Programmi NC generati con sistema CAM
Applicazione
I programmi NC generati con sistema CAM vengono creati esternamente al controllo numerico con l'ausilio di sistemi CAM.
In combinazione con lavorazioni simultanee a 5 assi e superfici a forma libera, i sistemi CAM offrono una soluzione pratica e a volte l'unica possibile.
Affinché i programmi NC generati con sistema CAM sfruttino l'intero potenziale del controllo numerico e offrano ad es. possibilità di intervento e correzione, è necessario soddisfare determinati requisiti.
I programmi NC generati con sistema CAM devono soddisfare gli stessi requisiti dei programmi NC generati manualmente. Dalla catena di processo risultano inoltre ulteriori requisiti.
La catena di processo descrive il percorso che inizia dalla progettazione e termina con il pezzo finito.
Argomenti trattati
- Utilizzo diretto dei dati 3D sul controllo numerico
- Programmazione grafica
Formati di emissione di programmi NC
Emissione in Klartext HEIDENHAIN
Se si emette il programma NC in Klartext, sono disponibili le seguenti possibilità:
- Emissione a 3 assi
- Emissione fino a 5 assi, senza M128 o FUNCTION TCPM
- Emissione con fino a cinque assi, con M128 o FUNCTION TCPM (#9 / #4-01-1)
Presupposti per una lavorazione a 5 assi:
- Macchina con assi rotanti
- Funzioni estese del gruppo 1 (#8 / #1-01-1)
- Funzioni estese del gruppo 2 (#9 / #4-01-1) per M128 oppure FUNCTION TCPM
Se il sistema CAM dispone della cinematica della macchina e dei dati utensile esatti, è possibile emettere programmi NC senza M128 oppure FUNCTION TCPM L'avanzamento programmato viene calcolato sulla base di tutti i componenti degli assi per ogni blocco NC, da cui possono risultare differenti velocità di taglio.
Un programma NC con M128 o FUNCTION TCPM è indipendente dalla macchina e più flessibile in quanto il controllo numerico acquisisce il calcolo della cinematica e impiega i dati utensile della Gestione utensili. L'avanzamento programmato è quindi attivo sul punto di guida dell'utensile.
Compensazione dell'inclinazione utensile con FUNCTION TCPM (#9 / #4-01-1)
11 L X+88 Y+23.5375 Z-8.3 R0 F5000 | ; 3 assi |
11 L X+88 Y+23.5375 Z-8.3 A+1.5 C+45 R0 F5000 | ; 5 assi senza M128 |
11 L X+88 Y+23.5375 Z-8.3 A+1.5 C+45 R0 F5000 M128 | ; 5 assi con M128 |
Emissione con vettori
Dal punto di vista della fisica e della geometria, un vettore è una grandezza diretta che descrive una direzione e una lunghezza.
Per l'emissione con vettori, il controllo numerico necessita almeno di un vettore che descrive la direzione della normale alla superficie o l'inclinazione dell'utensile. Il blocco NC può contenere su richiesta entrambi i vettori.
Premesse
- Macchina con assi rotanti
- Funzioni estese del gruppo 1 (#8 / #1-01-1)
- Funzioni estese del gruppo 2 (#9 / #4-01-1)
L'emissione con vettori può essere impiegata esclusivamente in modalità di fresatura.
Commutazione della modalità di lavorazione con FUNCTION MODE
L'emissione del vettore con la direzione della normale alla superficie è il requisito per l'impiego della compensazione del raggio utensile 3D in funzione dell'angolo di contatto (#92 / #2-02-1).
