8

Moduł 8
Zasady programowania maszyn sterowanych numerycznie
1. Osie sterowania i układy współrzędnych stosowane na OSN
2. Punkty charakterystyczne
3. Interpolacja
4. Wymiana narzędzi
5. Korekcja narzędzi
6. Struktura programu sterowania
7. Przykład programu obróbki
8. Bibliografia

2
1. Osie sterowania i układy współrzędnych stosowane na OSN
W celu wykonania obróbki materiału za pomocą obrabiarki konieczne jest wykona-
nie wielu ruchów narzędzia i materiału względem siebie. Ruchy te nie tylko związane są
z wykonywaniem obróbki, ale również z czynnościami pomocniczymi niezbędnymi do
wykonania obróbki (np. załączenie i wyłączenie chłodzenia, odsunięcie narzędzia
o materiału obrabianego itp.).
W przypadku sterowania numerycznego wszystkie ruchy i polecenia, które są nie-
zbędne do wykonania obróbki zapisane są w postaci programu obróbki, który steruje
poszczególnymi osiami obrabiarki realizującymi określone ruchy.
Program sterujący obrabiarki zapisywany jest w postaci tekstowej. Składa się on
z ciągu poleceń zawierających parametry kolejnych ruchów oraz instrukcji pomocni-
czych.
Ponieważ obróbka wiąże się z przemieszczaniem narzędzia względem przedmiotu
obrabianego, dlatego wzajemne relacje narzędzieprzedmiot obrabiany winny być zapi-
sane w odpowiednim układzie odniesienia. W obrabiarka sterowanych numerycznie
najczęściej stosowany jest kartezjański układ prawoskrętny XYZ wraz z obrotami wokół
osi, oznaczając ABC (rys. 8.1).
Rys. 8.1. Osie sterowania obrabiarek
[Źródło: https://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll/csfetch/28705635/PG_0310_pl_pl-
PL.pdf?func=cslib.csFetch&nodeid=46251498&forcedownload=true.]
Pod określeniem oś należy rozumieć kierunek, w którym zespół maszyny może wyko-
nywać ruch liniowy lub obrotowy. Jeżeli dla określonej osi wzajemne położenie narzędzia
i przedmiotu oraz wpływ narzędzia na kształt obrabianej powierzchni można zapisać
w postaci zależności matematycznej, to taka oś nazywana jest osią sterowaną. Osie ob-
rabiarek sterowanych numerycznie definiowane są następująco (rys. 8.2):
I. Jako pierwszy definiowany jest kierunek osi Z, który powinien być zgodny lub
pokrywać się z osią wrzeciona głównego (przedmiotowego lub narzędziowego).
II. Następnie określany jest kierunek osi X. Jest on prostopadły do kierunku osi
Z i na ogół leży w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny mocowania przedmio-
tu lub prowadnic obrabiarki związanych ze stołem przedmiotowym.
III. W trzeciej kolejności wyznacza się kierunek osi Y, korzystając z właściwości pro-
stopadłości osi układu współrzędnych.
IV. Zwroty osi – za zwrot dodatni osi uważa się taki, z którym związany jest ruch od
strony przedmiotu obrabianego (ruch do materiału wg ujemnego zwrotu osi).
Zwroty osi należy tak ustalić, aby spełnić warunek prawoskrętności.

