Comanda numerica o necesitate tehnologica

Yüklə 104,29 Kb.

tarix	26.10.2017
ölçüsü	104,29 Kb.
	#14798

LUCRARE EVALUARE IT&C

COMANDA NUMERICA A MASINILOR UNELTE

COMANDA NUMERICA O NECESITATE TEHNOLOGICA

Comanda numerică reprezintă o treaptă superioară a nivelului de control a

maşinilor şi utilajelor.

Controlul unei maşini-unelte sau utilaj implică domenii cum ar fi tipul de acţionare, modul de control şi limitarea mişcărilor pe axe, modul de control al vitezelor (principală şi de avans), modul de selectare şi utilizare a unor facilităţi asociate procesului de lucru (dispozitive de prindere, scule) etc.. $g:\div\flexform\imgcncstrg.jpg$

Între un nivel de control complet manual şi unul complet automat pot fi enumerate
următoarele etape:
*nivelul zero, întâlnit la primele maşini pentru aşchiere, controlate

exclusiv manual;

*nivelul unu, asociat maşinilor acţionate cu ajutorul roţii hidraulice /

motor cu ardere internă / motor electric prevăzut cu comandă de tipul

“pornit/oprit”;

*nivelul doi include majoritatea maşinilor-unelte convenţionale caracterizate prin posibilitatea sincronizării mişcării sculei cu a piesei.

Din punctul de vedere al controlului mişcărilor, decisivă este performanţa operatorului uman;

*nivelul trei este specific maşinilor care operează în cadrul unor cicluri fixe de mişcări prestabilite, bazate pe sisteme de comandă prin came,copiere hidraulică şi electrică, comandă secvenţială de tipul matrice cu fişe,tamburi cu bile etc..

*nivelul patru include sistemele de prelucrare care asigură măsurarea dimensiunilor piesei în timpul procesului;

*nivelul cinci cuprinde gama largă a comenzii numerice

Apariţia comenzii numerice a fost impusă de necesitatea perfecţionării tehnologiei, în prima fază, din ramurile industriale generatoare de dezvoltări tehnologice cum ar fi industria aerospaţială, navală etc..

Aceste cerinţe au impus dezvoltarea unui program de cercetare amplu, finalizat cu realizarea în 1949 a primei maşini-unelte NC.

Apariţia comenzii numerice marchează o etapă nouă în dezvoltarea sistemului decontrol al maşinilor-unelte. Înainte de apariţia comenzii numerice, automatizării îi era asociată noţiunea de productivitate. După apariţia acesteia noţiunea de automatizare implică alături de productivitatea şi alte trei idei directoare: precizie, rapiditate şi supleţe *MOR, 98+.

Ar merita amintite citeva tipuri de MUCN : o generaţie este cunoscută şi sub denumirea de “generaţia benzii perforate”. Este caracteristic faptul că maşinile-unelte sunt proiectate special, în concordanţă cu cerinţele impuse de echipamentul numeric, constituind împreună cu echipamentul de comandă, un ansamblu numeric de prelucrare.

Partea de programare era facuta pe calculatoare, iar rezultatul dupa prelucrarea datelor (cotele piesei) , programul de lucru al masinii, era stocat pe o banda perforata.

Masina era dotata cu cititor de banda perforata si echipament electric de transmisie automatizata a programului la motoarele de pe axele de prelucrare ale masinii.

Desigur, exista un panou de comanda de unde se puteau introduce programele mai simple pentru masina. $g:\div\flexform\cnctraining2.jpg$
O alta generaţie este cunoscută sub denumirea de sisteme CNC (Computerized Numeric

Control).

Se bazează pe integrarea pe scară largă a calculatorului în procesul de control. Integrarea calculatorului în sistemul de comandă al maşinii-unelte face posibilă implementarea unor facilităţi în comanda numerică, practic greu de imaginat cu câteva decenii în urmă.