Compensazione raggio 3D in funzione dell'angolo di contatto (#92 / #2-02-1)
11 LN X0.499 Y-3.112 Z-17.105 NX0.2196165 NY-0.1369522 NZ0.9659258 | ; 3 assi con vettore normale alla superficie senza orientamento utensile |
11 LN X0.499 Y-3.112 Z-17.105 NX0.2196165 NY-0.1369522 NZ0.9659258 TX+0.0078922 TY–0.8764339 TZ+0.2590319 M128 | ; 5 assi con M128, vettore normale alla superficie e orientamento utensile |
Struttura di un blocco NC con vettori
Vettore normale alla superficie perpendicolare al profilo | Vettore di direzione dell'utensile |
11 LN X+0.499 Y-3.112 Z-17.105 NX0 NY0 NZ1 TX+0,0078922 TY–0,8764339 TZ+0,2590319 | ; Retta LN con vettore normale alla superficie e orientamento utensile |
Elemento di sintassi | Significato |
---|---|
LN | Retta LN con vettore normale alla superficie |
X Y Z | Coordinate di destinazione |
NX NY NZ | Componenti del vettore normale alla superficie Elemento di sintassi opzionale |
TX TY TZ | Componenti del vettore di direzione dell'utensile Elemento di sintassi opzionale |
Tipi di lavorazione secondo il numero di assi
Lavorazione a 3 assi
Se per lavorare un pezzo sono richiesti soltanto gli assi lineari X, Y e Z, si parla di una lavorazione a 3 assi.
Lavorazione a 3+2 assi
Se per lavorare un pezzo è richiesta un orientamento del piano di lavoro, si parla di una lavorazione a 3+2 assi.
Premesse
- Macchina con assi rotanti
- Funzioni estese del gruppo 1 (#8 / #1-01-1)
Lavorazione inclinata
Per la lavorazione inclinata, denominata anche lavorazione a fresa inclinata, l'utensile si trova a una angolazione definita dall'operatore rispetto al piano di lavoro. Non si modifica l'orientamento del sistema di coordinate del piano di lavoro WPL-CS, ma esclusivamente la posizione degli assi rotativi e quindi l'inclinazione dell'utensile. Il controllo numerico può compensare l'offset che risulta quindi negli assi lineari.
La lavorazione inclinata trova impiego in combinazione con sottosquadri e ridotte lunghezze di serraggio utensile.
Premesse
- Macchina con assi rotanti
- Funzioni estese del gruppo 1 (#8 / #1-01-1)
- Funzioni estese del gruppo 2 (#9 / #4-01-1)
Lavorazione a 5 assi
Per la lavorazione a 5 assi, denominata anche lavorazione simultanea a 5 assi, la macchina trasla contemporaneamente cinque assi. Per superfici a forma libera l'utensile può essere allineato in modo ottimale alla superficie del pezzo durante l'intera lavorazione.
Premesse
- Macchina con assi rotativi
- Funzioni estese del gruppo 1 (#8 / #1-01-1)
- Funzioni estese del gruppo 2 (#9 / #4-01-1)
La lavorazione a 5 assi non è possibile con la versione Export del controllo numerico.
Fasi di processo
CAD
Applicazione
Con l'ausilio di sistemi CAD i progettisti creano i modelli 3D dei pezzi richiesti. I dati CAD errati influiscono negativamente sull'intera catena di processo, incl. la qualità del pezzo.
Note
- Nei modelli 3D evitare superfici aperte o sovrapposte e punti superflui. Utilizzare a seconda delle possibilità funzioni di verifica del sistema CAD.
- Realizzare o salvare i modelli 3D con riferimento al centro della tolleranza e non alle quote nominali.
Supportare la produzione con file aggiuntivi:
- Predisporre modelli 3D nel formato STL. La simulazione interna del controllo numerico può utilizzare i dati CAD, ad es. pezzi grezzi e parti finite. Modelli aggiuntivi dell'attrezzatura di serraggio per utensile e pezzo sono importanti in combinazione con il controllo anticollisione (#40 / #5-03-1).
- Predisporre i disegni con le quote da verificare. Il tipo di file dei disegni non ha in tal caso alcuna importanza, in quanto il controllo numerico può aprire ad es. anche file PDF e quindi supporta una produzione paperless.
Definizione
Sigla | Definizione |
---|---|
CAD (computer- aided design) | Progettazione computerizzata |
CAM e postprocessor
Applicazione
I programmatori CAM utilizzano le strategie di lavorazione all'interno dei sistemi CAM per creare sulla base di dati CAD programmi NC indipendenti dalla macchina e dal controllo numerico.
