yliopettaja Eero Pikkarainen
Tehtävä:
- Tehtävänä on ohjelmoida ja koneistaa kuvan 1
mukainen kappale Numo 5 -laitteistolla.
Samalla tutustutaan Primcam-ohjelmaan (kuva 2),
jota käytetään Numo 5 -koneen ohjauksena.
Ohjelmalla asetetaan origo, (kuva 3) hoidetaan koneen käsiajo,
referenssipisteeseen ajo ja laaditun NC-ohjelman lataus esim. levykkeeltä koneen muistiin.
Ohjelmalla voidaan myös muokata koodia, jos virheitä löytyy.
Numo 5-laitteisto on pietarsaarelaisen Merval Oy:n toimittama (kuva 4). Itse jyrsinkone koostuu Isel-automatiikasta. Karan maksimikierrosluku on 15 000 r/min. Karamoottoriksi on jälkeen päin asennettu taajuusmuuttajalla ohjattava tehokkaampi moottori. Karalle voidaan jyrsinistukan avulla asentaa erilaisia jyrsinteriä. Kaiverruksessa käytetään viisteterää.
Koneen ohjauksen muodostaa PC-tietokone ja siinä oleva Primcam-ohjelmisto (kuva 5). Kone sallii kommentit sekä standardin mukaisen NC-ohjelman. Inkrementaalista ohjelmointia ei voi käyttää. Ohjelmassa ei tarvitse toistaa samana pysyviä NC-sanoja. Samoin ei tarvitse kirjoittaa etu- ja takanollia. Ohjelman loppussa pitää ehdottomasti antaa M02 eikä M30. M30-sanalla kone alkaa syöttää Z-akselia -suuntaan tunkien työkalun työkappaleeseen tai pöytään.
Työstettävästä kuviosta annetaan vain kuvan 6 mukainen informaatio. Näin työssä joudutaan käyttämään laskinta ja matematiikan kaavoja. Kaavat ja laskutoimitukset on esitetty jäljempänä. Ohjelma kirjoitetaan Microsoftin muistiolla (Notepad) Windows ympäristössä käyttäen yleismpiä NC-ohjelmoinnin käskyjä ja lopuksi saatu tiedosdo tallennetaan *.NC -tiedostoksi, joka on ASCII -tekstitiedosto. Ohjelmointi tapahtuu vaihe kerrallaan eli koodi kirjoitetaan ainoastaan yhdelle kuviolle kerrallaan ja kun koodi on kirjoitettu siirrytään jyrsinkoneelle. Jyrsintä tulee suorittaa rivi riviltä (step by step) (kuva 7), jotta vältytään vääriltä, yllättäviltä liikkeiltä ja jyrsinkoneen vahingoittumiselta. Kun ensimmäinen kuvio on jyrsitty siirrytään kirjoittamaan seuraavan kuvion koodia. Tätä jatkuu kunnes kaikki kuviot on jyrsitty.
Jyrsimen toimintakuntoon laitto, origon määrittäminen ja ohjelman lataus:
Kaikkiin jyrsintään tarvittaviin laitteisiin kytketään virrat päälle (tietokone, taajuusmuuttuja ja muut jyrsimen ohjauslaitteet). Seuraavaksi Primcam-ohjelma käynnistetään ja ajetaan kone referenssiasemaan (kuva 8). Levy kiinnitetään epäkeskokiinnittimillä jyrsinpöytään (kuva 9). Tämän jälkeen on mahdollista asettaa työkappale kohtainen origo. Työkalun kärki ajetaan käsiajolla levynpintaan niin, että paperinpala liikkuu vähän takkuillen terän ja levyn välissä (kuva 10). Tämän jälkeen taas suoritetaan referenssipisteeseen ajo. Kun origon paikka on määrätty, ladataan NC-tiedosto levykkeeltä tietokoneen muistiin ja jyrsintä voi alkaa rivi riviltä.
Laskutoimitukset ja suunnitellut jyrsimen liikkeet.
Työkappale kohtainen origo asetetaan vasemman vinoneliön vasempaan alakulmaan. Kuvio jyrsitään myötäpäivään. Jyrsin lähtee origosta X0 Y0 Z -2 pisteeseen X25 Y43.3. Liike jatkuu pisteeseen X65 Y43.3 ja pisteeseen X40 Y0 sekä takaisin origoon. Näin ensimmäinen kuvio on valmis.
Kuviossa laskemista tarvitaan vasemman yläkulman X- ja Y-aseman määrittämiseen. X=50cos60=25, Y=50sin60=43.3.
Toinen kuvio on samanlainen kuin edellinenkin vinoneliö. Jyrsin siirtyy ensimmäisen kuvion jyrsinnän jälkeen pikaliikkeellä toisen vinoneliön alkupisteeseen X55 Y0 ja lähtee liikkeelle myötäpäivään pisteeseen X80 Y43.3 ja siitä pisteeseen X120 Y43.3. Liike jatkuu pisteeseen X95 Y0 ja edelleen pisteeseen X55 Y0. Näin toinenkin kuvio on jyrsitty. Tässä kuviossa ei tarvitse laskea muuta kuin kuvioiden etäisyys toisistaan.
