CNC-Programmierung mit. SchulCNC. 1Programmierheft für Schüler

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1 CNC-Programmierung mit SchulCNC 1Programmierheft für Schüler schule\technik\schulcnc\programmheft für Schüler.vp tamer berber februar 2000

2 2 CNC-Programmierung mit Bezugspunkte und -größen im Koordinatensystem ISEL EP1090 X-, Y- und Z-Achse Drei Schrittmotoren bewegen eine Oberfräse in drei Richtungen: X-, Y- und Z-Achse Das Koordinatensystem wird für Bohr, Fräs- und Gravurarbeiten eingesetzt. X max = 208mm Y max = 240mm Z max = 88mm Maschinen-Nullpunkt X=0 Y=0 Z=0 Dieser Punkt ist der mechanische Nullpunkt des Koordinatensystems. Vor Ablauf des CNC-Programms muss sich das Koordinatensystem im Maschinen-Nullpunkt befinden. Alle Achsen werden in den Anschlag zurückgefahren. Z 0 X 0 Y 0

3 SchulCNC 3 Werkstück-Nullpunkt X-, Y-, Z-Koordinaten werden eingestellt. Der Werkstück-Nullpunkt ist der Ursprung für die Werkstück- Koordinaten. Alle im CNC-Programm angegebenen Koordinaten beziehen sich auf diesen Punkt. Z W0 X W0 Y W0 Bei Frästeilen wird der Werkstück-Nullpunkt meist auf die linke untere Ecke gelegt. Y X Verfahrgeschwindigkeit Bei der CNC-Programmierung wird zwischen zwei Verfahrgeschwindigkeiten unterschieden: Verfahren im Eilgang (ohne Werkzeugeingriff) Der Weg ohne Werkzeugeingriff soll schnellstmöglich verfahren werden. Verfahren mit Vorschubgeschwindigkeit (mit Werkzeugeingriff) Der Weg mit Werkzeugeingriff wird langsamer verfahren. Je nach zu bearbeitendem Material, nach Fräserdurchmesser und gewünschter Oberflächengüte muß die Geschwindigkeit variiert werden. Bei SchulCNC wird die Verfahrgeschwindigkeit in mm/sek. angegeben. Höchstgeschwindigkeit bei der ISEL EP1090 ist 40mm/sek. Freimaß Das Freimaß gibt den Zwischenraum zwischen Fräser und Werkstück-Oberkante an. Das Freimaß wird angefahren, wenn im Eilgang über das Werkstück verfahren werden soll.... wenn ein Probelauf von der Kontur über dem Werkstück durchgeführt werden soll.

4 4 CNC-Programmierung mit Aufbau von CNC-Programmen unter SchulCNC Ein CNC-Programm beschreibt die Bearbeitung eines Werkstücks. CNC-Befehle werden zeilenweise in Programmsätze geschrieben. SchulCNC sendet sie in der geschriebenen Reihenfolge zur Bearbeitung an das Koodinatensystem. Der prinzipielle Aufbau von CNC-Programme sieht wie folgt aus:

5 SchulCNC 5 1. Bemaßungsart festlegen 1 Programmsatz Absolutmaß- oder Kettenmaß-Programmierung siehe Seite 6 2. Vorschubgeschwindigkeit festlegen 1 Programmsatz Welches Material?, Welcher Fräser? siehe Seite 6 3. Maschinen-Nullpunkt anfahren 1 Programmsatz siehe Seite 7 4. Werkstück-Nullpunkt festlegen 2 Programmsätze Werkstück-Nullpunkt anfahren und setzen siehe Seite 7 5. Werkstückbearbeitung Anzahl der Programmsätze siehe Seite 8 bis 13 hängt von der jeweiligen Bearbeitung ab. weitere Befehle auf Seite Maschinen-Nullpunkt anfahren 1 Programmsatz siehe Seite Programmende 1 Programmsatz siehe Seite 14

6 6 CNC-Programmierung mit 1. Bemaßungsart festlegen Festlegung auf Absolut- oder Kettenbemaßung treffen. Absolutmaß Alle Maß- und Bewegungsangaben beziehen sich auf den Werkstück-Nullpunkt. G Kettenmaß Alle folgenden Maß- und Bewegungsangaben beziehen sich auf die momentane Position. G Vorschubgeschwindigkeit setzen Die Befehle G01, G02, G03 werden mit Vorschubgeschwindigkeit verfahren. Diese kann zu Beginn des CNC-Programms gesetzt werden. Beispiel: 10 mm/sek. G94 X10

