Programma iso per tornio a controllo numerico

Materie:Tesina
Categoria:Tecnologia Meccanica
Download:2908
Data:18.05.2007
Numero di pagine:12
Formato di file:.doc (Microsoft Word)
Download   Anteprima
programma-iso-tornio-controllo-numerico_1.zip (Dimensione: 13.64 Kb)
trucheck.it_programma-iso-per-tornio-a-controllo-numerico.doc     56 Kb
readme.txt     59 Bytes


Testo

CREAZIONE DI UN PROGRAMMA IN LINGUAGGIO ISO PER TORNIO A CONTROLLO NUMERICO
Alunno:
Classe:
Data:
Giudizio o voto:
Introduzione
Le macchine utensili sono quelle macchine capaci di dare forma e dimensioni al pezzo, con o senza asportazione di truciolo, mediante l'impiego di utensili. Gli utensili devono essere più duri e tenaci del pezzo da lavorare, e per fare in modo che si effettui una lavorazione è necessario che si verificilino 2 moti:
• MOTO DI TAGLIO: moto di penetrazione dell'utensile con relativa asportazione di truciolo e viene definito con la velocità di taglio [Vt] espressa in m/min. La Vt è la quantità di truciolo asportata in un minuto e viene influenzata principalmente da 5 fattori:
- Materiale del pezzo da lavorare
- Materiale con cui è stato costruito l'utensile
- Refrigerazione
- Potenza della macchina
- Sezione del truciolo
• MOTO DI AVANZAMENTO: (o alimentazione): assicura la continuità della lavorazione, portando sotto l'azione dell'utensile sempre nuovo materiale da asportare. Viene definito con la velocità di avanzamento [Va] espressa in min/min. La Va è sempre minore della Vt.
Le macchine utensili a comando numerico sono il risultato di un'appropriata integrazione di meccanica, elettronica e informatica, in quanto per mezzo di istruzioni opportunamente programmate possono eseguire, in modo completamente automatico, operazioni di posizionamento dell' utensile rispetto al pezzo, con conseguente attuazione delle lavorazioni e delle funzioni ausilìarie. Possiamo quindi dire che il comando numerico è il procedimento di automazione che consente, sulla base di informazioni introdotte in forma digitale, di spostare gli organi mobili di una macchina utensile secondo un percorso prefissato, che viene reso esecutivo attraverso un sistema di riferimento che permette di mantenere costantemente sotto controllo i movimenti relativi pezzo-utensile.
Macchine utensili a comando numerico
L'efficienza delle macchine utensili e la loro produttività sono influenzate dal sistema di comando adottato. Il grado di automatizzazione conseguito dal sistema di comando può variare dal comando totalmente manuale di ciascuna funzione della macchina fino al comando automatico completo di tutte le funzioni. Nelle macchine utensili moderne ad elevata produttività, quali ad esempio i centri di lavorazione, vi è la tendenza ad estendere il numero delle funzioni dell'unità di governo e a limitare al massimo le operazioni manuali per mezzo di sistemi automatici di cambio utensili, di movimentazione dei pezzi su pallets, ecc.
Una macchina utensile a comando numerico è quindi in grado di lavorare automaticamente pezzi diversi. È una macchina flessibile e versatile per cui il molo dell'operatore si limita al controllo e all'alimentazione. Ciò comporta sostanziali
modifiche nel rapporto uomo-macchina fondate, per le macchine tradizionali, sull'interpretazione di un disegno e di un ciclo di lavorazione da parte dell'operatore, il quale li traduce in comandi coordinati e di controllo continuo tali da determinare la costruzione del pezzo. Nelle macchine utensili a comando numerico (CN) le informazioni di carattere operativo ricavate dal disegno e dal ciclo di lavorazione di un pezzo vengono immesse nella loro esatta successione, previa traduzione in dati alfanumerici secondo un codice standardizzato e memorizzazione su appositi supporti (nastri perforati, magnetici, floppy disk, ecc.), nella unità di governo della macchina utensile a CN la quale provvede automaticamente secondo la sequenza programmata a determinare le azioni per la costruzione del pezzo. Le uniche operazioni manuali richieste consistono nello smontare il pezzo finito, nel montare un nuovo pezzo da lavorare e nel premere il pulsante di inizio del ciclo. Per eseguire un pezzo diverso basta introdurre un nuovo programma, mentre quello tolto può essere archiviato e riutilizzato successivamente.