3
Rys. 8. 2. Położenie układów współrzędnych dla różnych typów obrabiarek
Podstawową osią układu współrzędnych jest oś Z. Oś ta związana jest z kierunkiem
ruchu głównego obrabiarki. Ruch ten może być prostoliniowy (np. na strugarkach) lub
obrotowym (np. na tokarkach oraz na frezarkach). Przy ruchu głównym obrotowym oś
Z pokrywa się z osią obrotu zespołu wykonującego ten ruch. Na tokarkach będzie to
więc oś obrotu wrzeciona przedmiotowego, a na frezarkach – oś obrotu wrzeciona na-
rzędziowego. Dodatni zwrot osi Z odpowiada oddalaniu się narzędzia skrawającego od
powierzchni ustalającej przedmiot obrabiany, czyli od powierzchni oporowej szczęk
uchwytu tokarskiego lub od powierzchni stołu frezarki.
Osie X, Y leżą w płaszczyźnie ustalania przedmiotu. Oś X – druga co do ważności –
pokrywa się na frezarkach z kierunkiem wyznaczonym przez długość stołu. Na tokar-
kach oś X zajmuje położenie prostopadłe do osi wrzeciona i jest równoległa do prowad-
nic suportu poprzecznego.
W celu jednoznacznego określenia parametrów geometrycznych ruchu narzędzia
względem przedmiotu obrabianego wyodrębnia się układy współrzędnych:
 maszynowy układ współrzędnych;
 bazowy (podstawowy) układ współrzędnych;
 układ współrzędnych przedmiotu.
Maszynowy układ współrzędnych (MKS, niem. Maschinen Koordinaten Systeme) –
układ współrzędnych, który tworzą osie sterowane urządzeń sterowanych numerycznie
(rys. 8.3). Układ ten związany jest z prowadnicami, łożyskowaniem i innymi elementami
konstrukcji posiadającymi niezależne napędy i układy pomiarowe.
Układ maszynowy jest obarczony pewnego rodzaju błędami wykonawczymi – nie-
prostoliniowości osi, nieprostopadłości osi, błędy podziałki itp. Wykonywanie obróbki
w oparciu o ten układ uniemożliwia uzyskanie wysokiej dokładności obróbki.
Do pewnego stopnia można skompensować wpływ tych błędów na dokładność ob-
róbki poprzez stosowanie kompensacji w programie obróbki.

4
Rys. 8. 3. Maszynowy układ współrzędnych
Bazowy (podstawowy) układ współrzędnych (BKS, niem. Basis Koordinaten Sys-
teme) – prostokątny, prawoskrętny układ współrzędnych, stanowiący podstawę do pro-
gramowania. Jest odniesiony do przedmiotu zamocowanego na obrabiarce, traktowane-
go jako nieruchomy, przy poruszającym się narzędziu (zakłada się względny ruch na-
rzędzia względem przedmiotu obrabianego).
Układ współrzędnych przedmiotu (WKS, niem. Werkstück Koordinaten Systeme) –
prostokątny, prawoskrętny układ współrzędnych, związany z przedmiotem obrabianym,
służący do programowania obróbki, zapisanej w postaci programu sterującego.
Rys. 8. 4. Zależności pomiędzy układami współrzędnych
1. Maszynowy układ współrzędnych oraz bazowy układ współrzędnych pokrywają się (transforma-
cja kinematyczna jest nieaktywna).
2. Dzięki przesunięciu bazowemu uzyskuje się układ bazowego przesunięcia punktu zerowego
(BNS) punktem zerowym palety.
3. Przez ustawiane przesuniecie punktu zerowego jest ustalany układ ustawianego przesunięcia
punktu zerowego”(ENS) dla obrabianego przedmiotu 1 lub przedmiotu 2.
4. Przez programowana transformacje współrzędnych uzyskuje się układ współrzędnych obrabia-
nego przedmiotu (WKS).

5
2. Punkty charakterystyczne
Każda obrabiarka sterowana numerycznie posiada własny układ współrzędnych, do
którego należą punkty charakterystyczne:
 zerowe;
 odniesienia.
Rys. 8. 5. Oznaczenie symboliczne i literowe oraz określenie punktów zerowych
Rys. 8. 6. Oznaczenie symboliczne i literowe oraz określenie punktów odniesienia.

6
Rys. 8.7. Obszar roboczy tokarki – punkty charakterystyczne
[Źródło: http://www.cim.pw.edu.pl/lzp/STENU.pdf]
Rys. 8.8. Przestrzeń robocza frezarki – punkty charakterystyczne

