Pro realizaci třískového obrábění pomocí NC programů je nutno psát jednotlivé bloky a funkce ve správném formátu a posloupnosti. Této problematice již byla věnována pozornost v řadě předchozích informativních příkladů tohoto seriálu s volně navazujícími kapitolami. Aby však jednotlivé NC programy mohl bezproblémově číst i jiný pracovník zapojený do výrobního procesu nebo aby se autor mohl neomylně a rychle zorientovat v zápisu bloků, které tvořil již před delší dobou, je vhodné dodržovat některá další pravidla.
Jedním z vhodných doporučení nejen pro začínající programátory je vkládání stručných smysluplných komentářů. Základní struktura hlavního programu tedy může začínat např. textovými poznámkami:
program.mpf
;pro firmu ABC vyhotovil Polzer dne 31.10.2010
;priruba typ XYZ se vyrabi 6 min 23 s
;pro ridici system Sinumerik 840D a stroj SPN 12 CNC
...;nastaveni zakladnich funkci pro obrabeni (napr. G90…)
MSG(“Hrubovani“) ;hlaseni s delkou max. 124 znaku
… ;jednotlive programove bloky
T2 D1 ;levy hrubovaci nuz
… ;jednotlive programove bloky
MSG() ;vymazani aktivniho hlaseni
M30
Za úvodními textovými poznámkami (komentáři), které se i na samostatném řádku musí psát za středníkem, je zpravidla sada funkcí, kterou je možno souhrnně nazvat nastavením základních funkcí pro následující NC programování (obrábění). Na tomto místě se programátor zpravidla rozhoduje, zda bude zapisovat následující polohové informace absolutním či inkrementálním způsobem. Nehledě na to, jak se rozhodne, vždy má možnost přejít např. z globálního G90 na lokální G91 a po několika blocích se vrátit ke globálnímu G90. Využít se však dá i následujícího způsobu zápisu, který je platný jen blokově a rozšiřuje tak možnosti při NC programování nejen např. v řídicím systému Sinumerik.
Blokové zadávání inkrementálních souřadnic při aktivním G90:
X=IC(…) Y=IC(…) Z=IC(…)
Blokové zadávání absolutních souřadnic při aktivním G91:
X=AC(…) Y=AC(…) Z=AC(…)
Použitelné jsou i kombinace např.:
X=IC(…) Z=AC(…) nebo X=AC(…)Z=IC(…)
V úvodní sekci nastavení základních funkcí pro obrábění je zpravidla programátorem zvolen i způsob zadávání rozměrů (G70 - v palcích / G71 - v milimetrech) a způsob zadávání hodnoty posuvu (např. G94 - v mm.min-1 / G95 v mm na otáčku). V některých případech je však možno nahradit dvě funkce jednou jedinou:
G710 totiž aktivuje rozměrové jednotky v milimetrech a současně posuv v mm.min-1,
G700 aktivuje rozměrové jednotky v palcích a současně posuv v palcích za minutu.
Další z funkcí velmi důležitých pro NC programování i následné obrábění je stanovení lokálního počátku souřadného systému obrobku. Velmi často se používá funkce G54, ale zcela stejný význam mají i funkce G55 až G57 a G505 až G599. Programátor se tedy některou z funkcí pro stanovení počátku kartézského souřadného systému odvolává na systémovou oblast (tabulku), kterou musí seřizovač stroje doplnit změřenými hodnotami posunutí v jednotlivých strojních osách (např. X, Y, Z atd.). Dostupnost takto vysokého počtu nulových bodů obrobků je např. využitelná při současném upnutí a kontinuálním obrábění více součástí umístěných v pracovním prostoru stroje.
Na základě výše i dříve (v předcházejících kapitolách) uvedených informací je tedy možno formulovat jednoduchý příklad:
„U obrobku tvaru kvádru 80 x 60 x 40 mm je nutno frézovat uzavřenou kapsu 20 x 30 x 5 mm v rovině XY. Běžně frézování probíhá hrubovacím nástrojem, a poté, co jsou změněny řezné podmínky a zavolán nástroj dokončovací, jsou povrchy obrobeny tzv. načisto. Frézovací centrum však v tomto případě umožňuje současné upnutí čtyř obrobků. Otázka tedy zní: Jaká bude posloupnost operací při tomto programování?“ Není pochyb o tom, že do založeného nového hlavního programu této zakázky by měly být vloženy úvodní textové poznámky (viz první tři bloky ukázkového NC programu této kapitoly). Následovat by mohlo volání vlastního „univerzálního“ podprogramu, který obsahuje nastavení základních funkcí pro obrábění (viz Akademie CNC obrábění č. 42).
Dalším blokem je např. volání podprogramu, ve kterém je aktivován hrubovací frézovací nástroj a jsou zapsány řezné podmínky pro vyhrubování jedné kapsy. Zde v podprogramu lze dále volat i nástroj dokončovací, nastavit pro něj nové řezné podmínky, cyklem charakterizovat dokončení kapsy a vrátit se do hlavního programu. Takto vytvořenou sekvenci bloků pro hrubování a následné dokončování vždy jen jedné kapsy je možno zopakovat i v souřadných systémech dalších tří obrobků, přičemž velkou výhodou takto naznačené práce s podprogramy je možnost naprogramování obrábění určitého konstrukčního prvku jen jedenkrát. Následným opakovaným voláním stejného podprogramu obsahujícího kompletní technologii výroby kapsy na nových souřadnicích je programování značně zjednodušeno.
Jinou variantou NC programu může být rozdělení technologie výroby konstrukčního prvku na jeden podprogram pro hrubování a druhý podprogram pro dokončování kapsy. Hlavní NC program tak stále obsahuje úvodní textové poznámky a odkaz na podprogram s nastavením základních funkcí pro obrábění, ale následující volání podprogramu s technologií hrubování kapsy je nutno využít pro obrábění na všech aktuálně upnutých obrobcích v pracovním prostoru frézovacího centra. Následující volání podprogramu s daty pro dokončování jedné kapsy je opět nutno využít pro obrábění všech aktuálně upnutých obrobků.
Hrubovací i dokončovací řezný nástroj je tak volán jen jedenkrát pro výrobu čtyř součástí. NC programování je sice komplikovanější, ale výroba je rychlejší. Vezmeme-li v úvahu, že každá výměna řezného nástroje, a to i na moderním pětiosém frézovacím centru, trvá cca 3,5 s, tak druhá zde uváděná varianta výroby je z pohledu provozu obráběcího centra časově významně kratší.
A jak do této koncepce zapadá naznačené střídání absolutního a inkrementálního programování? O tom až někdy příště. ?
ING. ALEŠ POLZER, PH.D.
Článek vznikl za spolupráce ÚST, FSI, VUT v Brně, s firmou Siemens a redakcí Technického týdeníku.