Con l'ausilio del postprocessor i programmi NC vengono quindi emessi in modo specifico per la macchina e il controllo numerico.
Note sui dati CAD
- Evitare perdite di qualità dovute a formati di trasferimento inadeguati. Utilizzare sistemi CAM integrati con interfacce specifiche del produttore, in parte senza perdite.
- Utilizzare l'accuratezza disponibile dei dati CAD ottenuti. Per la lavorazione di finitura di grandi raggi si raccomanda un errore geometrico o di modello inferiore a 1 μm.
Note su errore cordale e ciclo 32 TOLLERANZA
- Per la sgrossatura l'attenzione si concentra sulla velocità di lavorazione.
Il totale dell'errore cordale e della tolleranza T nel ciclo 32 TOLLERANZA deve essere inferiore al sovrametallo del profilo, in quanto sussiste altrimenti il rischio di danneggiare il profilo.
Errore cordale nel sistema CAM
da 0,004 mm a 0,015 mm
Tolleranza T nel ciclo 32 TOLLERANZA
da 0,05 mm a 0,3 mm
- Per la finitura con l'obiettivo di un'accuratezza elevata i valori devono fornire la necessaria densità di dati.
Errore cordale nel sistema CAM
da 0,001 mm a 0,004 mm
Tolleranza T nel ciclo 32 TOLLERANZA
da 0,002 mm a 0,006 mm
- Per la finitura con l'obiettivo di una qualità superficiale elevata i valori devono consentire la lisciatura del profilo.
Errore cordale nel sistema CAM
da 0,001 mm a 0,005 mm
Tolleranza T nel ciclo 32 TOLLERANZA
da 0,010 mm a 0,020 mm
Note sull'output NC ottimizzato dal controllo numerico
- Prevenire errori di arrotondamento emettendo posizioni degli assi con almeno quattro posizioni decimali. Per componenti ottici e pezzi con raggi elevati (piccole curvature) sono consigliate almeno cinque posizioni decimali. L'output di vettori normali alla superficie (per rette LN) richiede almeno sette posizioni decimali.
- Prevenire la somma di tolleranze emettendo per blocchi di posizionamento successivi coordinate in valori assoluti anziché incrementali.
- Per quanto possibile emettere blocchi di posizionamento come archi di circonferenza. Il controllo numerico calcola internamente i cerchi con maggiore accuratezza.
- Evitare ripetizioni di posizioni, indicazioni di avanzamento e funzioni ausiliarie identiche, ad es. M3.
- Se una chiamata e una definizione del sottoprogramma sono separati da diversi blocchi NC, possono verificarsi interruzioni legate al calcolo. Utilizzare le seguenti opzioni per evitare, ad es., rigature determinate da interruzioni:
- Programmare sottoprogrammi con posizioni per disimpegno a inizio programma. A una successiva chiamata, il controllo numerico sa già dove si trova il sottoprogramma.
- Scorporare le posizioni di lavorazione o le conversioni di coordinate in un programma NC separato. Il controllo numerico deve ad es. richiamare soltanto posizioni di sicurezza e conversioni di coordinate nel programma NC.
- Emettere di nuovo il ciclo 32 TOLLERANZA esclusivamente in caso di modifica delle impostazioni.
- Accertarsi che gli spigoli (raccordi di curvatura) siano definiti con precisione da un blocco NC.
- Se la traiettoria utensile viene emessa con considerevoli variazioni di direzione, l'avanzamento oscilla fortemente. Arrotondare, per quanto possibile, le traiettorie utensile.
Traiettorie utensile con considerevoli variazioni di direzione sui raccordi
Traiettorie utensile con raccordi arrotondati
- Rinunciare a punti intermedi o di compensazione per traiettorie lineari. Questi punti derivano ad es. da una emissione costante di punti.