Extinderea sistemelor CNC se poate realiza şi prin dotarea acestora cu alte programe de bază, cum ar fi cele pentru diagnosticarea şi
localizarea defecţiunilor maşinii-unelte şi a erorilor ce intervin în timpul lucrului.

Programarea Masinilor Unelte cu Comanda Numerica utilizind Standul B55 ELECTRON srl –ITALY are ca scop pregatirea elevilor si familiarizarea lor cu programarea ISO-FANUC in acord cu documentatia tehnica propusa.

Documentatia se gaseste pe internet la adresa :
http://www.electron.it/pdf/catalogue/LEAFLET%20B55%20(CNC%20TRAINING%20MACHINES).pdf
Dintre cele mai cunoscute echipamente CNC sunt :

Sinumerik, al firmei Siemens , Germania

FANUC, Japonia

Alcatel, Franta

Mikromat, Germania

CARACTERISTICI ALE UNEI MASINI UNELTE CNC

*numărul de axe

*purtătorul de program

*memoria pentru înmagazinarea programelor

*modul de introducere a programelor

*posibilităţile de adaptare pentru legătura cu o memorie externă

*precizia obţinuta

Ca avantaje ale folosirii MASINILOR UNELTE CNC pute mentiona :

Se poate îmbunătăţi organizarea producţiei trecându-se în final la conducerea automată a întregului proces de producţie.

In cazul în care forma piesei poate fi exprimată prin ecuaţii matematice de exemplu:

Profilul unei palete -se poate renunţa total la desene şi se poate deduce direct profilul din funcţia numerică.

Posibilitatea reglării în timp minim a unui număr oarecare de maşini-unelte identice, prelucrând aceeaşi piesă.

Ca dezavantaje

Costul ridicat al echipamentului de comandă numerica (de 5-10 ori mai ridicat ) decât al unei maşini unelte obişnuite.

Asigurarea existenţei unui personal specializat pentru conceperea şi elaborarea programelor şi pentru intervenţii urgente în cazul defectării aparatului de comandă numerică.

$g:\div\flexform\cncaxe.jpg$

Pentru unificarea şi uşurarea interschimbabilităţii datelor de programare numerică s-a alcătuit şi acceptat sistemul ISO-R 841 pentru standardizarea axelor de coordonate şi a miscărilor la MUCN.

In comanda numerică s-a introdus noţiunea de axă ca fiind o deplasare liniară .

La toate maşinile unelte cu comandă numerică:

axa Z coincide cu axa arborelui principal,

axa X reprezintă axa principală de mişcare în planul în care se realizează poziţionarea piesei faţă de sculă,

axa Y de mişcare e perpendiculară pe axele X si Z, formând cu acestea un triedru
Ca exemplu avem :

STANDULUI MASINII in tabelul alaturat

Axele de coordonate se stabilesc după anumite reguli, astfel :

Axa Z este paralelă cu axa arborelui principal al maşinii .

Astfel, la o maşină de găurit sau de frezat, arborele principal antrenează scula, în timp ce la un strung, axa Z coincide cu axa piesei.

Dacă maşina nu are arbore principal, axa Z se alege perpendicular pe suprafaţa de aşezare a piesei. Sensul pozitiv al axei Z corespunde deplasării prin care se măreşte distanta dintre piesă şi scula.

Axa X este în general, orizontală şi paralelă cu suprafaţa de aşezare a piesei. Ea este axa principală de deplasare în planul în care se face poziţionarea piesei faţă de sculă.

Axa Yse alege astfel încât să formeze împreună cu celelalte un sistem ortogonal drept, care se poate determina şi cu regula mâinii drepte din fizică. $g:\div\flexform\cncaxe2.jpg$

Programarea maşinilor cu comandă numerică

Un program piesă pentru o maşină cu comandă numerică este o listă de comenzi şi de date transmise echipamentului de comandă numerică al maşinii.

Limbajul folosit este standardizat (ISO - International Standard Organisation sau EIA - Electronic Industries Association).

Programul se compune dintr-un program

principal şi eventual un număr de subprograme.

