Les 3 Programmeren, functionele opbouw PDF

CNC bord Functionele opbouw CNC systeem: componenten CNC systeem: componenten CNC systeem: componenten Componenten van het CNC systeem: Vanuit functioneel oogpunt bestaat een CNC systeem uit: MMI (Man-Machine Interface) unit: interface tussen NC systeem en gebruiker....

CNC bord Functionele opbouw CNC systeem: componenten CNC systeem: componenten CNC systeem: componenten Componenten van het CNC systeem: Vanuit functioneel oogpunt bestaat een CNC systeem uit: MMI (Man-Machine Interface) unit: interface tussen NC systeem en gebruiker. Vertoont de machine-commando’s op het scherm, Geeft toestand van de machine aan Laat toe om het werkstuk programma aan te passen. CNC systeem: componenten Componenten van het CNC systeem: Vanuit functioneel oogpunt bestaat een CNC systeem uit: MMI (Man-Machine Interface) unit NCK (Numerical Control Kernel) unit Kern van het CNC systeem. Deze unit controleert het servo systeem en zorgt ervoor dat de bewerkingen daadwerkelijk plaatsvinden Hier gebeurt: Lezen en omzetten van werkstukprogramma, Interpolatie (lineair, circulair,…), Positie controle en fout compensatie. PLC (Programmable Logic Control) unit Controleert taken die niet onder de servo-controle vallen: gereedschaps-wissels, spilrotatie, werkstuk-wissels, input en output dataverwerking,… CNC systeem: componenten NCK unit = kern van het CNC systeem Leest (en combineert) input data: werkstukprogramma instructies, signalen uit de terugkoppelingslussen, Bewaart volgende servo-instructies in het geheugen (buffer) Interpolatie (lineair, circulair,…) Voert wiskundige bewerkingen uit voor controle van versnelling/vertraging. Verstuurt commando’s naar de servo-drivers Krijgt terugkoppelings-signalen binnen en verwerkt ze Neemt beslissingen zoals wanneer koelvloeistof voorzien wordt, wanneer de spil begint te draaien  Verantwoordelijk voor servo en driver controle CNC systeem: componenten NCK unit CNC systeem: NCK unit Interpreter: Leest het werkstukprogramma, zet tekstblokken in het programma om in machinetaal en schrijft machine-instructies naar het interne geheugen voor de interpolator. NC systeem geeft opdracht om de machine-instructies uit te voeren. Interpreter leest en vertaalt volgende programmablok terwijl het commando wordt uitgevoerd. Indien de duur van lezen en interpreteren > duur voor uitvoeren commando  machine zou kunnen stilvallen. Om dit te vermijden: geheugen-buffer om tijdelijk commando’s op te slaan. CNC systeem: NCK unit Interpolatie: sequentieel lezen van data uit interne geheugen-buffer, berekenen van positie en snelheid per tijdseenheid voor elke as, opslaan van resultaat in FIFO buffer voor versnellen/vertragen controller. Typisch: lineaire of circulaire interpolator. Meer geavanceerde systemen of toepassingen: parabool of spline (NURBS) interpolator Interpolator genereert pulsen overeenkomstig de te volgen baan (bv. lijn, cirkel, parabool of spline) en slaat de pulsen op in de FIFO buffer. Aantal pulsen is functie van de lengte van de baan en frequentie is functie van de snelheid. Bv: BLU = 0.002 mm/puls; d = 50 mm; v = 1 m/min  # = 50/0.002 = 25000 en freq = 1000/(60*0.002) = 8333 #/s CNC systeem: NCK unit Versnellen/vertragen: Indien positie controle zou gebeuren o.b.v. data gegenereerd door interpolator, zou dit leiden tot vibraties en schokken telkens wanneer de beweging start of stopt. Om dit te voorkomen wordt eerst de versnellen/vertragen controle uitgevoerd vooraleer geïnterpoleerde data naar de positie controller wordt verstuurd. Deze methode wordt “acceleration/deceleration after interpolation” genoemd. Een “acceleration/deceleration before interpolation” methode bestaat echter ook. Het resultaat van deze stap is een meer vloeiende as beweging. CNC systeem: NCK unit Positie controle: data van de versnellen/vertragen controller wordt uiteindelijk naar de positie controller verstuurd en positie controle wordt uitgevoerd o.b.v. de doorgestuurde data in een constant tijdsinterval. Dit systeem bestaat typisch uit een PID controller die snelheids-opdrachten naar de motor aandrijving