Fach: Fertigungsverfahren Autor: Behmer / Kaiser

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1 Fach: Fertigungsverfahren Autor: Behmer / Kaiser
NC-Programmierung Fach: Fertigungsverfahren Autor: Behmer / Kaiser Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

2 Aufgaben bei der NC-Programmierung
Wahl der Werkzeuge zum Fräsen Ermittlung der Technologiedaten zum Fräsen Schreiben des NC-Programms Test des NC-Programms Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

3 1) Wahl der Werkzeuge zum Fräsen
Material des Fräsers ist abhängig vom Material des zu bearbeitenden Werkstücks Je nachdem ob es sich z.B. um Eisen, Nichteisen oder Nichtmetall handelt Von der Geometrie der Kontur Hier als Beispiel eine T-Nut Von der gewünschten Vorschubgeschwindigkeit Mit einem Schruppfräser sind höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten möglich Von der gewünschten Oberflächengüte bei Schruppwerkzeugen erhält man gegenüber Schlichtwerkzeugen eine schlechtere Oberfläche Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

4 1) Wahl der Werkzeuge zum Fräsen
Hinweise zur Verzahnung eines Fräsers Schruppverzahnung Schnelle Bearbeitung; schlechtere Oberflächengüte Schlichtverzahnung Langsamere Bearbeitung; bessere Oberflächengüte Einschneider : Werkzeuge mit einer Schneide Geringere Verstopfungsgefahr Einsatzgebiet bevorzugt bei Kunststoffen und weichen NE-Metallen Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

5 1) Wahl der Werkzeuge zum Fräsen
Hinweise zur Verzahnung eines Fräsers Zweischneider / Mehrschneider Geringerer Verschleiß Bessere Oberflächengüte Einsatzgebiet bei Aluminiumsorten, harten NE-Metallen und Eisenwerkstoffen Stirnschneiden Es kann nur mit Fräsern gebohrt werden dessen Stirnschneiden bis zur Mitte der Stirnfläche des Fräsers reichen. Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

6 1) Wahl der Werkzeuge zum Fräsen
Verschiedene Fräserausführungen (S. 7) Fräser mit Wendeschneidplatten Fräser aus Vollhartmetall Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

7 2) Ermittlung der Technologiedaten zum Fräsen
Bestimmung der Technologiedaten (S.15): Vorgabe: Material des Werkstücks: Aluminium Werkzeug: Schlichtfräser aus Schnellarbeitsstahl Durchmesser d = 10mm; Zähnezahl z = 4 Gesucht: Technologiedaten: Drehzahl n, Schnittgeschwindigkeit vc Vorschubgeschwindigkeit V: Lösung: Aus der Tabelle (S.15): vc = fz = Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

8 2) Ermittlung der Technologiedaten zum Fräsen
Bestimmung der Technologiedaten (S.15): Vorgabe: Material des Werkstücks: Aluminium Werkzeug: Schlichtfräser aus Schnellarbeitsstahl Durchmesser d = 10mm; Zähnezahl z = 4 Gesucht: Technologiedaten: Drehzahl n, Schnittgeschwindigkeit vc Vorschubgeschwindigkeit V: Lösung: Aus der Tabelle (S.15): vc = 150 – 250m/min; gewählt: vc = 200 m/min fz = Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

9 2) Ermittlung der Technologiedaten zum Fräsen
Bestimmung der Technologiedaten (S.15): Vorgabe: Material des Werkstücks: Aluminium Werkzeug: Schlichtfräser aus Schnellarbeitsstahl Durchmesser d = 10mm; Zähnezahl z = 4 Gesucht: Technologiedaten: Drehzahl n, Schnittgeschwindigkeit vc Vorschubgeschwindigkeit V: Lösung: Aus der Tabelle (S.15): vc = 150 – 250m/min; gewählt: vc = 200 m/min fz = 0,04 – 0,2 mm/U; gewählt: fz = 0,1 mm/U Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

10 2) Ermittlung der Technologiedaten zum Fräsen
Bestimmung der Technologiedaten (S.15): Die Drehzahl n berechnet sich wie folgt: Der Vorschub v berechnet sich wie folgt: Zustellung ins Material für Fräser mit Schlichtverzahnung: max. seitliche Zustellung = 0,5 x d = max. Zustelltiefe = 0,5 x d = Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