Fiecare unitate de program se compune din blocuri sau fraze

Un bloc se compune dintr-o adresă şi o valoare numerică. Exemple:
%100

bloc sau frază

cuvânt

N10

N20

N...

N100 G01 X-12.5 Y65.432 F60 M8

N...

N320 M29 M30

-cuvânt care defineşte o dimensiune: X-12.5

-cuvânt care defineşte o funcţie pregătitoare: G01

-cuvânt care defineşte o funcţie auxiliară: M8

Numerotarea liniilor se face folosind adresa N şi este de obicei facultativă dar utilă dacă sunt semnalate erori.

Funcţiile pot fi modale sau nemodale. Cele nemodale sunt active doar în cadrul blocului în care sunt definite. Cele modale sunt active începând de la blocul în care au fost definite şi până la o funcţie de anulare.

Exemplu :

N120 G0 X100 Y345

N130 G1 Z-4 F35

Funcţia G1 (deplasare cu avans de lucru) anulează funcţia G0 (deplasare cu avans rapid). X şi Y sunt modale, deci deplasarea pe aza Z se realizează în punctul (100, 345, -4). $g:\div\flexform\autowrjpg.jpg$

EXEMPLU SI LINK-URI

$g:\div\flexform\cnctraining4.jpg$

Avem in imaginile alaturate ECRANUL masinii

CNC cu o LINIE DE PROGRAM pentru reperul

‘GANASCIA’

Si alaturat FISIERUL TEXT rezultat in urma prelucrarii datelor de catre un program de calcul

(sau fisierul scris/editat de catre tehnicianul programator CNC) pentru reperul « Flansa cu git Pn25 Dn100«

In imaginea alaturata este Documentatia de lucru de la firma ELECTRON srl –ITALY

http://www.electron.it/

http://www.electron.it/mechatronics/114-b55-real-size-cnc-production-systems

http://www.electron.it/pdf/catalogue/LEAFLET%20B55%20(CNC%20TRAINING%20MACHINES).pdf

Pentru scrierea unui program CNC se are la bază desenul de execuţie al piesei şi fişa tehnologică sau planul de operaţii, conform cărora se introduc în programul piesei, (în fraza de început şi la schimbarea sculei şi a parametrilor de lucru) următoarele adrese setabile:

N – nr. frazei

T – scula

S – turaţia

M – funcţii suplimentare

H – funcţii auxiliare

G – funcţii de deplasare ( ex: G 0 – avans rapid sculă

G 94 – avans liniar

G 95 – avans pe rotaţii, etc.)

Comenzi de poziţionare

$g:\div\flexform\cncelectron.jpg$

Se realizează cu funcţiile:

G 09 – poziţionare exactă încetinire

G 17 – deplasare după axa oz

G 18 – deplasare după axa oy

G 19 – deplasare după axa ox

G 54.....G 57 – deplasare de nul (origine)

G 53 – anulează deplasarea de nul

G 60 – poziţionare exactă încetinire

G 74 – atingere punct de referinţă

G 90 – coordonate absolute

G 91 – coordonate relative

G 92 – reglarea poziţiei, etc.

Comenzi de prelucrare liniară, comenzi de conturare

Se realizează cu funcţiile:

G 01 - interpolare ( prelucrare) liniară

G 02 - Interpolare circulară- contur arc de cerc dreapta

G 03 - Interpolare circulară – contur arc de cerc stânga

G 04 - oprire în fraza respectivă

Comenzi auxiliare

M 00 – Stop programat ( se poate înlătura şpanul, repogramează)

M 01 – stop opţional

M 02 – sfârşitul programului principal, cu întoarcere la începutul programului

M 03 - rotire arbore principal, în sensul acelor de ceasornic

M 04 – rotire arbore principal în sens invers acelor de ceasornic

M 05 – oprire arbore principal

M 06 – schimbare sculă

M 17 – sfârşit subprogram

M 30 - sfârşit program
Pe fiecare maşină cu comandă numerică, originile şi punctele de referinţă sunt definite.

