55

Click here to load reader

OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU OBRADE DRVA

Page 2: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

1. UVOD ............................................................................................................ 3

2. CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU ............................................ 6

2.1 Izgled CNC stroja .............................................................................. 6

2.2 Prednosti CNC tehnike ..................................................................... 8

2.3 Upravljanje CNC stroja ..................................................................... 9

2.3.1 Dizajn .................................................................................. 10

2.3.2 CAD .................................................................................... 10

2.3.3 CAM .................................................................................... 11

2.3.4 Programski jezik CNC strojeva............................................ 13

2.3.5 Izbor alata kod CNC strojeva .............................................. 26

2.4 CNC obradni centri u zanatskoj preradi drva .................................... 29

2.5 Osoblje kod CNC obradnih centara .................................................. 30

3. PODJELA CNC OBRADNIH CENTARA ....................................................... 31

3.1 Podjela prema namjeni ..................................................................... 31

3.1.1 Univerzalni CNC strojevi...................................................... 31

3.1.2 Specijalizirani CNC strojevi.................................................. 32

3.2 Podjela prema mogućnostima obrade .............................................. 36

3.2.1 Stupnjevi slobode pokreta alata .......................................... 36

3.2.2 Agregati kod CNC strojeva ................................................. 39

3.2.4 Područje djelovanja ............................................................ 40

3.2.4.1 Konvencionalna obrada ........................................ 40

3.2.4.2 Nesting obrada...................................................... 41

3.2.4.3 Roboti (poslužitelji) ............................................... 42

3.3 Podjela prema konstrukcijskim odrednicama stroja ........................ 44

3.3.1 Broj radnih jedinica ............................................................ 44

3.3.2 Radni stolovi ...................................................................... 44

3.3.3 Nosači obradne jedinice .................................................... 49

3.3.4 Način izvoñenja obrade ..................................................... 51

3.3.5 Zaštita operatera ............................................................... 53

LITERATURA ............................................................................................................. 55

Page 3: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

UVOD 3

1. UVOD

Razvojem tehnologije, napredovala je i proizvodnja u drvnoj industriji. Zasebna

uporaba tradicionalnih stolarskih strojeva poput kružnih pila, glodalica, bušilica,

tokarilica postaju "zastarjeli" način obrade. Takvi strojevi se i dalje upotrebljavaju, no

tržišno konkurentna proizvodnja proizvoda od drva zahtjeva veću i efikasniju

uporabljivost takvih strojeva odnosno alata koji se na takvim strojevima nalaze.

Preciznost, brzina obrade, kvaliteta obrade, obrada složenih oblika samo su neke od

odlika CNC strojeva.

Ovisno o tipu proizvodnje možemo izabrati i adekvatan CNC stroj. Takav izbor rijetko

je jednostavan, a njegovoj složenosti pridonosi i složenost naših proizvoda, veličina

radnog prostora, kombinacija s drugim strojevima i još mnogo drugih faktora.

Prvi CNC stroj dizajnirao je John T. Parsons tijekom kasnih 1940-ih god.

Nakon Drugog svjetskog rata Parsons je sudjelovao u izradi lopatica rotora

helikoptera što zahtjeva preciznu obradu složenih oblika. Ubrzo je utvrdio da se

pomoću tadašnjeg IBM računala može napraviti mnogo više preciznih kontura, nego

što se može postići ručnim proračunima i shemama. Temeljem tih saznanja Air Force

mu je ponudio ugovor da razvije "automatski stroj za rezanje kontura" koji će

proizvoditi velike dijelove komada krila za zrakoplove. Koristeći računalni čitač kartica

i precizne kontrole servomotora, nastali stroj je bio ogroman, kompliciran i skup.

Do 1960-ih godina cijena i složenost automatiziranih strojeva se smanjila do te

mjere da su se mogli koristiti i u drugim industrijskim granama. Ti su strojevi koristili

direktan pogon preko elektromotora za upravljanje alatom i drugim funkcijama. Motor

je bio električno navoñen pomoću čitača trake koji je očitavao papirnatu traku širine

oko 2.5 cm izbušenu s odabranim nizom rupa. Položaj i slijed rupe čitaču omogućava

da proizvodi potrebne električne impulse za uključivanje motora u točno odreñenom

trenutku što je u suštini isto kao da i čovjek upravlja strojem. Impulsi su upravljani

jednostavnim računalom koji nisu imali u tom trenutku sposobnost memorije. Takvi

strojevi se često nazivaju "NC" ili numerički upravljani strojevi.

Page 4: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

UVOD 4

Napretkom integrirane elektronike uslijedio je ubrzan razvoj, trake se više nisu

koristile na isti način tj. koristile su se samo za učitavanje programa u magnetske

memorije.

Suvremeni CNC stroj radi na principu očitavanja na tisuće bitova informacija

spremljenih u programu memorije računala. Da bi se informacije memorirale

programer stvara niz uputa koje računalo može razumjeti. Kodirane naredbe su

najčešći način programiranja alata CNC stroja.

Razvoj računala omogućio je proizvoñačima strojnih alata razvoj tzv. "jezičnog

programiranja" gdje su upute u obliku običnih riječi. Ovaj tip programiranja

omogućuje brži početak rada i manje rada od strane programera.

Upravljački ureñaj takoñer olakšava programeru da ubrza rad stroja. Na nekim

strojevima, programer može jednostavno upisati mjesto, promjer i dubinu obrade i

računalo će izabrati najbolju metodu za proizvodnju odreñenog elementa.

NC i CNC tehnologija

(Numerical Control Techology and Computerized Numeri cal Techology )

NC predstavlja stariji i originalni naziv za numerički upravljanu tehnologiju, dok

CNC označava računalom upravljanu tehnologiju.

Oba sustava obavljaju iste zadatke, odnosno obradu podataka. U oba slučaja

sustav upravljanja sadrži logične upute za obradu podataka, meñutim, NC sustav (za

razliku od CNC) koristi fiksne logičke funkcije tj.one koje su trajno ugrañene u

kontrolnu jedinicu. Te funkcije ne mogu biti promijenjene od strane programera ili

računalnog operatera tj. sve potrebne promjene rade se u kontroliranom okruženju.

Sustav može interpretirati dio programa, ali ne dopušta nikakve promjene u

programu koristeći kontrolne funkcije.

Moderni CNC sustavi (za razliku od NC sustava) koriste interni mikro procesor

(npr. računala). Ova računala sadrže memorijske registre za pohranjivanje različitih

načina upravljanja logičkih funkcija. To znači da programer ili računalni operater

može promjeniti dio programa na kontrolnoj jedinici koji daju trenutne rezultate.

Page 5: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

UVOD 5

Upravo ta fleksibilnost je najveća prednost CNC sustava i vjerojatno ključni element

koji su pridonjeli širenju ovog sustava u modernoj proizvodnji.

CNC sustavi koriste logičke operacije npr. ukoliko imamo operaciju bušenja na

drvenom elementu, radno svrdlo sporije prilazi površini dok ne započne operaciju,

zatim ubrza i na kraju operacije opet uspori. Isto tako se dešava i kod okrajćivanja

ploče, gdje glodalo polako prilazi rubu pa ubrza i na kraju opet uspori. To nam govori

da CNC sustavi rade logično u smislu da zadana operacija nije doslovno shvaćena

kao kod NC sustava, već je dovoñena predefiniranom logički odabranom operacijom.

Tako bi kod NC sustava npr. kod operacije bušenja, brzina prilaska svrdla elementu i

brzina same operacije bila jednaka.

Page 6: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 6

2. CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU Pod pojmom CNC tehnika podrazumijeva se način na koji CNC stroj radi tj. što je sve

potebno da bi stroj u potpunosti zadovoljavao svoju ulogu u proizvodnom procesu.

Za razumijevanje rada CNC stroja potrebno je znati i neke njegove glavne

karakteristike, neophodne kako bi se shvatio jedan CNC obradni centar.

2.1 Izgled CNC stroja

Primjer stroja: TECH 80 – CNC obradni centar (sl. 1).

Struktura se sastoji od:

a) Osnovno postolje

b) Monoblok koji se pomiče po osi X

c) Radna grupa koja je izvedena od glave za bušenje na koju se mogu postavljati

razne druge opcijske grupe glodanja

d) Nosači radne grupe se pomiču po osi Y i omogućavaju pomicanje po osi Z. (svi

pomaci su izvedeni na prizmatičnim vodilicama pomoću kugličnih navojnih

vretena)

e) Radni stol sastavljen od aluminijskih greda koje su postavljene na bazu stroja

pomoću kugličnih ležaja s pneumatskim sistemom blokiranja (pomak se vrši po

osi X)

f) Usisne papuče postavljene na radni stol koje služe za učvršćivanje obradka

pomoću vakuuma (pozicioniraju se guranjem po radnom stolu po osi Y)

g) Kontrolna jedinica stroja (sl.2)

Sa strane stroja se obično nalazi skladište raznih alata. Kod nekih strojeva

pokretna ruka ponekad zvana alatna poluga premješta alat sa stroja u skladište,

odabire drugi alat i stavlja ga natrag u radnu glavu stroja. Vrijeme ciklusa potrebnog

za taj postupak je od 2 do 8 sekundi. Taj je način izmjene alata u današnje vrijeme

rijeñi. Obično radna glava sama dolazi do spremnika te uzima odgovarajući alat.