Kolmannessa kuviossa lasketaan kuvion aloituspiste ja sekä ympyränkaarien interpoloinnit. Jyrsintä aloitetaan pisteestä X87.5 Y56.29 jatkaen siitä pisteeseen X127.5 Y56.29 ja edelleen X152.5 Y99.59 ja takaisin aloituspisteeseen X87.5 Y56.29. Seuraavana suoritetaan ympyränkaaren ohjelmointi. Käskynä käytetään G02 eli ympyräkaari-interpolointia myötäpäivään. Ympyränkaarelle annetaan loppupisteeksi X152.5 Y99.59 ja lähtöpisteestä kaarikeskipisteeseen osoittavan vektorin X- ja Y-komponenteiksi I45 ja J2.888. Nämä saadaan yksinkertaisella vähennyslaskutoimituksella.
Kuvion aloituspiste X-akselilla: X=65cos60=32.5 Kuvion aloituspiste Y-akselilla: Y=65sin60=56.29
Näin saatu arvo lisätään toisen kuvion alkupisteen X-arvoon eli 55+32.5=87.5. Näin kolmannen kuvion alkupiste on saatu selville (X87.5 Y56.29).
I:n ja J:n laskeminen tapahtuu seuraavasti: Kaarien keskipisteet on annettu kuvassa 6 ja siinä kolmannen kuvion keskipiste on X132.5 Y59.178 I-komponentin laskeminen: 132.5-87.5=45 J-komponentin laskeminen: 59.178-56.29=2.888
Neljäs kuvio on samanlainen kuin kolmaskin. Jyrsintä alkaa pisteestä X32.5 Y56.29 ja jatkuu pisteeseen X72.5 Y56.29 edelleen pisteeseen X97.5 Y99.59 ja takaisin alkupisteeseen X32.5 Y56.29. Tästä pisteestä alkaa jälleen kaaren jyrsintä, jonka loppupisteet ovat X97.5 Y99.59 ja I45 J2.888. Kaariympyrän I-ja J-komponentit lasketaan samalla tavalla kuin kolmannessa kuviossakin.
Kone noudattaa standardikoodia.
Ohjelman koodi:
%
01234
(NUMO HARJOITUS, OHJELMOIJA SMH, PAIVAMAARA 05.12.2000 KLO 9:30)
N005 G90 G54
(ENSIMMAINEN VINONELIO, VIJY)
N010 S15000 F360 M03
N015 G00 X0.000 Y0.000 Z5.000
N020 G01 Z-2.000
N025 X25.000 Y43.300
N030 X65.000 Y43.300
N035 X40.000 Y0.000
N040 X0.000 Y0.000
N045 Z2.000
(TOINEN VINONELIO)
N050 G00 X55.000 Y0.000
N055 G01 Z-2.000
N060 X80.000 Y43.300
N065 X120.000 Y43.300
N070 X95.000 Y0.000
N075 X55.000 Y0.000
N080 Z2.000
(KOLMAS MUOTO)
N090 G00 X87.500 Y56.290
N095 G01 Z-2.000
N100 X127.500 Y56.290
N105 X152.500 Y99.590
N110 X87.500 Y56.290
N115 G02 X152.500 Y99.590 I45.000 J2.888
N125 G01 Z2.000
(NELJAS MUOTO)
N130 G00 X32.500 Y56.290
N135 G01 Z-2.000
N140 X72.500 Y56.290
N145 X97.500 Y99.590
N150 X32.500 Y56.290
N155 G02 X97.500 Y99.590 I45.000 J2.888
(OHJELMAN LOPPUTOIMET)
N160 G01 Z2.000
N165 G28 M05
N170 M02
%
Ohjelman lauseittainen selostus:
%
(NUMO HARJOITUS, OHJELMOIJA SMH, PAIVAMAARA 05.12.2000 KLO 9:30)
Ohjelman kommentti, missä on kappaleen nimi, ohjelmoija sekä
ohjelmointipäivämäärä ja -aika. Tämän avulla voidaan usein tarkastella, mikä
ohjelma on uusin tai kuka on ohjelmoija.
Lauseessa ilmoitetaan käytettävän absoluuttiohjelmointia (G90) ja työkappalekohtaista
origoa (G54).
Työstöradan kommentti, jossa ilmoitetaan myös työstöradan työkalu.
Asetetaan kierrosluku 15 000 r/min (S15000) sekä lastuamisliikkeen syöttönopeus
360 mm/min ja käynnistetään kara myötäpäivään (M03).
Työkalun kärki siirtyy pikaliikkeellä (G00) origon yläpuolelle pisteeseen
X0. Y0. Z5..