7
Punkt zerowy obrabiarki jest określony przez producenta i nie podlega zmianom.
Znajduje się on poza obszarem obróbki.
Punkt startowy programu obróbki jest to punkt stały i niezmienny – znajduje się
w obszarze roboczym i punkt zerowy narzędzia znajduje się w nim w momencie przygoto-
wania obrabiarki (punkt wyjściowy obrabiarki).
Punkt zerowy odniesienia narzędzia jest to punkt na głowicy narzędziowej,
względem którego są obliczane wartości narzędzia. Każde zamontowane w głowicy na-
rzędzie ma swoje wymiary. Przy obróbce programujemy ruchy wybranego punktu na-
rzędzia (w przypadku wiertła i noża tokarskiego są to wierzchołki). Podczas uzbrajania
obrabiarki dokładnie mierzy się odległości wierzchołków narzędzi od punktu odniesie-
nia narzędzia (w obydwu osiach) i podaje w programie obróbki jako korektory narzę-
dzia. Podanie korektorów powoduje, że programując ruchy narzędzia obrabiarka będzie
te komendy odnosiła w stosunku do jego wierzchołka.
Parametry geometryczne przedmiotu obrabianego mogą być opisane poprzez zasto-
sowanie wymiarowania:
 przyrostowego (we współrzędnych przyrostowych), gdzie odległości lub kąty
mierzone są od ostatniego poprzedzającego punktu w kolejnych pomiarach;
 absolutnego (we współrzędnych absolutnych), tzn., że odległości lub kąty
mierzone są od początku układu współrzędnych.
Rys. 8.9. Zasada wymiarowania: a) przyrostowego, b) absolutnego
3. Interpolacja
Obróbka przedmiotów na obrabiarce sterowanej numerycznie wymaga przemiesz-
czania narzędzia tzw. torze narzędzia, który można określić jako krzywą, po której
przemieszcza się charakterystyczny punkt narzędzia skrawającego, np. wierzchołek noża
tokarskiego.
Tor narzędzi na maszynach sterowanych numerycznie może być realizowany przez
interpolację, tj. określenie punktów pośrednich między danymi punktami na wyznaczo-
nym torze lub zarysie według odpowiedniej linii. Najczęściej stosowana jest interpolacja:
 punktowa;
 liniowa;
 kołowa;
 funkcją wyższego rzędu.

8
Interpolacja punktowa (zwana też ruchem szybkim – rys. 8.10) polega na prze-
mieszczeniu się narzędzia do zaprogramowanego punktu z dużymi prędkościami. Ruch ten
może być zrealizowany z brakiem powiązania ruchu w osiach, czyli przy braku interpo-
lacji, czego efektem jest nieprzewidywalny tor ruchu narzędzia.
Rys. 8.10. Zasada interpolacji punktowej
[Źródło: http://www.zip.pb.edu.pl/public/osn_3eti.pdf]
Interpolację punktową można stosować tylko do wykonywania ruchów ustaw-
czych narzędzia. Ponieważ przy stosowaniu interpolacji punktowej ruch narzędzia mo-
że odbywać się po nieokreślonym torze, dlatego istnieje ryzyko kolizji przemieszczanego
narzędzia z przedmiotem obrabianym lub innym elementem konstrukcyjnym obrabiar-
ki. Dlatego programowanie ruchów narzędzia z interpolacją punktową należy wykony-
wać bardzo starannie po przeanalizowaniu możliwości wystąpienia kolizji.
Interpolacja liniowa jest najprostszym i najczęściej wykorzystywanym ruchem ro-
boczym. Tor ruchu narzędzia przebiega po linii prostej pomiędzy punktem początko-
wym i końcowym. Interpolacja liniowa stosowana jest do toczenia powierzchni czoło-
wej, walcowej, stożkowej na tokarce oraz wiercenia, rozwiercania frezowania po-
wierzchni czołowych na frezarce.
Rys. 8.11. Zasada interpolacji liniowej: a) w jednej osi, b) na płaszczyźnie, c) w przestrzeni
Interpolacja kołowa jest to wytyczenie trajektorii ruchu narzędzia w kształcie łu-
ku. Podczas programowania interpolacji kołowej ważne jest określenie środka okręgu
oraz promienia łuku.

9
Rys. 8.12. Zasada interpolacji kołowej
Interpolacja funkcją wyższego rzędu, to zastąpienie funkcją wyższego rzędu (łu-
kami wielomianowymi stopnia n) obrabianego konturu. Interpolacja ta stosowana jest
w obrabiarkach wieloosiowych o bardzo rozbudowanym systemie sterowania – nie bę-
dzie rozwijana w treści modułu.
4. Wymiana narzędzi
Realizacja procesu obróbki za pomocą obrabiarki sterowanej numerycznie wiąże się
z potrzebą zmiany stosowanych narzędzi obróbczych. Narzędzia, które przewidziane są
do wykorzystania w procesie obróbki zamocowane są w magazynach narzędzi.
W przypadku tokarki magazyn narzędziowy (np. w postaci obrotowej tarczy narzę-
dziowej) jednocześnie pełni rolę imaka narzędziowego dla narzędzia w trakcie obrób-
ki, co oznacza, że po wygenerowaniu przez program sterujący polecenia zmiany narzę-
dzia tarcza narzędziowa (głowica rewolwerowa) zostanie ustawiona w położeniu takim,
że odpowiednie narzędzie jest gotowe do wykonywania obróbki.
Rys. 8.13. Widok głowicy rewolwerowej
[Źródło: System ZERO-OSN]

