Škola programování řídicího systému - 1. díl

Ing. Miloslav Štulpa ve spolupráci se společností FANUC Czech připravil třídílný seriál, který se zabývá praktickým ovládáním softwaru řídicího systému Fanuc v aplikacích soustružení a frézování. První část je určena pro seznámení čtenáře se strukturou řídicího systému a CNC programu s cílem vytvoření jeho prvního programu. Části druhá a třetí završí základní seznámení s vybranými příklady ukazujícími možnosti při tvorbě programu v oblasti soustružení a frézování.

Tento řídicí systém spočívá v základním použití ISO kódů, dvou- až třímístných G funkcí. Čtyřmístné funkce jsou vyhrazeny programovací nástavbě Manuál Guide (dílenský dialog), kde se používají pro definici rozměrů obráběného materiálu a definici rozličných cyklů. Tato nadstavba vznikala postupným vývojem v oblasti programování, jde o sdružování kódů G, M a jejich funkcí, v jeden blok, celek. A naopak, při obrábění jsou cykly rozloženy do G kódů (ISO), což můžeme vidět i při simulaci, použijeme-li příslušná tlačítka. Tyto cykly odpovídají požadavkům dílenské praxe pro potřebné technologie obrábění. Jejich rozmanitost odpovídá nástupu stále dokonalejších CNC strojů. Vznikají tvarem náročnější výrobky a ve vyšších přesnostech. Je to dáno tím, že dříve konstrukční uzel (podsestava) sestával z více součástek, vzájemně spojených, nyní je součástek podstatně méně, nebo i jediná. Tyto náročnější tvary součástek je možné obrábět na jednom stroji, v obráběcím centru. Zde se slučují původně samostatné operace v jeden celek v jednu operaci (př. soustružení, frézování, mimoosé vrtání, gravírování). Přesnost je dána nejen tuhými stroji, nástroji, ale zejména tím, že součást je vyhotovena při jednom upnutí, nebo při minimum přepnutí.

Řídicí systém (dále ŘS) je navržen tak, aby zkrátil celkovou dobu programování a tím i celý výrobní cyklus. Je vybaven vhodnou grafikou pro simulace a uživatelsky přívětivými ikonami na tlačítkách a též svojí přehlednou architekturou. Obsluha všech ŘS tohoto typu je stejná, to platí i pro rozdílné stroje vycházející ze soustruhu a frézky. Rozdíl je pouze v označení tlačítek a v příslušných technologiích, tedy cykly jsou rozdílné. Zde je popsán jeden z mnoha ŘS této řady, a to hojně rozšířený Fanuc 31i-B.

Je neproveditelným cílem tímto článkem se naučit jak programovat, je nutno mít k dispozici tento ŘS a procvičovat. Zde je snaha autora přiblížit čtenáři jak se programuje srozumitelně, bez použití příliš odborných termínů. ŘS Fanuc patří ke špičce svého oboru, k nejvíce používaným ŘS ve výrobních podnicích pro svoje vstřícné užití. Tam, kde si často kvalifikovaná obsluha stroje programuje svoji práci a v jiných, kde mají pouze programátora. Používá se též na odborných strojírenských školách ve třídách s maturitou i s výučním listem. Pokud tyto školy používají jako základ výuky v programování G, M kódy (ISO programování), mohou v této výuce použít Manual Guide i (není třeba používat software S2000 a F 2000 a případně jiné) – následný přechod na programování do zde uvedeného ŘS je rychlý a trvá maximálně 1 až 2 dny. V podnicích je vítáno, když nastupující absolventi znají ŘS používaný v jejich výrobě. Ovšem, kdo nezná programování v G a M kódech, také se nemusí bát – potřebuje jen některé základní instrukce (z ISO kódů) to pro příjezd a odjezd od obrobku a pro výměnu nástroje a s tím související změnu řezných podmínek.

Pro všechny je ovšem také potřeba znát technologické názvy jako je čelo, zápich, úpich, druhy závitů atd., tvary nástrojů, řezné podmínky a jejich možnosti. Pro vyspělé, samostatné programátory je třeba znát také technologické postupy, ze kterých vyplývá, který konkrétní stroj bude použit, co se na součásti bude programovat a tak se nemusí čekat, až příslušný mistr zadá práci.