Originea piesei reprezintă originea definită pentru programarea piesei.

Maşina afişează distanţa reală a punctului unde ea se găseşte .

Deoarece scula se uzeaza in procesul tehnologic de aschiere EXISTA POSIBILITATEA introducerii CORECTIILOR DE SCULA care asigura compensarea uzurii sculei (functiile D)

Masina se retrage la sfirsit de ciclu pe LIMITATORII DE CAPAT CURSA

Masina porneste (la inceput de ciclu) pina la un PUNCT DE REFERINTA definit de programator/ utilizatorul masinii, declarat in program si realizat prin atingere (cu masina adusa in MOD MANUAL de catre operatorul masinii)

PENTRU SCRIEREA PROGRAMELOR TREBUIE TINUT CONT DE SPECIFICATIILE INSCRISE IN CARTEA MASINII

EXEMPLU SI LINK-URI 2

In continuare este prezentat un Exemplu de flansa cu git pentru prelucrare pe strung frontal SF400

Programul GENFLSF4W.PAS scrie automat programul SIEMENS pentru strungul cu comanda numerica SF400, prin intermediul fisierului text AUTOWR.txt (rezultatul prelucrarii datelor)

Datele de intrare ale programului sint COTELE FLANSEI (din standardul STAS)

Programul, desenul de executie al piesei -FLAutowr.dwg si mediul de programare TURBOPascal se gasesc pe pagina WIKI(se pot descarca) : http://motoareautoctie.wikispaces.com/CAD
$g:\div\flexform\flautowr.jpg$

si in ANEXE.

In desenul alaturat cotele sint RADIALE.

Pentru program se cer introduse DIAMETRE, deci cotele inscrise in desenul alaturat, trebuie dublate.

Se prelucreaza cu primul cutit exteriorul (Fi220)si fata de etansare, dupa care in PRINDEREA a
doua (in universalul strungului) se prelucreaza spatele flansei, conturul gitului flansei (conturare).

CONTROLUL MISCARII PE AXELE X,Y,Z ALE MUCN

CONTROLUL MISCARII PE AXELE X,Y,Z ALE MUCN

Controlul miscarii pe axele masinii unelte cu comanda numerica se face electronic cu ajutorul senzorilor, traductoarelor si echipamentului electronic (inclusiv microcontrolere)

In continuare este prezentata modalitatea de control a axelor MUCN, citeva tipuri de traductoare, si modul de numarare/ contorizare a ‘pasilor’ facuti pe o axa cu ajutorul unui microcontroler.

Interfaţarea traductorilor şi senzorilor.

Rolul senzorului este de a transforma o mărime fizică de intrare (energie), provenită din mediu, într-o mărime electrică de ieşire, mărime ce poate fi măsurată, prelucrată şi afişată. În diferite discipline, pe lângă noţiunea de “senzor”, se utilizează noţiunea de “traductor”.

Un traductor este un dispozitiv elementar, capabil într-un anumit domeniu de măsurare, să convertească o mărime fizică de intrare într-o mărime electrică de ieşire. Traductorul în sine nu conţine elemente de procesare, scopul lui este doar realizarea conversiei.

Un senzor este un dispozitiv bazat pe un traductor, capabil să convertească o mărime neelectrică într-o mărime electrică şi să o proceseze în concordanţă cu un algoritm dat, cu scopul de a furniza o ieşire uşor interfaţabilă cu un sistem de calcul.

Principala diferenţă faţă de noţiunea de traductor constă în natura neelementară a senzorului prin faptul că el este capabil să posede şi alte funcţii pe lângă cea de conversie de energie

Într-un sistem mecatronic, senzorii şi traductorii permit modulului de procesare obţinerea de informaţii despre proces şi mediu. Fără aceste dispozitive, sistemul nu poate funcţiona. De multe ori, calitatea sistemului mecatronic este în cea mai mare parte dependentă de calitatea sistemului de senzori şi traductoare.