Neki strojevi mogu sadržavati i do 400 alata u velikim skladištima (spremnicima).

Page 7: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 7

Slika 1. TECH 80 – CNC obradni centar

Slika 2. Kontrolna jedinica CNC stroja (s HMI – Human Machine Interface za taj stroj)

Materijali

Mehaničke komponente stroja moraju biti krute i čvrste da podrže brze

pomične dijelove te da podnesu djelovanje momenta inercije pri promjeni putanje kao

i pri djelovanju alata. Lijevano željezo ili Mehanit su materijali koji se koriste za izradu

radnih strojeva. Danas se kod većine strojeva koristi toplo-valjani čelik i kovani

a)

b)

c)

d)

e) f)

Page 8: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 8

materijali poput nehrñajućeg čelika da bi se smanjili troškovi i omogućilo

konstruiranje okvira kompliciranijeg dizajna.

2.2 Prednosti CNC tehnike Moderna proizvodnja u drvnoj industriji danas je teško zamisliva bez CNC obradnih

centara. Oni su daleko učinkovitiji, ali i popularniji (kakve veze popularnost ima s

efikasnošću i isplativošću obradnog procesa) od bušilica i glodalica uglavnom zbog

svoje fleksibilnosti. Njihova glavna prednost je u tome što imaju mogućnost da

nekoliko skupina različitih operacija izvrše u slijednom nizu uz samo jedno

učvršćivanje obratka u stroj bez mukotrpnih izmjena i podešavanja, tako npr. plošno

bušenje, čeono bušenje i glodanje mogu biti uklopljeni u jedan CNC program.

Fleksibilnost je povećana automatskim mijenjanjem alata, minimalnim praznim

hodom, korištenjem rotacijskim pokretima kod dodatnih osi i nizom drugih

mogućnosti. CNC obradni centri mogu biti opremljeni s posebnim programom koji

kontrolira brzinu i količinu odvojene strugotine kao što je slučaj kod obrade drva,

životni vijek reznog alata, automatiku u procesu kalibriranja i druga unapreñenja u

proizvodnji.

CNC strojevi mogu biti sastavljeni s drugim slično opremljenim strojevima u

fleksibilnu obradnu skupinu. Naravno, takva skupina istovremeno može proizvesti

mnogo više nego jedan zaseban stroj. Skupina od 20 ili 30 strojeva naziva se

Fleksibilni obradni sustav. Ovi sustavi mogu proizvesti stotine različitih dijelova u isto

vrijeme, s malo ljudske intervencije. Neki su dizajnirani za korištenje danju i noću bez

ljudskog nadzora. Takvi sustavi vrlo su rijetki i mogu se rentabilno koristiti u iznimno

velikim industrijskim pogonima, meñutim dobro koncipirana rješenja CNC obradih

centara sa pojedinačnom obradnom (obradci se obrañuju jedan po jedan) mogu

proizvoditi više različitih proizvoda sa gotovo neograničenim brojem različitih

elemenata uz automatski prihvat u položaju obrade. Ograničenja svakako postoje u

obliku dimenzijske ograničenosti veličine pojedinih obradaka ili nemogućnost

automatske obrade posebno zahtjevnih elemenata proizvoda koje nije moguće

jednostavno učvrstiti bez npr. korištenja robotske ruke.

Page 9: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 9

Tablica 1. Usporedba nekih karakteristika konvencionalne i CNC tehnologije

Karakteristika Konvencionalna tehnologija

CNC tehnologija

Izvoñenje više operacija na jednom stroju

Pojedinačno izvoñenje svake operacije s višekratnom pripremom stroja

Objedinjavanje više operacija jednog stroja, te čak objedinjavanje operacija s više strojeva uz samo jednu pripremu CNC stroja

Priprema posla: Za vrijeme pripreme stroj ne može proizvoditi

Priprema se obavlja u uredu tako da stroj može istovremeno proizvoditi druge proizvode

− prva obrada izrada šablona i podešavanje stroja

probno puštanje programa

− ponovljena obrada kompletno podešavanje samo pozivanje programa

Potrebni nacrti Obvezni su dimenzionirani nacrti ili skice

Za CNC stroj često nije potreban nacrt na papiru

Potreban radni prostor Potreban je radni prostor za svaki stroj s pripadajućim manipulativnim prostorom za svakoga od njih

Samo prostor za jedan stroj s pripadajućim manipulativnim prostorom

Broj radnika/trajanje obrade

Veći broj radnika ili dugo trajanje obrade uz manji broj radnika

Najčešće samo 1 radnik uz kratko trajanje obrade

Obučenost radnika Stolarska znanja Stolarska znanja, opća i specijalistička informatička obučenost

Potrebna podrška od proizvoñača stroja

Dovoljna je uglavnom na razini dobave samo specijalnih rezervnih dijelova

Trajna je ovisnost o servisu proizvoñača stroja

Investicijska ulaganja Više jeftinih strojeva, jeftino održavanje i jeftini rezervni dijelovi, skuplji radni prostor

Skup stroj, dodatno treba uredski kompjutor, skupi specijalistički programi, zahtjevna obuka radnika, skuplje održavanje stroja

2.3 Upravljanje CNC stroja Da bi proizvodni proces kod CNC obrade funkcionirao potrebno je pet osnovnih

elemenata:

Page 10: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 10

1. Dizajn

2. CAD

3. CAM

4. Kontrola (u smislu upravljanjem strojnim pokretima)

5. Obrada

2.3.1 Dizajn

Da bi smo počeli s CNC projektiranjem moramo imati plan izrade.

Neka od važnih pitanja na koja moramo odgovoriti su:

- Kojih dimenzija će biti naš proizvod?

- Od kakvog materijala će biti izrañen?

- Tko je kupac?

- Za što će biti korišten?

Važno je spomenuti ukoliko hoćemo na CNC stroju izraditi neki oblik ili konturu na

temelju fotografije ili dizajnerskog crteža, onda taj crtež moramo promijenit u

vektorsku sliku pomoću raznih programa ili na temelju crteža (skice) pomoću CAD

aplikacija izraditi konstrukciju.

Vektorska slika odreñena je geometrijski kao linija izmeñu 2 točke, a temelj je CAD

aplikacija te se kod nje uvećavanjem ili smanjivanjem slike ne gubi rezolucija.

2.3.2 CAD (Computer Aided Design or Drafting)

CAD je razvijen u ranim 60-im godinama. Ljudi koriste CAD svaki dan za

konstruiranje gotovo svih vrsta proizvoda. Općenito konstruktori koriste CAD za

crtanje proizvoda, iz tih nacrta zatim se izrañuje proizvod.

Nacrt je slika dijela ili sklopa koja uključuje dimenzije i oblike dijelova potrebnih za

izradu nekog proizvoda.

CAD omogućuje grafičko definiranje oblika neovisno o njegovom trenutnom prikazu

tj. pogledu.

CAD paketi mogu se općenito podijeliti u dvije grupe:

- 2D paketi

- 3D paketi.

Page 11: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 11

Većina programskih paketa se okreću 3D dizajnu. Koristeći 3D dizajn inženjer može

napraviti model proizvoda, tada se taj model može pregledati nebi li se otkrili bilo

kakvi nedostaci prije nego proizvod krene u proizvodnju.

CAD se koristi za inžinjering modela ili prikaza komponenata proizvoda na crtežu.

Omogućuje inžinjering proces od samog koncepta do pripreme proizvodnje.

CAD se koristi i u dizajnu alata i strojeva prije svega što svojim preoblikovanjem

donosi novu vrijednost u obliku novog proizvoda te u izradi svih vrsta objekata od

garaža do trgovačkih centara.

Tipovi CAD-a koje možemo koristiti:

a) 2D CAD

2D CAD se najčešće upotrebljava za crtanje samo na X i Y osi.

Takve konstrukcije su sastavljene od linija, krugova, krivulja itd. Nema "dubine",

samo je vanjska linija vidljiva tj.obrisi proizvoda.

b) 2.5 CAD

Sličan je 2D CAD osim što je crtež (konstrukcija) prizmatičan što znači da postoji

"dubina". Postoje Z razine, ali samo na posebnim plohama.

c) 3D CAD

3D CAD je na vrhu CAD softverskih paketa. Crtanje se provodi na X,Y i Z ravnini.

Konstrukcije su sastavljene od linija, krugova, krivulja itd., ali mogu uključivati stožce,

piramide, kocke itd. Postoji dubina kod konstruiranja te se napravljeni element može

okretati 360 stupnjeva oko osi. Konstrukcija proizvoda je točan opis onoga što bi

nastalo da se uistinu proizvede.

CAD aplikacije temelj su za mnoge današnje vrlo složene aplikacije koje se osim za

konstruiranje mogu koristiti i za dizajniranje. Takvim aplikacijama je omogućeno

konstruiranje pojedinih proizvoda direktno iz dizajnerskog rješenja, ali već utvrñena

konstrukcija može biti podloga za novo dizajnersko rješenje.

2.3.3 CAM (Computer Aided Machining, Computer Aided Manufacturing,

Computing Aided Maneuvers)

Page 12: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 12

Sljedeći korak u modernoj proizvodnji je korištenje CAM-a.

CAM se može shvatiti kao kontrola pokreta stroja pomoću računala tj. skup

programskih naredbi koji se naziva G-kod. Tako pisana uputa za rad stroja odreñuje

stroju kada, kako i gdje da se izvrši pomak.

