KNITTELFELD SINUMERIK 840D DREHEN

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1 Landesberufsschule KNITTELFELD SINUMERIK 840D DREHEN

2 SINUMERIK 840 D - TURN CNC - Drehen NC- und CNC-Werkzeugmaschinen: NC-Maschinen: Anfang der fünfziger Jahre wurden in Amerika die ersten NC-Maschinen entwickelt. NC steht für NUMERICAL CONTROL, was numerisch gesteuert heißt. Eine NC-Maschine wird also durch Zahlen (numerisch) gesteuert. Das Erstellen des Programmes geschieht bei NC-Maschinen nicht an der Maschine, sondern meistens in der Arbeitsvorbereitung des Betriebes an einem entsprechenden Programmierplatz. Das fertige NC-Programm wird dann der Maschine meistens in Form eines Lochstreifens oder einer Lochkarte zugeführt. CNC-Maschine: Eine Weiterentwicklung, Anfang der siebziger Jahre, der NC-Maschinen sind die CNC-Maschinen. CNC ist die Abkürzung für COMPUTERIZED NUMERICAL CONTROL. Diese Maschinen sind im Gegensatz zu den NC-Maschinen mit einem frei programmierbaren Mikrocomputer ausgestattet, der mit den eingegebenen Daten Berechnungen durchführt und die Maschine somit steuert (Steuerung = Hardware + Software). Äußere Zeichen einer CNC-Maschine sind der Bildschirm für die Programmanzeige und die Tastatur für die Programmeingabe bzw. Programmänderung. Ein weiteres typisches Merkmal gegenüber NC-Maschinen ist der Programmspeicher, der Platz für etliche Programme bietet. Planung des Fertigungsablaufes: Bei einer CNC-Maschine muss die gesamte Planung des Fertigungsablaufes durchgeführt werden, bevor die eigentliche Bearbeitung erfolgt. Kenngrößen zur Erstellung eines Bearbeitungsplanes: Teilzeichnung: Geometrische Form mit Maßen und Toleranzen, Oberflächenbeschaffenheit, sowie Werkstoff und diverse Zusatzangaben. CNC-Maschine: Größe des Arbeitsbereiches, Antriebsleistung, Bauweise der Maschine, Spannmöglichkeiten, Werkzeugaufspannmöglichkeit etc. Rohteildaten: Form, Größe und Oberflächenbeschaffenheit des Rohteils. Spannmittel: z.b.: Dreibackenfutter, Planscheibe etc. Werkzeuge: z.b.: Schruppstahl, Schlichtstahl, Abstichstahl etc. Schnittdaten: Schnittgeschwindigkeit, Vorschub oder Vorschubgeschwindigkeit, Schnitttiefe, Schnittaufteilung, Verwendung entsprechender Zyklen. Sonstige Einstelldaten: Konstante Schnittgeschwindigkeit, Spindeldrehsinn, Kühlmittelverwendung, Spindeldrehzahlbegrenzung etc. Name: Datum: Klasse: Blatt-Nr.: Benennung:

3 SINUMERIK 840 D - TURN CNC - Drehen Koordinatensystem: Lage der Koordinatenachse (DIN 66217) und entsprechender Nullpunkte (DIN 66257) an Werkzeugmaschinen (in diesem Fall an einer Schrägbettmaschine). R Werkzeug Referenzpunkt +X M A Pinole W +Z -Z -X Maschinennullpunkt: Er ist der Ursprung des Maschinenkoordinatensystems. Anschlagpunkt: Er ist von der Breite des Spannmittels abhängig. Werkstücknullpunkt: Er ist vom Programmierer frei wählbar und wird an eine sinnvolle Stelle gelegt. (z.b.: Stirnfläche des Drehteils X0 und Z0) Absolutmaß- und Inkrementalmaßeingabe (Kettenmaßeingabe): G90 Absolutmaßeingabe (Einschaltzustand) Alle Punkte werden vom selben Bezugspunkt (aktueller Werkstücknullpunkt) aus angegeben. Das Werkzeug verfährt AUF eine programmierte Position. (Beim Drehen werden bei dieser Absolutmaßeingabe die X-Werte als Durchmesser verstanden.) Beispiel: P6 P5 P4 P3 P2 P P0 (Start) 5 20 Punkt Maßangabe G01 X20 Z0 G01 X30 Z-5 G01 X30 Z-20 G01 X40 Z-20 G01 X40 Z-35 G01 X50 Z-45 G01 X60 Z G91 Inkrementalmaßeingabe (Kettenmaßeingabe) Jeder programmierte Punkt wird für den nächsten zu programmierenden Punkt zum Nullpunkt, d.h. Die Maßangaben beziehen sich auf die letzte programmierte Position des Werkzeuges. Das Werkzeug verfährt UM eine Strecke auf die nächste Position. (Beim Drehen werden bei dieser inkrementellen Maßeingabe (Kettenmaßeingabe) die X-Werte als Durchmesserdifferenz verstanden.) Beispiel: P6 P5 P4 P3 P2 P1 Name: Datum: Klasse: Blatt-Nr.: P0 (Start) 5 Punkt Maßangabe G01 X20 Z0 G91 G01 X10 Z-5 G01 X0 Z-15 G01 X10 Z0 G01 X0 Z-15 G01 X20 Z-10 G01 X0 Z-20 Benennung:

