8. NC-Programmierung

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Georg Fuchs
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1 Literatur [Weck06] Weck, M.; Brecher, Ch.: Werkzeugmaschinen. Bd.4: Automatisierung von Maschinen und Anlagen. 6.Auflage, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006 [Pri06] Pritschow, G.: Einführung in die Steuerungstechnik. Carl Hanser Verlag München Wien, 2006 (1) Gliederung

2 1. Bereitstellung der notwendigen Informationen Konstruktionsdaten des Werkstücks (Zeichnung, CAD-Datei, etc.) verfügbare Werkzeuge verfügbare Spannelemente Technologische Daten Werkzeugmaschine (Achsen, Arbeitsbereich, Drehzahlen, Vorschübe, etc.) NC-Steuerung (Eingabeformat, Funktionalität, etc.) 2. Erstellung des Arbeitsablaufplanes Arbeitsreihenfolge Auswahl Werkzeuge, Spannmittel, Maschine Spannbedingungen / Umspannvorgänge technologische Einstellwerte 3. Erstellung eines maschinenneutralen Bearbeitungsprogramms (z.b. DIN CLDATA) Weg- und Schaltbedingungen 4. Erstellung des maschinenspezifischen Bearbeitungsprogramms (z.b. DIN G-Code) Achskonfiguration Aufspannlage (Nullpunktverschiebungen), etc. (2) Allgemeiner Programmierablauf

3 (3) Arbeitsablaufplan (Bsp.)

4 (4) Sprachen bei der rechnergestützten NC-Programmierung

5 % - Zeichen als Startmarkierung (optional mit Programmname/-nummer) % TestBeispiel.cnc % 1234 ASCII-Datei aus mehreren NC-Sätzen (jede Textzeile ist ein NC-Satz) NC-Sätze aus mehreren NC-Worten (beginnen immer mit Buchstabe) Satznummer N Wegbedingungen G (Interpolationsart, Koordinatenangaben, Korrekturen, Ebenenwahl,...) Schaltbefehle M (Spindel, Kühlung, Spannung,...) Technologische Werte (Vorschub F, Drehzahl S, Werkzeug T,...) Steueranweisungen (Programmende, Halt, Sprung, Unterprogramme,...) NC-Worte aus Adressbuchstabe und Ziffernfolge (5) NC-Programme nach DIN (ISO 6983)

6 (6) Adressbuchstaben nach DIN 66025

7 Auszug zur Gliederung von G-Funktionen in Gruppen (7) Wegbedingungen

8 (8) Hilfsfunktionen

9 (9) NC-Programmbeispiel Drehen

10 Rechtecktasche fräsen (uni-pro CNC, Fa. Heller) Bohrzyklus (Siemens 840 D) (10) Zyklen

11 Koordinatensysteme und Nullpunktverschiebung Bezugspunkte beim Drehen (11) Nullpunktverschiebung

12 (12) Fräserradiuskorrektur

13 Aufgabe: Erstellung eines NC-Programms zur Bearbeitung der 5 Innenkonturen Randbedingungen: Werkzeug 1: Bohrer Ø6 Werkzeug 2: Schaftfräser Ø6 Technologische Daten Drehzahl Bohren 1000 U/min Drehzahl Fräsen 800 U/min Vorschub Bohren 700 mm/min Vorschub Fräsen 500 mm/min Durchbruch zuerst Bohren, dann in einem Durchlauf ausfräsen Werkzeugversatz explizit berücksichtigen (13) NC-Programmierbeispiel

% N005 G90 F700 S1000 T1 N010 G0 X10 Y10 Z5 N015 M3 M7 N020 G1 Z-15 N025 G1 Z5 N030 G0 X90 N035 G1 Z-15 N040 G1 Z5 N045 G0 Y50 N050 G1 Z-15 N055 G1 Z5 N060 G0 X10 N065 G1 Z-15 N070 G1 Z5 N075 G0 X33

14 % N005 G90 F700 S1000 T1 N010 G0 X10 Y10 Z5 N015 M3 M7 N020 G1 Z-15 N025 G1 Z5 N030 G0 X90 N035 G1 Z-15 N040 G1 Z5 N045 G0 Y50 N050 G1 Z-15 N055 G1 Z5 N060 G0 X10 N065 G1 Z-15 N070 G1 Z5 N075 G0 X33 Y30 N080 G1 Z-15 N085 G1 Z5 N090 M5 M9 N095 F500 S800 T2 N100 M3 M7 N105 G0 X33 Y30 N110 G1 Z-15 N115 G1 Y35 N120 G2 X35 Y37 I2 J0 N125 G1 X65 N130 G2 X67 Y35 I0 J-2 N135 G1 Y25 N140 G2 X65 Y23 I-2 J0 N145 G1 X35 N150 G2 X33 Y25 I0 J2 N155 G1 Y30 N160 G1 Z5 N165 M5 M9 N170 F0 S0 N175 M30 (14) NC-Programm nach DIN (G-Code)