Općenito CAM je vrsta samostalne aplikacije kojom se izrañuje program neophodan

za rad CNC stroja.

Kod korištenja CAM potrebno je znati:

- tip CNC stroja na kojem se vrši obrada

- vrstu radnog alata

- dimenzije obradka

- mogućnosti obrade materijala (npr.brzinu obrade)

Da bi stvorili program za kontroliranje kretnji CNC stroja potrebno je unijeti navedene

varijable. Proizvodnja s CAM sistemom kod CNC strojeva se koristi da bi se

pojednostavnio sami proces proizvodnje te da bi se proizvodnom sustavu povećala

efikasnost.

CAM sustav bi trebao biti koncipiran tako da CNC programer može samo na CAD

nacrtu odrediti strojne operacije, a CAM aplikacija nakon toga izradi program za CNC

stroj. Tako izrañeni program ipak ne sadrži sve parametre obrade, već samo

osnovne smjernice putanje alata, dok su važni parametri obrade preddefinirani u PLC

upravljačkim sklopovima. Time je proizvodnja ili upravljanje strojevima olakšano, ali

je pritom stvorena specijalizacija CNC strojeva zbog razlika izmeñu parametara

obrade različitih materijala.

Kako izabrati CAM program:

Postoji više CAM programa dostupnih za strojne operacije. Općenito oni donose

različit pristup unošenja naredbi za operacije pa se ljudi upoznaju s jednim i najčešće

zbog navike koriste isključivo taj. Većina softverskih tvrtki kupcu nudi besplatni probni

rok za korištenje odreñenog CAM programa. Probni rok je obično 30 dana i u

literaturi se preporuča da se isproba barem 3 različita paketa.

Osnovna razlika izmeñu različitih CAM aplikacija može se uočiti u razini složenosti

operacija koje CAM može upisati u izrañeni program za neki stroj. Rangiranje je

Page 13: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 13

moguće provesti prema broju osi koje program podržava. Što je više osi to program

mora biti sofisticiraniji te pri tome i više omogućava svojim korisnicima.

Tipovi CAM programa

Postoji mnogo različitih tipova CAM programa. Najčešće se prema tipu CNC stroja

odabire CAM program.

Najčešći CAM programi su:

- 2D CAM

- 2.5D CAM

- 3D CAM

- 4 Osni CAM

- 5 Osni CAM

Korištenje CAM programa najčešće se provodi točno odreñenim slijedom operacija ili

procesnim koracima:

- Definirati materijal (ukoliko softver omogućuje)

- Definirati veličinu materijala (obratka)

- Definirati koordinate ili putanje obrade

- Definirati alat

- Definirati brzinu i dubinu obrade

- Simulirati obradu.

Nakon što su provedeni svi ispisani koraci slijedi učitavanje programa u CNC stroj.

Neki od poznatijih (rašitenijih) CAM programi su:

• SheetCAM

• RhinoCAM

• MasterCAM

• Alphacam

• Edgecam

• SurfCam.

2.3.4 Programski jezik CNC strojeva

Page 14: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 14

Iako se danas programiranje CNC obradnih centara uglavnom izvodi CAD/CAM

sustavom, za dobro poznavanje rada i jednostavno prepoznavanje programskih

operacija i njihova slijeda izvoñenja zadanih u jeziku koji razumiju CNC strojevi

(strojni jezik ) potrebno je poznavati pojedinačne programske naredbe i strukturu

programskog koda.

Slijedi prikaz pojedinačnih programskih riječi i kodova pisan kao upute za ručno

pisanje CNC programa. Takav prikaz trebao bi omogućiti razumijevanje programa i

načina njegove izrade.

Prvo čime se treba pozabaviti u procesu programiranja su alati.

Naredbe alata (T-oznake / T-Word_tool functions)

Naredbe alata kreirane su za pripremu i odabir adekvatnog alata iz spremišta. Kako

bi se opisao pojedini alat njegova oznaka sastoji se od oznake T uz koju slijede

brojčane oznake povezane sa oznakama pozicija u spremištu alata.

Primjer:

T08 = alat broj 8

Mnogim modernim upravljačima (controllers) nije potrebno upisivati nulu kada se

oznaka odnosi na alate sa jednoznamenkastim brojem te je dovoljno upisati T8 jer

ima jednako značenje kao oznaka T08.

Izmjena alata

Proces izmjene alata odreñen je mješovitim naredbama (miscellaneous function) ili M

kodom kojima se izvršavaju izmjene.

Primjer:

N01...T01 (alat u pripremnoj poziciji)

N02...M06 T02 (izmjena alata) (slijedeći alat u pripremnoj poziciji)

N03...

N04...M06 T03

M05...

Page 15: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 15

Redak N01 traženi alat je postavljen u spremištu alata na poziciji čekanja za

izmjenu. Redak N02 alat T01 se priključuje u glavno vreteno, a u

meñuvremenu se alat T02 pozicionira na pripremni položaj za slijedeću

izmjenu

Redak N03 alat T01 vrši obradu

Redak N04 vrši se izmjena alata. Alat T02 se instalira na vreteno a T01 se

vraća u spremište, nakon čeda se alat T03 pozicionira na pripremni položaj za

slijedeću izmjenu

Redak N05 alat T02 vrši obradu

Naredbe brzine pomaka (F-oznake / F-Word_feed funct ions)

Naredbe brzine pomaka kreirane su za odreñivanje brzina pomaka prilikom obrade.

Ovom se programskom naredbom utvrñuju vrijednosti brzina pomaka i predefiniraju

brojčani ulazi za iznose pomaka u milimetrima/inčima po minuti (mm/min) ili

milimetrima/inčima po okretaju (mm/rev). Vrijednosti postavljene ovom naredbom

ostaju aktivne dok se ne promjeni njihova vrijednost unosom nove F-oznake.

Primjer:

F20 = brzina pomaka od 20 milimetara u minuti (mm/min)

F.006 = brzina pomaka od 0,006 milimetara po okretaju (mm/okr. – eng.

mm/rev)

Ako je funkcija G20 aktivna tada su gore navedene vrijednosti iznosi u inčima, a ako

je aktivna naredba G21 tada su navedeni iznosi u milimetrima.

Kod brzog slobodnog pomaka G00, mašina putuje maksimalmo mogućom brzinom

odreñenom u kontrolnoj memoriji (njen stvarni iznos razlikuje se izmeñu pojedinih

mašina a ovisi o njenoj konstrukciji). U slučaju pomaka u obradi, G01, iznos brzine

pomaka mora biti točno definiran. Iznos brzine pomaka utvrñuje se na jedan od dva

gore navedena načina u milimetrima po minuti ili u milimetrima po okretaju.

Page 16: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 16

Primjer:

F20.0 = 20 milimetara/inča u minuti (mm/min, in/min)

F500. = 500 mm pomaka u minuti ili inča u minuti

F50 = 50 mm pomaka u minuti ili inča u minuti

F.006 = brzina pomaka od 6 tisućinki milimetara po okretaju (mm/okr. – eng.

mm/rev)

F0.06 = milimetara po milimetru

F.02 = 20 tisućinki milimetara po okretaju (mm/okr. – eng. mm/rev)

Naredbe brzine okretanja (S-oznake / S-Word_spindle speed functions)

Upisuje se tako što upišemo slovo S uz koje stoji vrijednost broja okretaja u minuti.

Primjer:

S2100 (odreñuje 2100 okr/min)

Ako se unese naredba S0, tada ona isključuje okretanje vretena i postavlja ju u

neutralnu poziciju kako bi se vreteno moglo okretati ručno.

Pripremne naredbe (G-oznake / G-codes)

Pripremne naredbe su G-kod naredbe kojima se odreñuje tip aktivnosti koju će

mašina provesti.

Slovo G sa odreñenim brojčanim iznosom omogućuje komunikaciju izmeñu

kontrolera i alata. I takva je kombinacija u praksi poznata kao G-kod. G-kod je

sinonim za jezično programiranje CNC strojeva. Općenito G-kodovi govore stroju

poziciju, smjer i iznos kretanja alata npr. pomak na neku udaljenost u smjeru X osi ili

brzo kretanje na drugo mjesto.

Postoje dva tipa G-kodova, modalni i ne-modalni. Modalne naredbe ostaju aktivne u

slijedu operacija dok ih ne promijenimo nekom drugom naredbom. Ne-modalne

naredbe su one koje djeluju samo u bloku naredbi u kojem su upisane.

Primjer:

Page 17: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 17

Grupa 00 je ne-modalna (kratka) grupa naredbi

Grupa 01 je modalna grupa naredbi

Postoji nekoliko različitih grupa G-kodova kako je prikazano u drugom stupcu tablice

1. Jedan kod iz svake grupe može se upotrijebiti u pojedinom bloku naredbi. Ako se

u jednom bloku pojave dvije naredbe iz iste grupe ona prva biti će zanemarena od

kontrolera koji će izvršiti samo drugu naredbu. Postoje G-kodovi koji su aktivni od

startanja mašine i ti su u tablici 1 označeni zvjezdicom (*). Sigurnosni se blok naredbi

uvijek smješta na početak programa kako bi poništio naredbe takvih kodova ili onih

naredbi modalne grupe koji su ostali aktivni od prije izvoñenih programa. Uobičajeno

se to odnosi na slijedeće naredbe: (G40) isključivanje kompenzacije reznog promjera

alata, (G49) isključivanje kompenzacije duljine alata, (G80) isključivanje zatvorenog

ciklusa, te (G17) odabir XY ravnine obrade. Njih je moguće isključiti (poništiti) ili

zamijeniti isključivo naredbama iz iste grupe. Sigurnosni blok je dobro postaviti i iza

svake izmjene alata tako da je uslijed potrebe da se neka operacija obrade ponavlja

sigurno da neki od modalnih naredbi neće ostati neplanirano aktivan.

