priprava modela in programa

Računalniško podprto programiranje se prične s pripravo 3D-modela. Model evropalete

pripravimo v programskem paketu SolidWorks. V nadaljevanju so opisani postopki, način

priprave in izdelave modela v programu SolidWorks, po končanem modeliranju pa je opisana

obdelava modela v programu EdgeCam ter generiranje NC-kode.

Priprava modela se prične z izdelavo surovca dimenzij 100 x 100 x 50 mm. Modeliranje

izdelka izvedemo v programu SolidWorks in gre za dokaj enostaven primer modeliranja.

Program sicer omogoča in ponuja modeliranje mnogo kompleksnejših oblik. V skicirki

(sketch) narišemo kvadrat dimenzije 100 x 100 mm, nato pa ga z ukazom extrude raztegnemo

na višino 50 mm.

Od dobljenega surovca v nadaljevanju odvzemamo material: narišemo krog, zunanji kvadrat

in odvzamemo odvečni material, tako dobimo zunanjo obliko. Naprej modeliramo izvrtine,

zopet v skicirki (sketch) narišemo luknje z dodatkom zračnosti glede na premer kovanca ter

jih odvzamemo. Zaradi enostavnejšega dostopa do kovancev z notranje strani ter prijemanja

le-teh odvzamemo še notranjo obliko palete.

Slika 10: Model surovca

Page 31: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 22 -

Na koncu posnamemo robove ter vgraviramo napise. Zaradi določenih omejitev

izdelave in uporabe orodij na stroju in programu EdgeCam pa moramo model prilagoditi,

sicer graviranje ne bi bilo mogoče oziroma ne bi bilo čitljivo. Predvideno je, da se paleta po

končani obdelavi spodaj odreže.

Slika 12: Končni model za nadaljnjo obdelavo

Slika 11: 3D-model evropalete

Page 32: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 23 -

EdgeCam lahko uporabimo tudi kot modelirni program. Program nam omogoča

modeliranje, risanje, skiciranje, risanje napisov ... Skiciranje in risanje je enostavnejše v

SolidWorksu. Največji problemi so s pozicioniranjem ter prepoznavanjem ukazov oziroma

simbolov.

V EdgeCam imamo predvnešene podatke o poprocesorju za stroj Heller - BEA1 in bazo

orodij. Samo s temi podatki lahko natančno generiramo NC-kodo za izdelavo prototipa.

Zaradi problema z graviranjem drobnega napisa uporabimo skicirko v programu EdgeCam in

naredimo samo srednjo pot orodja za napise 1 c, 2 c … Zelo natančno pozicioniranje je dokaj

težavno in nam vzame veliko časa.

Drugi problem, ki se pojavi, je prepoznavanje znaka evro - €. EdgeCam ga v osnovnem

text editorju prepozna, ko pa želimo znak na površini izdelka, postane neviden. Znak €

moramo nato skicirati in prilagoditi v skicirki.

Slika 13: Skicirka EdgeCam

Page 33: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 24 -

Postopek obdelave se prične z izbiro orodij. V našem primeru smo uporabili pet različnih

orodij, s katerimi smo obdelali izdelek. Postopki si sledijo v zaporedju. Ker smo želeli izdelek

čim bolj točnih mer in dimenzij, smo pustili dodatek za fino frezanje, in sicer 0,3 mm.

1.  Frezanje zgornje plošče (stebelno frezalo Ø 63 mm)

Zgornjo ploščo surovca je potrebno poravnati, da dobimo ravno zgornjo površino, ki je nato

nadaljnje izhodišče. Z istim frezalom lahko obdelamo še zunanjo obliko.

 

 

2. Frezanje utorov ter notranjega dela (stebelno frezalo Ø 10,2 mm)

Zaradi manjših utorov in notranje oblike je potrebno narediti menjavo orodja, ki se izvrši

vedno v isti točki (tool change). Izbrano orodje ima premer 10,2 mm in z njim lahko

obdelamo vse utore ter celoten notranji del evropalete.

