predelava emco f1 rezkalnega stroja - cnczone.com-cnc
TRANSCRIPT
ŠOLSKI CENTER PTUJ
VIŠJA STROKOVNA ŠOLA
Boštjan Horvat
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Diplomska naloga
Ptuj, maj 2011
I
Diplomska naloga višješolskega študijskega programa
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Študent: Boštjan Horvat
Študijski program: Mehatronika
Modul: Mehatronika 2
Mentor v podjetju: Bojan Lampret, univ. dipl. inž. str.
Mentor predavatelj: dr. Martin Terbuc, univ. dipl. inž. el.
Lektorica: Daniela Miloševič, univ. dipl. komp.
Ptuj, maj 2011
II
» Tukaj se vstavi Sklep o diplomski nalogi (original), ki ga izda Višja strokovna šola. V ostale izvode se vstavijo kopije originala. Ne vstavljajte „scaniranih“ dokumentov«
III
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorju dr. Martinu Terbucu za
strokovne nasvete in smernice pri sestavi diplomske
naloge.
Zahvaljujem se družini in partnerici za spodbudo in
razumevanje pri študiju.
Zahvaljujem se tudi Marjanu in Stanislavi Šmon za
nasvete pri oblikovanju besedila.
Zahvaljujem se podjetju Hagspiel d.o.o. Maribor za
izvedbo praktičnega izobraževanja.
Posebno se zahvaljujem Danieli Miloševič za lektoriranje
diplomske naloge.
IV
PEDELAVA EMCO F1 REZKALNEGA STROJA
Ključne besede: CNC, stroj, CAD, CAM, EMCO, NC, program, krmilnik, EMC2
UDK: UDK:621.937:004.451.25(043.2)
Povzetek
Kovinsko predelovalna industrija je v času hitrega tehnološkega razvoja in zaostrenih
pogojev poslovanja postavljena pred nove, zahtevne naloge in številne izzive. Izdelava
določenega izdelka morata biti hitra, kvalitetna in ugodna. To velja za vse faze
proizvodnje od razvoja, konstruiranja in izdelave do obratovanja obdelovalnih strojev.
Tehnološki razvoj obdelovalnih strojev se zlasti od sredine 50-tih let prejšnjega stoletja
nezadržno razvija; še pred desetletji vrhunski stroji, so danes že zastareli. To velja tudi za
rezkalni stroj EMCO F1. Da bi povečali njegovo uporabnost, smo se odločili za
posodobitev, ki smo jo izvršili tako, da smo krmilno enoto stroja povezali z osebnim
računalnikom.
Vmesnik je izdelan tako, da ga preprosto integriramo v krmilno omaro samega stroja. Z
njim lahko izbiramo način vodenja rezkalnega stroja: ali z osebnim računalnikom ali s
krmiljem samega stroja. Pri izboru programske opreme smo se odločili za EMC2
odprtokodni program za krmiljenje CNC strojev, ki si ga lahko prenesemo iz spleta.
Program EMC2 krmili CNC stroj z NC programom, ki ga lahko vnesemo ročno ali ga
generiramo s pomočjo CAM programske opreme.
Po izvršeni prenovi smo ugotovili, da je bila predelava oziroma posodobitev uspešna.
Obdelovalnemu stroju, ki naj bi sicer služil demonstracijskim namenom, smo bistveno
izboljšali možnosti uporabe in mu podaljšali življenjsko dobo za še nekaj let.
Zaradi številnih koristi takšne posodobitve, bi lahko s takšno metodo posodobili številne
starejše obdelovalne stroje ter tako povečali njihovo produktivnost in uporabno vrednost.
Pri tej posodobitvi smo si pridobili tudi znanje in izkušnje, ki jih bomo lahko koristno
uporabili pri delu z zahtevnejšimi in sodobnejšimi obdelovalnimi stroji.
V
MODIFICATION OF EMCO F1 MILLING MACHINE
Key words: CNC, machine, CAD, CAM, EMCO, NC, program, controller, EMC2
UDK: UDK:621.937:004.451.25(043.2)
Abstract
The metallurgical industry is facing major challenges nowadays in order to keep pace with
technological developments in an extremely competitive environment. The launching of a
new product must be quick, of a good quality and reasonably priced. Not only is this very
difficult to achieve but it also requires involvement of all the production phases – from
design, construction, manufacturing and the use of the final product.
The technological development of machines and machine tools has been, especially since
the mid 1950s, continuously improving. Machines considered top of the line in art
technology a few decades ago are now updated. The same can be said for the milling
machine EMCO F1. To get on the added value of this machine, we have decided to make
some improvements in terms of linking its control unit with the personal computer.
The interface is designed so that it can be easily integrated in the control unit of the
milling machine. It enables us to select whether the machine is manually operated or
digitally automated. The Enhanced Machine Control EMC2 was found to be the most
practical software to be used. It is a free software system with an open source code for
computer control of the CNC machine tools such as milling and lathes, and can be easily
downloaded. The EMC2 provides an interpreter for “G-code”. The later can be inserted
manually or generated by CAM (Computer Automated Manufacturing). It can be
concluded, that after the modification was done, the success of the aforementioned
alteration and improvement was confirmed. The performance of the machine, originally
intended to be used for a demonstration, has been significantly improved and its life cycle
has been extended for a few more years. There are various benefits of such modification.
First, we can modify a number of outdated machines and increase their productivity and
thereby adding value. At the same time, we have acquired precious knowledge and
VI
experience in what can be used while working with more complex and advanced machines
in the future.
VII
KAZALO
1 UVOD.................................................................................................................................1
2 NC IN CNC STROJI.........................................................................................................3
2.1 ZGODOVINA.....................................................................................................................3
2.2 UPORABA IN TIPI CNC STROJEV.........................................................................................5
3 POSTOPEK CNC OBDELAVE......................................................................................7
3.1 RAČUNALNIŠKO PODPRTO KONSTRUIRANJE (CAD) ....................................7
3.1.1 Prednosti CAD sistema ........................................................................................8
3.1.2 Ukazi CAD sistema ..............................................................................................9
3.1.3 Izdelovanje pogledov............................................................................................9
3.2 RAČUNALNIŠKO PODPRTA PROIZVODNJA (CAM).................................................................10
3.2.1 Operacijsko orientirani CAM sistemi.................................................................10
3.2.2 Procesno orientiran CAM sistem........................................................................11
3.3 NC PROGRAM................................................................................................................12
3.3.1 Varnost................................................................................................................13
3.4 KRMILNIK ZA CNC STROJ...............................................................................................15
4 OBDELAVA....................................................................................................................17
4.1 CAD PRIPRAVA MODELA S PROGRAMSKIM ORODJEM CATIA V5..........................................17
4.2 POSTOPEK ZA IZDELAVO NC PROGRAMA.............................................................................19
5 PREDELAVA EMCO F1 KRMILNIKA......................................................................25
5.1 DELOVANJE IN ZGRADBO VMESNIKA...................................................................................25
5.1.1 Zgradba vmesnika...............................................................................................26
5.2 NAČRT IN TISKANINA VMESNIKA........................................................................................27
5.2.1 Optično ločilna tiskanina....................................................................................28
5.2.2 Krmilna tiskanina................................................................................................29
5.2.3 Modul za vreteno.................................................................................................31
5.3 PRIKLJUČITEV.................................................................................................................32
6 KRMILJENJE CNC STROJA S PROGRAMOM EMC2..........................................35
VIII
6.1 NASTAVITVE KRMILNEGA PROGRAMA EMC2......................................................................35
6.2 DELO S PROGRAMOM EMC2............................................................................................37
7 ZAKLJUČEK..................................................................................................................43
8 LITERATURA................................................................................................................45
9 IZJAVA AVTORJA........................................................................................................47
10 PRILOGE.......................................................................................................................49
10.1 SEZNAM SLIK................................................................................................................49
10.2 SEZNAM PREGLEDNIC.....................................................................................................50
10.3 OPTIČNO LOČILNA TISKANINA..........................................................................................51
10.4 KRMILNA TISKANINA.....................................................................................................52
10.5 KRMILNA TISKANINA.....................................................................................................53
10.6 OPTIČNO LOČILNA TISKANINA..........................................................................................54
10.7 NAVODILA ZA UPORABO.................................................................................................55
10.8 SKICA IZDELKA.............................................................................................................58
10.9 SLIKA MODELA.............................................................................................................59
10.10 SLIKA KONČNEGA IZDELKA...........................................................................................60
IX
UPORABLJENE KRATICE
3D – tridimenzionalno
NC – numerično krmiljenje (angl. „Numerical Control“)
CNC – računalniško numerično krmiljenje (angl. „Computer Numerical Control“)
CAD – računalniško podprto konstruiranje (angl. „Computer Aded Design“)
CAM – računalniško podprta proizvodnja (angl. „Computer Aded Manifactoring“)
CIM – računalniško integrirana proizvodnja (angl. „Computer Integrated Manifactoring“)
ZDA – Združene države Amerike
MIT – naziv ustanove Massachusetts Institute of Technology
KBM – tehnološka zbirka proizvodnje (angl. „Knowledge Based Machining“)
EMC – Napredni krmilnik strojev (angl. „Enhanced Machine Controller“)
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 1
1 UVOD
Cilj poslovanja vsakega podjetja je nenehno večanje njegove konkurenčne sposobnosti in
tržnega deleža. Eden najpomembnejših načinov za povečevanje konkurenčnosti je vlaganje
v sodobnejše načine dela, kar omogoča zvišanje produktivnosti, znižuje čas razvoja
izdelkov in izboljšujejo njihovo kakovost. Poznavanje in uvajanje sodobne tehnologije je
za podjetja, ki se srečujejo z globalno konkurenco, življenjskega pomena.