Ako za primjer promijenimo mjerni sistem iz G21 metrički u G20 inčni, tada će G20

ostati aktivan kada slijedeći puta startamo stroj. Modalne naredbe su aktivne ili

aktivirane i kada se izvrši RESET-iranje stroja (pritiskom RESET tipke) čime se

pozivaju sve tvornički predefinirane postavke.

Kod Grupa Funkcija

*G00 01 Brzo poprečno pozicioniranje

*G01 01 Linearna interpolacija

G02 01 Kružna interpolacija u smjeru kazaljke sata (CW-clockwise)

G03 01 Kružna interpolacija u smjeru kazaljke sata (CW-clockwise)

G04 00 Zaustavljanje (pauza)

G09 00 Zaustavljanje (Stop)

*G15 17 Poništavanje polarnog koordinatknog sustava

G16 17 Polarni koordinatni sustav

*G17 02 Odabir XY ravnine obrade

G18 02 Odabir ZX ravnine obrade

G19 02 Odabir YZ ravnine obrade

Page 18: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 18

G20 06 Unos u inčima

G21 06 Unos u milimetrima

*G22 04 Granica kretanja alata ON

G23 04 Granica kretanja alata OFF

G27 00 Provjera točnosti pozicioniranja

G28 00 Povratak u početnu točku

G29 00 Povratak iz početne točke

G30 00 Povratak u drugu, treću i četvrtu početnu točku

G33 01 Izrada navoja

G37 00 Automatsko mjerenje duljine alata

*G40 07 Poništavanje kompenzacije rezne oštrice

G41 07 Kompenzacija rezne oštrice na lijevoj strani

G42 07 Kompenzacija rezne oštrice na desnoj strani

G43 08 Kompenzacija odmaka duljine alata u pozitivnom smjeru (+)

G44 08 Kompenzacija odmaka duljine alata u negativnom smjeru (-)

G45 00 Povećanje odmaka alata

G46 00 Smanjenje odmaka alata

G47 00 Dvostruko povećanje odmaka alata

G48 00 Dvostruko smanjenje odmaka alata

*G49 08 Poništavanje kompenzacije odmaka alata

*G50 11 Poništavanje skaliranja

G51 11 Skaliranje

G52 00 Lokalni koordinatni sustav

G53 00 Koordinatni sustav stroja

*G54 14 1 radni koordinatni sistem

G55 14 2 radni koordinatni sistem

G56 14 3 radni koordinatni sistem

G57 14 4 radni koordinatni sistem

G58 14 5 radni koordinatni sistem

G59 14 6 radni koordinatni sistem

G60 00 Pozicioniranje u jednom smjeru

G68 16 Rotacija koordinatnog sustava

Page 19: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 19

*G69 16 Poništavanje rotacije koordinatnog sustava

G73 09 Ciklus brzog grupnog bušenja

G76 09 Ciklus finog bušenja

*G80 09 Poništavanje zatvorenog ciklusa

G82 09 Ciklus bušenja sa odbrojavanjem

G83 09 Bušenje dubokih rupa

G86 - G89 09 Različiti oblici bušenja

*G90 03 Naredba za apsolutno programiranje

*G91 03 Naredba za slijedno programiranje

G92 00 Podešavanje radnog koordinatnog sustava

*G94 05 Pomak u minuti

G95 05 Pomak po okretaju

Naredbe u popisu označene sa * aktivne su kod startanja stroja ili nakon aktiviranja

reset sklopke.

Treba naglasiti da iako je G-kod standardiziran, odreñeni kodovi imaju različito

definirano značenje ovisno o CAM programskim paketima i o proizvoñačima CNC

strojeva. Kako svi CNC strojevi nisu napravljeni na jednaki način tako i G-kodovi nisu

isti odnosno jedan dio naredbi razlikuje se od proizvoñača do proizvoñača.

Meñutim, kad jednom naučimo čitati G-kod možemo u velikoj mjeri razumjeti bilo koji

drugi promijenjeni G-kod, no to ne mora biti pravilo.

Činjenica je da svaki proizvoñač CNC strojeva misli da je njihova verzija najbolja,

tako da imamo veliki broj vrsta G-kodova. Osim toga mnogi proizvoñači strojeva

izmjenom koda pokušavaju "prisiliti" kupca da koriste samo njihov programski paket.

M-kod

M-kodovi su sastavni dio programakog jezika CNC strojeva pa tako i svakog

programa pojedinačno. To su raznovrsne naredbe koje upravljaju radnim

sastavnicama odnosno operacijama stroja. One aktiviraju i deaktiviraju protok

tekućine za hlañenje, rotaciju vretena, smjer te rotacije i druge slične operacije.

Page 20: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 20

Kod Funkcija

M00 Zaustavljanje programa

M01 Opcijsko zaustavljanje

M02 Završetak programa bez premotavanja na početak

M03 Uključivanje vrtnje vretena u smjeru kazaljke sata

M04 Uključivanje vrtnje vretena u smjeru suprotnom od kazaljke sata

M05 Zaustavljanje rotacije vretena

M06 Izmjena alata

M10 Zaključavanje rotacije radnog stola

M11 Otključavanje rotacije radnog stola

M13 Dvostruka naredba uključivanja vrtnje vretena CW i hlañenja

M14 Dvostruka naredba uključivanja vrtnje vretena CCW i hlañenja

M16 Izmjena masivnih alata

M19 Orijentacija vretena

M21 Zrcalna slika u smjeru osi x

M22 Zrcalna slika u smjeru osi y

M23 Poništavanje naredbe zrcaljenja

M30 Završetak programa s pozicioniranjem na početak (premotavanje)

M98 Pozivanje podprograma

M99 Povratak u glavni program iz podprograma

Kao i G-kodovi, M-kodovi variraju od proizvoñača do proizvoñača te od stroja do

stroja.

Programiranje u apsolutnom i slijednom sustavu

Postoje dva mjerna koordinatna sustava koja se koriste za utvrñivanje vrijednosti

koje se unose u programski kod za X, Y i/ili Z oznaku. Takoñer se mogu koristiti u

istom značenju za rotirajuće osi A, B i/ili C.

Apsolutno programiranje (G90)

Prilikom apsolutnog programiranja sve vrijednosti kordinata vezane su za ishodište

koordinatnog sustava.

Page 21: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 21

Slijedno programiranje (G90)

Kod slijednog programiranja svaka se mjera odnosi na prethodno odreñenu

dimenziju pozicije (točka do točke). Slijedne dimenzije su udaljenosti izmeñu dvije

točke u obradi.

Razlika izmeñu ova dva načina prikazana je u tablici 3 koja opisuje obradu prikazanu

na slici 2a.

Slika2a. Dijagram obrade (putanja alata)

Tablica 3

Za G90 Za G91

P1 G90 X0 Y0 P1 G91 X0 Y0

P2 G90 X0 Y4 P2 G91 X0 Y4

P3 G90 X2 Y4 P3 G91 X2 Y0

P4 G90 X2 Y5 P4 G91 X0 Y1

P5 G90 X4 Y6 P5 G91 X2 Y1

P6 G90 X4 Y7 P6 G91 X0 Y1

P7 G90 X6 Y6 P7 G91 X2 Y-1

P8 G90 X8 Y8 P8 G91 X2 Y2

P9 G90 X8 Y4 P9 G91 X0 Y-4

P10 G90 X5 Y4 P10 G91 X-3 Y0

Page 22: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 22

P11 G90 X5 Y3 P11 G91 X0 Y-1

P12 G90 X7 Y3 P12 G91 X2 Y0

P13 G90 X7 Y2 P13 G91 X0 Y-1

P14 G90 X3 Y0 P14 G91 X4 Y-2

P1 G90 X0 Y0 P1 G91 X-3 Y0

Programiranje apsolutne nulte to čke (G92)

Nulta točka obratka je dodatno odabrana pozicija ishodišta koordinatnog sisteme na

crtežu a odreñuje ju programer. Nulta točka obratka, u većini slučajeva, se odabire

kao najpogodnija točka obrade na obratku, a ona može biti u centru obratka Slika 2 ili

na sjecištu stranica obratka Slika 3. Najpogodnjija je jer se programiranje kretanje

alata izvodi u odnosu na nultu točku obratka.

Postupak programiranja se svodi na utvrñivanje pozicije nulte točke obratka u

odnosu na nultu točku stroja te se u obliku retka:

G92 X... Y... Z...

Upisuje ispred ostalih programskih redaka. Pri tome vrijednosti unesene iza oznaka

X, Y i Z moraju odgovarati vrijednostima udaljenosti ishodišta obratka od ishodišta

stroja po svakoj od navedenih osi.

Utvrñivanje pozicije G92

Kada je obradak postavljen na radnu površinu stroja na nepoznatoj poziciji potrebno

je utvrditi udaljenosti izmeñu nulte točke stroja i nulte točke obratka.