  

Slika 14: Zunanja obdelava

Slika 15: Frezanje utorov

Page 34: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 25 -

3. Fino frezanje zunanje oblike (stebelno frezalo Ø 8 mm)

Fino frezanje smo uporabili izjemoma zaradi želje po natančnejši ter kakovostnejši obdelavi.

Menjavo orodja smo zopet izvedli v točki (tool change). Potrebno je odrezati še 0,3 mm

materiala v vseh smereh. Fino frezanje izvedemo z višjimi obrati, kar zagotavlja boljšo

kakovost obdelave.

 

4. Posnetje robov (oblikovno frezalo Ø 6 mm)

Zaradi posebne oblike je potrebno zgornji radij zaokrožiti z oblikovnim frezalom. Izvedemo

menjavo orodja ter določimo parametre. Enako kot pri finem frezanju lahko večamo število

obratov.

Slika 16: Fino frezanje

Slika 17: Posnetje robov

Page 35: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 26 -

5. Graviranje napisov (gravirno frezalo Ø 10 mm)

Za graviraje napisov uporabimo gravirno frezalo, ki ima majhen kot konice. Menjavo orodja

izvedemo v točki tool change. Po izvedenih meritvah, ocenah in testiranjih je graviranje

najlepše na globini 0,5 mm.

 

4.3 NC-program evropalete

V diplomskem delu je priložen le začetek programa. Zaradi želje po kakovostni obdelavi s

finim frezanjem in posnemanjem robov je nastal zelo dolg program in obsega nekaj tisoč

vrstic.

%

N0001 G00 G71 G90 G17 G80 G40 U0

N0002 G15Z

; Prva menjava orodja

; Rezkalna glava fi63 Rezkalna glava fi63 ENDMILL T1 D1 S302

N0003 T1

N0004 M06

N0005 S302

N0006 M03

N0007 G54 ; Top

N0008 G00 X135.5 Y106.849

N0009 G00 Z5 M07

Slika 18: Graviranje napisov

Page 36: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 27 -

N0010 G00 Z4.3

N0011 G01 Z-0.7 F300

N0012 G01 X100.5 F500

N0013 G01 X-0.5

N0014 G01 Y81.599

N0015 G01 X100.5

N0016 G01 Y56.349

N0017 G01 X-0.5

N0018 G01 Y31.099

N0019 G01 X100.

N0020 G01 X135.5

N0021 G00 Z5

N0022 G00 X-32.587 Y39.527 Z4

N0023 G00 Z-5

N0024 G01 Z-6 F300

N0025 G01 X-26.039 Y39.526 F500

N0026 G01 X-26.259 Y40.656

N0027 G01 X-26.436 Y41.785

N0028 G01 X-26.567 Y42.914

N0029 G16XY

N0030 G02 X-26.876 Y48.561 I72.349 J6.789

N0031 G01 X-26.894 Y49.69

N0032 G02 X-26.779 Y54.208 I82.664 J0.161

N0033 G02 X-26.4 Y58.725 I83.469 J-4.735

N0034 G01 X-26.259 Y59.854

N0035 G02 X-25.315 Y65.501 I72.528 J-9.223

N0036 G02 X-24.538 Y68.889 I69.968 J-14.253

N0037 G02 X-23.716 Y71.89 I62.35 J-15.469

N0038 G01 X-23.603 Y72.277

N0039 G01 X-22.88 Y74.535

N0040 G01 X-22.586 Y75.384

N0041 G02 X-21.194 Y79.053 I73.065 J-25.629

N0042 G01 X-20.718 Y80.182 …

Page 37: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 28 -

5 ZAKLJUČEK

Programiranje NC-strojev se je dodobra razvilo v zadnjih letih in se bo razvijalo še v

prihodnje. Razvoj v današnjih dneh teži k še večji avtomatizaciji procesov, obstajajo pa tudi

programi z možnostmi za samodejno programiranje. S sodobnimi moduli, programi in

strokovnjaki lahko dosežemo boljšo organiziranost in izkoriščenost strojev ter opreme.

