ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY   Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki Instytut Technologii Mechanicznej Zakład Technologii Maszyn   Przedmiot: Projektowanie technologii maszyn w systemach.     Temat pracy: Optymalizacja programowania OSN.   Prowadzący: dr inż. Marek Zasada

System CNC w aplikacjach dla obróbki wysokowydajnej musi spełniać kryteria: Prędkości: Look Ahead Kompensator Skalowanie funkcjonalności komponentów Krótki czas przetwarzania bloku Precyzji: Sterowanie wyprzedzające Ograniczenie szarpnięć Jakości powierzchni: Ograniczenie szarpnięć „Wygładzanie bloków” Gładkie profile prędkości Kompensator

Tryb sterowania konturem - funkcja Look Ahead Funkcja G64/G645 (Look Ahead) obejmuje określoną, parametryzowalną liczbę bloków przejazdowych pozwalających na zoptymalizowanie prędkości skrawania. Sterowanie konturem ma celu zabezpieczenie przed zwalnianiem na styku bloku i przejazd po konturze z możliwie stała prędkością. Taka krzywa prędkości poprawia jakość powierzchni i redukuje czas obróbki.

Kompensator Online danych NC System CAM zwykle generuje bloki liniowe z uwzględnieniem określonej dokładności zarysu. Kompensator Online COMPCAD łączy sekwencje rozkazów G1 i scala je w postać funkcji Spline. Ilość bloków przejazdowych zostanie w ten sposób zredukowana. Kompensator umożliwia stosowanie większych prędkości bez ograniczania prędkości przy zmianie bloków.

Ograniczenie szarpnięć W celu uzyskania przyspieszeń nie wywołujących nadmiernych obciążeń maszyny profil przyspieszeń osi może być kształtowany za pomocą komendy NC Soft. Zapewnia to mniejsze obciążenie maszyny i precyzję wykonania powierzchni detalu. Obróbka wywołuje znacznie mniej oscylacji maszyny.

Wygładzanie bloków Zaokrąglanie/zaokrąglenia naroży Funkcje G642/G645 tworzą dodatkowe przejścia pomiędzy blokami, celem wygładzenia ostrych naroży. Jest to część trajektorii w ramach funkcji Look Ahead. Stopień zaokrąglenia określa się podając tolerancję. Funkcje wprowadzają przejściowe wielomiany w formie ciągłych krzywizn, co zabezpiecza przed nagłym zwalnianiem narzędzia na styku bloków.

Sterowanie wyprzedzające Niedokładności w stosunku do docelowego konturu detalu, wynikające z błędów nadążania, mogą zostać wyeliminowane przez dynamiczne sterowanie wyprzedzające FFWON. Dzięki temu uzyskuje się większą dokładność obróbki przy jednoczesnej zwiększonej prędkości po konturze. Przejazdy ze sterowaniem wyprzedzającym zwiększają dokładność konturu i zapewniają lepsze i bardziej precyzyjne efekty obróbki. Za wolne nadążanie za konturem detalu Wygenerowany kontur z sterowaniem wyprzedającym Wygenerowany kontur z błędami nadążania

Tolerancja konturu Optymalizacja konturu polega na ustawieniu zadanego zakresu tolerancji trajektorii. Kompensator Online przekształca sekwencję COMPCAD bloków G1 w wielomiany. Wielkość zakresu tolerancji określa dokładność obróbki jako tolerancję konturu oraz ilość bloków G1, które mają być skompresowane. Optymalizacja konturu polega na ustawi

Advanced Surface Dzięki tej funkcji uzyskuje się powtarzalne wyniki dla sąsiednich frezowanych trajektorii. Nowe algorytmy matematyczne z funkcją Look Ahead obliczają w identyczny sposób prędkość po konturze w przód i w tył, co zapewnia idealnie gładką powierzchnię obrabianego przedmiotu. Niejednolita powierzchnia bez Advanced Surface Jednolita powierzchnia z Advanced Surface Advanced Surface dopasowuje profile prędkości wzdłuż sąsiednich frezowanych trajektorii, co znacząco poprawia jakość powierzchni.

Interfejs operatora Sinumerik Operate Przykład symulacja obróbki wieloboków Prędkość symulacji może być określana przez softkey: Tryb pojedynczy bloku/Start/Stop/Powiększanie Symulacja 3D wyświetlaniem modelu gotowego detalu w trzech płaszczyznach z jednoczesnym nagrywaniem w trybie Automatycznym Detal surowy: prostopadłościan - rura -cylinder - czop - wielobok Automatyczne wyliczanie czasu obróbki Dzięki stosowaniu symulacja obróbki 5-osiowej uzyskuje się optymalne wspomaganie oraz bezpieczeństwo przy programowaniu.

