CNC-Technik in der Aus- und Weiterbildung

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1 EUROPA-FACHBUCHREIHE für Metallberufe CNC-Technik in der Aus- und Weiterbildung Ein Unterrichtsprogramm für die berufliche Bildung Lösungsheft Autor: Mühlacker Überarbeitet durch: Albstadt Bildentwürfe: Bildbearbeitung: Zeichenbüro des Verlags Europa-Lehrmittel, Nourney Vollmer GmbH & Co. KG, Ostfildern 4. Auflage 2015 Druck Alle Drucke derselben Auflage sind parallel einsetzbar, da sie bis auf die Behebung von Druckfehlern unter einander unver ändert bleiben. ISBN by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, Haan-Gruiten Satz: Typework Layoutsatz & Grafik GmbH, Augsburg Druck: Konrad Triltsch Print und digitale Medien GmbH, Ochsenfurt-Hohestadt VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG Düsselberger Straße Haan-Gruiten Europa-Nr.: 19325

2 Vorwort zur 4. Auflage Rationalisierungsmaßahmen auf breiter Ebene und der Zwang, international konkurrenzfähig zu bleiben, haben bewirkt, dass sich CNC-Maschinen selbst in Kleinbetrieben durchgesetzt haben. Konventionelle Fräs- und Drehmaschinen sind heute eher zu einer Seltenheit geworden. Leistungsfähige und bedienerfreundliche Steuerungen haben es ermöglicht, selbst Einzelteile wirtschaftlich auf CNC-Maschinen zu fertigen. Der Lehrgang wendet sich in erster Linie an Auszubildende der Mechatronik und Metalltechnik und an Facharbeiter innerhalb der Fort- und Weiterbildung. Die Unterlagen basieren auf jahrelanger betrieblicher Praxis und Lehrtätigkeit des Autors in der Facharbeiter- und Erwachsenenbildung. Das Lehrprogramm gliedert sich in zwei große Bereiche: Grundlagen der CNC-Technik (Kap. 1 5) Programmierung von CNC-Maschinen (Kap. 6 13) Programmierung nach PAL (Kap. 14) Im ersten Teil werden die steuerungs- und maschinenspezifischen Grundlagen behandelt. Der zweite Teil befasst sich ausführlich mit der Erstellung von Programmen und gibt eine umfassende Übersicht über die verschiedenen Programmstrukturen und Programmiertechniken. Das letzte Kapitel behandelt die Programmierung nach dem PAL-Modus. Der Lehrgang unterteilt sich in Informations-, Arbeits- und Übungsblätter. Die Informationsblätter vermitteln das Grundwissen über die CNC-Technik. Den Inhalt der Arbeitsblätter erarbeitet der Lehrer oder Ausbilder zusammen mit den Lernenden, vorzugsweise am Tageslichtprojektor oder Beamer. Die Übungsblätter mit den Übungsaufgaben vertiefen den zuvor erarbeiteten Stoff und dienen zugleich der Lernzielkontrolle. Der Autor dankt der Firma SL Automatisierungstechnik, Iserlohn, für die Unterstützung bei der Bearbeitung der PAL-Zyklen. Die Inhalte des Kapitels PAL-Zyklen richten sich nach den Veröffentlichungen der PAL-Prüfungsaufgaben- und Lehrmittelentwicklungsstelle der IHK Region Stuttgart. Albstadt, Frühjahr

3 Inhaltsverzeichnis CNC-Lehrgang 1 Aufbau von CNC-Maschinen Aufbau einer CNC-Maschine Aufbau einer CNC-Steuerung Lageregelung Führungen und Kugelgewindetriebe Wegmesssysteme Übersicht der gebräuchlichsten Systeme Glasmaßstab mit Durchlichtverfahren Werkzeuge Werkzeugrevolver Werkzeugmagazine Angetriebene Werkzeuge und Doppelschlitten Flexible Fertigungssysteme Aufbau flexibler Fertigungssysteme Flexible Fertigungszellen Fertigungsinseln und Transferstraßen Flexible Transferstraßen Koordinatensysteme Koordinatensystem nach DIN Koordinatenachsen bei Drehmaschinen Koordinatenachsen bei Fräsmaschinen Übungsaufgabe - Koordinatenachsen Maschinen- und Werkzeugbewegungen Bezugspunkte Maschinennullpunkt M Referenzpunkt R Werkstücknullpunkt W Bestimmung des Werkstücknullpunktes Programmstartpunkt P Anschlagpunkt A Werkzeugwechselpunkt Ww Werkzeugeinstellpunkt E Werkzeugaufnahmepunkt N Werkzeugschneidenpunkt P Übungsaufgabe Bezugspunkte bei Drehmaschinen Übungsaufgabe Bezugspunkte bei Fräsmaschinen Steuerungsarten Steuerungen allgemein Punktsteuerungen Streckensteuerungen Bahnsteuerungen D- und 2 1 / 2 -D-Steuerungen D-Steuerungen D-Steuerungen vier- und fünfachsig