V diplomski nalogi sem predstavil primer predelave klasičnega oziroma konvencionalnega
rezkalnega stroja EMCO F1. Uporabil sem CNC vmesnik, preko katerega krmilimo
EMCO F1 rezkalni stroj s pomočjo osebnega računalnika. Vmesnik je izdelan tako, da ga
preprosto integriramo v krmilno omaro samega stroja. Preko njega lahko izbiramo način
vodenja rezkalnega stroja, ali z osebnim računalnikom ali s krmilnikom samega stroja.
Vendar nam osebni računalnik brez ustrezne programske opreme ne koristi, zato sem se
lotil še krmilnega programa za CNC stroje. Na tržišču najdemo razne programe in večina
ustreza mojim potrebam. Osebno sem se odločil za EMC2, odprto kodni program za
krmiljenje CNC strojev, katerega si lahko brezplačno prenesemo iz spleta. Program EMC2
krmili CNC stroj z NC programom. CAM programi izdelajo NC program iz modela,
katerega smo s CAD programom skonstruirali.
Predelan EMCO F1 rezkalni stroj sicer služi v didaktične namene, vendar lahko z njim
obdelujemo tudi izdelke. Na predelanem stroju je možno prikazati rezkanje, razlagati
ukaze NC programa in predstaviti potek CNC obdelave.
V drugem poglavju sem prikazal zgodovino NC in CNC strojev, namen njihove uporabe,
tipe CNC strojev in njihove sestavne dele.
V tretjem poglavju sem ponazoril postopek CNC obdelave, ki ga sestavljajo tri zaporedne
faze: CAD, CAM in obdelava na samem CNC stroju.
V četrtem poglavju sem ponazoril primer kreiranja modela in NC programa s sodobnim
programskim paketom CATIA V5.
2 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
V petem poglavju sem prikazal predelavo EMCO krmilnika. Najprej sem opisal namen
predelave, nato delovanje in zgradbo vmesnika ter priključitev. Za konec sem opisal še,
kako se krmilni program EMC2 nastavi za EMCO F1 rezkalni stroj ter kako se le tega
uporablja.
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 3
2 NC IN CNC STROJI
Prvotni koncept NC krmilnika je, s pojavom mikroračunalnikov, prerasel v dosti
naprednejši CNC koncept. CNC je okrajšava za „Computerized Numerical Control“, v
bistvu pa pomeni krmilnik z vgrajenim računalnikom. Vgrajen računalnik je olajšal
upravljanje stroja, omogočil izvajanje zahtevnejših računskih operacij na stroju
(interpolacije višjega reda), izboljšal pomnilniške kapacitete krmilnika ter predvsem pa
omogočil povezovanje krmilnikov v industrijska računalniška omrežja.
Tehnološki postopek odrezave je vnaprej določen in predviden z osnovnimi parametri npr.:
globina rezanja, podajanje, rezalna hitrost. Parametri so izračunani glede na standardne
delovne pogoje, ki lahko od dejanskih bistveno odstopajo, kar zaznamo s tipali. V takem
primeru parametre spremenimo in vplivamo na obdelovalni čas. Z merjenjem odrivne sile
na orodju, zaznamo obrabljenost orodja in ga pravočasno zamenjamo, preden izdelamo
slab izdelek. Numerično krmiljen stroj, opremljen s potrebnimi tipali in krmilnikom, ki
tipala nadzoruje, imenujemo adaptivno krmiljen stroj.
S pojavom CNC strojev se je zgodila velika sprememba, ki je bila posledica vgrajenega
računalnika. Pojavila se je potreba po zmogljivejši in zahtevnejši programski opremi.
Prišlo je do ločevanja programerskih funkcij, od čistih krmilnih funkcij do
komunikacijskih funkcij krmilnika. Tako se danes programiranje strojev izvaja na ločenih
grafičnih postajah, kjer se s simulacijskimi programi izvede tudi simulacija NC programa.
Od tod pa se preverjeni NC programi, preko računalniških omrežij, prenesejo do CNC
strojev.[12]
2.1 Zgodovina
V 14. stoletju se pojavijo prve krmiljene naprave. V tem času so krmilili zvonove posebni
valji z bodicami. Na ta način je bila melodija zvenenja zvonov krmiljena. Razvoj sistema
numerično vodenih obdelovalnih strojev je, s podobnimi izumi, vplival na razvoj
4 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
elektronike in računalniške tehnike. V tabeli 1, so našteti še drugi mejniki v razvoju
numerično krmiljenih strojev.
Tabela 1: Mejniki v razvoju CNC strojev [11][13]
Leto Mejnik
1808Joseph M. Jacquard je uporabil pločevinaste kartice z luknjicami za
krmiljenje tkalskih strojev in tako iznašel prenosljiv nosilec podatkov.
1863 M. Fourneaux je patentiral avtomatski klavir, znan pod imenom Pianola.
1938Claude E. Shannon je prišel do spoznanja, da je avtomatski preračun in
prenos podatkov mogoč samo v dvojiški obliki.
1946Dr. John W. Mauchly in dr. J. Presper Eckert sta izdelala digitalni računalnik
ENIAC za ameriško vojsko.
1949-1952
John Parsons je za ameriške letalske sile, razvil sistem za neposredno
krmiljenje položaja vreten obdelovalnih strojev preko izhoda računskega
stroja.
1952Na MIT je pričel delovati prvi numerično krmiljeni obdelovalni stroj z
imenom Cincinnati Hydrotel z navpičnim vretenom.
1954Podjetje Bendix odkupi Parsonsove patentne pravice in proizvede prvi
industrijsko izdelan NC stroj prav tako z uporabo elektronke.
1957 Ameriške letalske sile postavijo prve NC rezkalne stroje v svoje delavnice.
1958Predstavljen je bil prvi programski jezik s simboli imenovan APT, v povezavi
z računalnikom IBM 704. Začetek strojnega programiranja.
1960Na sejmu v Hannovru predstavijo nemški proizvajalci svoje prve NC stroje.
Za numerična krmiljenja pričnejo v tem letu uporabljati tranzistorska vezja.
1963 Izdelan prvi specialni NC stroj.
1965 Iznajdba avtomatičnega izmenjevalnika orodja.
1968Z uporabo IC tehnike (integralna vezja) postanejo krmilja manjša in
zanesljivejša.
1969 V podjetju Sundstrand Omnicontrol v ZDA uporabijo prve DNC naprave.
1970 Iznajdba avtomatične menjave obdelovancev z menjavo transportnih palet.
1972
Prvi NC-stroji s serijsko vgrajenim miniračunalnikom omogočijo razvoj novi
generaciji zmogljivejših računalniško krmiljenih strojev, ki pa so jih kmalu
zamenjali CNC- stroji z mikroprocesorji.
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 5
1974 Izdelan prvi več operacijski CNC obdelovalni stroj.
1975 Iznajdba avtomatične korekture orodja (povratni hod).
1976 Za krmilja CNC strojev pričnejo uporabljati mikroprocesorje.
1977 Iznajdba avtomatičnega nadzora življenjske dobe orodja.
1978 Zasnove prvih prilagodljivih proizvodnih sistemov.
1980
Programska orodja, ki so jih razvili in pričeli integrirati v CNC - stroje so
omogočila programiranje neposredno na strojih in sprožila debato za in proti
krmiljem z ročnim vnosom podatkov. CNC - krmilja že vsebujejo
podprograme za pomoč pri izdelavi programov za proizvodnjo.
1984Zelo zmogljivi CNC stroji podprti s programskimi orodji z grafičnim
prikazom postavijo nova merila za programiranje proizvodnje
1986/1987Standardni programski in računalniški vmesniki omogočajo povezavo strojev
v avtomatizirano tovarno na podlagi računalniških omrežij.
1996 Se prične vključevati varnost za človeka in stroj v programsko opremo.
2005Začetek povezovanja CNC krmilnikov v skupine preko industrijskih omrežij
Ethernet / PROFINET.
Trenutni vrh krmilnih naprav predstavlja CIM. CIM povezuje CAD, torej oblikovanje,
načrtovanje, simuliranje ter testiranje v sami fazi razvijanja izdelka in CAM, ki predstavlja
realno izdelavo predmetov, načrtovanih v navideznem računalniškem svetu.
2.2 Uporaba in tipi CNC strojev
CNC stroji so po temeljni zgradbi in osnovnem principu delovanja zelo podobni klasičnim
strojem, s tem, da so določeni deli prilagojeni na numerično krmiljenje. Ker je delo na
CNC strojih predvsem bolj varno, hitrejše in hitro prilagodljivo potrebam proizvodnje, se
klasični stroji zamenjujejo s sodobnimi CNC stroji ali obdelovalnimi centri. Torej lahko
rečemo, da se CNC stroji uporabljajo tam, kjer so se uporabljali klasični stroji. [6]
Poznamo več tipov CNC strojev. Krmilniki oziroma regulatorji CNC strojev so si zelo
podobni. Ti so prilagojeni na vrsto obdelave materiala, zato CNC stroje delimo glede na
vrsto obdelave materiala, in ti so:
6 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
1. Numerično krmiljeni stroji za odrezovanje:
◦ CNC stružnico,
◦ CNC brusilne stroje,
◦ CNC rezalne stroje (rezkalni, vrtalni stroji, ipd.).
2. Numerično krmiljeni stroji za izsekovanje in prebijanje:
◦ CNC stiskalnice,
◦ CNC stroj za konturno izsekovanje,
◦ kombinirani CNC stroji za izsekovanje in prebijanje.