Največje prednosti računalniškega programiranja se pokažejo pri programiranju posebnih

oblik, kot so posnemanje robov, fino frezanje, večosno frezanje … Če bi želeli takšen izdelek

programirati ročno, bi potrebovali ogromno časa, znanja ter izkušenj. Programa SolidWorks

in EdgeCam sta enostavna in uporabnikom prijazna za delo. Z njuno uporabo lahko

izdelujemo enostavne in kompleksne izdelke. V prihodnosti pa lahko pričakujemo spremembe

na področju kode ter pri natančnejšem gibanju funkcij. Z dobrim zapisom postprocesiranja

dobimo kakovostnejšo krivuljo z bolj nadzorovanimi gibi.

Page 38: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 29 -

6 SEZNAM UPORABLJENIH VIROV

[1] Balič, Jože. Računalniško integrirana proizvodnja: univerzitetni učbenik. Maribor:

Fakulteta za strojništvo, 2001.

[2] Balič, Jože. Računalniško integrirana proizvodnja: univerzitetni učbenik. Maribor:

Fakulteta za strojništvo, 1996.

[3] IST ISO 31-0 do 31-13. Veličine in enote. http://sl.wikipedia.org/wiki/SolidWorksSIST,

Ljubljana, 2003.

[4] Kraut, Bojan. Krautov strojniški priročnik, 14. slovenska izdaja / izdajo pripravila Jože

Puhar, Jože Stropnik. Ljubljana: Littera picta, 2003.

[5] Laboratorij za inteligentne sisteme. Matična spletna stran. [svetovni splet]. Dostopno na

WWW: http://maja.uni-mb.si/slo/index.htm.

[6] Pahole, Ivo, Ficko, Mirko. Programiranje numerično krmiljenih strojev – struženje.

Maribor: Fakulteta za strojništvo, 2004.

[7] Pahole, Ivo, Balič, Jože. Obdelovalni stroji: univerzitetni učbenik. Maribor: Fakulteta za

strojništvo, 2003.

[8] Pahole, Ivo, Balič, Jože. Proizvodnje tehnologije: univerzitetni učbenik. Maribor:

Fakulteta za strojništvo, 2003.

[9] Pahole, Ivo, Brezočnik, Miran, Drstvenšek, Igor. Osnove numeričnega krmiljenja

obdelovalnih strojev in spremljajočih dejavnosti: seminar. Celje: Tecos 2000.

[10] Srednja tehniška šola Koper. Matična spletna stran. [svetovni splet]. Dostopno na

WWW: http://www2.sts.si/arhiv/cncpro/ [30. 8. 2010].

[11] Wikipedija. Matična spletna stran. [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://sl.wikipedia.org/wiki/SolidWorks [30. 8. 2010].

Page 39: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 30 -

7 PRILOGE

Page 40: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

DELOVNI POTEK

Tehnolog Matjaž, diploma

Datum 28. 8. 2010

Naziv izdelka Evropaleta Pregledal

Številka delavniške risbe 1 Rok izdelave Kosov v seriji 1

Material CIBATOOL BM 5460 od do List 1

Mere surovca 100X100X50 Listov

Trdnost [N/mm2] 20

Toplotna obdelava Ne Masa surovca [kg]

Dim. surovca 100X100X50

Predhodna obdelava Masa izdelka [kg]

Zap. št. oper.

Opis operacije Orodje – opis

05 Čelna poravnava T1 Rezalna glava fi63mm

10 Frezanje zunanje oblike T1 Rezalna glava fi63mm

15 Izdelava oblike T3 Stebelno rezkalo fi10mm

20 Posnemanje ostrih robov T18 Kotno rezkalo fi8mm-45º

25 Fino posnemanje robov T 19 Oblikovno frezalo fi 6mm

30 Napis T20 Gravirno rezkalo fi10mm

35

40

45

50

Page 41: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Faz

1

2

3

Št. 1 2 3

Obdevro

za Postope

Čelna poravnav

Znaki Pomen

smer vpe

nal.-prile

nal.-prile

delava opalete

Teh

Dat

Stro

ek dela

va plošče Ste

Merilo:

Št. enjanja 4 ež.ploskev 5 ež.prizma 6

hnolog Matjaž, di

tum 28. 8. 201

oj Heller

RezilnoNaziv

ebelno frezalo Ø 63

Znaki Pomcentcentcentr

iploma Naz

10 Štev

Zap

Ime

o orodje Št

T1

men .vpen.znotraj . vpen. zun. riranje od zno.

ziv izdelka

vilka risbe

. št. operacije

datoteke NC-progr

Pomožt. Naziv

Vpenjalni trn

Znaki o

Št. Znaki Pom7 cen8 aret9 opo

Evropale

rama Matjaž, d

žno orodje v Št.

