CAM-generované NC-programy
Použití
NC-programy, generované pomocí CAM, jsou vytvářeny externě, pomocí CAM-systémů.
Ve spojení se 4-osým simultánním obráběním nabízejí CAM-systémy pohodlné a někdy jediné možné řešení.
Aby NC-programy, generované CAM, využily plný výkonový potenciál řízení a daly vám kupř. možnosti zákroků a nápravy, musí být splněny určité požadavky.
NC-programy, generované CAM, musí splňovat stejné požadavky jako ručně vytvořené NC-programy. Z procesního řetězce navíc vyplývají další požadavky.
Procesní řetěz popisuje cestu konstrukce až po hotovou součástku.
Příbuzná témata
- Použití 3D-dat přímo v řídicím systému
- Grafické programování
Výstupní formáty NC-programů
Vydání ve formátu popisného dialogu HEIDENHAIN (Klartext)
Pokud vydáte NC-program v Klartextu, máte následující možnosti:
- 3osové vydání
- Výstup až se čtyřmi osami, bez M128 nebo FUNCTION TCPM
- Výstup až se čtyřmi osami, s M128 nebo FUNCTION TCPM (#9 / #4-01-1)
Předpoklady pro 4-osé obrábění:
- Stroj s rotačními osami
- Sada rozšířených funkcí 1 (#8 / #1-01-1)
- Sada rozšířených funkcí 2 (#9 / #4-01-1) pro M128 nebo FUNCTION TCPM
TNC7 basic může pohybovat současně až čtyři osy. Pokud je nutné pohybovat v jednom NC-bloku s více než čtyřmi osami, zobrazí řídicí systém chybové hlášení.
Pokud se poloha osy nezmění, můžete stále programovat více než čtyři osy.
Pokud má CAM-systém kinematiku stroje a přesná data nástroje, můžete NC-programy vydávat bez M128 nebo FUNCTION TCPM. Naprogramovaný posuv je přitom započten s osovými podíly každého NC-bloku, což může mít za následek různé řezné rychlosti.
NC program s M128 nebo FUNCTION TCPM je strojově neutrální a flexibilnější, protože řízení přebírá výpočet kinematiky a využívá data nástroje ze Správy nástrojů. Naprogramovaný posuv působí přitom na vodicí bod nástroje.
Kompenzace postavení nástroje s FUNCTION TCPM (#9 / #4-01-1)
11 L X+88 Y+23.5375 Z-8.3 R0 F5000 | ; 3osový |
11 L X+88 Y+23.5375 Z-8.3 C+45 R0 F5000 | ; 4-osově bez M128 |
11 L X+88 Y+23.5375 Z-8.3 C+45 R0 F5000 M128 | ; 4-osově s M128 |
Vydání s vektory
Z hlediska fyziky a geometrie je vektor směrová veličinou, která popisuje směr a délku.
Při výstupu s vektory vyžaduje řídicí systém alespoň jeden vektor, který popisuje směr normály povrchu nebo sklon nástroje. Volitelně obsahuje NC-blok oba vektory.
Předpoklady:
- Stroj s rotačními osami
- Sada rozšířených funkcí 1 (#8 / #1-01-1)
- Sada rozšířených funkcí 2 (#9 / #4-01-1)
TNC7 basic může pohybovat současně až čtyři osy. Pokud je nutné pohybovat v jednom NC-bloku s více než čtyřmi osami, zobrazí řídicí systém chybové hlášení.
Pokud se poloha osy nezmění, můžete stále programovat více než čtyři osy.
11 LN X0.499 Y-3.112 Z-17.105 NX0.2196165 NY-0.1369522 NZ0.9659258 | ; 3osově s normálovým vektorem povrchu, bez orientace nástroje |
11 LN X0.499 Y-3.112 Z-17.105 NX0.2196165 NY-0.1369522 NZ0.9659258 TX+0 TY–0.8764339 TZ+0.2590319 M128 | ; 4-osově s M128, normálovým vektorem povrchu a orientací nástroje |
Struktura NC-bloku s vektory
Vektor normály plochy kolmo k obrysu | Směrový vektor nástroje |
11 LN X+0.499 Y-3.112 Z-17.105 NX0 NY0 NZ1 TX+0,0078922 TY–0,8764339 TZ+0,2590319 | ; Přímka LN s normálovým vektorem plochy a orientací nástroje |
Prvek syntaxe | Význam |
---|---|
LN | Přímka LN s normálovým vektorem plochy |
X Y Z | Cílové souřadnice |
NX NY NZ | Složky normálového vektoru plochy Prvek syntaxe je volitelný |
TX TY TZ | Složky směrového vektoru nástroje Prvek syntaxe je volitelný |
Typy obrábění podle počtu os
Obrábění ve 3 osách
Pokud jsou pro obrobení obrobku zapotřebí pouze hlavní osy X, Y a Z, provede se tříosé obrábění.
