sinum-drehen

Landesberufsschule
KNITTELFELD
SINUMERIK 840D
DREHEN
SINUMERIK 840 D - TURN
CNC - Drehen
GRUNDLAGEN
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:
GRUNDLAGEN
SINUMERIK 840 D - TURN
CNC - Drehen
GRUNDLAGEN
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
P1
20
30
40
60
P0 (Start)
5
20
Punkt
0
1
2
3
4
5
6
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-65
35
45
65
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.:
10
15
15
20
30
20
40
60
P0 (Start)
5
Punkt
0
1
2
3
4
5
6
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:
GRUNDLAGEN
SINUMERIK 840 D - TURN
CNC - Drehen
GRUNDLAGEN
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:
GRUNDLAGEN
SINUMERIK 840 D - TURN
CNC - Drehen
GRUNDLAGEN
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)
34
24
50
S (Startpunkt)
18
W
2
45
70
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:
GRUNDLAGEN
SINUMERIK 840 D - TURN
CNC - Drehen
GRUNDLAGEN
1,
6
R
1,
2
E
Übung 2:
10
15
2x45°
30
50
W
16
62
R
18°
S
2
55
70
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
2
20
40
R
10
1
60
S
40
70
Name:
Datum:
Klasse:
Blatt-Nr.:
Benennung:
GRUNDLAGEN
G01
SINUMERIK 840 D - TURN
CNC - Drehen
GRUNDLAGEN
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
21
25
60
R
30
SK K+
K-
K -27.27
I -12.5
2
48.27
70
Name:
Datum:
Klasse:
Blatt-Nr.:
Benennung:
GRUNDLAGEN
SINUMERIK 840 D - TURN
CNC - Drehen
GRUNDLAGEN
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:
GRUNDLAGEN
SINUMERIK 840 D - TURN
CNC - Drehen
GRUNDLAGEN
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:
GRUNDLAGEN
CYCLE 81/82
CYCLE 83
CYCLE 84
CYCLE 93
CYCLE 93
CYCLE 94
CYCLE 95
CYCLE 95
CYCLE 96
CYCLE 97

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