4 SINUMERIK 840 D - TURN CNC - Drehen Erstellen von CNC-Programmen: Ein CNC-Programm muss die für die Bearbeitung des zu fertigenden Teiles notwendigen geometrischen Informationen (bei der SINUMERIK im Unterprogramm) und technologische Informationen, wie Vorschub, Schnittgeschwindigkeit, Drehzahl etc., sowie die notwendigen Schaltbefehle, wie Arbeitsspindeldrehrichtung und einschalten, Kühlmittel einschalten, Drehzahlbegrenzung, Werkzeughalteplatzaufruf etc. (Bei der SINUMERIK im Hauptprogramm) enthalten. Programmverwaltung: (bei SINUMERIK 840 D) Werkstückverzeichnis MAI_1MZA.WPD zum Beispiel Hauptprogramm WELL1.MPF (Hauptprogramm und Unterprogramm dürfen nicht den gleichen Namen haben!) Unterprogramm WELL1_AS.SPF (Konturprogramm) SIN-mäßig absolut Programmaufbau: Programmanfang (WELL1.MPF für Hauptprogramm und WELL1_AS.SPF für Unterprogramm) Programmsätze (siehe nächster Punkt im Skriptum) Programmende (M30 für Hauptprogramm und M17 für Unterprogramm) Satzaufbau: Die gesamte Bearbeitung an einer CNC-Maschine wird in Einzelschritte oder Zyklen zerlegt. Jeder Bearbeitungsschritt wird der Steuerung in einem Programmsatz eingegeben. Ziffernfolge Programmsatz: Z.B.: N30 G00 X30 Z0 F0.2LF N65 T1 D1 M04 M08LF Adressbuchstabe Linefeed (für Satzende) Wort Ein Satz ist aus einzelnen Worten aufgebaut, wobei zwischen jedem Wort ein Leerzeichen gesetzt werden muss. Ein Wort besteht aus einem Adressbuchstaben (z.b.: N, G, X, Z etc.) und einer Ziffernfolge mit Vorzeichen (z.b.: 00 0der 30 oder 0.3 etc.). Dabei setzt man bei einem positiven Wert KEIN Vorzeichen. ACHTUNG: Als Dezimalkomma wird ein PUNKT eingegeben. Beispiele für Adressbuchstaben und ihre Bedeutung: X, Y, Z... Bewegung in Richtung der entsprechenden Achsen G... Wegbedingung M... Zusatzfunktion (Schaltfunktion) N... Satznummer (Eine Nummerierung dient der besseren Kennzeichnung und späteren Orientierung im Programm, wird meist in 5-er Schritten durchgeführt und ist bei der SINUMERIK jedoch nicht erforderlich) [mm] (sprich Millimeter pro Umdrehung) bei G95 F... S... Vorschub f konstante Schnittgeschwindigkeit vc [m/min] bei G96 und Spindeldrehzahl n [min-1 ] bei G97 Werkzeughalteplatz Werkzeugkorrektur (vermessene Werkzeugdaten) T... D... Name: Datum: Klasse: Blatt-Nr.: Benennung:

5 SINUMERIK 840 D - TURN CNC - Drehen Wegbedingungen: Zusammen mit den Wörtern für die Koordinaten legen die Wegbedingungen bzw. G-Wörter (geometric funftion) im wesentlichen den geometrischen Teil des Programms (Unterprogramm = Konturprogramm) fest. Die An- und Zustellbewegungen (Eilgang) bzw. Einfache Bewegungen (z.b.: Plandrehen in einem Schnitt ohne Zyklus) befinden sich gegebenenfalls ebenfalls im Hauptprogramm. G00 Punktsteuerungsverhalten (Eilgang): Das Werkzeug bewegt sich mit Eilganggeschwindigkeit zum programmierten Punkt. G01 Geradeninterpolation (Arbeitsgang): Die Zielposition wird auf einer Geraden mit dem programmierten Vorschub angefahren. G02 Kreisinterpolation im Uhrzeigersinn (Rechtssinn): Das Werkzeug bewegt sich mit programmiertem Vorschub im Uhrzeigersinn auf einer Kreisbahn zum Zielpunkt. G03 Kreisinterpolation im Gegenuhrzeigersinn (Linkssinn): Das Werkzeug bewegt sich mit programmiertem Vorschub im Gegenuhrzeigersinn auf einer Kreisbahn zum Zielpunkt. G90 Absolute Maßangabe: Es wird programmiert, auf welche Zielkoordinaten das Werkzeug in Abhängigkeit vom Werkstücknullpunkt verfährt. G91 Übung 1: Kettenmaßangabe: Es wird programmiert, um welche Koordinatenbeträge das Werkzeug in Abhängigkeit vom derzeitigen Startpunkt verfährt. E (Endpunkt) S (Startpunkt) 18 W G00 Eilgang bzw. Eilgangbewegung: Für geradlinige Bewegungen außerhalb der Zerspanung bei denen das Werkzeug mit maximaler Vorschubgeschwindigkeit verfährt. (KEINE Zerspanung zulässig und somit im Unterprogramm eher meiden!) z.b.: N5 G00 X24 Z2LF Koordinaten des Zielpunktes G01 Geradeninterpolation (Arbeitsgang bzw. Vorschubbewegung): Für geradlinige Bewegungen (horizontal, vertikal oder unter einem beliebigen Winkel) mit programmiertem Vorschub. z.b.: N10 G01 X24 Z-18 F0.1LF N15 G01 X34 Z-18 F0.1LF Die grauen Worte können nach dem Satz N5 bei der SINUMERIK auch weggelassen werden. M17 Name: Datum: Klasse: Blatt-Nr.: Benennung:

6 SINUMERIK 840 D - TURN CNC - Drehen 1, 6 R 1, 2 E Übung 2: x W R 18 S G01 Geradeninterpolation mit Winkelangabe: z.b.: N25 G01 ANG=162 X50 ( oder Z...) F0.1LF Eine Koordinate des Zielpunktes Z (Zielpunkt X... oder Z...) ANG=... G01 +Z Übung 3: Einfügen von Radien und Fasen: N... G01 X... Z... RND=... Einfügen von Radius (ROUND) N... G01 X... Z... CHF=... Einfügen von Fasen (CHAMFER) CHF=2 Schnittpunkt S RND=5 2 x 45 G01 G01 S(X/Z) 5 S(X/Z) R 5x45 Beispiel: E G01 R 5 2x45 15 W R S Name: Datum: Klasse: Blatt-Nr.: Benennung: G01

7 SINUMERIK 840 D - TURN CNC - Drehen Übung 4: Drehen von Radien und Kreisbögen: Rechtssinn G02 Kreisinterpolation im Uhrzeigersinn: Linkssinn G03 Kreisinterpolation im Gegenuhrzeigersinn: Programmierung nach DIN: N... G02 bzw. G03 X... Z... I... K... Kreismittelpunktskoordinaten inkrementell vom Startpunkt aus Kreisendpunktskoordinaten E (X/Z) R 5 MK I+ S K+ I5 (in X-Richtung inkrem. gemessen) KIK0 (In Z-Richtung gemessen) Programmierung nach SINUMERIK: N... G2 bzw. G3 X... Z... CR=... Radiuswert CR= (CIRCLE RADIUS) Kreisendpunktskoordinaten Beispiel: E EK I+ S I- MK W R 30 SK K+ K- K I Name: Datum: Klasse: Blatt-Nr.: Benennung:

8 SINUMERIK 840 D - TURN CNC - Drehen Vorschubangabe: Nach dem Adressbuchstaben F (feed) wird der Vorschub eingegeben. beim DREHEN: z.b.: F0.3 (Vorschub = 0,3 mm/u) beim FRÄSEN: z.b.: F250 (Vorschubgeschwindigkeit = 250 mm/min) G94 Vorschubgeschwindigkeit in mm/min bei konstanter Drehzahl G95 Vorschub in mm/u bei konstanter Drehzahl (Einschaltzustand) Drehzahl: Das S-Wort (z.b.: S1600) informiert die Steuerung über die einzuhaltende Drehzahl. G96 konstante Schnittgeschwindigkeit; Vorschub in mm z.b.: G96 S300 spindle speed funktion vc= 300 m/min G97 konstante Schnittgeschw. AUS Drehzahlbegrenzung: LIMS Drehzahlbegrenzung bei aktivem G96 z.b.: LIMS=3200 (die Spindeldrehzahl wird mit 3200 min-1 begrenzt) Werkzeugaufruf: Die Werkzeuge (tools) werden mit dem T-Wort (z.b.: T3) aufgerufen. Mit dem Befehl T3 wird somit das Werkzeug im Werkzeughalteplatz 3 zum Einsatz gebracht. (Sofern es dort eingespannt und richtig vermessen wurde!) Anschließend im Programm im gleichen Satz steht die Korrekturinformation mit z.b.: D1 Nullpunktverschiebung: Z.B.: G54 (oder G55, G56, G57) Mit diesem Befehl wird die Steuerung über die Lage des Werkstücknullpunktes in Abhängigkeit vom Maschinennullpunkt informiert und aus dem sogenannten Nullpunktspeicher der Wert ist vom Spannmittel abhängig und sollte vorher einprogrammiert worden sein) aufgerufen. (Bei der Simulation steht in G54 der Wert 0 ) Spindeldrehrichtung: M03 Spindeldrehrichtung im Uhrzeigersinn M04 Spindeldrehrichtung im Gegenuhrzeigersinn M05 Spindel AUS Blickrichtung M04 W Name: Datum: Klasse: Blatt-Nr.: Benennung:

9 SINUMERIK 840 D - TURN CNC - Drehen Schneidenradiuskompensation (beim Drehen): Drehmeißel besitzen keine Werkzeugspitze, sondern einen Schneidenradius (z.b.: 0,2 bis 0,8 mm) Da aber bei der Programmierung und der Werkzeugkorrektur von einer Drehmeißelspitz ausgegangen wird, kommt es bei schrägen und bogenförmigen Konturen zu Verzerrungen (Fehlern). Um dies zu korrigieren werden folgende Werkzeugbahnkorrekturen LINKS (G41) und RECHTS (G42) verwendet. Blickrichtung G42 G41 Blickrichtung Blickrichtung G42 G42 Werkzeug RECHTS von der Kontur Blickricht ung G41 G41 Werkzeug LINKS von der Kontur Die Schneidenradiuskompensation wird durch die Eingabe von G40 wieder aufgehoben. Verweilzeit: N... G04 F... [In Sekunden] N... G04 S... [Anzahl der Umdrehungen der Hauptspindel] Beispiel: N75 G04 F2.5 (Verweilzeit = 2,5 Sekunden) Metrische und zöllige Maßangabe: G70 Maßangabe in ZOLL (INCH) G71 Metrische Maßangabe (Einschaltzustand) Sie können folgende Maßangaben je nach G70 oder G71 in inch oder mm eingeben: Weginformation X, Z Kreisparameter I, K, I1, K1, CR Gewindesteigung Programmierbare Nullpunktverschiebung TRANS, ATRANS Polarradius RP Name: Datum: Klasse: Blatt-Nr.: Benennung:

10 CYCLE 81/82

11 CYCLE 83

12 CYCLE 84

13 CYCLE 93

14 CYCLE 93

15 CYCLE 94

16 CYCLE 95

17 CYCLE 95

18 CYCLE 96

19 CYCLE 97