Laskeudutaan syöttöliikkeellä työtasolle Z-2.. Edellisestä lauseesta ovat voimassa
X- ja Y-koordinaatit X0. Y0. sekä kierrosluku S15000 ja syöttönopeus F360.
Siirrytään syöttöliikkeellä pisteeseen X25. Y43.3. Edellisestä lauseesta ovat voimassa
lineaarinen syöttöliike (G01), Z-koordinaatti Z-2., sekä kierrosluku S15000 ja syöttönopeus F360.
Siirrytään syöttöliikkeellä pisteeseen X65. Y43.3.
Siirrytään syöttöliikkeellä pisteeseen X40. Y0..
Siirrytään syöttöliikkeellä pisteeseen X0. Y0..
Noustaan syöttöliikkeellä tasolle Z2..
Työstöradan kommentti.
Työkalunkärki siirtyy pikaliikkeellä (G00) pisteeseen X55.. Y0. Z2..
Siirrytään syöttöliikkeellä (G01) tasolle Z-2..
Siirrytään syöttöliikkeellä pisteeseen X80. Y43.3. Edellisestä lauseesta ovat voimassa
lineaarinen syöttöliike (G01), Z-koordinaatti Z-2..
Siirrytään syöttöliikkeellä pisteeseen X120. Y43.3.
Siirrrytään syöttöliikkeellä pisteeseen X95. Y0..
Siirrytään syöttöliikkeellä pisteeseen X55. Y0..
Noustaan syöttöliikkeellä tasolle Z2..
- Työstöradan kommentti.
Työkalunkärki siirtyy pikaliikkeellä (G00) pisteeseen X87.5 Y56.29 Z2..
Siirrytään syöttöliikkeellä (G01) tasolle Z-2..
Siirrytään syöttöliikkeellä pisteeseen X127.5 Y56.29. Edellisestä lauseesta ovat voimassa
lineaarinen syöttöliike (G01), Z-koordinaatti Z-2..
Siirrytään syöttöliikkeellä pisteeseen X152.5 Y99.59.
Siirrytään syöttöliikkeellä pisteeseen X87.5 Y56.29.
N115 G02 X152.500 Y99.590 I45.000 J2.888
Ympyränkaaren interpolointi myötäpäivään (G02). Ympyränkaaren loppupiste on
X152.5 Y99.59. I45. on kaaren alkupisteestä kaarikeskipisteeseen osoittavan vektorin
X-suuntainen komponentti ja J2.888 vastaavan vektorin Y-suuntainen komponentti.
Siirrytään syöttöliikkeellä tasolle Z2..
Työstöradan kommentti.
Siirrytään pikaliikkeellä pisteeseen X32.5 Y56.29.
Siirrytään syöttöliikkeellä tasolle Z-2.
Siirrytään syöttöliikkeellä pisteeseen X72.5 Y56.29. Edellisestä lauseesta ovat voimassa
lineaarinen syöttöliike (G01), Z-koordinaatti Z-2.
Siirrytään syöttöliikkeellä pisteeseen X97.5 Y99.59.
Siirrytää syöttöliikkeellä pisteeseen X32.5 Y56.29
N155 G02 X97.500 Y99.590 I45.000 J2.888
Ympyränkaaren interpolointi myötäpäivään (G02) ympyränkaaren loppupiste on
X97.5 Y99.59. I45. on kaaren alkupisteestä kaarikeskipisteeseen osoittavan vektorin
X-suuntainen komponentti ja J2.888 vastaavan vektorin Y-suuntainen komponentti.
Työstöradan kommentti.
Noustaan syöttöliikkeellä nostotasolle Z2..
Ajetaan kaikki akselit referenssiasemaansa. Numo5 -laitteistolla ajetaan
kaikki akselit referenssiin huolimatta mitä akseleita on ilmoitettu G28-sanan kanssa.
Pysäytetään kara (M05).
Ohjelman loppu (M02) ja resetointi, jolloin ohjelman askellus siirtyy uudelleen
ohjelman alkuun.
%
Reikänauhan luennan loppumerkki.
Harjoitustyöhön liittyvät kuvat:
-
Kuva 1 tehtävässä annettu kuvio valmiiksi jyrsittynä.
Kuva 2 Primcam-ohjelman näyttö.
Kuva 3 origo asetettuna.
Kuva 4 Numo5-laitteisto.
Kuva 5 koneen ohjauksen muodostava
PC-tietokone ja siinä oleva Primcam-ohjelmisto.
Kuva 6 työstettävästä kuviosta annettu
informaatio.
Kuva 7 jyrsintä tulee suorittaa step by step komennolla.
Kuva 8 jyrsin referenssiasemassa.
Kuva 9 levy kiinnitettynä epäkeskokiinnittimillä jyrsinpöytään.
Kuva 10 origon Z-arvon asettaminen paperin avulla.