4 6 Programmierung AV-Programmierung Werkstattprogrammierung Werkstattorientierte Produktionsunterstützung (WOP) Programmaufbau Entstehung eines CNC-Programms (Frästeil) Entstehung eines CNC-Programms (Drehteil) Formaler Programmaufbau Aufbau eines Programms Aufbau eines Satzes Aufbau eines Wortes Adressbuchstaben und Sonderzeichen nach DIN Weginformationen Technologische Anweisungen Zusatzfunktionen Übungsaufgabe Programmierverfahren Absolutprogrammierung Relativprogrammierung Übungsaufgabe Fräsen Übungsaufgabe Drehen Arbeitsbewegungen Geraden-Interpolation G01 Fräsen Übungsaufgaben Geraden-Interpolation G01 Drehen Übungsaufgaben Kreis-Interpolation G02 Fräsen Übungsaufgabe Bearbeitungsbeispiel Kreis-Interpolation G03 Fräsen Übungsaufgabe Bearbeitungsbeispiel Übungsaufgaben Kreis-Interpolation G02 Drehen Übungsaufgabe Bearbeitungsbeispiel Kreis-Interpolation G03 Drehen Übungsaufgabe Bearbeitungsbeispiel Drehen vor der Drehmitte Übungsaufgabe Außen- und Innenkontur Werkzeug- und Bahnkorrekturen Werkzeugkorrekturen beim Fräsen Fräserradiuskorrektur (FRK) Besonderheiten bei Bahnkorrekturen Anfahren an Konturen Übungsaufgabe Werkzeugkorrekturen beim Drehen Werkzeuglagen-Korrektur Schneidenradiuskompensation (SRK) Lage der Schneidenspitze Feinkorrekturen Korrekturrichtung Bahnkorrekturen bei Mehrschlittenmaschinen Anfahren an Konturen Übungsaufgabe

5 11 Bezugspunktverschiebungen Nullpunktverschiebung (NPV) Besonderheiten der Nullpunktverschiebung Programmierbare Nullpunktverschiebung Gespeicherte Nullpunktverschiebung Übungsaufgabe gespeicherte Nullpunktverschiebung Koordinatendrehung (KD) Programmierbare Koordinatendrehung Gespeicherte Koordinatendrehung Spiegelung und Maßstabsänderung Istwertspeicher setzen Programmstrukturen Wiederholung von Programmteilen Unterprogramme (UP) Unterprogramme mit programmierbarer Bezugspunktverschiebung Inkrementale Schreibweise des Unterprogrammes Unterprogramme mit Werkzeugkorrekturen Anwendungsbeispiel Gesenkfräsen Übungsaufgabe Unterprogramme mit Parametern Arbeitszyklen bei Industriesteuerungen Bohrzyklen (Auswahl) Fräszyklen (Auswahl) Drehzyklen (Auswahl) Übungsaufgabe Erweiterte Programmierung Polarkoordinaten Bearbeitungsebenen und Programmierung Beispiele Übungsaufgabe Konturzüge Konturzugprogrammierung Verkettung von Sätzen Anfahrstrategien Übungsaufgaben Schraubenlinien-Interpolation Übungsaufgabe Zylinder-Interpolation Zylinder-Interpolation auf Fräsmaschinen Beispiele auf Fräsmaschinen Dreh-Fräs-Bearbeitung Dreh-Fräs-Bearbeitung mit Rotationsachsen Einsatzmöglichkeiten der C-Achse Bahn- und Winkelgeschwindigkeiten C-Achse als Rotationsachse Fräsen an der Planfläche mit G Fräsen von Zylinderbahnen mit G C-Achse als Linearachse Programmierung nach PAL PAL-Funktionen bei Dreh- und Fräsmaschinen Wegbedingungen-Drehen PAL-Zyklus-Drehen (Auswahl) Wegbedingungen-Fräsen PAL-Zyklus-Fräsen (Auswahl)