15 Processor = Compilersoftware (Übersetzung) Teileprogramm in fertigungstechnischproblemorientierter Sprache oder rechnerinterner Dartsellung (CAM-System) Umwandlung in maschinenneutrales Programm (z.b. CLDATA) Berücksichtigung Arbeitsablaufplan, Technologie, Geometrie für jede NC-Programmiersprache erforderlich Postprocessor = Compilersoftware (Übersetzung) maschinenneutrales NC-Programm Umrechnung in maschinenspezifisches NC-Programm Berücksichtigung Achskinematik + Steuerungsspezifika Einsatz nach (post~) der Erstellung des maschinenunabhängigen NC-Programms für jede einzelne Maschine erforderlich Umsetzung: früher als separates Programm heute üblicherweise als Modul im CAM-System im Hexapod FELIX implementiert in Bedienoberfläche bei STEP-NC = Teil der Steuerungssoftware (integrierter Processor und Postprocessor) (15) Rechnergestützte Erstellung eines Teileprogramms (CAM)

16 Erweitertes Datenformat zur DIN nach ISO/DIS 6132 Erweiterung der NC-Programmierung um Hochsprachen-Elemente Einschließen in eckige Klammern [ ] aber: nicht objektorientiert! Quelle: Weck06 (16) Programmier-Erweiterung der DIN 66025

17 (17) Beispiel für ein EXAPT-Teileprogramm

Zyklensteuerung) Beispiel: Zyklus Zerspanen längs der Steuerung MANUALplus M Ziele: Grafisch-Interaktive Programmierung ohne abstrakte Programmiersprache Programmierung der Werkstückgeometrie und

18 WOP - Werkstatt Orientierte Programmierung (engl. SFP - Shop Floor Programming) Programmierung von CNC-Maschinen auf Werkstattebene Eingabemasken, Dialoge, grafische Darstellung Programmierung durch den Maschinenbediener (auch: Dialogsteuerung, Zyklensteuerung) Beispiel: Zyklus Zerspanen längs der Steuerung MANUALplus M Ziele: Grafisch-Interaktive Programmierung ohne abstrakte Programmiersprache Programmierung der Werkstückgeometrie und nicht der Werkzeugwege, wie bei der Programmierung nach DIN Geometrie unabhängig von der Technologie der Bearbeitung programmieren Möglichkeit zur Übernahme von Geometriedaten aus CAD-Systemen Einheitliche Dialoge für alle Fertigungstechnologien Einheitliche Programmierung in der Werkstatt und der Arbeitsvorbereitung N20 G0 X60 Z5 T1 G97 S800 (Anfahren) N21 G0 X57 (Zustellen) N22 G1 Z-20.4 G95 F0.3 (1. Schnitt) N23 G0 X59 Z-19.4 (Abheben) N24 G0 Z5 (Rückfahrt) N25 G0 X54 (Zustellen) (18) WOP Werkstattorientierte Programmierung

19 CAD - Datenbasis STEP-NC Featurebasiertes CAD Geometrie Projekt Ablauf Arbeitsplan... Bearbtg.schritt i... NC STEP-NC ( ISO CD ) Werkstück Allgemeine WSt.-Daten Feature j Standard for the Exchange of Product Model Data Werkzeuge... Werkzeugdaten l... Prozess... Bearbtg.operat. k... Technologien... Technologiedat. m... Die umfassenden geometrischen, technologischen und organisatorischen Informationen liegen als strukturierte Einheiten in einem objektorientierten Format vor. ( Strukturiertes Modell der gesamten Bearbeitungsaufgabe ) [Weck06-4] (19) Objektorientierte NC-Programmierung

20 Quelle: Weck06 (20) Vereinfachtes Datenmodell der ISO CD (STEP-NC)

21 (21) STEP-NC - Werkstückbeschreibung durch Features (gemäß ISO 14649)

22 (22) STEP-NC Zuordnung von Features und Bearbeitungsschritte nach ISO 14649

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