stuurt om het positie-verschil tussen enerzijds vereiste positie en anderzijds werkelijke positie (gemeten door encoder of meetlat) te minimaliseren. NCK unit Interpreter: werkstukprogramma NCK unit: Interpreter Interpreter Verantwoordelijk voor het omzetten van het werkstukprogramma en de machine- instructies in interne commando’s voor het NC  code interpreter begrijpen = eerst werkstuk programma (input voor interpreter) begrijpen CNC: typisch > 50% van ontwikkeltijd gespendeerd aan ontwikkeling van interpreter NCK unit: Interpreter Werkstukprogramma: Bevat de commando’s (blokken genoemd) voor de bewerking van het werkstuk. Blokken gedefinieerd door volgende onderdelen: NC commando’s zoals G, M, S, T, H, D, F codes en de overeenkomstige adressen Oproepen van sub-programma’s en vertonen van boodschappen op het scherm Instellen van voorwaardelijke en variabele programma oproepen NCK unit: Interpreter Werkstukprogramma: programma nummer = identificatie-nummer opeenvolging van blokken Blok-nummer (Nxx) Minstens één woord EOB woord = adres + nummer Adres = G (of M,…) NCK unit: Interpreter NCK unit: Interpreter NCK unit: Interpreter NCK unit: Interpreter NCK unit: Interpreter Werkstukprogramma: performantie van CNC systeem: grotendeels gerelateerd aan G adressen en M adressen (voor hulp-functies). G addressen Duiden commando’s aan voor gereedschapsbeweging langs gedefinieerde baan door beweging van de translatie- en rotatie-assen van machine. Onderverdeeld in twee types: modal code vs non-modal code Modal = geldig doorheen alle volgende blokken tot “cancel” commando. Non-modal-type = geldig binnen één blok, automatisch geannuleerd door volgende blok Modal-types gegroepeerd (modal groups) overeenkomstig gelijkaardige functie. In één blok: verboden om meer dan één G-code uit dezelfde modal group te gebruiken. M addressen: duiden commando’s aan voor controle van aan/uit functies in machine tools NCK unit: Interpreter NCK unit: Interpreter Werkstukprogramma : Commentaar: Mogelijkheid om in een blok bij programma-woorden een beschrijving toe te voegen tussen haakjes (commentaar): Geen invloed op uitvoering van het werkstukprogramma. Wordt vertoond op het scherm van het CNC systeem samen met het programma-blok tijdens bewerken of uitvoeren  zeer bruikbaar voor het beheer van werkstukprogramma’s Elke CNC fabrikant heeft een eigen G&M code systeem voor specifieke functies toegevoegd aan ISO 6983.  huidige G&M code systemen voor het genereren van werkstukprogramma’s hangen af van het CNC systeem NCK unit: Interpreter Cfr https://en.wikipedia.org/wiki/G-code NCK unit: Interpreter NCK unit: Interpreter Werkstukprogramma: Einde van het programma: Aangeduid door M02 of M30: alle modale waarden worden opnieuw geïnitialiseerd. Aangezien M02 en M30 als laatste worden uitgevoerd, kunnen ze om het even waar voorkomen in het laatste programmablok. NCK unit: Interpreter Werkstukprogramma: Hoofd- en Sub-programma’s Een CNC systeem voert typisch het hoofdprogramma uit Vaste, routinematige blokken of steeds herhaalde bewerkings-stappen: kunnen eenvoudiger opgeslagen worden als sub-programma in het interne geheugen Commando om sub-programma op te roepen: systeem voert aangeduide sub-programma uit; commando om naar hoofdprogramma terug te keren: hoofdprogramma hernomen aan programmablok na oproep-commando Ook oproep mogelijk van ander sub-programma vanuit een sub-programma NCK unit: Interpreter NCK unit Interpreter: gereedschapscompensatie Numerieke besturing: Compensatie Vooruitgang bij besturing: Gereedschapscompensatie: Eerste besturingen: baan van een vast punt van gereedschapsopname  berekenen van uitsteeklengten van het gereedschap in de verschillende asrichtingen nodig Radiuscompensatie Bij frezen Bij draaien 32 Numerieke besturing: Compensatie 33 Numerieke besturing: Compensatie 34 Numerieke besturing: Compensatie Z f(x) H R +  + + + + + + + + X 35 Numerieke besturing: Compensatie Z f(x) H R +  + + + + + + + + X 36 Numerieke besturing: Compensatie Z H 0.08 0.07  L 0.06 0.05 0.04 R 0.03 0.02 0.01 0 X 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 37