Obrábění ve 3+2 osách
Pokud je pro obrobení obrobku nutné naklopit rovinu obrábění, probíhá obrábění ve 3+2osách.
Předpoklady:
- Stroj s rotačními osami
- Sada rozšířených funkcí 1 (#8 / #1-01-1)
Obrábění s naklopenými souřadnicemi
Během naklopeného obrábění, známého také jako naklopené frézování, stojí nástroj pod vámi definovaným úhlem k rovině obrábění. Nemění orientaci souřadnicového systému roviny obrábění WPL-CS, pouze polohu rotačních os a tím naklopení nástroje. Přesazení vznikající takto v hlavních osách, může řídicí systém vyrovnat.
Naklopené obrábění se uplatňuje ve spojení s podříznutím a krátkými délkami upnutí nástroje.
Předpoklady:
- Stroj s rotačními osami
- Sada rozšířených funkcí 1 (#8 / #1-01-1)
- Sada rozšířených funkcí 2 (#9 / #4-01-1)
Obrábění ve 4 osách
Při 4-osovém obrábění, také nazývaném 4-osové simultánní obrábění, stroj pojíždí ve čtyřech osách současně.
Předpoklady:
- Stroj s rotačními osami
- Sada rozšířených funkcí 1 (#8 / #1-01-1)
- Sada rozšířených funkcí 2 (#9 / #4-01-1)
Procesní kroky
CAD
Použití
S pomocí CAD-systémů vytvářejí konstruktéři 3D-modely požadovaných obrobků. Nesprávná CAD-data mají negativní dopad na celý procesní řetězec, včetně kvality obrobku.
Upozornění
- Vyhněte se ve 3D-modelech otevřeným nebo překrývajícím se plochám a zbytečným bodům. Pokud je to možné, použijte testovací funkce CAD-systému.
- Vytvářejte nebo ukládejte 3D-modely do středu tolerance a ne na jmenovité rozměry.
Podporujte výrobu dalšími soubory:
- Připravujte 3D-modely ve formátu STL. Interní simulace řídicího systému může využívat CAD-data, např. jako polotovary a hotové díly. Přídavné modely upínačů nástrojů a obrobků jsou důležité ve spojení s monitorováním kolize (#40 / #5-03-1).
- Uvádějte na výkresy rozměry, které mají být zkontrolovány. Typ souboru výkresů zde není důležitý, protože řídicí systém např. umí otevírat i soubory PDF a podporuje tak bezpapírovou výrobu.
Definice
Zkratka | Definice |
---|---|
CAD (computer- aided design) | Počítačem podporovaná konstrukce |
CAM a postprocesor
Použití
S pomocí strategií obrábění v rámci CAM-systémů vytvářejí CAM-programátoři na stroji a řídicím systému nezávislé NC-programy, založené na CAD-datech.
S pomocí postprocesoru jsou nakonec NC-programy vydávány pro daný stroj a řídicí systém.
Poznámky k CAD-datům
- Vyhněte se ztrátě kvality kvůli nevhodným přenosovým formátům. Integrované CAM-systémy s rozhraním, specifickým pro výrobce, fungují částečně bezztrátově.
- Využijte dostupné přesnosti obdržených CAD-dat. Pro dokončování velkých poloměrů se doporučuje chyba geometrie nebo modelu menší než 1 μm.
Poznámky k chybám tečen a cyklu 32 TOLERANCE
- Při hrubování je kladen důraz na rychlost obrábění.
Součet chyby tečny a tolerance T v cyklu 32 TOLERANCE musí být menší než přídavek na obrys, jinak hrozí narušení obrysu.
Chyba tečny v CAM-systému
0,004 mm až 0,015 mm
Tolerance T v cyklu 32 TOLERANCE
0,05 mm až 0,3 mm
- Při dokončování s cílem vysoké přesnosti musí hodnoty poskytovat potřebnou hustotu dat.