System Sinumerik zapewnia rozszerzone funkcje ustawiające Osie skrętne w trybie JOG Wygoda: Funkcja ułatwia ustawianie detalu dla różnych maszyn dzięki możliwości prostego i szybkiego przemieszczania skomplikowanych detali przy jednym zamocowaniu. Intuicyjność: Przyciski softkey są w postaci obrazkowych ikon. Funkcjonalność: Przy obracaniu lub nachylaniu osi program obraca układ współrzędnych. Przykładowe różne rodzaje kinematyki:

Manager programów dla operatora Łatwe zarządzanie programami Prosta organizacja: Podkatalogi dla detali Plug & play: Bezpośredni dostęp do wszystkich przyłączonych dysków Łatwy odczyt: Nazwy programów prostym tekstem do 24 znaków oraz szybki podgląd Sieci: Bezpośredni dostęp do wszystkich przyłączonych dysków sieciowych

Obszar parametrów operatora Zarządzanie narzędziami Wygodny wyświetlacz: Szczegółowe dane narzędzi i magazynu na jednym ekranie Intuicyjność: Typy i ostrza narzędzi wyświetlane w postaci ikon Łatwość odczytu: Nazwy narządzi zwykłym tekstem lub liczbowe do 24 znaków Produktywność: Monitorowanie czasu życia narzędzi poprzez zliczanie ilości i czasu łącznie z zarządzaniem duplikatami Efektywne zarządzanie szczegółowymi danymi narzędzi wraz z gospodarką duplikatami

Cykle standardowe dla 3+2 osi - frezowanie od czoła Graficzne interaktywne cykle przedstawiają: Elementy animowane z kontrola poprawności. Pomoc Online dla każdego wprowadzonego pola. Ostrza narzędzi (opis pola wprowadzania) dla każdego pola wprowadzania. Błędnie uzupełnione pole podświetlone na czerwono. Dzięki animowanym elementom można śledzić pracę narzędzia .

Cykle standardowe dla 3+2 osi --> frezowanie czopa Graficzne interaktywne cykle przedstawiają: Elementy animowane z kontrolą poprawności. Wybór punktu odniesienia Obróbka zgrubna, wykańczająca, fazowanie. Pomoc Online dla każdego wprowadzonego pola. Ostrza narzędzi (opis pola wprowadzania) dla każdego pola wprowadzania. Błędnie uzupełnione pole podświetlone na czerwono. Szablony obróbkowe umożliwiają powtarzalną obróbkę. Dzięki animowanym elementom można śledzić pracę narzędzia .

Moduł szybkich posuwów w Programie Mastercam Optymalizacja obróbki narzędziem polega na obliczaniu optymalnego posuwu dla każdej pozycji narzędzia poprzez: Kształt toru ruchu: Nadążanie nad zmianami toru ruchu narzędzia. Uwzględnianie złożoności zarysu tego toru (im bardziej tor jest bliższy prostoliniowemu, tym większy posuw). Zmniejszanie posuwu w narożnikach (zmniejsza to przeciążenie i błędy pozycjonowania).

Przekrój warstwy skrawanej: Uwzględnianie aktualnej grubości warstwy skrawanej (mały naddatek – posuw zwiększany, rosnący – zmniejszanie). Uzyskiwanie odpowiednich zmian siły oddziaływujących podczas skrawania na ostrze narzędzia. Automatyczna optymalizacja posuwu skraca czas obróbki, polepszenie jakości powierzchni obrobionej, zmniejsza zużycie narzędzia bez pogarszania jakości wyrobu. Zysk ten jest możliwy także na obrabiarkach NC starszej generacji.

Obszary zastosowania optymalizacji posuwu: Do obróbki zarówno zgrubnej jak i wykańczającej. Frezowanie w 2.5-3 osiach, obróbki na obrabiarkach z indeksowaną osią (stół obrotowy) w 3 osiowym frezowaniu. Przy wykorzystaniu bloku GO-G3.

Optymalizacja kąta opasania narzędzia w technologii TrueMill Trajektorie narzędzia generowane są tak aby kąta opasania narzędzia był stały. W czasie obróbki zadana maksymalna wartość tego parametru nie jest przekraczana np. 120°. Nie dochodzi do przeciążenia narzędzia w narożach TrueMill pozwala na: Zwiększenie parametrów obróbki posuwu 4 – 12 razy, głębokości skrawania i obroty 2 – 4 razy, co w rezultacie skraca od 30 do 70% czas obróbki zgrubnej. Wydłużenie trwałości narzędzi, polepszeniem jakość powierzchni dzięki minimalizacji zjawisk cieplnych i drgań.

Narzędzie obrabia tylko miejsca gdzie materiał nie został jeszcze zebrany, eliminuje to zjawisko „jałowych” przejazdów. Obróbka TrueMill Obróbka Tradycyjna

Systemy CAM powinny optymalizować strategie obróbkowe oraz program OSN tak aby: Ścieżki narzędzi były zaokrąglone i wygładzone, by zapewnić jak najdłuższy kontakt narzędzia z obrabianym materiałem. Zminimalizować zbędnych ruchów poza materiałem. Były opracowywane, szczególnie, na potrzeby HSC (frezowanie). Nomenklatura techniczna była jednoznaczna. Umożliwiały sprawdzenie strategii różnych wariantów obróbki. Zawierały w sobie integrowaną bazę wiedzy inżynierskiej. Strategia wpływała na drgania, hałas, chropowatość, trwałość narzędzia

Dziękuję za spotkanie Wykonali: Michał Dzwonkowski Michał Narodzonek Paweł Siluk Paweł Zientara