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 4 assi, 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.

Fasi di processo

La catena di processo descrive il percorso che inizia dalla progettazione e termina con il pezzo finito.

Creazione di modelli 3D
(CAD)
[Object]
Definizione delle strategie
di lavorazione
(CAM)
[Object]
Emissione del programma NC
(postprocessor)
[Object]
Esecuzione del programma NC
(controllo NC)
[Object]
Esecuzione di movimenti
(macchina)
[Object]
Pezzo
[Object]

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 con fino a quattro assi, senza M128 o FUNCTION TCPM
  • Emissione con fino a quattro assi, con M128 o FUNCTION TCPM (#9 / #4-01-1)
 
Tip

Presupposti per una lavorazione a 4 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
 
Tip

TNC7 basic può spostare contemporaneamente max quattro assi. Se con un blocco NC devono essere spostati più di quattro assi, il controllo numerico visualizza un messaggio di errore.

Se la posizione dell'asse non cambia, è possibile programmare più di quattro assi.

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)

Origini sull'utensile

Esempi

11 L X+88 Y+23.5375 Z-8.3 R0 F5000

; 3 assi

11 L X+88 Y+23.5375 Z-8.3 C+45 R0 F5000

; 4 assi senza M128

11 L X+88 Y+23.5375 Z-8.3 C+45 R0 F5000 M128

; 4 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.

 
Tip

Premesse

  • Macchina con assi rotanti
  • Funzioni estese del gruppo 1 (#8 / #1-01-1)
  • Funzioni estese del gruppo 2 (#9 / #4-01-1)
 
Tip

TNC7 basic può spostare contemporaneamente max quattro assi. Se con un blocco NC devono essere spostati più di quattro assi, il controllo numerico visualizza un messaggio di errore.

Se la posizione dell'asse non cambia, è possibile programmare più di quattro assi.

Esempi

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 TY–0.8764339 TZ+0.2590319 M128

; 4 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

Esempio

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.

 
Tip

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.

 
Tip

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 4 assi

Per la lavorazione a 4 assi, denominata anche lavorazione simultanea a 4 assi, la macchina trasla contemporaneamente quattro assi.

 
Tip

Premesse

  • Macchina con assi rotanti
  • Funzioni estese del gruppo 1 (#8 / #1-01-1)
  • Funzioni estese del gruppo 2 (#9 / #4-01-1)

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.
 
Tip

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

Traiettoria nominale (profilo del pezzo)
[Object]
Errore cordale
[Object]
Dati NC
[Object]
  • 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

Ciclo 32 TOLLERANZA

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 finecorsa software per assi modulo

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.

Origini sull'utensile

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.
  • Variabili: parametri Q, QL, QR e QS

  • 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.
  • Tecniche di programmazione

  • Supportare le possibili compensazioni emettendo i profili con compensazione del raggio dell'utensile.
  • Compensazione del raggio utensile

  • Utilizzare i punti della struttura per consentire una rapida navigazione all'interno dei programmi NC.
  • Struttura dei programmi NC

  • Utilizzare i commenti per comunicare note importanti sul programma NC.
  • Inserimento di commenti

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.
  • Area di lavoro Simulazione

  • Tenere presente il comportamento di assi rotativi specifico per la macchina.
  • Note su finecorsa software per assi modulo

  • Assicurarsi che gli utensili necessari siano disponibili e la durata residua sia sufficiente.
  • Prova di impiego utensile

  • Modificare all'occorrenza i valori nel ciclo 32 TOLLERANZA in funzione dell'errore cordale e della dinamica della macchina.
  • Ciclo 32 TOLLERANZA

  •  
    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.
  • Formati di emissione di programmi NC

  • Le opzioni software consentono ulteriori ottimizzazioni.
  • Funzioni e pacchetti di funzioni

  • Opzioni software

Note su finecorsa software per assi modulo

 
Tip

Le seguenti note su finecorsa software per assi modulo si applicano anche a limiti di traslazione.

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.

Esempio

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°.

Esempio

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.

Esempio

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.

Esempi

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.
 
Manual

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.
 
Manual

Per maggiori informazioni consultare il catalogo Opzioni e accessori.