Prvo je potrebno glavno vreteno stroja (sve osi stroja) pozicionirati na početnu

poziciju. Tada bi očitanja na ekranu (npr. aktivacijom naredbe PAGE) trebala

odgovarati vrijednostima 0. Ako to nije slučaj tada se svaka od vrijednosti pozicije

ispisane na ekranu upravljačkog računala označi i naredbom/tipkom „ORIGIN (ili

slično)“ dovede u stanje vrijednosti0.

Sljedeći korak je ručno pozicioniranje osi glavnog vretena iz nulte pozicije u nultu

poziciju obratka učvršćenog na radnoj površini stroja. Nakon toga se vrijednosti

očitane na ekranu upisuju kao elementi naredbe G92 za svaku os u obliku

navedenom ranije u tekstu.

Page 23: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 23

Napomena: Točnost očitanja ove vrste podložna su spretnosti operatera koji izvodi

mjerenje te je stoga potrebno imati to u vidu kada se odreñuju nadmjere ili ulazne

veličine postavljenog obratka.

Naredbu G92 potrebno je postaviti na početak programa kako bi se definirao

koordinatni sistem slijeda obrade te nakon svake izmjene alata pa ako se program

restarta nakon izmjene ponovno ima postavljenu odmaknutu ishodišnu nultu točku

(pozicioniran Koordinatni sistem).

Naredbu G92 najbolje je koristiti kod manje složenih programa sa samo jednom

posebnom nultom točkom. Ako je kontura obratka složena i zahtjeva kreiranje više

nultih točaka tada se koriste naredbe G54 do G59 za utvrñivanje pojedinih (6

različitih) nultih točaka. Ako se koriste naredbe G54 do G59 preporučljivo je

izbjegavanje korištenja naredbe G92 zbog mogućnosti konflikta.

Programiranje – Izrada programa

Oznaka programa

Svakom se programu dodjeljuje broj. Veliko slovo O je rezervirano za identifikaciju

programa odnosno oznaku programa nakon kojeg se obično upisuju četiri brojčane

oznake.

Primjer:

O0005 = program 5

O1234 = program 1234

Česta pogreška koja se može pojaviti je unošenje broja 0 umjesto slova O što

rezultira aktiviranjem alarma kod izvoñenja.

Komentari

U program se mogu unositi komentari koji će pomoći operateru na stroju da lakše i

brže obavlja svoj dio posla. Unošenje komentara na pravilan način ne utječe ni u kom

smislu na proces obrade ili izvršenje naredbi. Najčešće se postavljaju nakon broja

Page 24: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 24

(oznake) programa kako bi se naveo naziv ili oznaka obratka ili unutar programa

kada se želi instruirati/uputiti operater npr. na izvršenje nekog zadatka.

Primjer:

O0001

(RN587932-B)

N9M00

(Promijeni poziciju stezaljki obratka)

Oznaka bloka

Slovo „N“ je rezervirano za označavanje i numeriranje programskih sekvenci ili

redova. Tako svaka programska linija ima svoj sekvencijalno rastući broj. Tipično taj

sekvencijalno rastući slijed je različit od jedan, npr. redak oznake N5 slijedi redak

N10 pa N15 itd. Namjera takvog slijeda je da se omogući naknadno unošenje redaka

unutar programa. I treba napomenuti da takvo numeriranje u blokovima nije nužno da

bi se program izvršio. Programski blokovi biti će izvršeni sekvencijalno za vrijeme

automatskog ciklusa stroja čak i ako nije numerirano. Uklanjanje numeracije blokova

često je i korisno kada su programi pre veliki da stanu u memoriju kontrolera.

Takoñer je vrijedno spomenuti da je numeriranje u blokovima posebno korisno kod

naredbi izmjene alata. To omogućuje operateru da restarta izvršavanje kod odreñene

izmjena alata. Numeriranje u blokovima takoñer omogućava lakše kretanje unutar

programa i njegovo editiranje poput dodavanja odmaka (offseta) traženja grešaka ili

blokova.

Potprogram (subprogram)

Ako se odreñeni dio programa može koristiti više puta unutar programa tada mu

možemo dodijeliti broj (brojčanu oznaku) čime se on vodi u listi kao zaseban program

koji se može pozvati na izvršavanje kada je to potrebno. Takav dio programa se u

praksi naziva „subprogram“. Subprogrami uvelike pojednostavljuju programiranje i

smanjuju količinu podataka koje treba staviti u memoriju kontrolera. Subprogram se

poziva iz memorije kontrolera naredbom M98 i slovom P u glavnom programu.

Page 25: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 25

Obično subprogrami ne sadrže dodatni koordinatni sustav jer ovise o glavnom

programu.

Primjer:

M98P0012

Naredba M99 odnosi se na kraj subprograma i povratak u glavni blok programa koji

slijedi nakon izvršenja subprograma.

Primjer:

O0012

N0001

...

...

N0126M99

Osim ovakvog primjera programiranja subprogramima moguće je i unutar

subprograma pozvati drugi subprogram pa tako sve do četvrtog nivoa unutar

subprograma.

Isti je subprogram moguće ponoviti dvaput za redom dodajući slovo L i broj

ponavljanja nakon poziva subprograma.

Primjer:

M98P0012L2

Postoje i drugi načini zapisa naredbe ponavljanja subprograma pa je preporučljivo da

programer prouči upute proizvoñača za točan način korištenja subprograma.

Završetak programa

Razlika izmeñu M02 i M30 je ta što se M02 odnosi završetak programa dok M30

osim završetka programa istovremeno vraća program na početak. Obje se naredbe

Page 26: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 26

nalaze u posljednjem redu glavnog programa. Kod nekih se kontrola naredba M02

ponaša kao M30 zbog prilagodbe sa starim programima.

Objašnjenje sigurnosnog bloka

Blok N10 naziva se sigurnosni blok a to se ime odnosi na njegovu ulogu u programu.

Taj sigurnosni blok sadrži G-naredbu kojom se utvrñuje tip koordinatnog sustava

kojeg sistem koristi (G90 apsolutni ili G91 slijedni), sadrži korišteni sistem mjerenja

(G20 inčni ili G21 metrički), isključivanje svih zatvorenih ciklusa (G80), isključivanje

kompenzacije promjera oštrice alata (G40), isključivanje kompenzacije duljine alata

(G49).

Glavna ideja sigurnosnog bloka kreirana je zbog naredbi koje kada se aktiviraju

ostaju aktivne do trenutka kada se zamijene drugom naredbom ili isključe. U slučaju

kada sa se zbog pojave neke greške u toku obrade rad stroja mora zaustaviti i

ponovno startati cijeli ili dio programa može se desiti da je neka naredba ostala

aktivna.

Za primjer uzmimo da se zbog smanjenog tlaka zraka za vrijeme obrade element

pomaknuo zbog sile rezanja i potrebno je zaustaviti proces i ponovno učvrstiti

obradak.

Ako je prije zaustavljanja procesa bila aktivirana naredba G41 kompenzacija alata

lijevom stranom te ista ostane aktivna stroj bi mogao tim alatom zbog ne poznavanja

točne pozicije oštetiti novi obradak ili neki dio stroja i dovesti do još veće greške sa

štetnim dogañajem.

Kako bi izbjegli ove i slične greške potrebno je korištenje sigurnosnog bloka koji

sadrži naredbe za isključuje svih potencijalno nepoželjnih naredbi na početku (u

prvom bloku) programa i nakon svake izmjene alata.

2.3.5 Izbor alata kod CNC strojeva

Kod planiranja proizvodnje na CNC strojevima važan korak čini pravilan odabir

reznog alata koji će se koristiti za obradu.

Za obradu drva nije odlučujuća samo geometrija obratka i alata, već se uvažavaju još

neki faktori koji utječu na uspješnost obrade. Manji broj prilagodljivih i

visokokvalitetnih alata je uvijek bolji izbor od specijalnih alata prilagoñenih samo za

Page 27: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 27

pojedine faze obrade ukoliko to omogućuje stroj. Ukoliko ne, spremnici alata mogu

se povećati do te mjere da vrijednost alata nerijetko premašuje vrijednost stroja.

Optimizacijom automaskog izbora alata kod CNC obradnih centara smanjuje se

vrijeme izmjene alata, a time se skraćuje ukupno vrijeme obrade. Izbor

najučinkovitijeg alata ili kombinacije alata za obradu je prilično složen jer se stalno

povećava broj dostupnih alata i materijala na tržištu. Za adekvatan izbor potrebno je

slijediti dijagram toka izbora alata koji je definiran prema pojedinim sastavnicama

obrade (sl. 3).

Slika 3. Dijagram toka izbora alata Kod automatskog izbora alata za jednu operaciju najjednostavniji način je da se

izabere prvi alat koji geometrijski zadovoljava obradu. U slučaju kada ima više

operacija upotreba samo jednog alata nije ekonomski isplativa za obradu cijelog

komada iako bi se u nekim slučajevima sva obrada mogla obaviti korištenjem samo

jednog alata. Glavni problem je što alati manjeg promjera kojima su dostupna sva

mjesta na obratku, imaju malu brzinu odstranjivanja materijala u jedinici vremena.