3. Numerično krmiljeni stroji za preoblikovanje:
◦ CNC stroj za upogibanje cevi,
◦ CNC stroj za proizvodnjo kovanih obročev, ipd.
4. Numerično krmiljeni stroji za ostale postopke:
◦ CNC stroj za plamensko rezanje,
◦ CNC stroj za rezanje z vodnim curkom,
◦ CNC stroj za lasersko rezanje,
◦ CNC stroj za različne postopke varjenja.
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 7
3 POSTOPEK CNC OBDELAVE
Postopek CNC obdelave se začne z idejo o izdelku. To idejo je potrebno vnesti v CAD
programsko opremo (CATIA, Solid Works, Inventor, PRO Engener, OpenCASCADE ali
katero drugo). Z CAD programskim paketom izdelamo model. Model vnesemo v CAM
programsko opremo ter iz njega izdelamo NC program. Program vnesemo v krmilnik CNC
obdelovalnega stroja.
V krmilnik CNC obdelovalnega stroja lahko NC program vnesemo tudi ročno (ga
napišemo), vendar se ta način uporablja predvsem za enostavne izdelke.
3.1 RAČUNALNIŠKO PODPRTO KONSTRUIRANJE (CAD)
Termin CAD pomeni računalniško podprto konstruiranje, pri katerem konstrukter pri
snovanju izdelkov uporablja računalniške programske sisteme.
Računalnik s CAD programskim sistemom je orodje konstrukterja. Zanj opravi večino
rutinskih opravil, vendar zasnovo izdelka ter pomembne odločitve sprejema konstrukter
sam, na osnovi svojega znanja in izkušenj. Računalniško konstruiranje se lahko definira
kot uporaba računalniških sistemov za podporo pri snovanju, spreminjanju, analizi in
optimizaciji konstrukcij. Konstruiranje s takšnim sistemom postane učinkovitejše ter zniža
stroške. [2]
CAD sistemi temeljijo na interaktivni računalniški grafiki. Interaktivno računalniško
grafiko, označuje interaktivni računalniški uporabniško usmerjen sistem, pri katerem
računalnik uporabimo za kreiranje, transformacijo in prikaz podatkov v obliki slik in
simbolov. Konstrukter kreira sliko na zaslonu tako, da pošlje ukaze in pokliče zahtevane
podprograme, ki so shranjeni v računalniku.
V večini sistemov je slika (oziroma posnetek) sestavljena iz osnovnih geometrijskih
elementov: točk, črt, krožnic itd.
8 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Sliko je mogoče spreminjati v skladu z ukazi konstrukterja: povečati, zmanjšati, premakniti
na drug prostor na zaslonu, rotirati ali izvesti druge spremembe. S temi različnimi
manipulacijami se kreirajo zahtevani detajli slike. [4]
3.1.1 Prednosti CAD sistema
Temeljna prednost uporabe CAD sistema je povečana produktivnost pri konstruiranju, ki
se kaže v konkurenčnosti organizacije. Ker povečana produktivnost zmanjša potrebo po
številu konstrukterjev, posledično zniža stroške ter zmanjša odzivni čas.
Z uvajanjem CAD sistema dosežemo:
• Povečano produktivnost konstrukterja. To dosežemo tako, da konstrukterju
pomagamo pri vizualizaciji proizvoda in njegovih komponent. Prav tako
zmanjšamo čas, ki je potreben za sintezo, analizo in dokumentiranje izdelka.
• Izboljšanje kvalitete konstrukcije. CAD sistem dopušča temeljite inženirske analize
in omogoča preverjanje večjega števila konstrukcijskih variant. Manj možnosti je
za konstrukcijske napake.
• Izboljšanje komunikacije. Uporaba CAD sistema omogoča boljše inženirske načrte,
več standardizacije pri načrtih, manj napak in predvsem večjo čitljivost.
• Kreiranje zbirke podatkov za proizvodnjo. V procesu kreiranja dokumentacije za
konstrukcijo proizvoda (geometrija in dimenzije izdelka ali komponent,
specifikacija materiala za komponente, stroški za material itd.), se kreira velika
zahtevana zbirka podatkov za proizvod.[5]
Potencialne koristi CAD sistema so:
• povečana inženirska produktivnost,
• krajši izdelavni roki,
• manjše potrebe po inženirskem osebju,
• lažja izvedljivost sprememb zaradi zahtev naročnika,
• hitrejši odziv na zahteve po ponudbi,
• izboljšana natančnost konstrukcije in
• lažje prepoznavanje interakcije komponent v analizi.[4]
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 9
3.1.2 Ukazi CAD sistema
CAD sistem od uporabnika zahteva, da natančno definira kaj želi. Uporabnik to definira v
menijskih ukazih. Menijski ukazi so strukturirani v nivojih. Prvi nivo obsega vse osnovne
operacije, kot so risanje, kotiranje, tiskanje, spreminjanje pogledov ipd.
Uporabnik izbere ukaz prvega nivoja, nakar CAD sistem pričakuje naslednje podatke, ki so
odvisni od ukaza iz prvega nivoja. Če na primer uporabnik izbere ukaz risanje iz prvega
nivoja, mora kot drugo, dati podatek kaj želi narisat (točko, črto, krivuljo, krožnico itd.).
Za nekatere ukaze obstaja še več nivojev. To velja npr. za črto. Če uporabnik želi v CAD
sistemu narisati črto, mora definirati tudi za kakšno črto gre (tip črte, debelino, barvo,
dolžino, ipd.).
Način kako uporabnik izbira ukaze, se od sistema do sistema razlikujejo. Veliko sistemov
ima menijske ukaze zbrane v ukaznih okvirjih, ki so kot ikone zbrani na posebnih pladnjih.
Te pladnje se da položiti na orodno vrstico. Da bi se CAD sistem odzval, se mora
uporabnik ustrezne ikone dotakniti. Na enak način reagira sistem z menijskimi ukazi.
Sodobna metoda, ki jo uporabljajo novejši CAD sistemi, je prikaz zaslonskih menijev, ki
se prikazujejo glede na nivo in izbiro predhodnega ukaza.
Hitrost, s katero se sistem odziva, je odvisna od delovne postaje na katero je sistem
nameščen. Ne glede na metodo vnosa ukazov, se večina sistemov odziva s kratkimi
sporočili (x=). Ta sporočila uporabnika vodijo k pravilnemu vnosu naslednjega podatka.
Vendar so sporočila te vrste, za novega uporabnika, precej nejasna. Sistem bi lahko
reagiral na ukaz z dolgim sporočilom (definirati je treba pozicijo točke v koordinatnem
sistemu v milimetrih), vendar bi bilo takšno sporočilo nadležno izkušenim uporabnikom.
Tako za zahtevne kot nezahtevne ukaze ima uporabnik vedno na voljo tudi ukaz „pomoč“.
Kot že samo ime ukaza pove, se ta ukaz pokliče takrat, ko uporabniku kakšen ukaz ni
dovolj jasen oziroma ne razume, kaj sistem pričakuje od njega. S tem ukazom pridemo do
pojasnitve v dosti krajšem času, kot če bi le to iskali v priročniku za uporabo.[4]
3.1.3 Izdelovanje pogledov
Pri izdelavi načrtov v 2D sistemu uporabnik sledi postopku na risalni mizi. Najprej
uporabnik izdela en pogled, nato s pomočjo konstrukcijskih črt izdelav drug pogled in nato
10 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
še tretjega. Čeprav CAD sistem opravi te postopke zelo natančno, so tako izdelani pogledi
med seboj povsem neodvisni.
Sodobni 3D CAD sistemi omogočajo izvoz 2D pogledov iz 3D modela. Iz 3D modela
lahko izvozimo poljubno število pogledov. V primeru, ko uporabnik spremeni 3D model,
se avtomatsko spremenijo vsi pogledi.
V 2D sistemu je potrebno spremembe narediti ročno, brez garancije, da so spremembe
veljavne, ustrezne in brez napak. Uporabnik doda konstrukcijske črte, ki jih potem uporabi
kot vodilo in nanje doda novo geometrijo. Konstrukcijske črte so na različni plasti kot
geometrija. To opazimo pri kreiranju stranskih pogledov, pri katerih uporabimo
horizontalne konstrukcijske črte, projicirane iz narisa. Že pri nezahtevnem predmetu
pridemo do zelo goste mreže konstruktorskih črt, zato je potrebno biti pazljiv, da
geometrijo nanesemo na pravo črto.
Uporabnik mora uporabiti svoje razumevanje predmeta za to, da ročno nariše značilnosti,
ki so vidne oziroma skrite v vsakem pogledu. Naredi lahko enake napake kot na risalni
deski, sistem pa te vrste napak ne more preprečiti. [4] Zato je ugodno, če imamo možnost
uporabe 3D sistema, da se izognemo takšnim napakam.
3.2 Računalniško podprta proizvodnja (CAM)
CAM tehnološki sistem je lahko samostojen ali integriran v CAD sistem. Integriran CAM
sistem si deli zbirko podatkov s CAD sistemom. Med podatki pa velja pravilo
asociativnosti. Glede programiranja, lahko CAM sistem označimo kot operacijsko ali
procesno orientiran sistem. Večina sodobnih CAM sistemov je operacijsko orientiranih,
vendar prihaja do sprememb. Oglejmo si podrobneje obe izvedbi.
3.2.1 Operacijsko orientirani CAM sistemi
V operacijsko orientiranem CAM sistemu uporabnik samostojno izbira potrebne parametre
in sledi potrebnemu zaporedju aktivnosti. Uporabnik sam izbira tehnološko operacijo,
izbira vrsto rezalne strategije, določa meje obdelovalnega območja, ročno določa
parametre rezalnega orodja, izbira rezalne hitrosti, prekrivanja orodja, globine rezanja in
mnoge ostale parametre potrebne za ustvarjanje NC programa.