11 2) Ermittlung der Technologiedaten zum Fräsen
Bestimmung der Technologiedaten (S.15): Die Drehzahl n berechnet sich wie folgt: * Der Vorschub v berechnet sich wie folgt: Zustellung ins Material für Fräser mit Schlichtverzahnung: max. seitliche Zustellung: 0,5 x d = max. Zustelltiefe = 0,5 x d = * Drehzahl und Vorschub theoretisch / Drehzahl wird durch max. Drehzahl der NC-Maschine begrenzt Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

12 2) Ermittlung der Technologiedaten zum Fräsen
Bestimmung der Technologiedaten (S.15): Die Drehzahl n berechnet sich wie folgt: * Der Vorschub v berechnet sich wie folgt:   * Zustellung ins Material für Fräser mit Schlichtverzahnung: max. seitliche Zustellung: 0,5 x d = max. Zustelltiefe = 0,5 x d = * Drehzahl und Vorschub theoretisch / Drehzahl wird durch max. Drehzahl der NC-Maschine begrenzt Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

13 2) Ermittlung der Technologiedaten zum Fräsen
Bestimmung der Technologiedaten (S.15): Die Drehzahl n berechnet sich wie folgt: * Der Vorschub v berechnet sich wie folgt:   * Zustellung ins Material für Fräser mit Schlichtverzahnung: max. seitliche Zustellung: 0,5 x d = 0,5 x 10mm = 5mm max. Zustelltiefe = 0,5 x d = 0,5 x 10mm = 5mm * Drehzahl und Vorschub theoretisch / Drehzahl wird durch max. Drehzahl der NC-Maschine begrenzt Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

14 3) Schreiben des NC-Programms
Ausgesuchte Maschinenbefehle: T 4 D1 Beispiel für Werkzeugwahl mit Längenkorrektur M06 Spannbefehl S Beispiel für Drehzahl F Beispiel für Vorschubgeschwindigkeit in mm/min M03 bzw. M04 Drehrichtung der Spindel rechts bzw. links G54; G55 Beispiele für Register der Nullpunktverschiebungen M30 Programmende Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

15 3) Schreiben des NC-Programms
Ausgesuchte Verfahrbefehle: G00 X5 Y2 Z3 Bsp. für geradlinigen Verfahrbefehl im Eilgang G01 X5 Y2 Z3 Bsp. für geradlinigen Verfahrbefehl mit Vorschubgeschwindigkeit G00 A 90 Drehung der A-Achse um 90° G02 X5 Y2 Z-3 I5 J0 Beispiel für kreisförmigen Verfahrbefehl im Uhrzeigersinn mit Vorschubgeschwindigkeit G03 X5 Y2 Z-3 I5 J0 Beispiel für kreisförmigen Verfahrbefehl gegen den Uhrzeigersinn mit Vorschubgeschwindigkeit Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

16 3) Schreiben des NC-Programms
Beispiel kreisförmiger Verfahrbefehle: G01 X50 Y0 Z-3 (Startposition) G03 X60 Y10 I0 J10 (kreisförmiger Verfahrbefehl) Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

17 3) Schreiben des NC-Programms
Befehle zur Werkzeugkorrektur G41/G42: Fräserdurchmesser d=10mm Abwählen der Werkzeugkorrektur mit G40 Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

18 3) Schreiben des NC-Programms
Hinweise zur Werkzeugkorrektur G41/G42: Vor dem Einsatz der Werkzeugradiuskorrektur WZK muss eine Position angefahren werden, die mindestens um den Werkzeugdurchmesser entfernt, von der ersten programmierten Position an der Kontur des Werkstücks entfernt ist. Mit der WZK kann die Kontur mit den realen Positionen der technischen Zeichnung abgefahren werden, es gilt nicht mehr die Mittelpunktsbahn des Werkzeugs. Innerhalb der WZK darf kein Verfahrbefehl in der Z-Achse erfolgen, da damit nicht mehr der Logik der versetzten Werkzeugbahn Links bzw. Rechts gefolgt werden kann. Die Abwahl der WZK erfolgt mit dem Befehl G40. Direkt nach der Abwahl der WZK muss ein Linearbefehl z.B. G01 erfolgen, der den Fräser von der korrigierten Position auf die nichtkorrigierte Mittelpunktsbahn umstellen kann. In der Regel programmiert man dazu eine Bahn die den Fräser dabei um mindestens den Werkzeugdurchmesser von der Kontur des Werkstücks bewegt. Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