SK 50

obdelave:

men ntr. od zun. tiranje ora, lineta

eta

1

1

diploma

Rezalni material

KTP 20

vc = rezalna hitrostn = št. vrtljajev vref = podajanje [mma = globina rezanja

List št

Št. lis

Mater

Dim.

vc n

160 850

Priprave Naziv

Merila Naziv

Opombe

t [m/min] etena [min-1]

m/vrt] a [mm]

t. 1/6

stov 6

rial CIBATO

surovca 100x100

f

500 1

Š

Šte

6

OOL

0x50

a

Št.

evilka

Page 42: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Faz

1

2

3

Št. 1 2 3

Obdevro

za Postope

Frezanje zunanj

Znaki Pomen

smer vpe

nal.-prile

nal.-prile

delava opalete

Teh

Dat

Stro

ek dela

je oblike Ste

Merilo:

Št. enjanja 4 ež.ploskev 5 ež.prizma 6

hnolog Matjaž, di

tum 28. 8. 201

oj Heller

RezilnoNaziv

ebelno frezalo Ø 63

Znaki Pomcentcentcentr

iploma Naz

10 Štev

Zap

Ime

o orodje Št

T1

men .vpen.znotraj . vpen. zun. riranje od zno.

ziv izdelka

vilka risbe

. št. operacije

datoteke NC-progr

Pomožt. Naziv

Vpenjalni trn

Znaki o

Št. Znaki Pom7 cen8 aret9 opo

Evropale

rama

žno orodje v Št.

SK 50

obdelave:

men ntr. od zun. tiranje ora, lineta

eta

1

2

Rezalni material

KTP 20

vc = rezalna hitrostn = št. vrtljajev vref = podajanje [mma = globina rezanja

List št

Št. lis

Mater

Dim.

vc n

160 850

Priprave Naziv

Merila Naziv

Opombe

t [m/min] etena [min-1]

m/vrt] a [mm]

t. 2/6

stov 6

rial CIBATO

surovca 100x100

f

500

Š

Šte

6

OOL

0x50

a

Št.

evilka

Page 43: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Faz

1

2

3

Št. 1 2 3

Obdevro

za Postope

Frezanje utorov

Znaki Pomen

smer vpe

nal.-prile

nal.-prile

delava opalete

Teh

Dat

Stro

ek dela

v Ste

Merilo:

Št. enjanja 4 ež.ploskev 5 ež.prizma 6

hnolog Matjaž, di

tum 28. 8. 201

oj Heller

RezilnoNaziv

ebelno frezalo Ø 10,

Znaki Pomcentcentcentr

iploma Naz

10 Štev

Zap

Ime

o orodje Št

,2 T3

men .vpen.znotraj . vpen. zun. riranje od zno.

ziv izdelka

vilka risbe

. št. operacije

datoteke NC-progr

Pomožt. Naziv

Vpenjalni trn

Znaki o

Št. Znaki Pom7 cen8 aret9 opo

Evropale

rama

žno orodje v Št.