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 11
Ta postopek se ponovi za vsako operacijo, ki jo zahteva izdelava izdelka. Postopek je
precej zamuden in dopušča možnost napake v postopku. Tako orientiran CAM sistem ne
izkorišča potenciala, informacij vgrajenih v konstrukcijske gradnike.
Tipično zaporedje aktivnosti v operacijsko orientiranih CAM sistemih:
1. izbira CAD modela,
2. definiranje geometrije obdelovanca,
3. definiranje koordinatnega sistema,
4. izbira tipa tehnološke operacije,
5. izbira vodilne geometrije za potrebe tehnološke operacije,
6. izbira orodja za potrebe tehnološke operacije,
7. izbira tehnoloških parametrov glede na izbrano operacijo in orodje,
8. ustvarjanje NC poti orodja,
9. simulacija NC poti orodja,
10. izbira tipa zadnje tehnološke operacije,
11. izbira vodilne geometrije za potrebe zadnje tehnološke operacije,
12. izbira orodja za potrebe zadnje tehnološke operacije,
13. izbira tehnoloških parametrov glede na izbrano operacijo in orodje,
14. ustvarjanje NC poti orodja,
15. simulacija NC poti orodja in
16. ustvarjanje NC programa.
Kadar potrebujemo več operacij, za izdelavo tehnološkega gradnika, moramo postopek od
točke 4 do točke 9 več krat ponoviti.
3.2.2 Procesno orientiran CAM sistem
Procesno orientiran CAM sistem dovoljuje uporabniku združevanje operacij v
standardizirana zaporedja s pomočjo predlog. Tak pristop prinese določeno stopnjo
avtomatizacije, vendar je uporaben le za podobne izdelke. Od podobnosti je odvisno,
koliko bo programer posegal v določeno zaporedje operacij. Predloge vsebujejo zaporedje
operacij z že definiranimi obdelovalnimi strategijami. Vsaka operacija ima vnaprej
določeno rezalno orodje. Sistem predlog je primeren tam, kjer lahko natančno določimo
vrstni red operacij. Naslednja stopnja, v razvoju procesno orientiranih sistemov so, KBM
CAM sistemi, ki temeljijo na tehnologiji ekspertnih sistemov. Ekspertnemu sistemu
12 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
prepoznavanja tehnoloških gradnikov je pridružen ekspertni sistem tehnoloških pravil.
Osnovni CAD model je v fazi konstruiranja možno nadgraditi s tehnološkimi
informacijami. Geometrijske in dimenzijske tolerance, kvaliteta oziroma stanje površine
ter lastnosti materiala se zapišejo v 3D model. CAM sistem na osnovi prepoznanih
tehnoloških gradnikov, samodejno iz zbirke tehnoloških pravil, izbere najprimernejše
operacije, rezalna orodja in pripadajoče tehnološke parametre. Logika sistema izdela
zaporedje operacij tako, da je število potrebnih orodij in zaporedje menjav orodja, pri
izdelavi prepoznanega gradnika, optimalno. Tipično zaporedje aktivnosti se, v procesno
orientiranih CAM sistemih, bistveno spremeni.[1]
1. Izbira CAD modela.
2. Definiranje geometrije obdelovanca.
3. Definiranje koordinatnega sistema.
4. Avtomatsko prepoznavanje tehnoloških gradnikov.
5. Avtomatska izbira vseh potrebnih tehnoloških operacij, orodja in tehnoloških
režimov.
6. Verifikacija izbranih parametrov tehnološke operacije, orodja in tehnoloških
režimov.
7. Ustvarjanje NC poti orodja.
8. Simulacija NC poti orodja.
9. Ustvarjanje NC programa.
3.3 NC program
Po standardu DIN 66025 je določena zgradba NC programa. Iz slike 1, ki prikazuje NC
program, je razvidno, da je ta program sestavljen iz programskih stavkov. Programski
stavek je sestavljen iz besed, ki vsebujejo naslovno črko in številko.
Iz naslovne črke besede razberemo:
• „N“ označuje številko stavka;
• „G“ pogoji za pot; določajo vrsto in način gibanja (hod, pomik, krožno gibanje,
korekcija polmera, absolutno/relativno, itd.);
• „X, Y, Z, I, J, itd.“ geometrijski podatki; ti služijo krmilniku za premikanje osi;
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 13
• tehnološka navodila; z njimi so določeni parametri pomik (F), vrtljaji (S), ter orodje
(T);
• „M“ ukazi za vklop in izklop; služijo za določanje funkcij stroja (vklop / izklop,
hlajenje, menjava orodja itd.).
Na žalost vse G- in M-funkcije (tabela 1 in 2) niso normirane. Nekatere vrednosti so za
proizvajalce krmilnikov prosto izbirne. [3]
3.3.1 Varnost
Sestavni del programa je varnostni stavek in je vnesen kot prvi stavek NC programa. Z
njim po-nastavimo morebitne kompenzacije orodij in parametre, ki se uporabljajo pri
vrtanju in ki bi lahko ostali od prejšnjega CNC programa. V ta stavek je priporočljivo vnest
še parametre za aktualen program.
V ta stavek zapišemo besedo „G21“, za delo v metričnem načinu, za pisanje programa z
palčnimi enotami zapišemo besedo „G20“.
Za program, ki je napisan v absolutnem koordinatnem sistemu vnesemo besedo „G90“, v
primeru, da je napisan v relativnem koordinatnem sistemu pa besedo „G91“.
Slika 1: Zgradba NC programa
Uvodnapripomba Program
Beseda zaštevilko stavka
Beseda Beseda Beseda za
konec stavka
Stavek1
Stavek2
Stavek3
Stavek n +konec programa
Naslovnačrka Številka
14 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Z besedami „G54, G55, G56, G57“ izbiramo pred nastavljen koordinatni sistem. Te
funkcije se uporabljajo za lažje pisanje CNC programa in definiranje izhodiščne točke
obdelovanca. [7]
Tabela 2: Izbrane G-funkcije NC programa
Beseda Pomen
G00 Hitra interpolacija
G01 Linearna interpolacija
G02 Krožna interpolacija v smeri urinega kazalca
G03 Krožna interpolacija v nasprotni smeri urinega kazalca
G17 Izbira ravnine X Y
G18 Izbira ravnine X Z
G19 Izbira ravnine Y Z
G20 Palčni način
G21 Metrični način
G40 Izključitev korekcije poti orodja
G41 Korekcija poti orodja, orodje v levo
G41 Korekcija poti orodja, orodje v desno
G54 Prestavitev ničelne točko 1
G55 Prestavitev ničelne točko 2
G56 Prestavitev ničelne točko 3
G57 Prestavitev ničelne točko 4
G90 Absolutne koordinate
G91 Relativne koordinate
G95 Konstantna hitrost podajanja
G96 Konstantna hitrost rezanja
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 15
Tabela 3: Izbrane M-funkcije NC programa
Beseda Pomen
M03 Vklop vretena, desno
M04 Vklop vretena, levo
M05 Ustavitev vretena
M06 Menjava orodja
M08 Vklop hladilne tekočine
M09 Izklop hladilne tekočine
M30 Konec in ponastavitev programa
3.4 Krmilnik za CNC stroj
Za delovanje CNC obdelovalnega stroja je potreben primeren krmilnik. Med najbolj
razširjene CNC krmilnike spadata Siemensov Sinumerik (deluje na operacijskem sistemu
Linux) in Mitsubishijev krmilnik serije M70V.
V CNC krmilnik vnesemo NC kodo, po kateri krmilnik krmili CNC obdelovalni stroj.
Vendar sodobni krmilniki omogočajo še druge zahtevne funkcije, kot so: grafični prikaz,
spreminjanje NC programov, oddaljeno vodenje in vnašanje NC programov, simulacija
obdelave, statistični pregled, spremljanje obrabe orodja ter mnoge druge.
Krmilnik je sestavljen iz več strojnih elementov, ki so med seboj povezani s
komunikacijskim vodilom. Slika 2 prikazuje osnovne elemente krmilnika Sinumerik, ki so:
grafični prikazovalnik s tipkovnico, industrijski računalnik, komunikacijski vmesnik,
vhodno izhodne enote in regulator motorjev.
16 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Sinumerik 840di (slika 2) je produkt podjetja Siemens in je primeren za široko rabo na
področju CNC strojev. Njegove prednosti so:
• robustna izvedba industrijskega računalnika,
• fleksibilna komunikacija preko USB in Ethernet vmesnika,
• odprto kodni program,
• uporaben za obdelovalne in specialne stroje,
• podpira do 20 osi,
• podpira 72 vhodnih in 48 izhodnih digitalni signalov. [10]
Slika 2: Sinumerik 840di sl
(Vir: http://www.automation.siemens.com/mcms/mc/de/automatisierung/cnc-
steuerung/sinumerik-steuerungen/sinumerik-840di-sl/Seiten/sinumerik-840di-sl.aspx)
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 17
4 OBDELAVA
Da lahko s CNC obdelovalnim strojem obdelamo obdelovanec, potrebujemo NC program,
po katerem ga bomo obdelovali. Za enostavne izdelke lahko NC program vnesemo ročno v
krmilnik. Ker pa vsi izdelki niso enostavni, bom v nadaljevanju opisal, kako sem ustvaril
NC program izdela v programskem okolju CATIA V5.
4.1 CAD priprava modela s programskim orodjem CATIA V5
Ko se CATIA V5 zažene, izberem v meniju „Start“, „Mechanical Design“ in „Part
Design“, kot kaže slika 3.