7 SchulCNC 7 3. Maschinen-Nullpunkt anfahren Alle Achsen (X-,Y-,Z-) werden im Eilgang in den Anschlag zurückgefahren. G74 XYZ Koordinaten: X 0 Y 0 Z 0 4. Werkstück-Nullpunkt anfahren und setzen Dieser Punkt ist die Startposition für das Bearbeitungsprogramm. Der Fräser wird im Eilgang auf den Werkstück-Nullpunkt gefahren. Der Programmsatz setzt sich zusammen aus dem Befehlcode für den Eilgang (G00) und den Koordinaten für X, Y und Z (die Koordinaten beziehen sich auf den Maschinen-Nullpunkt). Ist die genaue Position nicht bekannt, kann der Werkstück-Nullpunkt unter CNC-Kopplung - Werkstück-Nullpunkt einstellen eingestellt und in das Programm übernommen werden. G00 X30 Y20 Z35,5 Beispiel-Koordinaten Der angefahrene Werkstück-Nullpunkt wird nun als Bezugspunkt gesetzt. Auf diesen Punkt beziehen sich alle nachfolgenden G52 Koordinaten.

8 8 CNC-Programmierung mit 5. Schalt- und Verfahrbefehle Bei der CNC-Ansteuerung eines Koordinatensystems unterscheiden wir zwei Arten von Befehlen: Schalt- und Verfahrbefehle. 5.1 Schaltbefehle Alle Schaltbefehle beginnen mit einem M. Programm HALT Der Programmablauf wird unterbrochen. Nachfolgende Programmsätze werden erst ausgeführt, wenn auf der Tastatur die RETURN-Taste gedrückt wird. Die Fräsmaschine bleibt in der aktuellen Position stehen. Evtl. aktive Schaltfunktionen (z.b. für Spindelumdrehung) werden aufgehoben, d.h. falls die Fräsmaschine eingeschaltet war, wird sie nach dem Fortsetzen des Programms nicht automatisch eingeschaltet. Wahlweiser HALT Wie M00, wenn zugehörige Wahl unter Einstellungen - CNC-Programm auf EIN geschaltet ist. Programmende Gespeicherte Informationen, z.b. Vorschubgeschwindigkeit, Nullpunkt usw. bleiben erhalten. Fräser ein Die Fräsmaschine wird eingeschaltet. Sie bleibt solange eingeschaltet, bis sie mit dem Befehl M05 (Fräser aus) ausgeschaltet wird. Die Befehle M00 (M01), M02, M06, M30 und M60 schalten den Fräser ebenfalls aus. Fräser aus Die Fräsmaschine wird ausgeschaltet. Sie bleibt solange ausgeschaltet, bis sie mit dem Befehl M03 (Fräser ein) eingeschaltet wird. Werkzeugwechsel Das CNC-System fährt im Eilgang in den Z-Anschlag zum manuellen Werkzeugwechsel hoch. Nachfolgende Programmsätze werden erst ausgeführt, wenn auf der Tastatur die RETURN-Taste gedrückt wird. Evtl. aktive Schaltfunktionen werden aufgehoben, d.h. falls die Fräsmaschine eingeschaltet war, wird sie nach dem Fortsetzen des Programms nicht automatisch eingeschaltet. Programmende mit Rücksetzung Dieser Befehl kennzeichnet das Programmende. Gespeicherte Informationen, z.b. Vorschubgeschwindigkeit, Nullpunkt usw. werden aus dem Speicher gelöscht. Werkstückwechsel Das CNC-System fährt im Eilgang in den Maschinen-Nullpunkt zurück. Nachfolgende Programmsätze werden erst ausgeführt, wenn auf der Tastatur die RETURN-Taste gedrückt wird. Evtl. aktive Schaltfunktionen werden aufgehoben, d.h. falls die Fräsmaschine eingeschaltet war, wird sie nach dem Fortsetzen des Programms nicht automatisch eingeschaltet. M00 M01 M02 M03 M05 M06 M30 M60