- Prevenire la formazione di sagome sulla superficie del pezzo evitando una ripartizione perfettamente sincrona dei punti su superfici con curvatura uniforme.
- Utilizzare distanze tra i punti idonee per il pezzo e il passo di lavorazione. I possibili valori di partenza sono compresi tra 0,25 mm e 0,5 mm. Valori maggiori di 2,5 mm non sono consigliati nemmeno con avanzamenti di lavorazione elevati.
- Prevenire i posizionamenti errati emettendo le funzioni PLANE (#8 / #1-01-1) con MOVE o TURN senza blocchi di posizionamento separati. Se si emette STAY e gli assi rotativi vengono posizionati separatamente, utilizzare le variabili da Q120 a Q122 invece di valori fissi degli assi.
Orientamento del piano di lavoro con funzioni PLANE (#8 / #1-01-1)
- Prevenire brusche interruzioni di avanzamento sul punto di guida dell'utensile evitando un rapporto non favorevole tra movimento degli assi lineari e rotativi. È ad es. problematica una netta variazione dell'angolo di attacco dell'utensile con contemporanea modifica di posizione ridotta dell'utensile. Considerare le differenti velocità degli assi interessati.
- Se la macchina sposta simultaneamente diversi assi, è possibile sommare gli errori cinematici degli assi. Utilizzare il minimo numero possibile di assi simultaneamente.
- Evitare limitazioni di avanzamento non necessarie che possono essere definite all'interno di M128 o della funzione FUNCTION TCPM (#9 / #4-01-1) per movimenti di compensazione.
Compensazione dell'inclinazione utensile con FUNCTION TCPM (#9 / #4-01-1)
- Tenere presente il comportamento di assi rotativi specifico per la macchina.
Note su utensili
- Una fresa sferica, un'emissione CAM sul centro dell'utensile e una elevata tolleranza degli assi rotativi TA (da 1° a 3°) nel ciclo 32 TOLLERANZA consentono avanzamenti uniformi.
- Frese sferiche o toriche e un'emissione CAM con riferimento alla punta dell'utensile richiedono ridotte tolleranze degli assi rotativi TA (ca. 0,1°) nel ciclo 32 TOLLERANZA. Con valori più elevati sussiste il rischio di danneggiare il profilo. L'entità dell'altezza di cresta dipende ad es. dall'inclinazione dell'utensile, dal raggio dell'utensile e dalla profondità di avanzamento.
Note su output NC di facile utilizzo
- Consentire un semplice adattamento dei programmi NC utilizzando i cicli di lavorazione e tastatura del controllo numerico.
- Favorire sia i possibili adattamenti sia la visione di insieme definendo avanzamenti sul punto centrale mediante variabili. Utilizzare di preferenza variabili di facile utilizzo, ad es. il parametro QL.
- Migliorare la visione d'insieme strutturando i programmi NC. Utilizzare ad es. sottoprogrammi all'interno dei programmi NC. Progetti di dimensioni maggiori possono essere suddivisi per quanto possibile in diversi programmi NC separati.
- Supportare le possibili compensazioni emettendo i profili con compensazione del raggio dell'utensile.
- Utilizzare i punti della struttura per consentire una rapida navigazione all'interno dei programmi NC.
- Utilizzare i commenti per comunicare note importanti sul programma NC.
Controllo NC e macchina
Applicazione
Il controllo numerico calcola sulla base dei punti definiti nel programma NC i movimenti dei singoli assi macchina e i necessari profili di velocità. Le funzioni di filtraggio interne al controllo numerico elaborano e lisciano il profilo affinché il controllo numerico rispetti lo scostamento di traiettoria massimo ammesso.
Attraverso i sistemi meccanici di movimentazione degli assi la macchina trasforma i movimenti e i profili di velocità calcolati in movimenti dell'utensile.
Con l'ausilio di diverse possibilità di intervento e correzione è possibile ottimizzare la lavorazione.