Nato se prikaže okno, v katero vnesem ime modela in pritisnem na gumb „OK“. Sedaj se
nahajamo v delovnem okolju, v katerem bomo izdelali model izdelka. Da lahko pričnemo z
delom, moramo na desni strani poiskati ikono za risanje skic (angl. „Sketch“) (slika 4). Z
levo tipko miške kliknemo nanjo in nato izberemo ravnino, na katero bomo narisali skico
(npr. XY ravnino).
Ko smo narisali skico in ji določili omejitve (angl. „Constreint“), moramo zapustiti
delovno okolje za izdelavo skic. To storimo s klikom na ikono „Exit workbench“.
Slika 3: Izbira delovnega okolja
18 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Sedaj se ponovno nahajamo v prvotnem delovnem okolju.
Za izdelavo tridimenzionalnega modela iz skice, je potrebno skico potegnit v prostor. To
omogoča funkcija „Pad“. Po kliku ikone za dostop do te funkcije se prikaže okno, v
katerem določimo parametre vleka. Na koncu potrdimo z gumbom „OK“.
Slika 4: Ikona za izdelavo skic na desni in ikona za zapustitev tega okolja na levi
Slika 5: Funkcija "Pad"
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 19
Na ta način izdelujemo model, vse dokler nismo zadovoljni z njegovo geometrijo. Po
končanem obdelovanju modela, določimo še vrsto materiala iz katerega bo izdelek izdelan.
Ta material izberemo v knjižnici materialov (slika 6).
Sedaj je model dokončan. Po geometriji modela izdelamo NC program, po kateri bomo
krmilili CNC stroj.
4.2 Postopek za izdelavo NC programa
Z izdelano geometrijo modela lahko, s CAM programskim orodjem, avtomatsko izdelamo
NC program. S programom CATIA V5 naredimo to na sledeč način.
Kot prvo odpremo delovno okolje „Surface Machining“ v meniju „Start“ in „Machining“,
kot prikazuje slika 7.
Slika 6: Izbira materiala
20 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Nakar se na levi strani prikaže drevo. Z dvojnim klikom na napis v drevesu „Part
Operation.1“ dostopamo do definicij modela, po katerem bomo izdelovali NC program.
Preden se lotimo definicij moramo določiti geometrijo obdelovanca, iz katerega bomo
izdelali naš izdelek.
Med ikonami poiščemo ikono za izdelavo obdelovanca (angl. „Creates rough stok“). Ob
kliku nanjo nas CATIA čaka da označimo model, za katerega sama izdela kvadrasto obliko
materiala idealnih mer. Odpre se tudi okno v katerem lahko te mere nastavljamo. Če smo z
nastavitvami zadovoljni, jih potrdimo z klikom na gumb „OK“.
Sedaj se lotimo definicij. Določiti moramo model (ki smo ga izdelali), obliko obdelovanca
in priporočljivo je določiti varnostno ravnino. Varnostno ravnino določimo nekaj
milimetrov nad najvišjo točko obdelovanca. Sedaj še določimo stroj za rezkanje. Ker
imamo EMCO F1 rezkalni stroj, kateri ima tri osi, določimo tri osni stroj. Za konec
vnesemo še parametre NC krmiljena. Tukaj moramo razumeti, da CATIA V5 nima NC
krmilnika, ki ga uporabljamo, v zbirki, saj ne uporabljamo industrijskega krmilnika. Zato
izberemo „post procesor“, ki se našim potrebam najbolj približa. Izbrali smo „fanuc0.lib“
post procesor, ker izdela NC program iz osnovnih stavkov in popraviti je potrebno le prvi
dve ter zadnjo vrstico programa.
Slika 7: Izbira delovnega okolja
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 21
Ustrezno nastavimo še hitrost podajanja in hitrost hitrih gibov. Nato potrdimo nastavitve s
klikom na gumb „OK“.
Sedaj je potrebno določiti način rezkanja. Osebno sem določil naslednje zaporedje. Najprej
rezka po Z osi (angl. „Roughing“), nato diagonalno (angl. „Sweeping“). Da to določimo,
izvedemo naslednje korake:
Kliknemo na ikono „Roughing“ in nato na model, da se prikaže okno, v katerem določimo
vse nastavitve te operacije. Kot prvo definiramo iz česa bomo rezkali, nato kaj bomo
rezkali in še orientacijo modela ter varnostno ravnino za to operacijo.
Nato, po najboljši moči, nastavimo tudi tehnologijo rezkanja.
Ne smemo pozabiti na debelino in obliko rezkarja ter na hitrost rezkanja.
Slika 8: Nastavitve NC krmilnika
22 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Na sliki 9 je prikazana ikona, s katero dostopamo do simulacije pravkar nastavljenih
nastavitev za rezkanje. Po pogledu simulacije, lahko nastavitve spremenimo, če z njimi
nismo zadovoljni. V nasprotnem primeru jih potrdimo s gumbom „OK“.
Sedaj celoten postopek ponovimo še za „Sweeping“, in nato generiramo NC program.
Da bi izdelali NC program moramo klikniti na ikono, prikazano na sliki 10. Nato se odpre
novo okno, v katerem nastavimo kakšno obliko kode želimo in kam se naj shrani.
V tem oknu, ki je prikazano na sliki 11, je pomembno, da nastavimo podatke potrebne za
numerični krmilnik (angl. „NC data type“) in prostor, kjer želimo ustvarjen NC program
shraniti (angl. „Output file“).
Slika 9: Ikona za prikaz simulacije rezkanja
Slika 10: Ikona za generiranje G-kode
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 23
Vrsta podatkov za NC krmilnik (angl. „NC data type“): NC Code.
Prostor, kjer želimo generiran program shraniti (angl. „Output file“): Poljubn prostor na
disku. Ime datoteke se naj konča z končnico „.txt“, zaradi lažjega pregleda in morebitnega
spreminjanja kode.
Slika 11: Okno za generiranje G-kode
24 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Sedaj kliknemo na gumb izvrši (angl. „Execute“) in generiran program se shrani na
položaj, ki smo ga določili.
Preden NC program vnesemo v krmilnik CNC stroja, ga pregledamo in ustrezno
popravimo. Ker za krmiljenje CNC stroja uporabljamo program EMC2, moramo iz
generiranega programa izbrisati ali označiti kot komentar prvi dve ter zadnjo vrstico, te so
označene na sliki 24.
Sedaj ga shranimo pod imenom, ki se konča na „.ngc“, na poljuben prostor na disku.
Slika 12: Spreminjanje NC programa
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 25
5 PREDELAVA EMCO F1 KRMILNIKA
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja je bila potrebna zaradi zastarelega krmilnika, ki ga
ni moč uporabljati v učne namene. EMCO F1 rezkalni stroj je sestavljen iz dveh delov. Iz
strojnega dela, v katerem rezkamo obdelovanec in iz krmilne omare, v kateri se nahaja
krmilnik z vso potrebno elektroniko za delovanje stroja. Da bi s predelavo EMCO F1
rezkalnega stroja dobili CNC rezkalni stroj s sodobnim krmilnikom, sem moral izdelati
vmesnik, katerega sem nato priključil na osebni računalnik in elektroniko stroja. Za
krmilnik sem izbral brezplačen odprto kodni krmilni program EMC2. [9]
5.1 Delovanje in zgradbo vmesnika
Na sliki 13 je prikazan blokovni prikaz CNC vmesnika. Kot je iz njega razvidno, signal iz
vzporednih vrat osebnega računalnika potuje do optičnih ločilnikov, ki signal galvansko
ločijo. Kar pomeni, da signal ni električno povezan z osebnim računalnikom, in tako je
računalnik zaščiten pred električnimi sunki.
Signal iz optičnih ločilnikov vodimo do krmilnika koračnih motorjev, ki je integrirano
vezje L297. Vhoda krmilnika koračnih motorjev sta „SMER“ in „KORAK“. Izhodi
krmilnika so štirje biti, ki so krmilni signali za tranzistorje v močnostni elektroniki.
Signale iz krmilnika vodimo na preklopnik. Prav tako na preklopnik pripeljemo signale,
dobljene iz krmilnika EMCO F1 rezkalnega stroja. S pomočjo stikala izberemo, na
preklopniku, katere štiri signale spusti na močnostno elektroniko za koračne motorje
(krmilnik EMCO ali PC).
Iz računalnika dobimo tudi signal za vklop vretena. Ta signal vodimo na modul vretena.
Dobljen signal iz modula peljemo, preko stikala, direktno na močnostno elektroniko za
vreteno.
26 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
5.1.1 Zgradba vmesnika
Na sliki 14 je razvidno, da je vmesnik narejen na dveh tiskaninah. Zgornja je imenovana
optično ločilna tiskanina in spodnja krmilna tiskanina. Tiskanini sta pritrjeni druga na
drugo z vijaki. Priključek DB 25, ki je prispajkan na optično ločilno tiskanino, je pri-
vijačen na nosilno ploščo. Nosilna plošča vmesnika je izdelana tako, da se vmesnik lahko
integrira v krmilno omaro EMCO F1 rezkalnega stroja, kot prikazuje slika 21.
Kot je vidno iz slike 14, sta tiskanini med seboj povezani s ploščatim šest žilnim kablom
(6x0,25mm2). Stikalo za krmiljenje preklopnika je povezano s ploščatim tri žilnim kablom
(3x0,25mm2). Na to stikalo je prav tako povezan izhodni signal iz modula za vreteno.