9 SchulCNC Verfahrbefehle Alle Verfahrbefehle beginnen mit einem G. Verfahren im Eilgang - ohne Werkzeugeingriff. Dem Befehl für den Eilgang (G00) folgen die Koordinaten des Zielpunktes und die Geschwindigkeitsangabe (F). Wird keine Geschwindigkeit angegeben, wird mit der eingestellten Geschwindigkeit (CNC-Vorgaben - CNC-Maschine) verfahren. Z+ Y+ X+ 40mm G00 X40 16mm G00 Y16 8mm G00 Z-8 40mm 16mm G00 X-40 Y-16

10 10 CNC-Programmierung mit Verfahren mit Vorschubgeschwindigkeit (mit Werkzeugeingriff) Dem Befehl für das Verfahren mit Vorschubgeschwindigkeit (G01) folgen die Koordinaten des Zielpunktes und die Geschwindigkeitsangabe (F). Wird keine Geschwindigkeit angegeben, verfährt die Maschine mit der Geschwindigkeit, die mit dem Befehl G94 festgelegt wurde. Beispiel: CNC-Programm mit 7 Programmsätzen: G91 M03 (Kettenmaß-Programmierung) (Fräsmaschine einschalten) G01 Z3 F10 3mm 30mm 8mm G01 X30 Y8 G01 Z-5 (Freimaß anfahren) G01 X-30 Y-8 M05 (Fräsmaschine ausschalten)

11 SchulCNC 11 Verfahren im Kreis - im Uhrzeigersinn gegen Uhrzeigersinn 90 G03 Der Kreisbogen kann in zwei Richtungen gefahren werden: im Uhrzeigersinn: G02 gegen Uhrzeigersinn: G Dem Befehl für den Kreisbogen folgen die Angaben für den Radius: R Startwinkel des Kreises: A Endwinkel des Kreises: B 270 G02 Beispiel: CNC-Programm mit 10 Programmsätzen G90 G94 X15 (Absolutmaß-Programmierung) (Vorschubgeschw.) (15mm/sek.) 5mm 30mm 8mm G00 Z-5 (Freimaß anfahren) M03 (Fräsmaschine einschalten) G00 X30 Y8 3mm G01 Z3 G02 R7 A0 B90 G01 Z-5 (Freimaß anfahren) G00 X0 Y0 M05 (Fräsmaschine ausschalten)

12 12 CNC-Programmierung mit Schleifenprogrammierung Dem Befehl G14E folgt eine Zahl, die die Menge der Wiederholungen angibt. G14A G14E (Schleifenanfang) (Schleifenende) Beispiel: Lochreihe mit 5 Bohrungen, Tiefe 3mm CNC-Programm mit 14 Programmsätzen: G90 G94 X15 (Absolutmaß-Programmierung) (Vorschubgeschw.) (15mm/sek) 5mm 20mm G00 Z-5 M03 (Freimaß anfahren) (Fräsmaschine einschalten) 12mm G00 X12 Y20 G91 (Kettenmaß-Programmierung) 5x 8mm 10mm G14 A5 G01 Z8 G01 Z-8 G00 X10 G14 E (Schleifenanfang) (5 Wiederhlg.) (Schleifenende) G90 (Absolutmaß-Programmierung) M05 (Fräsmaschine ausschalten) G00 X0 Y0

13 SchulCNC 13 Fräsbahnkorrrektur Die Befehle G00, G01, G02 und G03 werden mit einem Versatz um den Fräserradius (nach links bzw. rechts) verfahren. Der Befehl G40 hebt den mit G41 bzw. G42 eingeschalteten Versatz auf. G41 Versatz nach links Den Befehlen G41 und G42 folgt der Befehl T mit einer zweistelligen Zahl. SchulCNC besitzt eine Liste mit verschiedenen Werkzeugen, die nummeriert abgespeichert sind. Die Werkzeugliste kann beliebig geändert erweitert werden (Menü: Einstellungen - CNC-Werkzeug) G42 Versatz nach rechts G40 (Fräsbahnkorrektur aufheben) 41 Beispiele: mit Werkzeug T03 (in diesem Fall 3mm) ohne Fräsbahnkorrektur G01 X47 G01 X 25 Y41 G01 X3 2. mit Fräsbahnkorrektur Versatz nach links G41 T03 (Werkzeug mit 3mm) G01 X47 G01 X 25 Y41 G01 X3 G40 (Fräsbahnkorrektur aufheben) Versatz nach rechts G42 T03 (Werkzeug mit 3mm) G01 X47 G01 X 25 Y41 G01 X3 G40 (Fräsbahnkorrektur aufheben)