10
Frezarki sterowane numerycznie wyposażone są w magazyny narzędzi typu łań-
cuchowego, tarczowego i do wrzeciona narzędziowego przenoszone są za pomocą do-
datkowego urządzenia zwanego zmieniaczem.
Rys. 8.14. Widok magazynów narzędzi frezarki sterowanej numerycznie: a) łańcuchowy
[Źródło: http://www.feeler-cnc.pl/subpages/series.php?lang=pl&series=Seria_SDM-
G/GA&activeSubpage=5],
b) tarczowy
[Źródło: http://www.feeler-cnc.pl/subpages/series.php?lang=pl&activeSubpage=1&series=Seria_NBP]
5. Korekcja narzędzi
Proces obróbki przedmiotu na obrabiarce sterowanej numerycznie może być wyko-
nywany różnymi narzędziami różniącymi się, np. średnicą, długością, stopniem zużycia.
Wymiary obrabianego przedmiotu są programowane zgodnie z wartościami zamiesz-
czonymi na rysunku. Dlatego tor narzędzia wykonującego obróbkę powinien uwzględ-
niać różnice wartości parametrów wykorzystywanych narzędzi. Aby program sterowni-
czy obrabiarki mógł uwzględnić te różnice konieczne jest stosowanie korekcji narzędzia
– numer narzędzia oraz dane korekcyjne właściwe dla stosowanego narzędzia.
Rys. 8. 15. Zasada korekcji narzędzi

11
Rys. 8. 16. Zasada korekcji: a) długości narzędzi, b) promienia
Przy pomocy korekcji długości narzędzia wyrównywane są różnice długości po-
między zastosowanymi narzędziami. Długością narzędzia jest odległość pomiędzy punk-
tem odniesienia nośnika narzędzia, a wierzchołkiem narzędzia. Długość narzędzia jest
mierzona i wraz z wartościami zużycia wprowadzana korekcji narzędzia w programie
sterowania.
Zarys przedmiotu oraz tor przemieszczania się narzędzia są liniami równoległymi
do siebie. Aby zachować tę równoległość do programu sterowania muszą być wprowa-
dzone wartości korekcji promienia narzędzia.
Rys. 8. 17. Zasada korekcji promienia ostrza narzędzia
Położenie ostrza opisywane jest poprzez położenie wierzchołka narzędzia
P w stosunku do punktu środkowego ostrza S. Położenie ostrza oraz promień ostrza
są wartościami potrzebnymi do wyznaczenia korekcji noży tokarskich.

12
Obrabiarki sterowane numerycznie mogą być wyposażone w automatyczne urzą-
dzenia do pomiaru długości narzędzi.
6. Struktura programu sterowania
Program sterowania obrabiarki sterowanej numerycznie nosi oficjalną nazwę: źró-
dłowy program operacji technologicznej. Jest to uporządkowany zbiór instrukcji pro-
gramowych (zapisanych w wymaganym formacie języka) do wywołania działań, które
będą wykonywane w sposób automatyczny. Program ten może być przygotowany
w formie programu operacji technologicznej (POT), albo w formie danych wejścio-
wych, jako zakodowanych informacji wprowadzanych do układu sterowania za pomocą
nośników informacji (np. dyskietka, przenośna pamięć itd.).
Podczas wykonywania operacji obróbki narzędzie wykonuje ruchy względem
przedmiotu obrabianego oraz ruchy dotyczące czynności pomocniczych. Program steru-
jący jest ciągiem instrukcji wykonywania tych ruchów.
Program składa się z bloków zawierających informacje do wykonania jednej czyn-
ności. Informacje te określają współrzędne narzędzia oraz dane dodatkowe (np. wymia-
na narzędzia, parametry obróbki.
Rys. 8.18. Struktura bloku adresowego
[Źródło: opracowanie własne]
W skład bloków adresowych wchodzą słowa składające się z adresu i wartości lub
kodu. Bloki adresowe mogą mieć różną długość. Oznacza to, że w każdym bloku można
pisać inną liczbę słów, a kolejne słowa mogą zawierać różną liczbę znaków.
Niektóre słowa w bloku ze względu na ich znaczenie i funkcjonowanie w programie
sterującym nazywane są funkcjami.
Wśród funkcji nazywanych funkcjami maszynowymi wyróżnia się:
 funkcje przygotowawcze G, jako polecenia, które ustalają sposób pracy
maszyny, jak np.: wymiarowanie przyrostowe, interpolacja kołowa,
wykonywanie gwintu, cykl stały itd.,
 funkcje pomocnicze M, które sterują funkcjami dwustanowymi maszyny, np.:
włącz obroty wrzeciona w prawo, włącz chłodziwo, wyłącz obroty wrzeciona,
wyłącz chłodziwo itd.,
 funkcje narzędzia T, które wywołują narzędzie, czyli ustawiają narzędzie
w pozycji pracy,
 funkcje posuwu F, określające wartość posuwu roboczego,
 funkcje prędkości wrzeciona S, określające prędkość ruchu obrotowego
wrzeciona.