Slika 13: Blokovni prikaz vmesnika
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 27
5.2 Načrt in tiskanina vmesnika
Shema optično ločilne tiskanine in shema krmilne tiskanine se nahajata v prilogah 10.3 in
10.4. Kot sem že omenil, imamo dve tiskanini. Zgornja tiskanina vmesnika, ki je prikazan
na sliki 14, je optično ločilna tiskanina in je namenjena za zaščito osebnega računalnika,
saj signal galvansko loči. Spodnja tiskanina je krmilna tiskanina, saj krmili tranzistorje v
močnostni elektroniki, ki krmilijo pogonske motorje osi rezkalnega stroja. Krmilna
tiskanina vsebuje tudi preklopnik katerega krmilimo s stikalom S1. To stikalo opravlja dve
funkciji. Prva je, da krmili preklopnik. Druga funkcija stikala je, da z njim izbiramo signal,
za vklop in izklop vretena, ki ga dobimo iz modula za vreteno ali EMCO F1 krmilnika.
Slika 14: CNC vmesnik
28 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
5.2.1 Optično ločilna tiskanina
Na njej najdemo šest priključkov (J1 - J6) za krmiljenje preko računalnika. En priključek
ima dva signala. Na treh priključkih so priklopljeni krmilniki za koračne motorje (J1, J4,
J6), dva sta namenjena za nadgradnjo na pet osi (J2, J3). Sponke priključkov so povezane
kot kaže slika 16. Iz slike vidimo, da imamo šest sponk na priključku in da imajo le štiri
povezavo. Sponke so povezane tako, da v primeru zasuka priključka ne poškodujemo
optičnih spojnikov, saj imajo napajanje preko teh priključkov.
Slika 16: Priključek za krmilno tiskanino
Slika 15: Optično ločilna tiskanina vmesnika
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 29
Na podnožje za optični spojnik (OK10, glej prilogi 10.3 in 10.6), ki je povezan z
priključkom J5, je nameščen modul za vreteno, ki priključka ne uporablja. Izhodni signal
modula je povezan neposredno na stikalo preklopnika S1, kot je prikazano na sliki 19.
Na levi strani tiskanine najdemo optične ločilnike, ki so namenjeni za povezavo končnih in
drugih stikal z osebnim računalnikom. Na te sponke priključimo enosmerno napetost 12V,
katero vzamemo iz zunanjega napajalnika, ki ni sestavni del vmesnika.
Sestavni del te tiskanine je priključek X1 (DB25), ki je namenjen povezavi vmesnika z
osebnim računalnikom.
5.2.2 Krmilna tiskanina
Krmilna tiskanina je razdeljena na tri enake dele. Opisal bom samo enega. Tipka (S2),
zraven krmilnika koračnih motorjev (integrirano vezje L297). se uporablja za po-nastavitev
le tega. V bližini opazimo priključno letev s tremi sponkami (JP1) in mostičkom. Z njo
izbiramo način vodenja koračnega motorja (polni ali polovični korak). V našem primeru
izberemo polovični korak, kajti imamo nepolarne koračne motorje.
Slika 17: Krmilna tiskanina vmesnika
30 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Na spodnji strani tiskanine je preklopnik (IC2). V bližini njega najdemo dva priključka (J1,
J2) s šestimi sponkami (Slika 18). Priključek J2 se uporablja za priklop na EMCO F1
nadzorno ploščo (prvotni krmilnik). Na priključek J1 je povezana močnostna elektronika.
Priključka sta enaka, vendar zasukana za 180°. Zraven imamo še priključek s tremi
sponkami, na katerega je priključeno stikalo S1, s katerim izbiramo med vodenjem stroja
preko osebnega računalnika ali EMCO F1 nadzorno ploščo. Stikalo povežemo le na enega
od treh priključkov, saj so povezani vzporedno. V primeru, da povežemo več stikal, lahko
poškodujemo tiskanino ali EMCO krmilnik. Sponke na preklopnem kontaktu stikala in
priključka na tiskanini, niso v istem vrstnem redu, zato si oglejmo sliko 19, ki prikazuje
priklop stikala na priključek.
Slika 18: 1/3 krmilne tiskanine
IC1KRMILNIK KORAČNIH
MOTORJEV (L297)
J2PRIKLJUČEK ZAEMCO KRMILJE
IC2PREKLOPNIK
(74NS257)
S2
JP1
S1 J1PRIKLJUČEK ZAMOČNOSTNO ELEKTRONIKO
EMCO
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 31
5.2.3 Modul za vreteno
Pri sodobnih krmilnikih vklapljamo in izklapljamo vreteno s programom. Da se približamo
sodobnemu CNC krmilniku, moramo omogočiti tudi to funkcijo. Če usposobimo to
funkcijo brez modula, se bo vreteno začelo vrteti ob vklopu stroja, kar pa ne želimo. V ta
namen sem razvil modul, ki vklopi vreteno samo takrat, ko mi to želimo in damo ukaz s
krmilnikom oziroma osebnim računalnikom.
Slika 20: Shema modula za vreteno
Slika 19: Priključitev stikala S1
32 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Modul je izdelan tako, da ga enostavno vstavimo v podnožje optičnega ločilnika. Na sliki
20 je prikazana shema modula za vreteno. Signal iz optičnega ločilnika negiramo in ga
vodimo na stikalo. Tako imenovani „pull up upor“, v tem vezju ni potreben, saj se nahaja
na elektroniki za vreteno rezkalnega stroja.
5.3 Priključitev
Vmesnik je vgrajen v nadzorni omari zadaj desno, kar prikazuje slika 21. Povezava z
računalnikom poteka preko 25 žilnega kabla (LPT kabel, na eni stran moški in na drugi
strani ženski priključek). Desno od priključka za kabel je prostor namenjen za stikalo, s
katerim izbiramo način vodenja samega stroja (S1).
Povezava z EMCO F1 nadzorno ploščo in močnostno elektroniko, je narejena s šest žilnim
kablom oziroma z mostički in priključki s šestimi sponkami, za vsako os oziroma koračni
motor, ki se skrivajo pod tiskanino za video prikaz. Priključki imajo sponke povezane, kot
kaže slika 22. Razmak med posameznimi sponkami priključka je 2.54 mm.
Slika 21: Pozicija vmesnika
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 33
Da lahko vmesnik pravilno povežemo, moramo te povezave odstraniti (slika 23). Na
EMCO F1 nadzorno ploščo in močnostno elektroniko, je potrebno prispajkat nove
priključke, da lahko na njih priklopimo vmesnik.
Signal za krmiljenje vretena je speljan po žici iz priključka X48 sponke 5, kot je označeno
na sliki 23, na tiskanino z relejem. To žico je potrebno prerezati in povezati s stikalom S1,
kot je prikazano na sliki 19. Osebno sem za to nalogo uporabil vrstne sponke za presek
vodnika 2,5 mm2.
Slika 22: Signali sponk priključka za povezavo vmesnika
5V 0V A B C D
Slika 23: Elementi za predelavo
34 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Na sliki 24, si lahko ogledamo elektro omaro EMCO krmilnika po priklopu vmesnika.
Sedaj je potrebno povezati koračne motorje, ki so na mehanskem delu EMCO F1 stroja, s
priključki na elektro omari.
Kako krmiliti predelan EMCO F1 rezkalni stroj, s programom EMC2, je opisano v
naslednjem poglavju.
Slika 24: Krmilna omara po priklopu vmesnika
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 35
6 KRMILJENJE CNC STROJA S PROGRAMOM EMC2
Krmilni program EMC2 sem izbral predvsem zato, ker ustreza zahtevam in je brezplačen.
Kot posebnost programa naj omenim, da je namenjen operacijskemu sistemu Linux.
Podatkovno sliko žive zgoščenke, si brezplačno in brez registracije prenesemo iz spletnega
mesta LINUX CNC [8] ali novejšo različico. Podatkovno sliko žive zgoščenke
presnamemo na zgoščenko in osebni računalnik ponovno zaženemo. Ker imamo živo
zgoščenko, se pojavi meni, v katerem lahko izbiramo ali bomo preizkusili Ubuntu ali ga
bomo namestili. Izberemo poljubno opcijo in zaženemo program EMC2 ter z njim
krmilimo CNC stroj. Vendar, če izberemo opcijo, da želimo program preizkusiti, moramo
vsakič znava nastavljati konfiguracije v programu EMC2 za izbran CNC stroj.
6.1 Nastavitve krmilnega programa EMC2
Pred prvim zagonom stroja s krmilnim programom EMC2, je potrebno nastaviti
konfiguracije stroja. To naredimo na sledeč način.
V meniju „Applications“ izbermo „CNC“ in „EMC2 Stepconf Wizard“. Nato izberemo
opcijo, da želimo narediti nove konfiguracije in pritisnemo gumb naprej (angl. „Forward“).
V oknu, ki se odpre, napišemo ime stroja (EMCO F1), vrsto osi (XYZ), enote stroja
(milimetri), tip krmilnika (L297), naslov vzporednih vrat (0x378) in potrdimo z gumbom
naprej.
Sedaj nastavljamo signale na vzporednih vratih. Vsak vmesnik ima drugačne nastavitve,
zato si poglejmo tabelo 4, iz katere razberemo nastavitve vzporednih vrat, glede na naše
tiskanine.
36 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Tabela 4: Signali na vzporednih vratih
SPONKA TIP SIGNAL SPONKA TIP SIGNAL
1 izhod Z korak 10 vhod Neuporabljen
2 izhod Neuporabljen 11 vhod Neuporabljen
3 izhod Neuporabljen 12 vhod Neuporabljen
4 izhod Y smer 13 vhod Neuporabljen
5 izhod Y korak 14 izhod Z smer
6 izhod Neuporabljen 15 vhod Neuporabljen
7 izhod Vreteno 16 izhod Neuporabljen
8 izhod X smer 17 izhod Neuporabljen
9 izhod X korak 18 - 25 masa 0 V
Po pritisku gumba naprej (angl. „Forward“), preidemo na nastavitve posameznih osi.
