Erstellen von CNC-Programme

TAC M301 Fondamenti NC

Per produrre un pezzo su una macchina CNC, l'unità di controllo necessita di un programma. Un programma CNC conforme alla norma DIN 66025 contiene tutte le informazioni di percorso e di commutazione e i comandi ausiliari necessari per la lavorazione e può essere letto da qualsiasi macchina CNC.

Immagine: Esempio di struttura della frase

Struttura del programma

Un programma CNC conforme alla norma DIN 66025 è costituito dal numero di programma e da blocchi che descrivono passo per passo l'intera sequenza di lavoro della macchina. I singoli blocchi vengono elaborati uno dopo l'altro dall'alto verso il basso. Sono numerati consecutivamente, N1, N2, N3 ..., o a passi, ad esempio N5, N10, N15 ... (N = numero).
Il controllore legge diversi record in anticipo per poter eseguire operazioni aritmetiche. Se i record sono numerati a salti, è possibile inserire altri record senza modificare i numeri dei record successivi.

Struttura del record

Una frase è costituita da una o più parole composte da una lettera di indirizzo e da un numero. La disposizione delle parole in una frase è nota come formato della frase. Un blocco inizia con il numero del blocco. Questo è seguito dalle condizioni del percorso o da altre istruzioni del programma.

Le seguenti istruzioni sono necessarie per il controllo delle macchine CNC:

Condizioni del percorso (G) che determinano il tipo di movimento, ad esempio traslazione rapida, interpolazione lineare o circolare, selezione del piano, tipo di quotatura, correzioni.
Istruzioni geometriche (X, Y, Z, I, J, K ...) per il controllo dei movimenti dello scivolo
Istruzioni tecnologiche (F, S, T) per la definizione dell'avanzamento (F = feed), della velocità del mandrino (S = speed) e dell'utensile (T = tool)
Comandi di commutazione (M) per le funzioni della macchina, come il cambio utensile, l'alimentazione del refrigerante e la fine del programma.
Richiami di ciclo o sottoprogramma per sezioni di programma che ricorrono frequentemente

Il significato delle condizioni di marcia a 1 cifra (funzioni G) è standardizzato in conformità alla norma DIN 66025-2. Alcuni valori numerici sono liberamente disponibili per il produttore dell'unità di controllo.

Viene inoltre definito il significato di una parte della funzione di commutazione.

Informazioni sul percorso

Le funzioni G (G = funzione geometrica) definiscono il modo in cui l'utensile deve raggiungere le successive coordinate di destinazione. Alcune funzioni G sono attive fin dall'accensione e non devono essere programmate, ad esempio G17, G40 e G90. Lo stato di attivazione dipende dal controllo e dalla macchina. Le funzioni G memorizzate (modali) rimangono attive finché non vengono sovrascritte o annullate da altre funzioni G che agiscono nella direzione opposta.

Il punto di destinazione da avvicinare viene specificato con le lettere di indirizzo degli assi corrispondenti e i valori delle coordinate, ad esempio X100 Y20.
Nella maggior parte delle unità di controllo, i valori delle coordinate sono memorizzati ed efficaci. Non è quindi necessario reinserire un valore invariato.

Con l'interpolazione circolare, invece, è necessario specificare tutte le coordinate del punto di destinazione, anche se sono invariate.

Con la condizione di percorso G94, la velocità di avanzamento del carrello corrisponde al valore programmato alla voce F.
G95 significa che il valore programmato sotto F viene eseguito come avanzamento in mm/giro.

Se è programmato G96, l'unità di controllo regola la velocità del mandrino di lavoro in modo che il valore programmato sotto S corrisponda alla velocità di taglio vc.
Con G97, la velocità del mandrino di lavoro è costante. Corrisponde al valore programmato in S.