Natura semnalului de ieşire determină dacă dispozitivul este:

analog: când semnalul de ieşire este continuu şi depinde liniar sau neliniar de mărimea fizică de intrare;
digital: când, pentru o mărime fizică de intrare continuă semnalul de ieşire poate lua un număr discret de valori.

Principalele caracteristici statice sunt:

liniaritatea: se defineşte ca “măsura” în care legătura între mărimea fizică de intrare şi semnalul electric de ieşire poate fi exprimată printr-o funcţie liniară;
precizia: se defineşte ca toleranţa cu care o mărime poate fi repetată (adică “abilitatea” dispozitivului de a da aceeaşi valoare de ieşire pentru aceeaşi valoare de intrare);
rezoluţia: se defineşte ca minimul variaţiei semnalului de ieşire, produs ca urmare a variaţiei continue a unui semnal fizic de intrare.

Traductoare , senzori de poziţie si Senzori incrementali

Senzorii digitali de poziţie oferă la ieşire unul sau mai multe trenuri de impulsuri dreptunghiulare de tensiune. De obicei senzorii digitali sunt preferaţi celor analogici datorită preciziei mai mari şi a insensibilităţii la zgomote şi perturbaţii.Senzorii digitali sunt incrementali sau absoluţi, fiecare existând în două variante constructive: liniară, respectiv rotativă.
În principiu, un senzor digital oferă la ieşire un număr de impulsuri dreptunghiulare pentru fiecare unitate de deplasare parcursă de elementul mobil. Mărimea măsurată nu poate fi determinată la un moment dat (nu este o poziţie). Contorizând însă impulsurile de ieşire ale senzorului, într-un anumit interval de timp, se obţine un număr pe baza căruia se calculează deplasarea efectuată de elementul mobil în intervalul de timp respectiv. În concluzie, senzorii digitali incrementali permit măsurarea unor deplasări relative.
Procedeul de sesizare al incrementelor poate fi magnetic sau optic. Procedeul optic este cel mai răspândit datorită relativei simplităţi constructive şi a unor facilităţi de prelucrare a semnalelor.
Discul sau rigla contine o retea optică de zone active, alternate cu interstiţii de aceeasi lăţime. Zonele active se disting de interstiţii, fie prin transparenţă (procedeu de măsurare de tip diascopic), fie prin puterea de reflecţie (procedeu de masurare episcopic).
Citirea este realizată de un cap (palpator) cu o grilă de urmărire (scanare) prevazută cu ferestre în dreptul fiecărei piste.
Senzori incrementali
Discul incremental conţine o reţea de zone active intercalate cu interstiţii, toate de aceeaşi lăţime. Lumina emisă de o sursă de lumină (LED) poate să treacă sau nu spre detectorul de lumină (o fotodiodă), funcţie de poziţia unghiulară a discului. Semnalul generat este amplificat şi transmis sub formă de impulsuri spre dispozitivul de calcul (microcontroler).

Senzorii optici incrementali pot genera implusuri pe:

un canal : in acest caz nu este posibilă determinarea sensului de rotaţie

două canale : semnalele sunt decalate cu p/2 unul faţă de celălalt fiind posibilă astfel determinarea sensului de rotaţie şi in plus multiplicarea cu 2 sau 4 a numărului de implusuri obţinute

trei canale : permite generarea unui impuls la o rotaţie completă. Deci microcontrolerul poate face corecţia necesară dacă se pierd impulsuri şi ţine evidenţa numărului de rotaţii complete.

ACELEASI SISTEME DE CONTROL ALE MISCARII PE AXE SINT UTILIZATE SI IN CAZUL MISCARII ROBOTILOR INDUSTRIALI.

Mai jos este diagrama de miscare viteza/timp pentru o secventa de miscare a robotului.