Nasuprot tome većim alatima nisu dostupna sva mjesta na konturi obratka, pa za

Page 28: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 28

njima ostaje odreñena količina neodrezanog ili neadekvatno obrañenog materijala

što se može uočiti kod jednostavnih operacija glodanja (sl.4) gdje postoji potreba

izrade različitih radijusa prilikom izrade neke konture.

Slika 4. Glodanje utora

Osnovna uloga racionalizacije broja alata je:

a) Smanjenje broja alata – broj univerzalnih alata ne smije biti prevelik jer obradni

centri imaju ograničeni broj mjesta za alate u spremniku alata

b) Smanjivanje zaliha alata – time se smanjuju i troškovi držača alata i ukupni

troškovi alata

c) Podešavanje trošenja alata – ako je vijek trajanja alata mali, tada se u magazin

alata stavi isti ili slični alat da ne doñe do prekidanja obrade zbog brušenja i

podešavanja alata.

Zbog povećanja kompleksnosti proizvoda, širokog izbora alata i režima obrade te

složenosti proizvodnje, optimizacija i izbor alata se u potpunosti provode na za to

namijenjenim računalnim programima. Korisnik može u većoj ili manjoj mjeri vršiti

korekcije u izračunatim parametrima ili mijenjati prioritete optimizacije.

Page 29: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 29

2.4 CNC obradni centri u zanatskoj preradi drva CNC obradni centri danas su postali opće prihvaćeni alat u proizvodnji kako u veliko

serijskoj tako i u malo serijskoj pa čak i u zanatskoj preradi drva. Dijagram na slici 5

prikazuje što je dovelo do takvog sveobuhvatnog korištenja CNC načina proizvodnje.

Slika 5. Razlozi uvoñenja CNC obradnih centara u zanatsku proizvodnju

ŠIRENJE I LIBERIZACIJA TRŽIŠTA

KONKURENCIJU MEðU PROIZVOðAČIMA PROIZVODA OD DRVA

• PRITISKOM NA PERMANENTNO SNIŽAVANJE PROIZVOðAČKIH CIJENA

• SKRAĆENJEM ROKOVA ISPORUKE • POTREBOM ZA STALNIM UVOðENJEM NOVIH

MATERIJALA I POSTUPAKA

CNC OBRADNI CENTRI

SPECIJALISTIČKI PROGRAMI – npr. MegaTISCHLER

POVEĆAVA

ŠTO REZULTIRA

ODGOVOR PROIZVOðAČA

STROJEVA

ODGOVOR PROIZVOðAČA

PROGRAMA

Page 30: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 30

Uporaba CNC obradnih centara u zanatskoj preradi drva nije jamstvo brzog i

pouzdanog povrata uloženog novca. Uz sam CNC stroj potrebno je nabaviti i

odgovarajući program za brzo konstruiranje proizvoda s direktnom vezom prema

CNC stroju.

2.5 Osoblje kod CNC obradnih centara

Računala i strojevi nemaju inteligenciju, ne mogu razmišljati i ne mogu ocijeniti

situaciju na racionalan način. To mogu samo ljudi s odreñenim vještinama i znanjem.

U području numeričke kontrole vještine su obično u rukama dviju ključnih osoba,

jedan koji radi programiranje i drugi koji vrši obradu (često to može biti ista osoba,

pogotovo u manjim postrojenjima).

CNC programer

CNC programer je obično najodgovornija osoba kada se u pitanje stavlja uspjeh

numeričko upravljane tehnologije u postrojenjima jer uspjeh ovisi o kvalitetnoj

provedbi CNC operacija. Uspješnost provoñenja očitovat će se na proizvodnju kroz

kvalitetu izrañenog proizvoda i brzinu njegove izrade.

Od CNC programera zahtjeva se dobro poznavanje radnih alata i njihove

mogućnosti, ali i iskustvo u njihovoj efikasnoj primjeni. Oni moraju posjedovati znanja

čitanja tehničkih crteža iz kojih je potrebno shvatiti namjeru inženjera koji stoji iza

crteža.

Dobar CNC programer može biti onaj koji je sposoban predočiti si sve pokrete alata.

Operator CNC stroja

Operator CNC stroja i CNC programer može biti jedna osoba. Meñutim, ukoliko je

način poslovanja takav da se radi o dvije osobe tada operator ima jedinstvene

odgovornosti. U većini slučajeva operator je odgovoran za provoñenje procesa

obrade, ali i za održavanje stroja što podrazumijeva kontrolu alata, podešavanje

stroja te podmazivanja i kontrolu zamjenskih dijelova stroja.

Jedna od najvažnijih odgovornosti CNC operatora u ureñenoj poslovnoj (proizvodnoj)

sredini je predaja izvještaja CNC programeru za svaki izvršeni program. Taj izvještaj

Page 31: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 31

služi kao povratna veza o rezultatima pojedinog programa, jer čak i sa najboljim

znanjem, vještinama, stavovima i namjerama postojeći program se uvijek može

poboljšati. CNC operator je upravo ona osoba koja je najbliža stvarnom stanju strojne

obrade te on može najpreciznije odrediti kakva se poboljšanja mogu napraviti.

3 PODJELA CNC OBRADNIH CENTARA Na tržištu se nude razni tipovi strojeva i svaki proizvoñač nastoji unaprijedit i

proizvesti konkurentni CNC obradni centar. Rezultat je veliki broj sličnih strojeva koji

se razlikuju po namjeni, konstrukcijskim detaljima i dizajnerskim rješenjima pojedinog

proizvoñača.

3.1 Podjela prema namjeni

CNC obradni centri imaju značajnu ulogu u današnjoj drvnoj industriji i prema

namjeni u drvno industrijskoj proizvodnji generalno ih možemo podijeli na one za

proizvodnju proizvoda i/ili dijelova proizvoda od ploča i na one za proizvodnju

proizvoda i/ili dijelova proizvoda od masivnog (cjelovitog) drva. S obzirom da je takva

generalna podjela u osnovi ne provediva zbog stalno promjenjivih trendova u dizajnu

i konstrukciji namještaja koji se može sastojati od oba navedena materijala pravilnije

bi podjelu bilo izvršiti s obzirom na opredjeljenje u proizvodnji.

Tada bi ih mogli podijeliti na univerzalne i specijalizirane CNC strojeve.

3.1.1 Univerzalni CNC strojevi

Kao što sama riječ kaže, univerzalni CNC strojevi u kontekstu proizvodnje namještaja

se koriste kod proizvodnje gdje imamo više vrsta proizvoda. Takvi strojevi trebaju

osigurati da prebacivanje s jedne vrste obrade na drugu bude jednostavno i brzo. Pri

tome trebaju osigurati univerzalan način prihvaćanja ili učvršćivanja obradaka te brzu

i efikasnu izmjenu više ili manje univerzalnih alata za obradu.

Alati na takvim strojevima se obično mogu koristiti kod više vrsta obrade, primjerice

odreñeno glodalo se može koristiti kod obrade noge stola kao i kod obrade naslona

stolice. Općenito, univerzalni CNC strojevi se mogu lako prilagoditi željenoj obradi.

Page 32: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 32

3.1.2 Specijalizirani CNC strojevi

Specijalizirani CNC strojevi su okrenuti proizvodnji obično s jednom vrstom proizvoda

unutar koje može proizvoditi različite tipove proizvoda.

Takvi strojevi imaju specifične karakteristike, da li u prihvatu obratka ili u vrsti alata

kojeg koriste. Općenito treba napomenuti da se kod specijaliziranih CNC strojeva

koristi ograničeni broj različitih vrsta obrade.

Kao primjer specijaliziranih CNC obradnih centara mogu se navesti oni za

proizvodnju prozora, roleta i okvira za vrata (sl. 6), strojevi za oblaganje rubova i

drugi.

Proizvodnja vrata i prozora

Slika 6. CNC stroj za proizvodnju okvirnica prozora i vrata

Kod takvih strojeva radna glava s spremnikom i do 24 alata može izvesti horizotalno

(sl. 7) i vertikalno bušenje te glodanje s obje strane (sl. 8) na elementu kojeg

obrañujemo.

Slika 7. Prikaz horizotalnog bušenja Slika 8. Obrañeni element

s obje strane

Page 33: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 33

Mogu se obrañivat dva obratka u isto vrijeme zahvaljujući automatskom rotacijskom

ureñaju (sl. 9).

Slika 9. Automatski ureñaj za rotaciju obratka

Osim operacija bušenja i glodanja obradni centri mogu vršiti i operaciju uvijanja

okova kod prozora i vrata (sl. 10)

Slika 10. Obradni centar za bušenje rupa i uvijanje okova kod proizvodnje prozora i vrata

Obradni centri za obradu rubova

Page 34: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 34

Slika 11. Obradni centar za obradu rubova

Struktura ovih obradnih centara napravljena je od zavarenih čeličnih blokova s

pojačanim rebrima koji omogućavaju vrlo visoku krutost i čvrstoću. Kretanje jedinica

za bušenje i glodanje izvedeno je pomoću prizmatičnih vodilica i zupčaste letve.

Na slici 12 su prikazani mogući dobiveni oblici kod obrade ovih obradnih centara, a

na slici 13 moguće izvedbe obrade.

Slika 12. Mogući dobiveni oblici Slika 13. Moguće obrade

CNC obradni centri velikih konstrukcija

Ovi tipovi CNC obradnih centara namijenjeni su isključivo za obradu drvenih greda

(sl.14). Obrada uključuje kombinaciju konvencionalnih i naprednijih metoda za

transport elemenata. Raznovrsna i fleksibilna rješenja nadmašuju prijašnje standarde

u području obrade greda te otvaraju nove horizonte za budućnost.