Il comando numerico deve essere concepito come un modo diverso di trattare il flusso delle informazioni necessarie all'esecuzione di una lavorazione meccanica. Tali informazioni si possono classificare in tre gruppi:
• Informazioni geometriche che riguardano i movimenti e/o le posizioni degli organi della macchina;
• Informazioni tecnologiche che riguardano le condizioni lavoro (velocità di taglio e avanzamenti che si traducono in velocità di rotazione e di spostamento degli appositi organi della macchina);
• Informazioni ausiliario che riguardano l'identificazione degli utensili da impiegare e delle funzioni della macchina.
una macchina utensile a CN (o a CNC) è costituita di due
parti:
1. sezione meccanica: è formata da parti statiche e dinamiche in grado di sostenere e conferire all'utensile e/o al pezzo in lavorazione i necessari modi di taglio e di alimentazione, e da parti elettromeccaniche (motori elettrici) che
producono i movimenti, ne rilevano l'attuazione e provvedono alle eventuali correzioni (trasduttori di posizione e di velocità);
2. sezione elettronica: è definita unità di governo e può essere considerata il cervello del sistema a comando alfanumerico; i questa sezione vengono inseriti i dati del pezzo i quali determinano gli azionamenti, mentre i trasduttori di posizione provvedono a fornire attraverso impulsi elettrici i dati di controllo degli organi azionati (posizione dell'utensile e/o/ del pezzo, rilievo della velocità di taglio, ecc.).
Le unità di governo sono di tre tipi che originano tre gruppi di macchine utensili: a comando numerico (CN), a comando numerico computerizzato (CNC) e a comando numerico distribuito (DNC).
-L'immissione del programma nel CNC della macchina avviene tramite console memorie ausiliarie. 11 CNC smista per mezzo dell'interfaccia i comandi per razionamento di ogni asse (verso e velocità), per la rotazione del mandrino (verso e velocità) e per tutti i servizi (comandi ausiliari). Ognuno di questi comandi è controllato dal CNC mediante un ciclo di informazioni in andata e ritorno. Il ciclo ha inizio, per esempio col comando di spostamento inviato all'azionamento dell'asse X. 11 servomotore S, ricevuto il comando, aziona la vite e sposta il carro o la tavola T nel verso programmato. Lo spostamento è rilevato dal lettore di posizione che invia la lettura al CNC che la confronta con quella programmata. Oltre allo spostamento p comandata e controllata anche la velocità di traslazione (per posizionamento o per lavoro) con una dinamo tachimetrica (rilevatore di velocità) D che misura la velocità di rotazione dell'asse a cui è collegata.
La differenza fra la velocità reale rilevata dalla dinamo e quella programmata, nel caso di disparità, fa emettere al CNC un comando di variazione della velocità di rotazione del servomotore per adeguare la velocità di spostamento del carro alla velocità programmata.
Questo sistema automatico di controllo, interposto fra il CNC e gli azionamenti della macchina, si chiama controllo adattativo e permette, mediante sensori di rilevazione, di adeguare, in tempi reali, tutti i parametri di comando dei movimenti e velocità della macchina ai valori programmati.
Dal CN al CNC
Le prime macchine utensili a governo automatico erano azionate mediante
trasmissioni di dati codificati, scritti su nastri perforati e resi esecutivi da un sistema
di comandi per la lavorazione del pezzo.
I controlli numerici erano a logica cablata, cioè inalterabile, e quindi non
modificabile dall'operatore. I cambiamenti delle prestazioni si potevano ottenere
soltanto cambiando i componenti fisici, inserendo altre logiche, con una operazione
costosa e limitativa delle prestazioni della macchina.
L'utensile comandato dal CN poteva eseguire lavorazioni con movimento punto a
punto e descrivere soltanto traiettorie rettilinee parallele alle direzioni degli assi.