Note sull'utilizzo di programmi NC generati con sistema CAM
- La simulazione all'interno dei sistemi CAM dei dati NC indipendenti dalla macchina e dal controllo numerico può divergere dalla lavorazione vera e propria. Verificare i programmi NC generati con sistema CAM utilizzando la simulazione interna al controllo numerico.
- Tenere presente il comportamento di assi rotativi specifico per la macchina.
- Assicurarsi che gli utensili necessari siano disponibili e la durata residua sia sufficiente.
- Modificare all'occorrenza i valori nel ciclo 32 TOLLERANZA in funzione dell'errore cordale e della dinamica della macchina.
- Machine
Consultare il manuale della macchina.
Alcuni costruttori di macchine consentono di adattare tramite un ciclo supplementare il comportamento della macchina alla relativa lavorazione, ad es. ciclo 332 Tuning. Con il ciclo 332 è possibile modificare le impostazioni dei filtri, le impostazioni di accelerazione e le impostazioni del jerk.
- Se il programma NC generato con sistema CAM contiene vettori, è possibile compensare gli utensili anche in 3D.
Compensazione raggio 3D in funzione dell'angolo di contatto (#92 / #2-02-1)
- Le opzioni software consentono ulteriori ottimizzazioni.
Note su finecorsa software per assi modulo
Le seguenti note su finecorsa software per assi modulo si applicano anche a limiti di traslazione.
Per finecorsa software con assi modulo si applicano le seguenti condizioni generali:
- Il limite inferiore è maggiore di –360° e minore di +360°.
- Il limite superiore non è negativo e minore di +360°.
- Il limite inferiore non è maggiore del limite superiore.
- Il limite inferiore e superiore si differenziano di meno di 360°.
Se non sono rispettate le condizioni generali, il controllo numerico non può spostare l'asse modulo ed emette un messaggio d'errore.
Se la posizione di destinazione o una posizione equivalente si trova all'interno dell'area ammessa, è consentito un movimento con finecorsa modulo attivi. La direzione di movimento si delinea automaticamente in quanto è sempre possibile raggiungere soltanto una delle posizioni. Osservare i seguenti esempi!
Le posizioni equivalenti si differenziano di un offset di n x 360° dalla posizione di destinazione. Il fattore n corrisponde a un numero intero qualsiasi.
11 L C+0 R0 F5000 | ; Finecorsa –80° e 80° |
12 L C+320 | ; Posizione di destinazione –40° |
Il controllo numerico posiziona l'asse modulo tra i finecorsa attivi sulla posizione equivalente a 320° –40°.
11 L C-100 R0 F5000 | ; Finecorsa –90° e 90° |
12 L IC+15 | ; Posizione di destinazione –85° |
Il controllo numerico esegue il movimento di traslazione in quanto la posizione di destinazione rientra nell'area ammessa. Il controllo numerico posiziona l'asse nella direzione del finecorsa più prossimo.
11 L C-100 R0 F5000 | ; Finecorsa –90° e 90° |
12 L IC-15 | ; Messaggio di errore |
Il controllo numerico emette un messaggio di errore in quanto la posizione di destinazione non rientra nell'area ammessa.
11 L C+180 R0 F5000 | ; Finecorsa –90° e 90° |
12 L C-360 | ; Posizione di destinazione 0°: si applica anche a un multiplo di 360°, ad es. 720° |
11 L C+180 R0 F5000 | ; Finecorsa –90° e 90° |
12 L C+360 | ; Posizione di destinazione 360°: si applica anche a un multiplo di 360°, ad es. 720° |
Se l'asse si trova esattamente al centro dell'area vietata, la distanza da entrambi i finecorsa è identica. In questo caso il controllo numerico può traslare l'asse in entrambe le direzioni.
Se dal blocco di posizionamento risultano due posizioni di destinazione dello stesso valore nell'area ammessa, il controllo numerico si posiziona sul percorso più breve. Se entrambe le posizioni di destinazione dello stesso valore sono a 180° di distanza, il controllo numerico seleziona la direzione di movimento secondo il segno programmato.