13
Funkcje wywołujące narzędzie T związane są zawsze z korekcją narzędzia.
Do programowania przemieszczeń narzędzia po liniach prostych oraz łukach i okrę-
gach stosowane są słowa o adresach X, Y, Z oraz I, J, K nazywane słowami wymiaro-
wymi. Liczby stojące po tych adresach oznaczają współrzędne określonych punktów,
czyli odległości od punktu odniesienia mierzone wzdłuż odpowiednich osi. Liczby
w słowach wymiarowych zapisywane są z dokładnością 0.001 mm. Jeżeli w zapisie licz-
by występuje kropka dziesiętna liczba jest odczytywana w jednostkach [mm], jeżeli
kropki dziesiętnej nie ma liczba jest odczytywana w mikrometrach [m]. W słowach
X25.0 i X25 zapisane są więc różne współrzędne, w pierwszym przypadku współrzędna
wynosi 25 mm, w drugim 25 m.
Aby budowa bloku była przejrzysta, słowa w bloku powinny być umieszczone w na-
stępującej kolejności: N… G… X… Y… Z… F… S... T... D… M… 0H…
N G X Y Z
I J K
F S T D M H
adresnumeru
bloku
funkcjaprzygo-
towawcza
wartośćprze-
mieszczeniana-
rzędzia
posuw
prędkośćskra-
wania
narzędzie
numerkorekcji
narzędzia
funkcjadodatko-
wa
funkcjapomocni-
cza
Adres N (numer bloku) jest pierwszym adresem w bloku. Numer bloku nie wywołu-
je żadnej czynności obrabiarki, jest tylko etykietą (opisem) bloku, w którym się znajduje.
Numerowanie bloków może odbywać się na dowolnych, określonych przez programistę
zasadach. Jednak najczęściej numeruje się bloki rosnąco, co określoną wartość, np. co
5 czy 10. Istnieje możliwość przenumerowania bloków programu dodania lub usunięcia
bloku.
Adres G (funkcja przygotowawcza) to jeden z najważniejszych adresów. Funkcje
przygotowawcze nie wywołują żadnych czynności obrabiarki, ich zadaniem jest inter-
pretowanie znaczenia innych adresów. Ogólnie adresy używane w układzie sterowania
(w tym funkcje przygotowawcze) dzielą się na dwie grupy:
1. modalne (globalne), obowiązujące w programie aż do ich odwołania – są aktyw-
ne w bloku, nawet jeżeli w tym bloku nie są wywoływane (ale były wywołane
wcześniej).
2. niemodalne (lokalne), obowiązujące tylko w bloku, w którym zostały wywołane
– nie ma konieczności ich odwoływania po zakończeniu działania bloku.