Queste lavorazioni erano adatte per forature, maschiature e alesature. Erano precluse
le lavorazioni in continuo lungo traiettorie curve o oblique rispetto agli assi, che si
potevano fare solo se si approssimava la traiettoria ad una linea spezzata a gradini.
Le macchine infatti avevano un solo motore che comandava alternativamente gli
spostamenti nelle due (torni) o tre (fresatrici) direzioni degli assi.
Il CN del tipo punto a punto ha avuto un'iniziale notevole diffusione sia per il costo
limitato, sia perché era possibile, con piccole modifiche di adattamento, installarlo
nelle macchine utensili preesistenti.
Con l'introduzione successiva dei circuiti di interpolaziene, nei CN si sono potute
eseguire le lavorazioni curvilinee nel piano, oblique ed elicoidali nello spazio, perché
si potevano coordinare i movimenti di più assi che si spostavano a velocità differenti
comandati da singoli motori (CN continuo).
Si ebbero notevoli vantaggi nelle misurazioni del pezzo, che si potevano fare anche
durante il moto, quando nelle macchine furono installati i rilevatori digitali di quote.
Con l'aumento delle richieste di maggiori prestazioni i costruttori hanno riprogettato
la macchina utensile in modo da sfruttare a fondo le capacità che il controllo avrebbe
potuto offrire. L'introduzione di uno o più calcolatori, opportunamente programmati,
nel CN ha portato alla costruzione dei primi CNC con i quali si amplia il campo
d'azione del CNC e quindi la flessibilità delle macchine.
Il calcolatore e successivamente il microcalcolatore hanno permesso di effettuare
operazioni aritmetiche e calcoli senza l'intervento dell'operatore il quale fornendo i
dati solo d'ingresso, per esempio il raggio e le coordinate del centro, ha in uscita
l'esecuzione di una lavorazione lungo una circonferenza.
Il CNC è fornito di memoria flessibile, ed è quindi in grado di variare la sua capacità
facendo uso di logiche non cablate che possono essere facilmente elaborate e
modificate dall'operatore.
Con questa evoluzione del CN, applicata alle macchine utensili, è possibile
controllare l'esecuzione della lavorazione in tutte le sue fasi e coordinare tutte le parti
in moto della macchina, i servizi eccetera in funzione del programma ad essa fornito.
Il CNC può operare correzioni di azionamento in base ai segnali ricevuti, in ritorno,
dalle parti macchina comandate (assi, mandrino eccetera) ad eseguire eventuali
interpolazieni e/o correzioni o consenso alle sequenze del ciclo di lavoro, traduzione
di codici e linguaggi, memorizzazione di cicli fissi ecc.
È anche possibile, in alcuni CNC, eseguire l'analisi e la verifica del programma
mediante la simulazione grafica del percorso utensile per riscontrare l'esatta forma
del pezzo finito, apportare eventuali correzioni di blocchi (che verranno memorizzati)
prima della reale lavorazione.
Comando numerico computerizzato
Nel CN convenzionale ormai in disuso, a logica cablata, il programma aveva il solo compito di fornire le quote da realizzare e le successioni dei movimenti. L'addetto alla macchina utensile caricava manualmente le bobine di nastro perforato sul lettore che provvedeva a rileggerle ad ogni esecuzione del ciclo di lavorazione. Qualunque modifica del programma richiedeva la perforazione di un nuovo nastro con evidenti
svantaggi economici (costo del nastro, macchine ferme in attesa del nuovo programma, ecc.).
Dal 1970 il CNC utilizza su ogni macchina un minicomputer come elemento di gestione del sistema, il quale, oltre a memorizzare uno o più programmi, comanda in tempo reale degli attuatori (particolari trasduttori in grado di azionare in modo semplice e diretto gli organi ad esso collegati) e controlla il lavoro in corso di esecuzione mediante i segnali che giungono dai trasduttori.
In questo caso una modifica di prestazioni si riduce ad una modifica diretta e sul campo del programma o, al massimo, all'aggiunta di un'interfaccia che consente all'operatore di comunicare nei due sensi con il minicomputer richiedendo programmi o dando informazioni per la modifica degli stessi in quanto il segnale d'uscita dell'uno si traduce nel segnale d'ingresso dell'altro.