14 14 CNC-Programmierung mit 6. Maschinen-Nullpunkt anfahren Nach der Werkstückbearbeitung wird das Koordinatensystem wieder in den Nullpunkt gefahren. Alle Achsen (X-,Y-,Z-) werden im Eilgang in den Anschlag zurückgefahren. G74 XYZ 7. Programmende Ist die Werkstückbearbeitung beendet und das System in den Maschinen-Nullpunkt gefahren, muß das Programmende gesetzt werden. M30

15 SchulCNC 15

16 CNC-Befehlsübersicht Schaltbefehle M-Befehle M00 Programm Halt Seite 8 M01 Wahlweiser Halt Seite 8 M02 Programmende Seite 8 M03 Fräser ein Seite 8 M05 Fräser aus Seite 8 M06 Werkzeugwechsel Seite 8 M30 Programmende mit Rücksetzung Seite 8 M60 Werkstückwechsel Seite 8 Verfahrbefehle G-Befehle G00 Eilgang Seite 9 Dem Befehl folgen die Koordinaten-Angaben. Wird eine spezielle Eilganggeschwindigkeit gewünscht, kann diese mit dem Programmwort F an den Befehlssatz angehängt werden. Standardgeschwindigkeit ist F33mm/sek.. Sie ist einstellbar (Einstellungen - CNC-Maschine) Reihenfolge der Parameter: X, Y, Z, F G01 Verfahren mit Vorschubgeschwindigkeit Seite 10 Dem Befehl folgen die Koordinaten-Angaben. Die Vorschubgeschwindigkeit wird mit dem Befehl G94 zu Beginn des Programms festgelegt. Die Vorschubgeschwindigkeit F kann auch im Programmsatz stehen. Diese Geschwindigkeit gilt für alle folgenden G01-, G02- und G03-Befehlen - solange, bis eine andere Angabe erfolgt. Reihenfolge der Parameter: X, Y, Z, F G02 Verfahren im Kreis Seite 11 im Uhrzeigersinn. Die Ebene (XY, XZ, YZ), in der der Kreis verfahren werden soll, wird über die Befehle G17 bis G19 bestimmt. Dem Befehl G02 folgen die Angaben für den Radius R, den Startwinkel A und Endwinkel B ab der aktuellen Position. Reihenfolge der Parameter: R, A, B, F G03 Verfahren im Kreis Seite 11 gegen Uhrzeigersinn wie G02 G04 Verweilzeit Maschine bleibt in der aktuellen Position stehen, die Spindelumdrehung wird nicht angehalten. Dem Befehl folgt eine Angabe in Sekunden. G14A5 Schleifenanfang Seite 12 z.b. 5 Wiederholungen G14E Schleifenende Seite 12 Die Befehlssätze, die zwischen den beiden G14-Zeilen stehen, werden wiederholt. G17 Ebenenwahl X,Y G18 Ebenenwahl X,Z G19 Ebenenwahl Y,Z G40 Werkzeugbahnkorrektur aufheben Seite13 G41 Werkzeugbahnkorrektur links Seite13 G42 Werkzeugbahnkorrektur rechts Seite13 G52 Werkstück-Nullpunkt setzen Seite 7 Die aktuelle Position wird als Nullpunkt übernommen und dient alllen folgenden absoluten Maßangaben als Bezugspunkt. Der Nullpunkt kann durch erneutes Setzen eines Nullpunktes überschrieben oder mit M30 (Programmende) gelöscht werden. G70 Maßangaben in inch G71 Maßangaben in mm wird keine Angabe gemacht, verwendet SchulCNC die Einheit mm. G74 Referenzfahrt Seite 7 und14 die Maschine fährt in den mechanischen Nullpunkt. Verfahrgeschwindigkeit im Eilgang. G90 Absolutmaß - Programmierung Seite 6 alle Koordinatenangaben beziehen sich auf den Werkstück-Nullpunkt (mit G52 gesetzt) G91 Kettenmaß - Programmierung Seite 6 alle Koordinatenangaben beziehen sich auf die aktuelle Position. G94 Vorschubgeschwindigkeit setzen Seite 6 z.b. G94 X25 (X25 = 25mm/sek.)