Page 35: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 35

Slika 14. CNC stroj za obradu greda

Glavne karakteristike ovih CNC obradnih centara:

Namjenske obradne glave za svaku odreñenu strojnu operaciju (glodanje, piljenje

itd.)

5-osna obradna glava obrañuje grede sa svih strana te može obraditi dodatne

zadane profile

Automatsko mijenjanje alata tijekom radnog ciklusa

Kompletna obrada grede s svih šest strana u jednoj zadanoj operaciji bez potrebe za

ponavljanjem

Novi softveri za brzo i jednostavno programiranje.

Obrada 5-osnom radnom glavom s kružnom pilom kao alatom (sl.15), pogodne su za

sve vrste rezanja, čak i na gredama većih dimenzija i većih gustoća. Alate koje

koristimo za obradu moguće je koristiti horizotalno i vertikalno. Obrada zaobljenih

rubova ili profiliranje mogu se izvesti s jednim alatom pod bilo kojim kutem i

položajem.

Slika 15. Radna glava s kružnom pilom kao alat

Page 36: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 36

3.2 Podjela prema mogu ćnostima obrade

Opsežniju podjelu CNC strojeva moguće je provesti prema mogućnostima obrade

koje su odreñene konstrukcijom i nekim bitnim dijelovima CNC stroja. Pod bitnim

dijelovima podrazumijevaju se oni koji proširuju ili ograničavaju njegove mogućnosti.

3.2.1 Stupnjevi slobode pokreta alata

Stupnjevi slobode pokreta alata kod CNC strojeva mogu se poistovjetiti s

desnim kordinatnim sustavom (sl.16). CNC obradni centri koriste najmanje 3 osi kod

pokreta alata, X, Y i Z os. X os je paralelna s najdužom stranom radnog stola dok je

Y os paralelna s najkraćom. Vertikalno kretanje alata je u smjeru Z osi. CNC strojevi

postaju mnogo fleksibilniji ako imaju i 4 os. Obično to bude rotirajuća os A kod

vertikalnih tipova CNC strojeva ili os B kod horizotalnih. Još veća fleksibilnost je kod

CNC strojeva s 5 ili više osi.

Slika 16. Oznake stupnjeva slobode pokreta

Page 37: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 37

S obzirom na broj osi CNC strojevi se mogu podijeliti na:

a) 3-osni CNC strojevi – kretanje alata je u smjeru 3 osnovne osi, X,Y i Z.

b) 3.5-osni CNC strojevi – osim osnovnih osi, alat koristi dodatnu rotirajuću os

A, no alat se ne može istovremeno rotirati i kretati

po osnovnim osima.

c) 4-osni CNC strojevi – alat koristi osnovne osi i dodatnu rotirajuću os A te se

alat može istovremeno rotirati i kretati po osnovnim osima.

d) 5-osni CNC strojevi – alat koristi osnovne osi te dodatne rotirajuće osi A i B

5-osni CNC obradni centri (Roboti)

Slika 17. 5-osni CNC obradni centar Slika 18. Radna glava

Kontinuirana rotacija okomite osi i mogućnost 270º nagiba horizotalne osi daju

izvanrednu osobinu svestranosti kod glave robota (sl. 18). 5-osna robotska glava je

najvažniji dio ovog tipa CNC stroja, barem što se tiče preciznosti obrade. Obično je

robotska glava tj. alat sa postoljem spojena s dva ili više zglobna mjesta te se preko

njih mogu desiti sitna odstupanja u prijenosu pokreta što na koncu rezultira

netočnošću obrade alata. No da bi ta odstupanja bila minimalna potrebna je izvedba

visoke redukcije za prijenos gibanja.

Page 38: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 38

Izvedba s jednim zglobnim mjestom bi povećala točnost obrade tj. bila bi manja

mogućnost greške kod prijenosa gibanja, no tada bi smanjili mogućnosti kretanja

radne glave. Preciznost obrade se može povećati i samim dimenzijama radne glave.

Velike ( robusne ) radne glave imaju veću točnost obrade, no upravo zbog veličine

hendikepirane su kod obrade manjih obradaka ili kod nekih složenijih zahvata obrade

npr. ukoliko unutar rupe želimo raditi utor.

Struktura stroja je sastavljena od elektro-zavarenih čeličnih ploča te od guste

metalne narebrene ploče. Ovi CNC strojevi mogu biti u kombinaciji s fiksnim i

pokretno-uspravnim radnim stolom što rezultira veliki stupanj fleksibilnosti.

Praktična uporaba je prije svega plod slijedećih osobina:

Mogućnost obrade teških elemenata bez pojave vibracija za vrijeme pomicanja

Mogućnost nadgledanja svih strojnih operacija zbog fiksnog položaja elementa kojeg

obrañujemo

Jednostavan pristup radnom stolu za vrijeme punjenja ili pražnjenja te lako rukovanje

opremom.

Mogu se obrañivati:

Elementi od masivnog drva kod stilskog namještaja

3D komponente kao što su modeli i kalupi (sl. 19)

Zakrivljeni dijelovi za interijerni namještaj kod brodova i zrakoplova itd.

Slika 19. Obrada elementa nepravilnog Slika 20. Obrada elementa pod kutem

oblika

Page 39: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 39

3.2.2 Agregati kod CNC strojeva

Kod 4-osnih CNC strojeva agregati daju dodatnu 5-os pa se većinom kod takvih

strojeva i koriste. CNC obradni centri mogu sadržavati više od jednog agregata.

Kad imamo dva agregata oni su obično u kombinaciji s dva stola primjerice sa stolom

s kliještima. U takvom slučaju dok jedan agragat radi, u drugom se zamjenjuje alat.

Vrijeme predaje obradka sa prvog stola s kliještima na drugi stol se koristi za

zamjenu alata. Oba agregata za obradu omogućavaju korištenje kutnih glava (sl. 23).

Slika 23. Radna glava

Agregati za obradu rubova

Ovi tipovi agregata se koriste kod izravnavanja rubova kod drvenih ploča u

post-forming izvedbi. Krajevi alata tj.oštrica alata su izvedeni tako da savršeno

obrade zadani profil na ploči čime se dobije veoma precizna obrada ruba.

Slika 24. Tipovi agregata za obradu rubova

Multi funkcionalni agregati

Ovi tipovi agregata mogu biti opremljeni s više radnih jedinica.

Page 40: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 40

Na slici 25 je agregat s dvije radne jedinice:

a) Radna jedinica za poravnavanje ruba

b) Radna jednica za finu završnu obradu ruba.

Radne jedinice su pokretne u smjeru Z osi da bi se mogle obrañivat ploče razne

debljine od 16 do 60mm.

Slika 25. Agregat s dvije radne jedinice

Agregati s kružnom pilom

Ovaj tip agregata prikazan na slici 26 je opremljen je s listom kružne pile promjera

180 mm. Osim kao agregat može biti izveden i kao fiksna samostalna radna jedinica

na prednjoj strani stroja koja obavlja funkciju predrezača.

Slika 26. Agregat s kružnom pilom kao alatom 3.2.4 Podru čje djelovanja

3.2.4.1 Konvencionalna obrada

Page 41: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 41

Općenito u našim drvno prerañivačkim pogonima preferira se konvencionalna obrada

na CNC obradnim centrima kad su u pitanju ploče. Kod tog načina obrade, ploča

prije nego što doñe do CNC stroja na obradu kroji se na drugom adekvatnom stroju.

Dakle, operacije krojenja i obrada ploče (bušenje, glodanje) su odvojene.

3.2.4.2 Nesting obrada

Ovaj tip obrade pretežno se koristi u Americi, no polako postaje zastupljen i u našim

prostorima. Karakterizira ga obrada elemenata većih dimenzija te cjelovita obrada u

smislu da se element obrañuje odjednom u prolazu. To znači da se kod obrade ploče

krojenje i bušenje vertikalnih rupa radi u jednoj operaciji, dok se bočne rupe buše

zasebno (sl. 27).

Slika 27. Shema korištenja nesting obrade u proizvodnji

Slika 28. Tip CNC stroja za nesting obradu

Page 42: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 42

Ovi tipovi CNC obradnih centara se temelje na dugotrajnim iskustvima u području

nesting obrade i usvajanja visoko tehnoloških rješenja. Najvažniji aspekt nesting

obrade je fiksiranje i samo držanje elementa kojeg obrañujemo.

Držanje elemenata je moguće izvesti na sljedeće načine:

a) Vakumskim kanalom unutar strukture radnog stola

b) Visoko kapacitetnim vakumom koncentriranim u području radnog stola tj. u

području strojne obrade

c) Pritisnim kliještima

d) Pritisnim valjcima.

Integriranjem ovih CNC obradnih centara u automatizirane obradne linije dobije se:

a) veća produktivnost

b) smanjuje se broj radne snage

c) bolja organizacija proizvodnog toka.

Mogu se upotrijebit za:

a) Pločaste okvire koji se kasnije tapeciraju

b) MDF kancelarijska vrata (sl. 29)

c) Namještaj od šperploče kod manjih brodova.