Il minicomputer è formato da un'unità numerica, una memoria dati e una memoria programmi ed è quindi in grado di elaborare i dati contenuti nella sua memoria in funzione di quanto impostogli dai programmi; è pertanto sufficiente elaborare opportuni programmi per ottenere determinate prestazioni. Una macchina a CNC con minicomputer ha però un costo elevato e per la programmazione richiede un personale altamente specializzato.
A partire dal 1980 lo sviluppo della microelettromca, cioè della tecnica per la fabbricazione e l'uso di circuiti elettronici integrati, è dovuto al microprocessore, il quale dispone di una capacità funzionale elevatissima e può essere definito come l'unità di elaborazione centrale (CPU) di un elaboratore costituita da un singolo circuito integrato, capace di svolgere varie funzioni e programmabile, in cui risiede almeno parte della sua memoria e delle sue unità aritmetiche e logiche e della sua unità di controllo, tutte contenute in un unico coriandolo (chip) di materiale
"*
semiconduttore di circa 6 mmz di superficie e lOum di spessore.
In questo modo è stato possibile inserire nel computer delle memorie ad alta velocità
e di dimensioni ridottissime (microminiaturizzazione), in grado di divenire un
gigantesco deposito di informazioni che costituiscono il principale punto di
riferimento per le successive elaborazioni. Quindi un microcomputer è un elaboratore
la cui unità di elaborazione è costituita da un microprocessore.
Poiché normalmente un microcomputer viene costruito, programmato ed adoperato
per la risoluzione di compiti particolari, ciò ha consentito la sua applicazione alle
macchine utensili conseguendo vantaggi relativi alla riduzione delle dimensioni, alla
diminuzione del costo e alla notevole semplicità di programmazione.
In sintesi, il CNC a microprocessore può assumere le seguenti configurazioni
principali:
1. La struttura esterna dell'unità di governo è simile a quelle delle unità CN anche se all'interno è inserito un microcomputer con programma di macchina scritto in ROM e quindi amovibile e modificabile mediante la sua sostituzione.
2. In queste unità di governo per il colloquio tra operatore e macchina a CNC sono presenti il video e la tastiera alfanumerica. L'unità di ingresso dei dati di lavorazione del pezzo è un supporto magnetico. In certi casi il video, di tipo televisivo, può essere sostituito con speciali visualizzatori alfanumerici.
3. in questi CNC è presente una tastiera con speciali tasti funzionali di richiamo menu atti a facilitare la programma/ione direttamente in macchina. Normalmente è presente uno schermo video, spesso con possibilità grafiche per semplificare l'uso di comandi e/o la simulazione della lavorazione.
Le memorie
La memoria centrale del CNC serve per immagazzinare tutte le informazioni di movimento e di lavoro della macchina utensile e dei relativi servizi. Ad essa accedono le unità di controllo, di calcolo e le unità di ingresso e uscita (I/O). E' costituita da moduli RAM e da moduli ROM a seconda dei dati che si debbono memorizzare. Nella memoria RAM (rondoni access memory), memoria ad accesso casuale, vengono immagazzinate le istruzioni relative ai programmi di lavorazione dei pezzi. Tale memoria può essere scritta o letta indipendentemente da una sequenza prestabilita e cancellata dall'operatore. La memoria RAM è chiamata anche memoria volatile perché le informazioni che contiene vengono perdute allo spegnimento del controllo ed è quindi dotata di un dispositivo di alimentazione elettrica supplementare che permette la conservazione dei programmi memorizzati, per un certo tempo, quando il controllo è spento.
La posizione di un qualsiasi programma, fra quelli memorizzati, nella memoria RAM, può essere raggiunta direttamente indicando solo il codice, senza la necessità di leggere tutti quelli che lo precedono.
Frequentemente la RAM ha maggiore capacità di memoria della ROM ed è strutturata in modo da essere ampliata con moduli aggiuntivi.