SK 50

obdelave:

men ntr. od zun. tiranje ora, lineta

eta

1

3

Rezalni material

vc = rezalna hitrostn = št. vrtljajev vref = podajanje [mma = globina rezanja

List št

Št. lis

Mater

Dim.

vc n

Priprave Naziv

Merila Naziv

Opombe

t [m/min] etena [min-1]

m/vrt] a [mm]

t. 3/6

stov 6

rial CIBATO

surovca 100x100

f

Š

Šte

6

OOL

0x50

a

Št.

evilka

Page 44: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Faz

1

2

3

Št. 1 2 3

Obdevro

za Postope

Fino frezanje zu

Znaki Pomen

smer vpe

nal.-prile

nal.-prile

delava opalete

Teh

Dat

Stro

ek dela

unanje oblike Ste

Merilo:

Št. enjanja 4 ež.ploskev 5 ež.prizma 6

hnolog Matjaž, di

tum 28. 8. 201

oj Heller

RezilnoNaziv

ebelno frezalo Ø 8

Znaki Pomcentcentcentr

iploma Naz

10 Štev

Zap

Ime

o orodje Št

T18

men .vpen.znotraj . vpen. zun. riranje od zno.

ziv izdelka

vilka risbe

. št. operacije

datoteke NC-progr

Pomožt. Naziv

8 Vpenjalni trn

Znaki o

Št. Znaki Pom7 cen8 aret9 opo

Evropale

rama

žno orodje v Št.

SK 50

obdelave:

men ntr. od zun. tiranje ora, lineta

eta

1

4

Rezalni material

vc = rezalna hitrostn = št. vrtljajev vref = podajanje [mma = globina rezanja

List št

Št. lis

Mater

Dim.

vc n

Priprave Naziv

Merila Naziv

Opombe

t [m/min] etena [min-1]

m/vrt] a [mm]

t. 4/6

stov 6

rial CIBATO

surovca 100x100

f

Š

Šte

6

OOL

0x50

a

Št.

evilka

Page 45: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Faz

1

2

3

Št. 1 2 3

Obdevro

za Postope

Posnemanje rob

Znaki Pomen

smer vpe

nal.-prile

nal.-prile

delava opalete

Teh

Dat

Stro

ek dela

bov Ob

Merilo:

Št. enjanja 4 ež.ploskev 5 ež.prizma 6

hnolog Matjaž, di

tum 28. 8. 201

oj Heller

RezilnoNaziv

likovno frezalo Ø 6

Znaki Pomcentcentcentr

iploma Naz

10 Štev

Zap

Ime

o orodje Št

6 T19

men .vpen.znotraj . vpen. zun. riranje od zno.

ziv izdelka

vilka risbe

. št. operacije

datoteke NC-progr

Pomožt. Naziv

9 Vpenjalni trn

Znaki o

Št. Znaki Pom7 cen8 aret9 opo

Evropale

rama

žno orodje v Št.

SK 50

obdelave:

men ntr. od zun. tiranje ora, lineta

eta

1

5

Rezalni material

vc = rezalna hitrostn = št. vrtljajev vref = podajanje [mma = globina rezanja

List št

Št. lis

Mater

Dim.

vc n

Priprave Naziv

Merila Naziv

Opombe

t [m/min] etena [min-1]

m/vrt] a [mm]

t. 5/6

stov 6

rial CIBATO

surovca 100x100

f

Š

Šte

6

OOL

0x50

a

Št.

evilka

Page 46: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Faz

1

2

3

Št. 1 2 3

Obdevro

za Postope

Graviranje napi

Znaki Pomen

smer vpe

nal.-prile

nal.-prile

delava opalete

Teh

Dat

Stro

ek dela

sov Gra

Merilo:

Št. enjanja 4 ež.ploskev 5 ež.prizma 6

hnolog Matjaž, di

tum 28. 8. 201

oj Heller

RezilnoNaziv

avirno frezalo Ø 10

Znaki Pomcentcentcentr

iploma Naz

10 Štev

Zap

Ime

o orodje Št

T20

men .vpen.znotraj . vpen. zun. riranje od zno.

ziv izdelka

vilka risbe

. št. operacije

datoteke NC-progr

Pomožt. Naziv

0 Vpenjalni trn

Znaki o

Št. Znaki Pom7 cen8 aret9 opo

Evropale

rama

žno orodje v Št.