Esempio:
G94 F200
Velocità del nastro 200 mm/min

Immagine: dimensionamento assoluto di un pannello

Programmazione con dimensioni assolute e incrementali

Quando si programma con Dimensioni assolute (G90) tutte le dimensioni si riferiscono al punto zero del pezzo. Le modifiche successive a una posizione non influiscono sulle altre dimensioni della corsa.

Immagine: Dimensionamento incrementale dei fori

Se richiesto Dimensionamento incrementale (G91) può essere commutata. Le dimensioni si riferiscono alla posizione precedente dell'utensile. La slitta si sposta della dimensione programmata in direzione positiva o negativa (Incremento = crescita). La programmazione con dimensioni incrementali è indipendente dal punto zero del pezzo.

Quando si programma con dimensioni assolute (G90), tutte le dimensioni si riferiscono al punto zero del pezzo.

Quando si programma con dimensioni incrementali (G91), l'incremento rispetto al punto precedente viene specificato con il segno corretto (dimensione incrementale).

Programmazione con coordinate polari

L'inserimento delle coordinate polari facilita la programmazione se il disegno contiene informazioni sugli angoli. Per i punti da P1 a P4, il controllore richiede la posizione del polo, il raggio R e l'angolo polare ø. Partendo dall'asse X positivo, l'angolo specificato è positivo in senso antiorario e negativo in senso orario.

La programmazione con coordinate polari è possibile, ad esempio, con il sistema di controllo Siemens (Sinumerik) e con il sistema di controllo DIN. Vengono inserite le coordinate di destinazione e l'angolo polare ø.

Immagine: cerchio del foro del bullone con coordinate polari

Interpolazione rettilinea

Se è stata programmata la condizione di percorso G01, il punto di destinazione viene avvicinato alla velocità di avanzamento programmata. Il centro di tolleranza deve essere specificato come valore di coordinata.

Immagine: Contorno del pezzo con coordinate polari

Interpolazione circolare

Se il carrello deve eseguire un movimento circolare, il controllore richiede i seguenti tre dettagli, oltre alla selezione del piano, per calcolare i valori del percorso:

Informazioni sull'interpolazione circolare:

Senso di rotazione G02 orario o G03 antiorario
Coordinate del punto di arrivo (punto finale del cerchio). Sono sempre richieste, anche se uno dei punti di arrivo del cerchio è lo stesso del punto di partenza.
Posizione del centro della circonferenza specificando i parametri del punto centrale o del raggio

Agli assi X, Y e Z vengono assegnate le coordinate I, J e K per la posizione del centro della circonferenza M.
Secondo la norma DIN, le coordinate I, J e K vengono utilizzate per specificare la distanza dall'inizio del cerchio al centro del cerchio M in modo incrementale, anche se è stata programmata la condizione di distanza G90 (dimensione assoluta).

Immagine: Interpolazione circolare

Per i controlli della macchina (ad esempio, il controllo DIN), la posizione del punto centrale M può essere specificata anche con il raggio del cerchio.

Immagine: Interpolazione circolare durante la tornitura e la fresatura

Programmazione dei contorni del pezzo

I due programmi per un pezzo fresato e un pezzo tornito da rifinire contengono solo le condizioni di percorso e i valori delle coordinate per la lavorazione del contorno del pezzo.
Il punto di destinazione da avvicinare viene programmato come valore di coordinata in ciascun blocco.

Immagine: piastra di base

Tabella 1 contiene un estratto del programma con le spiegazioni per la fresatura CNC della piastra di base

Tabella 2 contiene un estratto del programma per la tornitura (finitura) CNC del perno dell'albero con spiegazioni.
Il contorno del pezzo viene solitamente programmato con dimensioni assolute (G90).

Immagine: tornitura (finitura) di un perno dell'albero

Tutti i valori delle coordinate X sono specificati in diametro, in modo da poter adottare le dimensioni del disegno durante la programmazione.
Nella direzione Z, i punti finali delle linee rette e dei cerchi sono programmati dal punto zero del pezzo.
Nel caso di una circonferenza, anche la posizione del punto centrale deve essere specificata con le coordinate I e K.