Nella memoria ROM (read only memory), memoria a sola lettura, i dati sono inseriti in permanenza dal costruttore e comprendono le istruzioni relative al funzionamento del sistema formato dalla macchina-controllo (memoria costanti macchina), i programmi di calcolo e quelli di controllo, che non possono essere visionati nel videoterminale, né modificati né cancellati dall'operatore e restano in possesso del controllo anche quando è spento. Le ROM sono memorie a semiconduttori associate ad un circuito per la selezione degli indirizzi.
I motori elettrici delle MU-CNC
Le macchine utensili a CNC hanno un gran numero di motori elettrici che servono per azionare le parti mobili della macchina e per i servizi. Si descrivono quelli impiegati nella rotazione e traslazione.
Motori dei mandrini
II motore principale è quello che comanda la rotazione del mandrino, la cui potenza espressa in Kilowatt rappresenta una delle caratteristiche più importanti per la scelta della macchina.
Generalmente il motore è a corrente continua con velocità di rotazione regolabile automaticamente ed è provvisto di sistema di raffreddamento a ventilazione forzata, con ventola assiale o azionata da motore ausiliario. Particolari tecniche di isolamento
e filtri per l'aria assicurano un'efficace protezione contro la polvere mentre le sonde
termometriche incorporate negli avvolgimenti o poste in zone prossime a sorgenti di
calore, collegate col CNC, costituiscono una sicura protezione del motore in caso di
sovraccarichi.
Tutte le funzioni (M) per la regolazione della velocità, della corrente, arresto rapido,
inversione di marcia, ventilazione, sorveglianza termica, flusso di raffreddamento,
segnalazione guasti, inconvenienti della dinamo tachimetrica eccetera vengono svolte
da microcontroller collegati mediante interfaccia al CNC.
Se i valori programmati vengono superati o disattesi, la macchina si ferma e sul video
di controllo compaiono i segnali o i messaggi di avvertimento per l'operatore.
Si possono usare anche motori a corrente alternata sincroni trifase a velocità fissa,
che sono esenti da manutenzione con convertitore a transistor ed a modulazione di
impulsi.
i- x
Alcuni costruttori preferiscono usare, specie nell'azionamento di mandrini dei torni, motori a corrente continua che presentano un'elevata sicurezza di funzionamento e potenza costante. La variazione di velocità del mandrino si ottiene azionando un cambio meccanico a pochi rapporti con frizione elettromagnetica. Per assorbire l'eccesso di energia in fase di frenata, questi motori sono forniti di un dispositivo di recupero con transistor ad impulsi e resistore.
Il codice di programmazione del controllo numerico CNC rispetta le modifiche DIN 66025 universalmente riconosciute ed adottate dai costruttori di controlli numerici.
Funzioni preparatorie G:
GOO - posizionamento rapido
G01 - interpolaziene lineare
G02 - interpolazione circolare senso orario
G03 - " " " antiorario
G09 - decelerazione controllata e posizionamento preciso (autocancellante)
Gì 7 - seleziona piano di lavoro X , Y
G18- " " " " Z,X
G19- " " " " Y,Z
G33 - filettatura (solo versione tornio)
G60 - decelerazione controllata e posizionamento preciso (modale)
G64 - cancella G60
G90 - programmazione assoluta
G91 - " incrementale
G92 - definizione nuova origine
G94 - avanzamento in mm/min
G95 - " " mm/giro
G96 - velocità di taglio costante (solo versione tornio)
Funzioni F
Le velocità di avanzamento sono programmate direttamente in mm/min o mm/giro.
Funzioni S
Le velocità di rotazione mandrino possono essere programmate in giri/min anche per
macchine con diverse gamme di velocità.
Inoltre nella versione tornio con la velocità di taglio costante possono essere
programmate in m/min.
Funzioni T
Le funzioni T servono a selezionare le compensazioni lunghezza utensile e per
visualizzare il numero dell'utensile da utilizzare.
Funzioni M
Funzioni varie o miscellanee
MOO - arresto programmato
M02 - fine programma
M03 - rotazione oraria mandrino
M04 - rotazione antioraria mandrino
M05 - arresto rotazione mandrino
M06 - cambio utensile
M07 attivazione liquido refrigerante
M09 - disattivazione refrigerante
MIO - attivazione bloccaggi assi
M11 disattivazione bloccaggi assi
M3O - fine programma.

Esempio