Vsaka os stroja ima svoj koračni motor in temu primerne so tudi nastavitve. Ker na
nastavitve ne vpliva samo motor temveč tudi navojna palica in definicija navoja, je
potrebno te nastavitve prebrati iz tehničnih podatkov ali jih izmeriti in izračunati.
Pridobiti vse tehnične podatke za dvajset let star stroj ni enostavno, zato sem si določene
podatke pomagal pridobiti z merjenjem.
Najprej sem izmeril premer navoja s pomičnim merilom, nato ocenil vrsto navoja in iz
Krautovega strojniškega priročnika definiral korak navoja. Ker na oseh ni vgrajenega
zobniškega ali katerega drugega prenosa, je razmerje zobnikov 1:1. Število mikro korakov
je 1. Število korakov na vrtljaj dobimo, če delimo polni kot s kotom zasuka pri enem
koraku koračnega motorja. Nastavitve, ki sem jih uporabil pri EMCO F1 rezkalnem stroju,
so vidne tabeli 5.
Na koncu potrdimo nastavljene nastavitve z gumbom uporabi (angl. „Apply“).
Po uspešni nastavitvi programa EMC2, odpremo program z ikono, ki se je ustvarila na
namizju, z imenom, ki smo ga določili (EMCO-F1).
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 37
Tabela 5: Zbrane nastavitve osi
OS X OS Y OS Z
št. korakov na vrtljaj 200 200 200
št. mikro korakov 3 3 3
Razmerje zobnikov 1,0 : 1,0 1,0 : 1,0 1,0 : 1,0
Korak navoja 4 4 4
Največja hitrost 270 270 270
Največji pospešek 300 300 300
Domač položaj 0 0 0
Hod osi 0 do 195 0 do 100 -140 do 0
6.2 Delo s programom EMC2
Slika 25: Programsko okno EMC2
38 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Po zagonu programa EMC2, se odpre okno z imenom EMCO-F1, kot kaže slika 25. Sedaj
odpremo NC program, ki smo ga prej pripravili. To naredimo s klikom na ikono „Odpri“
(angl. „Open“) ali izberemo isti ukaz v meniju „Datoteka“ (angl. „File“) ali pritisnemo
tipko „O“ na tipkovnici. V oknu, ki se odpre, poiščemo željen NC program in pritisnemo
na gumb „Odpri“ (angl. „Open“) (slika 26). V primeru, da imamo NC program shranjen na
usb pomnilniškem ključu, bomo le tega našli v mapi „\media\ime_ključa\“.
V desnem delu okna so prikazane poti, ki jih bo opravljal rezkar. Za spreminjanje pogleda
uporabljamo naslednje metode:
• Za približevanje in oddaljevanje pogleda, pritisnemo desno tipko miške in miško
premikamo gor za približevanje, ter dol za oddaljevanje.
• Za premikanje pogleda, pritisnemo levo tipko miške in miško premaknemo v želeni
smeri.
• Za vrtenje, pritisnemo na miškin kolešček ali sredinski gumb in miško premikamo.
V spodnjem delu okna, se odpre NC program. V tem delu NC programa ne moremo
spreminjati, vendar ga je možno pregledati.
Slika 26: Programsko okno za izbor datoteke
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 39
Po pregledu NC programa in ogledu poti, lahko pričnemo z nastavljanjem začetne točke
rezkanja. Najprej moramo v programu izklopiti funkcijo „Izklop v sili“ (angl. „Emergency
stop“), s pritiskom na ikono „Izklop v sili“ (slika 27) ali pritiskom tipke „F1“. Nato
vključimo še stroj, z ikono „Vklop stroja“ (angl. „Machine power“) (slika 28) ali s tipko
„F2“. To je bil vklop programa. Nikakor ne smemo pozabiti tudi na vklop EMCO F1
rezkalnega stroja in preklopiti stikalo na vmesniku v položaj za krmiljenje preko osebnega
računalnika.
Kot vidimo na sliki 30, imamo sedaj omogočene ikone za ročno in avtomatsko krmiljenje
rezkalnega stroja. Za začetek postavimo rezkar v izhodiščni položaj (0, 0, 0), seveda za
vsako os posebej.
Ročno pomikanje osi, se izvede na sledeč način:
• označimo os po kateri želimo premikati,
• pritisnemo na gumb „ + “, za pomikanje v pozitivni smeri ali gumb „ - “, za pomikanje
v negativni smeri.
Slika 27: Ikona za IZKLOP V SILI
Slika 28: Ikona za VKLOP STROJA
Slika 29: Ikona „Počisti“
40 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Da določimo izhodiščni položaj, moramo premakniti os do skrajne lege stroja in pritisniti
gumb „Izhodiščni položaj osi“ (angl. „Home axis“). To storimo za vse osi ter počistimo
izrisane poti, s pritiskom kombinacije tipk „ctrl + k“ ali s pritiskom na ikono „počisti“
(slika 29).
Sedaj smo določili, da smo z rezkarjem v izhodiščem položaju. Program od nas pričakuje
tudi, da mu povemo kje se obdelovanec nahaja. Poiščemo torej dotik. Ponovno premikamo
osi ročno, vendar z vključenim vretenom, da ne poškodujemo orodja. To storimo s
pritiskom na tipko „F9“ ali ikono „Vrti vreteno v smeri ure“ (angl. „Turn spindle
clockwise“).
Dotik po „X“ in „Y“ osi poiščemo tako, da se približamo obdelovancu. Nato zmanjšamo
hitrost pomika ter se obdelovanca dotaknemo. Sedaj se po „Z“ osi odmaknemo. Nakar se
po osi, kateri iščemo dotik, pomaknemo za polovico rezkarja v smeri proti obdelovancu,
ker iščemo dotik srednjice rezkarja. Sedaj pritisnemo tipko „End“ na tipkovnici ali gumb
„Dotik“ (angl. „Touch off“), da dotik shranimo.
Slika 30: Gumbi za ročno vodenje stroja
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 41
Da poiščemo dotik po „Z“ osi, se približamo obdelovancu po „Z“ osi ter se ga nato z
majhno hitrostjo dotaknemo. Ponovno pritisnemo tipko „End“ na tipkovnici.
Ko smo nastavili dotike, pomaknemo orodje v varno pozicijo, ki je nad obdelovancem.
Torej, če povzamem, moramo pred začetkom :
1. nastaviti izhodiščni položaj,
2. nastaviti dotik,
3. odmakniti na varno pozicijo.
Pred začetkom rezkanja, je priporočljivo izrisane poti, ki smo jih opravili z ročnim
pomikom, tudi izbrisati.
Za pričetek rezkanja pritisnemo tipko „R“ ali ikono „Zančni izvrševati trenutno datoteko“
(angl. „ Begin executing current file“), ki je prikazana na sliki 31.
Ob rezkanju, EMC2 program na zaslonu izrisuje opravljeno pot rezkarja, kar se vidi kot
rdeča črta (sliki 32). V primeru, da rezkalnega stroja nimamo vklopljenega, to izkoristimo
kot simulacijo rezkanja.
Slika 31: Ikona za ZAČETEK REZKANJA
42 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Slika 32: Izrisovanje opravljene poti rezkarja
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 43
7 ZAKLJUČEK
Tehnološki razvoj obdelovalnih strojev se, zlasti od sredine 50-tih let prejšnjega stoletja,
nezadržno razvija. Obdelovalni stroji, ki so bili še pred desetletji vrhunski stroji, danes
sodijo med zastarele primerke. Med dokaj zastarele obdelovalne stroje sodi tudi rezkalni
stroj EMCO F1. Da bi temu stroju povečali uporabnost, sem se odločil za njegovo
posodobitev.
Posodobitev stroja sem izvršil tako, da sem krmilno enoto povezal z osebnim
računalnikom. Nato sem izbral primerno programsko opremo in jo uporabil za potrebe
vodenja CNC rezkalnega stroja. Po izvršeni prenovi lahko ugotovimo, da je bila predelava
oziroma posodobitev uspešna. Obdelovalnemu stroju, ki naj bi sicer služil
demonstracijskim namenom, se je bistveno povečala možnost uporabe in življenjska doba
podaljšala za še nekaj let.
Kako stroj deluje, sem preizkusil z NC programom, ki sem ga izdelal iz modela. Model in
NC program sem izdelal s programskim orodjem CATIA V5. Za krmilnik EMC2 sem
izdelal kratka navodila, ki sem jih kot prilogo 10.7, priložil k diplomski nalogi.
Koristi takšne posodobitve so številne. Na ta način lahko posodobimo številne starejše
obdelovalne stroje, jim povečamo produktivnost in njihovo uporabno vrednost. Pri
predelavi sem podrobneje spoznal problematiko posodobitve oziroma avtomatizacije
obdelovalnih strojev, kar mi bo nedvomno v veliko korist pri razumevanju nadaljnjega
posodabljanja in razvoja obdelovalnih strojev, ter strojev nasploh. Ta se kaže predvsem v
nadaljnjem povezovanju takšnih strojev v večja sinhronizirana omrežja.