14
Tabela 8.1. Przykłady funkcji przygotowawczych G [Źródło: www.zasada.ps.pl/im2-l11/osn_emco.doc]
Funkcje G Znaczenie funkcji
G00 Ruch szybki (pozycjonowanie)
G01 Ruch roboczy po linii prostej (z interpolacją liniową)
G02
Ruch roboczy po łuku w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara
(interpolacja kołowa)
G03
Ruch roboczy po łuku w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek ze-
gara (interpolacja kołowa)
G17 Wybór płaszczyzny interpolacji kołowej XY
G18 Wybór płaszczyzny interpolacji kołowej XZ
G19 Wybór płaszczyzny interpolacji kołowej YZ
G40 Odwołanie korekcji promienia narzędzia
G41
Korekcja promienia narzędzia w lewo od zaprogramowanego zarysu
przedmiotu
G42
Korekcja promienia narzędzia w prawo od zaprogramowanego zarysu
przedmiotu
G53 Deklaracja układu współrzędnych obrabiarki
G54 Deklaracja układu współrzędnych przedmiotu
G90 Programowanie w układzie bezwzględnym *)
G91 Programowanie w układzie przyrostowym *)
G94 Deklaracja jednostek prędkości posuwu [mm/min]
G95 Deklaracja jednostek prędkości posuwu [mm/obr]
Adres F (posuw) – odnosi się do programowania prędkości posuwu. Posuw związa-
ny jest z kształtowaniem przedmiotu obrabianego i jest wymagany przy programowaniu
toru narzędzia.
Adres S (prędkość skrawania) odnosi się do programowania prędkości głównego
ruchu skrawania, którego zadaniem jest umożliwienie skrawania. Nie ma on natomiast
żadnego wpływu na tor ruchu narzędzia.
Adres T (narzędzie) wywołuje zmianę położenia magazynu narzędziowego. Zadanie
konkretnej wartości powoduje ustawienie się magazynu narzędziowego w ten sposób,
że na jego aktywnej pozycji znajdzie się narzędzie, które ma być wykorzystane
w procesie obróbki określonej w bloku.
Adres D (numer korekcji narzędzia) – określa wartości parametrów używanego na-
rzędzia (długości, średnicy, promienia). Przywołanie tego adresu jest warunkiem ko-
niecznym poprawnego kształtowania powierzchni przedmiotu obrabianego.
Adres M (funkcje pomocnicze) czasami nazywane funkcjami maszynowymi, prze-
znaczone do bezpośredniej obsługi urządzeń właściwych dla obrabiarki. Dokładny opis
tych funkcji znajduje się w dokumentacji techniczno-ruchowej danej obrabiarki.

15
Tabela 8.2. Przykłady funkcji pomocniczych M [Źródło: www.zasada.ps.pl/im2-l11/osn_emco.doc]
Funkcje M Znaczenie funkcji
M00 Stop bezwarunkowy
M01 Stop warunkowy
M02 Koniec programu (bez przewinięcia taśmy)
M03 Deklaracja prawych obrotów wrzeciona narzędziowego
M04 Deklaracja lewych obrotów wrzeciona narzędziowego
M05 Zatrzymanie obrotów wrzeciona narzędziowego
M08 Włączenie chłodziwa
M09 Wyłączenie chłodziwa
M30 Koniec programu (z przewinięciem taśmy do początku)
Sposób odczytywania informacji zapisanych w bloku:
N080 G01 X25 F01 S1000 T0808 M04
Blok o numerze 080 (N80). Zadana interpolacja liniowa (G01). Zadane przesunięcie
noża o 25 mm lub do punktu o współrzędnych X25. Zadane obroty wrzeciona 1000
obr/min (S1000). Zadane narzędzie 08 (pozycja 8 w głowicy rewolwerowej)
z wielkościami korekcyjnymi 08 (T0808). Zadanie włączenia wrzeciona o obrotach
w lewo (M04).
Program CNC dla obróbki posiada określoną strukturę. Na początku nadaje się mu
odpowiedni numer ze znakiem „%” (np. %10). Następnie podaje się szereg bloków spe-
cyficznych dla obrabiarki. Będzie to np. włączenie sterowania, przypisanie narzędzi i ich
wielkości korekcyjnych do odpowiednich gniazd głowicy rewolwerowej, ustalony punkt
wymiany narzędzia, czyli skonfigurowanie obrabiarki. Bardzo często tą część programu
kopiuje się z programów poprzednich. Jest to bardzo ważne, gdyż wcześniej została
uzbrojona obrabiarka, pomierzone wielkości korekcyjne narzędzi, zamocowane uchwy-
ty itp.
Rys. 8.19. Przykład zapisu programu sterującego [Źródło: www.zasada.ps.pl/im2-l11/osn_emco.doc]