19 3) Schreiben des NC-Programms
Anwendungsbeispiel der Werkzeugkorrektur G41/G42 bei einer Konturerzeugung mit Schräge: Punkt S = Startpunkt des Fräsers für die zu programmierende kontur-parallele Bahn des Fräsers. Punkt E = Endpunkt des Fräsers für die zu programmierende kontur-parallele Bahn des Fräsers. Vorteil bei der Bahnkorrektur!!! Die Berechnungen der Punkte S und E werden von der Steuerung übernommen. Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

20 3) Schreiben des NC-Programms
Beispiel eines Maschinenspezifischen Befehles für Taschenzyklen Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

21 3) Schreiben des NC-Programms
MKS = Maschinenkoordinatensystem WKS = Werkstückkoordinatensystem Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

22 3) Schreiben des NC-Programms
Variable NC-Programmierung Programmausschnitt zur Erläuterung: N10 DEF REAL PX = (Variablendeklaration im NC-Programm) N20 DEF INT Eckenzahl = 9 (Variablendeklaration im NC-Programm) …… N110 WD = 360 / Eckenzahl (Berechnungen im NC-Programm) N120 PAX = COS(WINKEL) * RADIUS (Berechnungen im NC-Programm) N130 G01 X=PAX Y=PAY (Positionszuweisung) N140 FOR CNT=1 TO Eckenzahl (Anzahl der Schleifendurchläufe) N170 PAX = COS(WINKEL) * RADIUS (Berechnungen im NC-Programm) N180 G01 X=PX+PAX Y=PY+PAY (Positionszuweisung und Koordinatenberechnung) N230 WINKEL = WINKEL + WD (Winkeladdition um die Differenz WD) N240 ENDFOR (Ende der Schleife) N300 G00 Z20 Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

23 3) Schreiben des NC-Programms
Beispiel für einen Arbeitsplan: Arbeitsgang Werkzeug- Nr Werkzeug-bezeichnung Vorschub [mm/min] Schnitt-geschw. [m/min] Drehzahl [U/min] Außenkontur fräsen 1 Schlicht-fräser z = 4 D = 10mm 1200 (Vorschubge-schwindigkeit bei max. Drehzahl der Fräsmaschine) 200 6366 (theoretisch) 3000 (Angenommene max. Drehzahl der Fräsmaschine) Kreistasche fräsen 2 .. 3 Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

24 3) Schreiben des NC-Programms
CNC-Programm zum Demo-Werkstück N001 G54 (Nullpunktverschiebung) N002 T5 D1 (Werkzeugwahl und Längenkorrektur) N003 M06 (Werkzeugwechsel) N004 S3000 F M03 (Technologiedaten)   N005 G00 X-3 Y-8 Z2 (Verfahrbefehl im Eilgang) N006 G01 Z-5 (Verfahrbefehl mit Vorschubgeschw.) N007 G01 Y25 N008 G02 X5 Y35 I8 J0 (Verfahrbefehl kreisförmig) N018 M30 (Programmende) Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung

25 4) Test des NC-Programms
Test des NC-Programms im Simulationsprogramms SL Aufruf des Programms: Start/SL-Automatisierungstechnik/EXSL-WIN Festlegung der Werkstückgröße: Die Rohteilmaße im Simulationsprogramm müssen dem Werkstück in der Zeichnung entsprechen. Einstellung in SL: In der Menüleiste “Wechseln zu“ / Rohteil Definition der Werkzeuge: Entscheidend für die Simulation ist nur die Platznummer und der Durchmesser Einstellung in SL: In der Menüleiste “Wechseln zu“ / WZ_Speicher Bestimmung des Werkstücknullpunktes: Nullpunkt soll in der Übung vorne links oben am Werkstück liegen Einstellung in SL: Nullpunkt-Symbol mit der linken Maustaste anklicken und verschieben Schreiben des Programms Am unteren Bildschirmrand befindet sich das Editierfenster zum Schreiben des NC-Programms Simulieren des Programms Durch den Mausklick auf das Icon „Einzelsatz“ oder „Satzfolge“ Verbundstudiengang Technische Betriebswirtschaft / Fertigungsverfahren / NC-Übung