SK 50

obdelave:

men ntr. od zun. tiranje ora, lineta

eta

1

6

Rezalni material

vc = rezalna hitrostn = št. vrtljajev vref = podajanje [mma = globina rezanja

List št

Št. lis

Mater

Dim.

vc n

Priprave Naziv

Merila Naziv

Opombe

t [m/min] etena [min-1]

m/vrt] a [mm]

t. 6/6

stov 6

rial CIBATO

surovca 100x100

f

Š

Šte

6

OOL

0x50

a

Št.

evilka

Page 47: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

1. O

Opis orod

Poz

1

2

3

4

Rezalni mat

Prevleka

Število rezil

Rezilo menj

Mater

Cibatool BM

Orodni l

dja

Kos

1

1

1

5

Podatki

terial

l

jalno

rial

M 5460

listi

O

Naziv

Pritrdilnivijak

Vpenjalntrn

Frezalnaglava

Rezalne ploščice

o rezalni ploš

Trdnost [N/mm2]

20

ORODNI

Rezkalna glav

SŠifra po

ali Di

DIN 69

ni DIN 6

a

ščici

Rezalna vc [m/m

60

I LIST

va Φ63

Stavek orodo ISO IN

9872

6358

Z

X

L

Q

Rezalni pogo

hitrost min] n0

dja

Oznaka proi

536.05

5.36050-14

4.00604R

4.21103R

oji

Vreteno n [vrt/min]

300

Tehnolog

Datum

Št. lista

zvajalca

54

40322

R311

R611

Korekcija

-1

Globina ra [mm

5

Matjaž, di

28. 8. 201

1.

Op

H

H

H

H

orodja

reza m]

Pf

iploma

0

pomba

eller

eller

eller

eller

Podajanje f [mm/vrt]

100

Page 48: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Opis orod

Poz

1

2

3

4

5

Rezalni mat

Prevleka

Število rezil

Rezilo menj

Mater

Cibatool BM

dja

Kos

1

1

1

1

1

Podatki

terial

l

jalno

rial

M 5460

O

S

Naziv

Pritrdilnivijak

Vpenjalntrn

Modularnklešče

Razteznapuša fi10Stebelno

rezkalo fi1

o rezalni ploš

Trdnost [N/mm2]

20

ORODNI

Stebelno rezka

SŠifra po

ali Di

DIN 69

ni DIN 69

ne

a 0

DIN 6

o 10

DIN 1

ščici

Rezalna hvc [m/m

60

I LIST

kalo Φ10

Stavek orodo ISO IN

9872

9871

6388

835

Z

X

L

Q

Rezalni pogo

hitrost min] n0

dja

Oznaka proi

536.05

5.72050-R

5.74452-R

5.370410

F202A10

oji

Vreteno n [vrt/min]

1900

Tehnolog

Datum

Št. lista

zvajalca

54

R50315

R50043

E010

0000

Korekcija

-20

Globina ra [mm

5

Matjaž, di

28. 8. 201

2.

Op

H

H

H

H

H

orodja

reza m]

Pf

iploma

0

pomba

eller

eller

eller

eller

eller

Podajanje f [mm/vrt]

100

Page 49: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Opis orod

Poz

1

2

3

4

5

Rezalni mat

Prevleka

Število rezil

Rezilo menj

Mater

Cibatool BM

dja

Kos

1

1

1

1

1

Podatki

terial

l

jalno

rial

M 5460

O

K

Naziv

Pritrdilnivijak

Vpenjalntrn

Modularnklešče

Razteznapuša fi10

Kotno rezkalo fi8

45º

o rezalni ploš

Trdnost [N/mm2]

20

ORODNI

Kotno rezkalo

SŠifra po

ali Di

DIN 69

ni DIN 69

ne

a 0

DIN 6

8- DIN 1

ščici

Rezalna hvc [m/m

40

I LIST

Φ8-45º

Stavek orodo ISO IN

9872

9871

6388

835

Z

X

L

Q

Rezalni pogo

hitrost min] n0

dja

Oznaka proi

536.05

5.72050-R

5.74452-R

5.370410

F202A10

oji

Vreteno n [vrt/min]

1600

Tehnolog

Datum

Št. lista

zvajalca

54

R50315

R50043

E010

0000

Korekcija

-1,5

Globina ra [mm

5

Matjaž, di

28. 8. 201

3.