16
Utworzenie programu
Tworzenie programu obróbki obrabiarki sterowanej numerycznie powinno być poprze-
dzone wykonaniem planu obróbki, analizą procesu technologicznego obróbki przedmio-
tu. Tok prac przygotowawczych powinien zawierać następujące elementy:
1. Analiza rysunku obrabianego przedmiotu;
 ustalenie punktu zerowego przedmiotu,
 ustalenie układu współrzędnych,
 obliczenie brakujących wartości współrzędnych.
2. Ustalenie przebiegu obróbki;
 jakie narzędzia i w jakiej kolejności będą używane do obróbki,
 kolejność wykonywania poszczególnych elementów obrabianego przed-
miotu,
 które elementy powtarzają się i powinny być zapisane w podprogramie,
3. Zestawienie planu pracy;
 ustalenie procesów obróbkowych w maszynie:
 posuwy szybkie,
 wymiana narzędzia,
 ustalenie płaszczyzny obróbki,
 odsunięcie w celu wykonania pomiaru kontrolnego,
 załączenie/wyłączenie wrzeciona, chłodziwa.
 wywołanie narzędzia i korekcji narzędzia,
4. Zapisanie każdego kroku jako bloku;
5. Połączenie poszczególnych kroków w program.
7. Przykład programu obróbki [Źródło: www.zasada.ps.pl/im2-l11/osn_emco.doc]
Na rys. 8.20. przedstawiono szkic prostego przedmiotu o kształcie walca, na którego
czole zaplanowano frezowanie trzech rowków ustawionych wzdłuż boków trójkąta
równobocznego ABC. Materiałem obrabianym jest stop aluminium o symbolu AK9. Wy-
korzystany zostanie frez palcowy walcowo-czołowy ze stali szybkotnącej SW18
o średnicy równej szerokości rowka (4). Oprzyrządowanie przedmiotowe składać się
będzie z uchwytu trójszczękowego zamocowanego bezpośrednio do stołu obrabiarki za
pomocą śrub włożonych w rowki teowe. Centrowanie przedmiotu w szczękach oraz jego
podparcie na czole jest wystarczająco dokładne i spełnia warunek powtarzalności poło-
żenia w układzie współrzędnych obrabiarki. Oprzyrządowanie zaznaczono na rysunku
za pomocą znormalizowanych symboli graficznych stosowanych w dokumentacji tech-
nologicznej. Narysowane zostały również osie układu współrzędnych przedmiotu X, Y, Z
w których zostanie zaprogramowany tor narzędzia. Oś Z w naturalny sposób pokryto
z osią powierzchni walcowej, pozostałe osie umieszczono na płaszczyźnie leżącej 40 mm
od elementu ustalającego przedmiot wzdłuż osi Z, czyli na płaszczyźnie odpowiadającej
górnej powierzchni czołowej przedmiotu.

17
Rys. 8.20. Szkic do operacji frezowania rowków
[Źródło: www.zasada.ps.pl/im2-l11/osn_emco.doc]
Przed przystąpieniem do opracowania programu sterującego wykonano obliczenia
współrzędnych punktów charakterystycznych toru narzędzia, którymi w tym przypadku
są wierzchołki trójkąta A, B, C (tab. 8.3). W punktach tych będzie następować zmiana
kierunku ruchu freza. Obliczenia geometrii przedmiotu oraz toru narzędzia wykonać
można posługując się metodami znanymi z geometrii analitycznej lub wykonując tzw.
rysowanie precyzyjne w odpowiednim systemie CAD (np. AutoCAD).
Tabela 8.3. Współrzędne charakterystycznych punktów toru narzędzia
[Źródło: www.zasada.ps.pl/im2-l11/osn_emco.doc]
Punkt X Y
A -15.588 -9.000
B 15.588 -9.000
C 0.000 18.000
Poniżej przedstawiono przykładowy program sterujący ze szczegółowym objaśnie-
niem każdego bloku.
N0000 G54 (deklaracja układu współrzędnych przedmiotu)
N0010 G94 G40 T0101 (jednostki posuwu [mm/min], korekcja promienia wyłączona, narzę-
dzie nr 1, korektor nr 1)
N0020 S3000 M03 (obroty wrzeciona: 3000 [obr/min], prawe)
N0030 G00 X-15.588 Y-9.0 Z2.0 (najazd ruchem szybkim nad punkt A)
N0040 G01 Z-1.0 F80 (zagłębienie narzędzia w materiał posuwem roboczym 80 mm/min)
N0050 X15.588 F120 (frezowanie rowka AB z posuwem 120 mm/min)
N0060 X0.0 Y18.0 (frezowanie rowka BC z posuwem jak wyżej)
N0065 X-15.588 Y-9.0 (frezowanie rowka CA z posuwem jak wyżej)
N0070 G00 Z20.0 (wycofanie narzędzia do góry ruchem szybkim)
N0080 X-50.0 (wycofanie narzędzia poza przedmiot)
N0090 G53 T0000 (powrót do układu współrzędnych obrabiarki, odwołanie korekcji
narzędzia)
N0100 M30 (koniec programu)