44 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 45
8 LITERATURA
[1] Mark Albert, Strategy-based machining, CBS Interactive (on line), 2003, (Citirano
11.3.2011). Dostopno na naslovu:
„http://findarticles.com/p/articles/mi_m3101/is_9_75/ai_97892417/“
[2] Balič J., Računalniško integrirana proizvodnja, UM Mariboru, FS Maribor, 1996
[3] Monika, Čeh., et al., Mehatronika, Ljubljana, Založba Pasadena, 2009
[4] Jezernik A., Računalniki pri konstruiranju in v proizvodnji. 1. izdaja. Ljubljana,
Državna založba Slovenije 1988
[5] Haresh Khemani, Benefits of Computer Aided Design Software, (on line), 2008,
(Citirano 1.3.2011) Dostopno na naslovu:
„http://www.brighthub.com/engineering/mechanical/articles/20114.aspx“
[6] Miha Kočar, Diplomsko delo: CNC naprava v samogradnji kot učno orodje, UM
Maribor, FS, Maribor 2009
[7] Mike Mattson, CNC programing, Kanada, Cengage Learning, Inc, 2009
[8] LINUX CNC (on line), (citirano 20.1.2011) Dostopno na naslovu:
„http://www.linuxcnc.org/lucid/ubuntu-10.04-linuxcnc1-i386.iso“
[9] LINUX CNC (on line), (citirano 23.2.2011). Dostopno na naslovu:
„http://www.linuxcnc.org/“
[10] Siemens, Sinumerik 840Di, System owerview, 02,2001 edition
[11] Wikipedija, Sinumerik (on line), 2010, (citirano 15.3.2011). Dostopno na naslovu:
http://de.wikipedia.org/wiki/Sinumerik
[12] Wikipedija, CNC-Maschine (on line), 2010, dostopno 15.1.2011 na naslovu:
„http://de.wikipedia.org/wiki/CNC-Maschine“
46 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
[13] Peter Zupanc, Diplomsko delo: Samodejno programiranje NC-rezkalnih strojev, UM
Maribor, FS, 2008
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 47
9 IZJAVA AVTORJA
S podpisom potrjujem, da sem diplomsko nalogo izdelal samostojno in po virih, ki so
navedeni diplomski nalogi ter v skladu z Navodili za izdelavo diplomske naloge, ki jih je
izdala Višja strokovna šola.
Diplomsko nalogo sem izdelal po izhodiščih, ciljih in dispoziciji potrjene Prijave teme in
naslova diplomske naloge.
________________________ __________________________________
Kraj, datum Podpis študenta
48 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 49
10 PRILOGE
10.1 Seznam slik
SLIKA 1: ZGRADBA NC PROGRAMA........................................................................13
SLIKA 2: SINUMERIK 840DI SL...................................................................................16
SLIKA 3: IZBIRA DELOVNEGA OKOLJA.................................................................17
SLIKA 4: IKONA ZA IZDELAVO SKIC NA DESNI IN IKONA ZA ZAPUSTITEV
TEGA OKOLJA NA LEVI...............................................................................................18
SLIKA 5: FUNKCIJA "PAD"..........................................................................................18
SLIKA 6: IZBIRA MATERIALA....................................................................................19
SLIKA 7: IZBIRA DELOVNEGA OKOLJA.................................................................20
SLIKA 8: NASTAVITVE NC KRMILNIKA..................................................................21
SLIKA 9: IKONA ZA PRIKAZ SIMULACIJE REZKANJA......................................22
SLIKA 10: IKONA ZA GENERIRANJE G-KODE.......................................................22
SLIKA 11: OKNO ZA GENERIRANJE G-KODE........................................................23
SLIKA 12: SPREMINJANJE NC PROGRAMA............................................................24
SLIKA 13: BLOKOVNI PRIKAZ VMESNIKA.............................................................26
SLIKA 14: CNC VMESNIK.............................................................................................27
SLIKA 15: OPTIČNO LOČILNA TISKANINA VMESNIKA.....................................28
SLIKA 16: PRIKLJUČEK ZA KRMILNO TISKANINO.............................................28
SLIKA 17: KRMILNA TISKANINA VMESNIKA........................................................29
SLIKA 18: 1/3 KRMILNE TISKANINE.........................................................................30
50 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
SLIKA 19: PRIKLJUČITEV STIKALA S1....................................................................31
SLIKA 20: SHEMA MODULA ZA VRETENO.............................................................31
SLIKA 21: POZICIJA VMESNIKA................................................................................32
SLIKA 22: SIGNALI SPONK PRIKLJUČKA ZA POVEZAVO VMESNIKA..........32
SLIKA 23: ELEMENTI ZA PREDELAVO....................................................................33
SLIKA 24: KRMILNA OMARA PO PRIKLOPU VMESNIKA..................................34
SLIKA 25: PROGRAMSKO OKNO EMC2...................................................................37
SLIKA 26: PROGRAMSKO OKNO ZA IZBOR DATOTEKE...................................38
SLIKA 27: IKONA ZA IZKLOP V SILI.........................................................................39
SLIKA 28: IKONA ZA VKLOP STROJA......................................................................39
SLIKA 29: IKONA „POČISTI“.......................................................................................39
SLIKA 30: GUMBI ZA ROČNO VODENJE STROJA.................................................40
SLIKA 31: IKONA ZA ZAČETEK REZKANJA...........................................................41
SLIKA 32: IZRISOVANJE OPRAVLJENE POTI REZKARJA.................................42
10.2 Seznam preglednic
TABELA 1: MEJNIKI V RAZVOJU CNC STROJEV [11][13].....................................4
TABELA 2: IZBRANE G-FUNKCIJE NC PROGRAMA............................................14
TABELA 3: IZBRANE M-FUNKCIJE NC PROGRAMA............................................15
TABELA 4: SIGNALI NA VZPOREDNIH VRATIH...................................................36
TABELA 5: ZBRANE NASTAVITVE OSI....................................................................37
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 51
10.3 Optično ločilna tiskanina
52 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
10.4 Krmilna tiskanina
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 53
10.5 Krmilna tiskanina
Postavitev elementov
Tiskano vezje (ne zrcaljeno)
54 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
10.6 Optično ločilna tiskanina
Postavitev elementov
Tiskano vezje (ne zrcaljeno)
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 55
10.7 Navodila za uporabo
Za uporabo predelanega EMCO F1 rezkalnega stroja, moramo vklopiti osebni računalnik
in EMCO F1 rezkalni stroj. Na rezkalnem stroju postavimo stikalo za izbiro krmiljenja za
položaj PC, nastavimo vrtljaje vretena ter nastavimo stikalo za vklop vretena na pozicijo
CNC. Vse ostalo nastavljamo na osebnem računalniku, ki je povezan z EMCO F1 krmilno
omaro.
Za krmiljenje rezkalnega stroja, je na računalniku naložen program EMC2, ki ga moramo
ročno zagnati z dvojnim klikom na ikono z imenom EMCO F1 CNC.
Po zagonu programa EMC2, moramo izklopiti izklop v sili (tipka „F1“) ter vklopiti stroj
(tipka „F2“).
Po vklopu stroja s tipko F2, pričnemo z nastavitvijo izhodiščne točke. S tem postopkom
istočasno definiramo tudi delavni prostor rezkalnega stroja.
1. Dvignemo vreteno na maksimalno vrednost (tipka „pg up“). Klinemo na gumb „Z“
in „Home axis“.
2. Zapeljemo delovno mizo v skrajni desni položaj (tipka „levo“). Klinemo na gumb
„X“ in „Home axis“.
3. Zapeljemo delovno mizo v nazaj (tipka „dol“). Klinemo na gumb „Y“ in „Home
axis“.
Ko imamo izhodiščni položaj definiran, vpnemo obdelovanec, odpremo NC program in
poiščemo izhodiščno točko obdelovanca.
Za odpiranje programa izberemo menijski ukaz „File“ ter „Open“. Odpre se okno, v
katerem izberemo NC program. Če imamo NC program shranjen na USB pomnilniški
napravi, bomo to napravo našli v mapi „\Media\ime naprave“. Ko izberemo datoteko,
kliknemo na gumb „Open“.
56 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
Ko se NC program naloži, na desni strani zagledamo bele črte, ki ponazarjajo poti, po
katerih se bo orodje pomikalo. V nasprotnem primeru je v NC programu napaka. Če je NC
program pravilno naložen, nastavimo izhodiščno točko obdelovanca.
Tukaj je potrebno povedati, da je ta pozicija, te točke, odvisna od napisanega NC
programa. Izhodiščno točko obdelovanca nastavljamo z vklopljenim vretenom, ki ga
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 57
vklopimo s tipko „F9“. Z koordinata izhodiščne točke se nahaja na zgornji ploskvi
obdelovanca. Zato se z orodjem dotaknemo zgornje ploskve in kliknemo na gumb „Z“ in
nato „Touch off“. Po X in Y osi imamo dve možnosti:
1. Izhodiščna točka obdelovanca na stranski ploskvi;
v tem primeru se z orodjem dotaknemo izbrane ploskve. Dvignemo orodje in se za
polmer orodja pomaknemo v notranjost obdelovanca po izbrani osi.
2. Izhodiščna točka na sredini obdelovanca;
ko se izhodiščna točka obdelovanca nahaja v njegovi sredini, moramo piskati
aritmetično sredino obdelovanca izbrane osi. Dotaknemo se torej ene stranske
ploskve in si zapišemo koordinato, nato poiščemo dotik nasprotne ploskve in si
zapišemo koordinato. Sedaj imamo dve koordinati oz. dve števili. Če ti dve števili
seštejemo in nato delimo z 2, dobimo aritmetično sredino obdelovanca po izbrani
osi. Da nastavimo izhodiščni položaj, je potrebno zapeljati orodje na izračunano
koordinato in klikniti na gumb „Touch off“.
Sedaj na varni položaj še odmaknemo orodje. Za pričetek izvajanja programa pritisnemo
tipko „R“.
Pred začetkom obdelave moramo zapreti varnostna vata!
58 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
10.8 Skica izdelka
Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja 59
10.9 Slika modela
60 Predelava EMCO F1 rezkalnega stroja
10.10 Slika končnega izdelka