De asemenea o formula rapida de calcul a vitezei functie de Moment si Greutate (masa inertiala)

t[s]

In varianta LYNXMOTION exista 2 variante de microroboti L5 si L7

TIPUL ROBOTULUI	LUNGIMEA BRATULUI
L5	200 mm
L7	300 mm

2005 by Electron S.r.l. & Lynxmotion

BIBLIOGRAFIE

NECHIFOR MARIANA – ING. GR. DIDACTIC I

Colegiul Tehnic “MIRCEA CRISTEA” – Braşov

AUXILIAR CURRICULAR
MODULUL X MAŞINI UNELTE CU COMANDĂ NUMERICĂ

PLATFORME MECATRONICE PENTRU EDUCATIE Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca
GH. SLEVOACA s.a

CARTEA PROGRAMATORULUI STRUNGURILOR VERTICALA CU COMANDA NUMERICA ED. Tehnica 1991

http://www.lynxmotion.com/p-419-rios-ssc-32-arm-control-software.aspx

http://www.leadwell.ro/ http://www.tvet.ro/Anexe/4.Anexe/Aux_Phare/

http://motoareautoctie.wikispaces.com/CAD http://www.electron.it/

http://www.scritube.com/tehnica-mecanica/Inductosinul-liniar51221.php

http://www.mikroe.com/app/webroot/forum/

http://facultate.regielive.ro/download-47370.html

ANEXE

Funcţii ISO pentru strunguri cu comandă numerică

Funcţii G

COD	Semnificaţie
G00	Interpolare liniară, deplasare cu avans rapid
G01	Interpolare liniară, deplasare cu avans de lucru
G02	Interpolare circulară, deplasare cu avans de lucru, sens orar
G03	Interpolare circulară, deplasare cu avans de lucru, sens antiorar
G04	Temporizare, mărimea indicată sub adresa F
G09	Oprire precisă la sfârşit de bloc
G33	Ciclu de filetare cu pas constant
G40	Anularea corecţiei de rază a sculei
G41	Corecţie de rază a sculei, scula plasată pe stânga traiectoriei
G42	Corecţie de rază a sculei, scula plasată pe dreapta traiectoriei
G53	Invalidarea decalării de origine
G54	Activare decalare de origine
G59	Decalare de origine programată
G80	Anularea unui ciclu de prelucrare
G81	Ciclu fix de burghiere
G84	Ciclu fix de filetare
G90	Programare absolută, dimensiuni faţă de originea programului
G91	Programare relativă, dimensiuni faţă de punctul iniţial
G94	Viteza de avans în mm/min.
G95	Viteza de avans în mm/rotaţie
G96	Viteză de aşchiere constantă, în m/min.
G97	Turaţia broşei în rot./min.

Funcţii M

COD	Semnificaţie
M00	Oprire programată
M01	Oprire opţională programată
M03	Rotaţie broşă în sens orar
M04	Rotaţie broşă în sens antiorar
M6	Apel schimbare sculă
M8	Pornire lichid de aşchiere
M9	Oprire lichid de aşchiere
M40-45	Trepte de turaţie

Alte funcţii:

COD	Semnificaţie
D	- apel corecţie sculă
T	- apel sculă
S	- adresă pentru programarea vitezei (în rot/min)
F	- adresa pentru programarea vitezei de avans (în mm/min)
X, Z	- adrese geometrice

COMANDA NUMERICA O NECESITATE TEHNOLOGICA 1

CARACTERISTICI ALE UNEI MASINI UNELTE CNC 3

Programarea maşinilor cu comandă numerică 5

EXEMPLU SI LINK-URI 6

Comenzi de poziţionare 7

Comenzi de prelucrare liniară, comenzi de conturare 8

Comenzi auxiliare 8

EXEMPLU SI LINK-URI 2 8

CONTROLUL MISCARII PE AXELE X,Y,Z ALE MUCN 9

Interfaţarea traductorilor şi senzorilor. 10

Traductoare , senzori de poziţie si Senzori incrementali 11

BIBLIOGRAFIE 15

ANEXE 16