18
Narzędzie wykonuje w programie ruch szybki nad punkt A, następnie z małym po-
suwem (vf = 80 mm/min) zagłębia się w materiał na głębokość 1 mm. Kolejne ruchy ro-
bocze po trójkącie ABC wykonywane są z posuwem większym (vf = 120 mm/min).
W końcowym etapie narzędzie jest wycofane 20 mm ponad przedmiot i odprowadzone
w osi X poza przedmiot, na odległość umożliwiającą jego wymianę. W czasie operacji
obroty wrzeciona (zaprogramowane w bloku N0020) pozostają stałe i wynoszą n=3000
obr/min. Współrzędne położenia początku układu współrzędnych przedmiotu należy
zapisać na etapie wdrażania programu w rejestrach pamięci układu sterowania odpo-
wiadających funkcji G54. Wysięg narzędzia, jego promień a także poprawki wymiarów
przedmiotu związane z tym wysięgiem będą zapisywane w korektorze 1. Numer korek-
tora narzędziowego odczytuje się na dwóch ostatnich pozycjach słowa T0101 w bloku
N0010.
Bibliografia:
1. Schmid D., Baumann A., Kaufmann H., Paetzold H.,Zippel B.: Mechatronika. REA,
Warszawa 2002
Netografia:
1. http://www.cim.pw.edu.pl/lzp/STENU.pdf - Dr inż. Adam Rogowski: Sterowanie
numeryczne.
2. http://www.cnc.lubaczow.eu/wp-content/uploads/2009/01/geometryczne-
podstawy-obrobki-cnc-uklady-wspolrzednych-punkty-zerowe-i-referencyjne-
korekcja-narzedzi.pdf - Zespół Szkół w Lubaczowie: Geometryczne podstawy ob-
róbki CNC. Układy współrzędnych, punkty zerowe i referencyjne. Korekcja na-
rzędzi.
3. http://www.feeler-
cnc.pl/subpages/series.php?lang=pl&activeSubpage=1&series=Seria_NBP - POL-
TRA Sp. z o.o.: Centra frezarskie CNC.
4. http://www.feeler-cnc.pl/subpages/series.php?lang=pl&series=Seria_SDM-
G/GA&activeSubpage=5 - POLTRA Sp. z o.o.: Obrabiarki dwukolumnowe CNC.
5. www.zasada.ps.pl/im2-l11/osn_emco.doc - Marek Zasada: WPROWADZENIE DO
PROGRAMOWANIA OBRABIAREK STEROWANYCH NUMERYCZNIE.
6. http://zip.pb.edu.pl/Instrukcje/Obrabiarki%20sterowane%20numerycznie%20
-%20ETI%20sem.%20V/osn_3eti.pdf - mgr inż. Tomasz Nieścier: FUNKCJE IN-
TERPOLACJI W PROGRAMOWANIU OBRABIAREK CNC.
7. http://www.zscku.konin.pl/przedmiotyzawodowe/files/projektowanie%20proc
esow%20technologicznych.pdf - Andrzej Zych: Projektowanie procesów techno-
logicznych 311[20].Z1.05.
8. https://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll/csfetch/28705635/PG
_0310_pl_pl-PL.pdf?func=cslib.csFetch&nodeid=46251498&forcedownload=true
- SIEMENS: SINUMERIK 840D sl / 828D Podstawy - Podręcznik programowania.

8

Recommended

Recommended

More Related Content

More from Emotka

More from Emotka (20)

8