Chyba tečny v CAM-systému
0,001 mm až 0,004 mm
Tolerance T v cyklu 32 TOLERANCE
0,002 mm až 0,006 mm
- Při dokončování s cílem vysoké kvality povrchu musí hodnoty umožnit vyhlazení obrysu.
Chyba tečny v CAM-systému
0,001 mm až 0,005 mm
Tolerance T v cyklu 32 TOLERANCE
0,010 mm až 0,020 mm
Poznámky k NC-výstupu, optimalizovanému pro řídicí systém
- Předcházejte chybám při zaokrouhlování tím, že budete vydávat polohy os s nejméně čtyřmi desetinnými místy. Pro optické součásti a obrobky s velkými poloměry (malými zakřiveními) se doporučuje alespoň pět desetinných míst. Výstup normálových vektorů plochy (pro přímky LN) vyžaduje alespoň sedm desetinných míst.
- Zabraňte sčítání tolerancí tím, že budete u po sobě jdoucích polohovacích bloků vydávat absolutní, místo přírůstkových hodnot souřadnic.
- Pokud je to možné, vydávejte polohovací bloky jako kruhové oblouky. Řídicí systém počítá kružnice interně přesněji.
- Vyvarujte se opakování stejných pozic, specifikací posuvu a doplňkových funkcí, např. M3.
- Pokud jsou vyvolání podprogramu a definice podprogramu odděleny několika NC-bloky, může dojít k přerušení kvůli výpočtům. Zabraňte vzniku např. řezných stop, způsobených přerušením, použitím následujících možností:
- Programujte podprogramy s pozicemi pro odjezd na začátku programu. Řídicí systém již při pozdějším vyvoláni ví, kde se podprogram nachází.
- Vyčleňte obráběcí pozice nebo transformace souřadnice do samostatného NC-programu. Řídicí systém pak musí pouze vyvolat například bezpečné polohy a transformace souřadnic v NC-programu.
- Cyklus 32 TOLERANCE zadávejte znovu pouze při změně nastavení.
- Zajistěte, aby rohy (zakřivené přechody) byly přesně definovány NC-blokem.
- Je-li vydána dráha nástroje se silnými změnami směru, tak posuv značně kolísá. Je-li to možné, zaoblujte dráhy nástrojů.
Dráhy nástrojů s ostrými změnami směru na přechodech
Dráhy nástrojů se zaoblenými přechody
- Na rovných drahách nepoužívejte mezilehlé ani opěrné body. Tyto body vznikají např. konstantním vydáváním bodů.
- Zabraňte vzorům na povrchu obrobku tím, že se vyhnete přesně synchronnímu rozložení bodů na plochách s rovnoměrným zakřivením.
- Použijte rozteče bodů, které jsou vhodné pro obrobek a operaci obrábění. Možné počáteční hodnoty jsou mezi 0,25 mm a 0,5 mm. Hodnoty větší než 2,5 mm se nedoporučují ani při velkých posuvech při obrábění.
- Zabraňte nesprávnému polohování výstupem funkcí PLANE (#8 / #1-01-1) sMOVE nebo TURN bez samostatných polohovacích bloků. Pokud vydáváte STAY a polohujete rotační osy samostatně, použijte místo pevných os proměnné Q120 až Q122.
- Zabraňte silným změnám posuvu ve vodicím bodu nástroje tím, že se vyhnete nepříznivému vztahu mezi pohybem lineárních a rotačních os. Problematická je např. výrazná změna úhlu naklopení nástroje se současnou malou změnou polohy nástroje. Berte do úvahy různé rychlosti příslušných os.
- Když stroj pohybuje několika osami současně, mohou se kinematické chyby os sčítat dohromady. Používejte co nejméně os současně.
- Vyhněte se zbytečným omezením posuvu, která můžete definovat pro vyrovnávací pohyby v M128 nebo funkci FUNCTION TCPM (#9 / #4-01-1).
Kompenzace postavení nástroje s FUNCTION TCPM (#9 / #4-01-1)
- Zohledněte chování rotačních os, specifické pro stroj.
Poznámky k nástrojům
- Kulová fréza, CAM-výstup do středu nástroje a vysoká tolerance rotační osy TA (1° až 3°) v cyklu 32 TOLERANCE umožňují stejnoměrné průběhy posuvu.
- Kulové nebo toroidní frézy a CAM-výstup, vztažený k hrotu nástroje, vyžadují malé tolerance rotační osy TA (přibližně 0,1°) v cyklu 32 TOLERANCE. Při vyšších hodnotách hrozí poškození obrysu. Rozsah poškození obrysu je závislý např. na sklonu či poloměru nástroje a hloubce záběru.