Definizioni
Asse modulo
Gli assi modulo sono assi, il cui sistema di misura fornisce solo valori compresi tra 0° e 359,9999°. Se si impiega un asse come mandrino, il costruttore della macchina deve configurare questo asse come asse modulo.
Asse rollover
Gli assi rollover sono assi rotativi che possono eseguire diversi giri o un numero qualsiasi di giri. Il costruttore della macchina deve configurare un asse rollover come asse modulo.
Modalità di conteggio modulo
La visualizzazione di posizione di un asse rotativo con modalità di conteggio modulo rientra tra 0° e 359,9999°. Se viene superato il valore di 359,9999°, la visualizzazione riprende da 0°.
Funzioni e pacchetti di funzioni
Controllo degli assi ADP
Ripartizione dei punti | |
Confronto senza e con ADP |
I programmi NC generati con sistema CAM, che presentano risoluzione insufficiente e densità variabile dei punti nelle traiettorie adiacenti, possono comportare oscillazioni dell'avanzamento ed errori sulla superficie del pezzo.
La funzione Advanced Dynamic Prediction ADP amplia il precalcolo dell'avanzamento massimo ammesso e ottimizza il controllo degli assi interessati durante la fresatura. Con breve tempo di lavorazione è così possibile raggiungere un'elevata qualità superficiale e ridurre l'attività di ripresa.
I principali vantaggi di ADP in breve:
- Per la fresatura bidirezionale la traiettoria avanti e quella indietro presentano un comportamento di avanzamento simmetrico.
- Le traiettorie utensile successive presentano avanzamenti uniformi.
- Effetti negativi di problemi tipici di programmi NC generati con sistema CAM vengono compensati o attenuati, ad es.:
- Brevi gradini a scala
- Tolleranze cordali approssimative
- Coordinate del punto finale del blocco fortemente arrotondate
- Anche in presenza di condizioni difficili il controllo numerico si attiene con precisione ai parametri dinamici.
Dynamic Efficiency
Il pacchetto di funzioni Dynamic Efficiency consente all'operatore di incrementare e quindi rendere più efficiente la sicurezza di processo nell'asportazione elevata del truciolo e nella lavorazione di sgrossatura.
Dynamic Efficiency comprende seguente funzioni software:
- Active Chatter Control ACC (#45 / #2-31-1)
- Adaptive Feed Control AFC (#45 / #2-31-1)
- Cicli per la fresatura trocoidale (#167 / #1-02-1)
L'impiego di Dynamic Efficiency offre i seguenti vantaggi:
- ACC, AFC e la fresatura trocoidale riducono i tempi di lavorazione grazie a una maggiore asportazione del truciolo.
- AFC consente il monitoraggio di un utensile e aumenta così la sicurezza di processo.
- ACC e la fresatura trocoidale prolungano la durata utile dell'utensile.
Per maggiori informazioni consultare il catalogo Opzioni e accessori.
Dynamic Precision
Il pacchetto di funzioni Dynamic Precision consente all'operatore di eseguire lavorazioni rapide e accurate con elevata qualità superficiale.
Dynamic Precision comprende le seguenti funzioni software:
- Cross Talk Compensation CTC (#141 / #2-20-1)
- Position Adaptive Control PAC (#142 / #2-21-1)
- Load Adaptive Control LAC (#143 / #2-22-1)
- Motion Adaptive Control MAC (#144 / #2-23-1)
- Machine Vibration Control MVC (#146 / #2-24-1)
Le funzioni offrono ciascuna miglioramenti significativi, ma possono essere anche combinate tra loro completandosi a vicenda:
- CTC incrementa l'accuratezza nelle fasi di accelerazione.
- MVC migliora la qualità delle superfici.
- CTC e MVC comportano una lavorazione rapida e accurata.
- PAC aumenta la precisione geometrica.
- LAC mantiene costante l'accuratezza, anche in presenza di carico variabile.
- MAC riduce le vibrazioni e incrementa l'accelerazione massima con movimenti in rapido.
Per maggiori informazioni consultare il catalogo Opzioni e accessori.