Na obrázku je znázorněna obrazovka ovládajícího panelu stroje, případně obrazovka PC na učebně. Ukazuje se zde podstatná část softwaru nutná pro programování, což odpovídá základní myšlence vývojářů softwaru shrnuté do hesla „vše podstatné na jedné obrazovce“.

Ve středu obrázku je psáno „otáčení lištou“, jsou to dvě rovnocenné lišty (bílá a s ikonkami), toto je základní ovládání (ŘS) CNC stroje. V učebně používáme myš pro otáčení kterékoli lišty a též dalších tlačítek, myš nahrazuje prsty obsluhy na CNC stroji. Tedy, na obrazovce a po potočení na dalších obrazovkách vidíme řadu soft tlačítek s dalšími bohatými možnostmi ovládání ŘS.

Tlačítka na této obrazovce „Start“, „Cyklus“ a „Konec“ odpovídají soustružnickým pracím, cyklům. Soustruh i frézka mají pro používanou svoji technologii stejné značení tlačítek, ale liší se tvarem obrázkových symbolů podle technologie – soustruh má kulaté symboly, frézka hranaté. Na ostatních tlačítkách je srozumitelný popis jedním slovem, spolu se symbolem. U soustruhu, kde lze programovat C osu s přídavnými rotačními nástroji, jsou potřeba oba typy uvedených tlačítek, neboť se zde frézuje, vrtá i gravíruje. Vzhled a ovládání softwareu pro soustruh i frézku jsou si značně podobné a zcela jistě se liší jen tam, kde se v technologii řeší jednotlivé druhy opracování. Při použití C osy se provádí frézování a vrtání na ploše čela v rovinách X-Y nebo X-C a na válcové ploše X-Z. Frézka svislá obrábí na čelní ploše X-Y, případně i na dalších.

Vlastní tvorba programu – příklad soustruh (jednoduchá součástka)

1) START, zde máme určení polotovaru, volíme – KR Ø 16–51 znovu zmáčkneme START, a pokud máme předpřipravenou kartu pro příjezd nástrojem a zarovnání čela, přeneseme ji do programu, případně provedeme opravy v rozměrech – jestliže karta není připravena, musíme ji ručně napsat (viz tabulka), nebo, lépe, předpřipravit pro další použití.
2a) CYKLUS, volíme technologii obrábění a to vnější hrubování. Zde určujeme technologii: směr obrábění, hloubku třísky přídavky pro dokončení v obou osách, rychlosti posuvů, metodu odjíždění z řezu, bezpečnostní vzdálenosti od obrobku aj. Enterem ukončíme. Tato část cyklu se automaticky ukládá pod G kódem čtyřmístným.
Část cyklu druhá, po ukončení předchozího nastaví se automaticky kreslení. Kreslíme konturu součásti dle rozměrů z výkresu, Kontura musí být uzavřena a svou plochou ukazuje, co bude odstraněno ve třískách. A uložíme, automaticky bude tato část značena M98 a jménem jaký kontuře dáme (název kontury, svoje jméno apod.).
Následuje výměna nástroje, pro nástroj stanoví se otáčky nebo řezná rychlost, to v G kódech. Obdobně lze použít kartu.
2b) CYKLUS, volíme technologii dokončování vnější. Zde je již vyplňování technologie jednoduché, nejdůležitější je stanovení posuvu nástroje pro hlazení povrchu.
3) KONEC, tento bývá krátký: odjezd nástroje do bodu výměny a konec programu s návratem na začátek.

Programování pomocí dialogu Fanuc Manual Guide i
Příklad: 1 Šroub M10 lícovaný
Pracovní postup operace:
1) zarovnat čelo;
2) hrubovat tvar kontury;
3) hladit konturu.
Neprovádět řezání závitu
Řešení: proramování v cyklech ŘS Fanuc – viz tabulka

Jak je vidět z uvedeného popisu, není tento ŘS náročný na obsluhu, také struktura programu je přehledná. Jednoduché úkony jsou provedeny několika základními G, M kódy. V cyklech je již řešeno to náročné z ISO programování, a takto je usnadněna a zrychlena práce programujícího. Čtenář jistě rád si přečte následující druhou případně třetí část v dalších vydání časopisu.

FANUC Czech

www.fanuc.eu/cz/cs/roboty/