Dnešní řešení informativního příkladu vychází ze zadání formulovaného v minulém čísle tohoto odborného čtrnáctideníku: „Vytvořte NC program...“. Hlavním cílem je nahlédnout na možnosti ovlivnění doby obrábění z pohledu vybraných funkcí, a proto není řešena problematika řezných podmínek. Výsledné rozdíly ve výrobních časech závisí pouze na nastavení funkcí: soft/brisk, ffwon/ffwof, G64 G60. Sledování výsledných časových rozdílů v obrábění dle NC programů nelze realizovat na simulátoru pro PC ani v grafické simulaci obráběcího stroje. Na frézovacím centru s řídicím systémem Sinumerik 840D však postačuje projet dráhu/NC program bez třískového obrábění, avšak s různou kombinací výše uvedených funkcí.
NC program s vhodným nastavením funkcí pro rychlou výrobu:
N10 G90 G54 ;absolutní programování, nulový bod obrobku
N20 T5 D1 ;drážkovací fréza průměru 5 mm
N30 M6 ;automatická výměna řezného nástroje
N40 S10000 M3 F2500 M8 ;nastavení řezných podmínek
N50 soft ;zrychlení dráhových os se zrychlením omezujícím trhavé pohyby
N60 ffwon ;aktivování dopředné regulace
N70 G64 ;řízení pohybu po dráze
N80 G0 X-4 Y-15 ;pohyb nástroje rychloposuvem k obrobku
N90 Z-2 ;pohyb nástroje na požadovanou hloubku obrábění
N100 G1 X7.5 Y-15 Z-2 ;začátek obrábění kanálku definovaným posuvem
N110 X7.5 Y-27.5
N120 X17.5 Y-27.5
N130 X17.5 Y-12.5
N140 X27.5 Y-12.5
N150 X27.5 Y-27.5
N160 X37.5 Y-27.5
N170 X37.5 Y-12.5
N180 X47.5 Y-12.5
N190 X47.5 Y-27.5
N200 X57.5 Y-27.5
N210 X57.5 Y-12.5
N220 X67.5 Y-12.5
N230 X67.5 Y-27.5
N240 X77.5 Y-27.5
N250 X77.5 Y-12.5
N260 X87.5 Y-12.5
N270 X87.5 Y-27.5
N280 X97.5 Y-27.5
N290 X97.5 Y27.5
N300 X87.5 Y27.5
N310 X87.5 Y12.5
N320 X77.5 Y12.5
N330 X77.5 Y27.5
N340 X67.5 Y27.5
N350 X67.5 Y12.5
N360 X57.5 Y12.5
N370 X57.5 Y27.5
N380 X47.5 Y27.5
N390 X47.5 Y12.5
N400 X37.5 Y12.5
N410 X37.5 Y27.5
N420 X27.5 Y27.5
N430 X27.5 Y12.5
N440 X17.5 Y12.5
N450 X17.5 Y27.5
N460 X7.5 Y27.5
N470 X7.5 Y15
N480 X-4 Y15 Z-2 ;konec obrábění kanálku definovaným posuvem
N490 G0 Z20 ;odjezd řezného nástroje na návratovou rovinu
N500 G60 ;přesné najetí na souřadnice (modální platnost)
N510 ffwof ;deaktivování dopředné regulace
N520 M5 M9 ;stop otáček a chlazení
N530 M30 ;konec hlavního programu
Jistými funkčními modifikacemi výše uvedeného NC programu by byly varianty s aplikací např. zkráceného formátu bloku nebo bez číslování jednotlivých bloků. Je možno obrábět s aktivací funkce G60 (přesné najíždění na souřadnice) namísto uvedené G64 (viz blok N70) nebo lze programovat G9 (přesné najetí na souřadnice s blokovou platností). Tuto funkci G9 by však bylo nutno psát do všech bloků N100 až N480. Z pohledu času obrábění je možno za vhodnější považovat výše uvedenou funkci G64, která sice vede ke snížení přesnosti polohování, avšak vzhledem k formulaci zadání je použitelná. Aplikace G64 na místo běžně přednastaveného G60 vede ke snížení celkového strojního času v daném případě o cca 4 sekundy a až opětovná deaktivace specifického nastavení tohoto NC programu je realizována opětovným voláním funkce G60 (viz blok N500).
Funkce brisk (na pozici bloku N50 místo funkce soft) aplikovaná na stroji MCV1210 v tomto programovaném případě způsobuje nežádoucí trhavé pohyby. Výroba s funkcí soft je tedy celkově vhodnější, protože při nastavení stroje do režimu brisk se pohyby v jednotlivých osách realizují s maximálním zrychlením, až do dosažení požadované posuvové rychlosti. Oproti tomu stroj v režimu soft je řízen s konstantním zrychlením, nedochází ke skokovým změnám, je zajištěna vyšší přesnost polohování a je nižší provozní zatížení stroje.
Z pohledu celkového strojního času nevedla funkce brisk k jednoznačnému očekávanému zvýšení rychlosti obrábění.
Funkcí ffwon (viz blok N60), která realizuje
pohyby s dopřednou regulací, je možno maximalizovat
přesnost pohybu po dráze a současně i zlepšit
výsledky opracování povrchu. Prostřednictvím
dopředné regulace se při pohybu po dráze snižuje
velikost doběhového úseku na nulu, která je závislá
na rychlosti.
Z pohledu celkového strojního času vede aktivace/
deaktivace výše charakterizovaných funkcí
k následujícím rozdílům:
Nastavení funkcí Celkový čas obrábění
a) brisk, ffwof, G60 22 s
b) soft, ffwof, G60 22 s
c) soft, ffwon, G60 19 s
d) brisk, ffwon, G60 18 s
d) brisk, ffwof, G64 17 s
e) brisk, ffwon, G64 17 s
f) soft, ffwof, G64 17 s
g) soft, ffwon, G64 17 s
Vhodným nastavením některých funkcí řídicího systému obráběcího stroje či centra je tedy možno ovlivnit celkový čas obrábění, bez ohledu na používané nástrojové vybavení a řezné podmínky. Zde uvedený příklad pro řídicí systém Sinumerik 840D a pětiosé frézovací centrum MCV1210 prokázal možnost zrychlení konkrétní výroby o pět sekund (22,7 %).
Článek vznikl za spolupráce ÚST, FSI, VUT v Brně, s firmou Siemens a redakcí Technického týdeníku.
Ing. Aleš Polzer, Ph.D.