Poznámky pro uživatelsky přívětivé NC-výstupy
- Umožněte snadné přizpůsobení NC-programů využitím cyklů obrábění a dotykové sondy řídicího systému.
- Usnadněte přizpůsobení a přehlednost centrálním definováním posuvu pomocí proměnných. Používejte zejména volně použitelné proměnné, např. parametry QL.
- Zlepšete přehled strukturováním NC-programů. V rámci NC-programů používejte např. podprogramy. Pokud je to možné, rozdělte větší projekty do několika samostatných NC-programů.
- Podporujte možnosti korekce vydáváním obrysů s korekcí poloměru nástroje.
- Umožněte rychlou navigaci v NC-programech pomocí členicích bodů.
- Sdělte důležité informace o NC-programu pomocí komentářů.
NC-řízení a stroj
Použití
Řízení vypočítává pohyby jednotlivých os stroje a požadované rychlostní profily z bodů, definovaných v NC-programu. Interní filtrační funkci řídicího systému zpracovávají a vyhlazují obrys tak, aby řízení dodržovalo maximální povolenou odchylku dráhy.
Pomocí systému pohonu stroj převádí vypočítané pohyby a rychlostní profily na pohyby nástroje.
Zpracování můžete optimalizovat pomocí různých možností zákroků a korekcí.
Poznámky k používání NC-programů, generovaných CAM
- Simulace NC-dat, nezávislých na stroji a řídicím systému, v rámci CAM-systémů se může lišit od skutečného obrábění. Zkontrolujte NC-programy, generované CAM, pomocí interní simulace řídicího systému.
- Zohledněte chování rotačních os, specifické pro stroj.
- Zajistěte, aby byly k dispozici potřebné nástroje a zbývající životnost byla dostatečná.
- V případě potřeby změňte hodnoty v cyklu 32 TOLERANCE v závislosti na chybě tečny a dynamice stroje.
- Machine
Informujte se ve vaší příručce ke stroji!
Někteří výrobci strojů umožňují přizpůsobení chování stroje příslušnému obrábění přídavným cyklem, např. cyklem 332 Tuning. Cyklus 332 vám umožňuje změnit nastavení filtru, nastavení zrychlení a nastavení cukání.
- Pokud NC-program, vygenerovaný v CAM, obsahuje vektory můžete korigovat nástroje i trojrozměrně.
- Volitelný software umožňuje další optimalizace.
Poznámky k softwarovým koncovým vypínačům pro modulo-osy
Následující poznámky k softwarovým koncovým spínačům pro modulo-osy platí také pro limity pojezdu.
Následující rámcové podmínky platí pro softwarové koncové vypínače pro moduly-osy:
- Spodní mez je větší než -360° a menší než +360°.
- Horní mez není záporná a je menší než +360°.
- Spodní mez není větší než horní mez.
- Dolní a horní mez jsou od sebe vzdáleny méně než 360°.
Pokud nejsou rámcové podmínky splněny, nemůže řídicí systém pohybovat modulo-osou a vydá chybové hlášení.
Pokud leží cílová poloha nebo její ekvivalentní poloha v povoleném rozsahu, je povolen pohyb s aktivními koncovými modulo-vypínači. Směr pohybu je dán automaticky, protože lze najíždět vždy pouze na jednu z poloh. Uvažujte následující příklady!
Ekvivalentní pozice se liší o přesazení n x 360° od cílové pozice. Koeficient n odpovídá libovolnému celému číslu.
11 L C+0 R0 F5000 | ; Koncové vypínače –80° a 80° |
12 L C+320 | ; Cílová poloha -40° |
Řízení polohuje modulo-osu mezi aktivními koncovými spínači do polohy ekvivalentní 320° tj. -40°.
11 L C-100 R0 F5000 | ; Koncové vypínače -90° a 90° |
12 L IC+15 | ; Cílová poloha -85° |
Řídicí systém vykonává pojezd, protože cílová poloha je v povoleném rozsahu. Řízení polohuje osu ve směru bližšího koncového vypínače.
11 L C-100 R0 F5000 | ; Koncové vypínače -90° a 90° |
12 L IC-15 | ; Chybové hlášení |
Řídicí systém vydá chybové hlášení, protože cílová poloha je mimo povolený rozsah.