Op

H

H

H

H

H

orodja

reza m]

Pf

iploma

0

pomba

eller

eller

eller

eller

eller

Podajanje f [mm/vrt]

100

Page 50: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Opis orod

Poz

1

2

3

4

5

Rezalni mat

Prevleka

Število rezil

Rezilo menj

Mater

Cibatool BM

dja

Kos

1

1

1

1

1

Podatki

terial

l

jalno

rial

M 5460

O

G

Naziv

Pritrdilnivijak

Vpenjalntrn

Modularnklešče

Razteznapuša fi10Gravirno

rezkalo fi1

o rezalni ploš

Trdnost [N/mm2]

20

ORODNI

Gravirno rezka

SŠifra po

ali Di

DIN 69

ni DIN 69

ne

a 0

DIN 6

o 10

DIN 1

ščici

Rezalna hvc [m/m

126

I LIST

alo Φ10

Stavek orodo ISO IN

9872

9871

6388

835

Z

X

L

Q

Rezalni pogo

hitrost min] n6

dja

Oznaka proi

536.05

5.72050-R

5.74452-R

5.370410

F202A10

oji

Vreteno n [vrt/min]

4000

Tehnolog

Datum

Št. lista

zvajalca

54

R50315

R50043

E010

0000

Korekcija

-20,5

Globina ra [mm

5

Matjaž, di

28. 8. 201

4.

Op

H

H

H

H

H

orodja

reza m]

Pf

iploma

0

pomba

eller

eller

eller

eller

eller

Podajanje f [mm/vrt]

100

Page 51: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

N

Pr

D

K

D

Š

V

T

M

G

P

K

D

Š

V

DŠ T-š-š-r G-p-s-s G-m-o

K

Osi

K

2.

Naziv (tip)

roizvajalec

Dobavitelj

Kval. stopnja

Dolžina [mm]

irina [mm]

Višina [mm]

eža [kg]

Motor za pogon

Glavni pogon

odajalni pogo

Karakteristika

Dolžina: 5520m

irina: 4040mm

Višina: 3500mm

Dolžina mize: 5irina mize: 50

-utor: število: 5mm širina: 14mm razmik: 100mm

Glavni pogon: pogonska močsila pomika posila pomika po

Glavno vretenomax. Momentobmočje vrtlja

Krmilje TipPro

Orodni istem

Konjiček

Strojni l

Obdelovaln

GEBER. HMASCHIN

Itertrade

630

500

500

n Ti

on

stroja

mm

m

m

500mm 00mm

m

č elektromotoro X in Y osi: 1o Z osi: 20000

o: : 750Nm ajev: 4000min

p krmilja: Uniogramski jezik

list

ST

ni center Helle

HELLER NENFABRIK

Vrsta el.

Napetost

Frekvenc

Skupna m

ip motorja in š

rja: 24kW 12500N 0N

n-1

iPro CNC-NCk

TROJNI

er (Bea1)

GmBH

toka

t [V]

ca [Hz]

moč [kW]

številka

C 80.c

I LIST

Leto izdelav

Leto dobave

Tovarn. št.

580

50

24

Izvedba

ve 1986

e 1986

M40287

Oznaka in dim

Priključna moč [kW]

Fotografija

Tehno

Datum

Naba

Strošk

7 Inven

Mesto

menzije jerme

Št. vrtljajev [vrt/min]

nolog

m

avna cena

šk. mesto

ntarna št.

o namest.

ena

Zamenjadne

Matjaž, diploma

28. 8. 2010

LAFOS

an, popravljenn,

Page 52: PROGRAMIRANJE CNC-STROJEV

Posebna oprema

Podatki o vrtljajih, stopnjevanju in pomikih (vzdolžnih, prečnih, vertikalnih)

Podajanje: -delovno podajanje: 1000mm/min -hitri hod: 1500mm/min Magacin orodja: -število orodij: 40 kosov -max. premer orodij: 220mm -max. dolžina orodja: 400mm Hlajenje in mazanje: -pretok hladilne tekočine: 40l/min -centralno mazanje: 2,7l

Načrtovana vzdrževalna dela Dne, opravil Stroški Izredni posegi Stroški

Opombe