11 L C+180 R0 F5000 | ; Koncové vypínače -90° a 90° |
12 L C-360 | ; Cílová pozice 0°: Platí také pro násobky 360°, např. 720° |
11 L C+180 R0 F5000 | ; Koncové vypínače -90° a 90° |
12 L C+360 | ; Cílová pozice 360°: Platí také pro násobky 360°, např. 720° |
Pokud je osa přesně uprostřed zakázané oblasti, je cesta k oběma koncovým vypínačům shodná. V tomto případě může řídicí systém pojíždět osou v obou směrech.
Pokud má polohovací blok za následek dvě ekvivalentní cílové polohy v povolené oblasti, použije řídicí systém kratší dráhu. Jsou-li obě ekvivalentní cílové polohy od sebe vzdáleny 180°, zvolí řídicí systém směr pohybu podle naprogramovaného znaménka.
Definice
Modulo-osa
Modulo osy jsou osy, jejichž měřicí zařízení dodává pouze hodnoty od 0° do 359,9999°. Pokud je osa použitá jako vřeteno, musí výrobce stroje nakonfigurovat tuto osu jako modulo-osu.
Rollover-osa
Rollover-osy jsou rotační osy, které mohou provádět několik nebo libovolný počet otáček. Výrobce stroje musí nakonfigurovat Rollover-osu jako modulo-osu.
Modulo-počítání
Indikace polohy rotační osy s modulo-počítáním je mezi 0° a 359,9999°. Pokud je překročena hodnota 359,9999°, začne indikace znovu na 0°.
Funkce a balíčky funkcí
Řízení pohybu ADP
Rozdělení bodů | |
Srovnání bez a s ADP |
CAM-generované NC-programy s nedostatečným rozlišením a proměnlivou hustotou bodů v sousedních drahách mohou vést ke kolísání posuvu a chybám na povrchu obrobku.
Funkce Advanced Dynamic Prediction ADP rozšiřuje předběžný výpočet maximálního přípustného profilu posuvu a optimalizuje řízení pohybu os, zapojených během frézování. Můžete tak dosáhnout vysoké kvality povrchu s krátkou dobou obrábění a snížit náklady na dodělávky.
Přehled nejdůležitějších výhod ADP:
- Při obousměrném frézování mají dopředná a zpětná dráha symetrické chování posuvu.
- Sousední dráhy nástroje mají jednotné průběhy posuvu.
- Negativní vlivy typických problémů NC-programů, generovaných CAM, jsou vyrovnány nebo zmírňovány, např.:
- Krátké stupně, jako schody
- Hrubé tolerance tečny
- Silně zaokrouhlené souřadnice koncového bodu bloku
- I za ztížených podmínek řízení přesně dodržuje dynamické veličiny.
Dynamic Efficiency
S balíčkem funkce Dynamická účinnost (Dynamic Efficiency) můžete zvýšit spolehlivost procesu při těžkém a hrubovacím obrábění, a tím ho zefektivnit.
Dynamic Efficiency zahrnuje následující softwarové funkce:
- Active Chatter Control ACC (#45 / #2-31-1)
- Adaptive Feed Control AFC (#45 / #2-31-1)
- Cykly pro trochoidální frézování (#167 / #1-02-1)
Použití Dynamic Efficency nabízí následující výhody:
- ACC, AFC a vírové frézování zkracují dobu obrábění díky vyššímu objemu úběru.
- AFC umožňuje monitorování nástroje a zvyšuje tak spolehlivost procesu.
- ACC a vírové frézování prodlužuje životnost nástroje.
Další informace naleznete v prospektu Opce a příslušenství.
Dynamic Precision
Pomocí balíčku funkce Dynamická přesnost (Dynamic Precision) můžete rychle a přesně obrábět s vyšší kvalitou povrchu.
Dynamic Precision zahrnuje následující softwarové funkce:
- 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)
Každá z těchto funkcí nabízí významná zlepšení. Mohou se ale také vzájemně kombinovat a vzájemně se doplňují:
- CTC zvyšuje přesnost ve fázích zrychlení.
- MVC umožňuje lepší povrchy.
- CTC a MVC vedou k rychlému a přesnému obrábění.
- PAC vede ke zvýšené věrnosti obrysu.
- LAC udržuje konstantní přesnost, i při proměnlivém zatížení.
- MAC snižuje vibrace a zvyšuje maximální zrychlení při pohybech rychloposuvem.
Další informace naleznete v prospektu Opce a příslušenství.