Slika 29. Obrada MDF ploče

3.2.4.3 Roboti (poslužitelji)

U proizvodnim linijama gdje se traži automatska obrada te velika produktivnost, uz

CNC strojeve roboti poslužitelji imaju zapaženu ulogu. Oni obično vrše operaciju

Page 43: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 43

punjenja i/ili pražnjenja CNC stroja (sl. 30), no isto tako u nekim situacijama mogu

vršiti i operaciju okretanja elemenata koji se obrañuju. Roboti su izuzetno efikasni i

kod učvrščenja zahtjevnih elemenata proizvoda na radni stol.

U slučaju kad se gotovi elementi ispuštaju na transporter tada se proizvodni ciklus

sastoji od tri slijedne operacije (sl. 31):

1. Punjenje robotskom rukom

2. Strojna obrada

3. Pražnjenje i čišćenje radnog stola.

Slika 30. Robotska ruka u operaciji punjenja Slika 31. Proizvodni ciklus

CNC stroja

Da bi ovaj tip proizvodne linije funkcionirao neophodno je i transportno sredstvo koje

dovodi ili odvodi elemente do robota. Obično to budu pokretne trake ili valjčani

transporteri. Iznad transportera mogu biti utovarivači ili istovarivači s usisnim

papučama (sl. 32)

Slika 32. Portalni utovarivač/istovarivač s usisnim papučama

Page 44: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 44

3.3 Podjela prema konstrukcijskim odrednicama stroj a

Konstrukcijske odrednice stroja prije svega ovise o složenosti obrade u nekom

proizvodnom procesu. Isto tako, radna okolina tj. veličina radnog prostora može

ograničiti prednosti nekog konstrukcijskog rješenja na CNC stroju.

Neka od obilježja konstrukcije CNC stroja su:

- broj radnih jedinica

- konstrukcija radnog stola

- tip nosača obradne jedinice

- načini izvoñenja obrade.

3.3.1 Broj radnih jedinica

Jedno od konstrukcijskih rješenja na CNC stroju je broj radnih jedinica odnosno

glavnih vretena.

Obzirom na broj glavnih vretena CNC obradne centre možemo podijeliti na:

a) CNC obradni centri s 1 glavnim vretenom

b) CNC obradni centri s 2 glavna vretena

c) CNC obradni centri s 3 ili više glavnih vretena.

U slučaju kad imamo stroj s dva glavna vretena obrada može biti istovremena ili

zasebna. Kod istovremene obrade oba vretena obrañuju obradak u isto vrijeme,

naravno s odgovarajućim alatom te se nadovezuju u operacijama obrade nekog

proizvoda ili elementa.

Kod zasebne obrade oba vretena obrañuju dva različita ili ista obratka u zasebnim

operacijama. Ukoliko jedno od vretena završi obradu, možemo mu zadati novu

operaciju obrade, dok drugo vreteno i dalje obrañuje svoj obradak. Uglavnom, oba

vretena su nezavisna jedno od drugog u operacijama obrade.

3.3.2 Radni stolovi Kod odabira CNC stroja veliku važnost ima njegov radni stol tj. sami radni postor oko

stroja. Ovisno o tipu proizvodnje koju preferiramo tako odabiremo i CNC stroj s

odgovarajućim radnim stolom.

Page 45: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 45

Višenamjenski radni stolovi

Višenamjenski radni stol osigurava solidnu osnovu za sve vrste drvenih elemenata te

je idealan za držanje panela zahvaljujući velikom vakumskom kapacitetu.

Na slici 33 prikazan je jedan takav CNC stroj s više namjenskim radnim stolom i

fiksnim postoljem. Obrada se može izvoditi i na dva takva stola prikazano na slici 34.

Slika 33. CNC obradni centar s fiksnim postoljem

i 2 više namjenska radna stola

Slika 34. Obrada na dva više namjenska radna stola

Odvojeni radni stolovi

Verzija s dva odvojena stola (sl. 35) osigurava potpuni pristup stroju s tri strane te je

sigurnost operateru zajamčena i za vrijeme rada stroja.

Slika 35. CNC stroj s dva odvojena radna stola

Page 46: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 46

Aluminijski višenamjenski stolovi

Aluminijski višenamjenski stol (sl.36) može biti opremljen s velikim rasponom

dodatne opreme da se zadovolje zahtjevi na neke odreñene oblike drvenih

elemenata koje obrañujemo. Dakle, da se element čvrsto učvrsti na radni stol.

Slika 36. Aluminjski više namjenski radni stol Slika 37. Prikaz učvrščenja elementa

manjih dimenzija

TVN radni stolovi

TVN radni stolovi mogu biti izvedeni s letvama i usisnim papučama. Zajedno

predstavljaju praktičan i fleksibilan sustav te se dobije brzo i jako stezanje svih vrsta

elemenata. Na letve mogu biti montirane usisne papuče ili pneumatske stezaljke.

Kod ovih radnih stolova usisne papuče se mogu pomicati po potrebi te se mogu

skinut ili dodat ako je potrebno (sl. 39). Upravo te odlike omogućavaju brzu promjenu

obrade.

Slika 38. CNC obradni centar s TVN radnim stolom i usisnim papučama

Page 47: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 47

Slika 39. Pomicanje usisne papuče

TVN radni stolovi su idealno rješenje za proizvoñače vrata, prozora, stepenica i

namještaja od masivnog drva.

Slika 40. Prikaz učvršćenja elementa na TVN radnom stolu

Radni stolovi prizmati čnog oblika

CNC strojevi s ovim tipom radnog stola (sl. 41) mogu proizvesti više od 100% , nego

konvencionalni strojevi. Produktivnost, visoka fleksibilnost, sigurnost te potpuni

odnos s okolinom su glavne odlike koje su svedene u ovakav tip CNC stroja.

Takav rezultat je plod razdvojenih operacijskih faza na tri lica rotirajuće prizme koja

se rotira za 120º u manje od 7 sekundi u svakom ciklusu. Tri lica prizme sačinjavaju

tri stola i omogućuju istovremeno punjenje i pražnjenje, uklanjanje otpada, čišćenje

stola i obradu. Na stroju mogu biti pohranjeni brojni alati koji omogućuju obradu

velikog broja različitih drvenih elemenata.

Page 48: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 48

Slika 41. CNC stroj s prizmatičnim oblikom radnog stola

Osobine koje omogućuju gotovo savršene radne uvjete za operatera su:

- Zatvoreni tip konstrukcije sprječava propuštanje buke i prašine u okolinu te potpuno

štiti operatera tijekom mogućeg pregledavanja strojne obrade

- Za vrijeme punjenja ili pražnjenja, operator je u sigurnom položaju, na suprotnoj

strani od radnog područja gdje fotoelektrična barijera sprječava pristup stroju tijekom

rotacije

- Jednostavan pristup stolovima

- Ergonomski nagnuti položaj stola omogućuje lako punjenje i pražnjenje

- Nema pokretnih dijelova izvan stroja koji bi mogli biti opasni za operatera

- Strugotine i otpad se automatski uklanjaju.

Slika 42. Shematski prikaz rada CNC stroja s prizmatičnim oblikom radnog stola

Da bi se automatiziralo punjenje i pražnjenje koriste se roboti za izvoñenje takvih

operacija. To je moguće prije svega zbog automatskog čišćenja radnog stola dok je

to kod drugih konvencionalnih strojeva jako teško.

Page 49: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 49

PowerGrip radni stolovi s kliještima

Ovakve tipove radnih stolova susrećemo kod CNC centara za obradu masivnog

drveta. Koriste se kod obrade manjih elemenata tj. elemenata manje širine i debljine,

a veće dužine kao npr .elementi za sklapanje stolova, stolica, kreveta itd. Sustav

zatezanja kopira funkciju ljudske ruke. Obično su dva stola u kombinacji s dva

agregata.

Dva stola s kliještima omogućavaju da se svaka kontura može glodati na svakoj

stranici. Tako se može obraditi do šest strana jednog obradka. Kod predaje obradka

PowerGrip osigurava preciznost točnim, opreznim stezanjem obradka na pravom

mjestu.

Prednosti pri izradi:

rad bez pripremnog ureñaja

sigurnost pri radu na dva stola i pomoću dvaju agragata za obradu

potpuna točnost pozicioniranja

obrada sitnijih dijelova.

3.3.3 Nosači obradne jedinice

Nosači obradne jedinice mogu se podijeliti u dvije skupine:

- portalni nosači

- konzolni nosači

Općenito, portalni nosači su fiksirani u dvije točke (poput mosta) dok su konzolni

fiksirani u jednoj točci. Portalni nosači su voñeni dvjema vodilicama s prednje i

stražnje strane i njihova glavna odlika u odnosu na konzolne koji su voñeni na jednoj

vodilici je stabilnost. U slučaju naglog mijenjanja smjera putanje glavnog vretena

stabilnost je od velike važnosti te može utjecati na točnost obrade. Same vodilice su

skupe pa su tako CNC strojevi s konzolnim nosačima jeftiniji od CNC strojeva s

portalnim nosačima.

O oba područja djelovanja (konvencionalne i nesting obrade) moguće su izvedbe

portalnog (sl. 43 i 44) i konzolnog (sl. 45 i 46) nosača glavne obradne jedinice.

Page 50: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 50

Slika 43. Primjer portalne izvedbe kod konvencionalne obrade

Slika 44. Primjer portalne izvedbe kod nesting obrade

Page 51: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 51

Slika 45. Primjer konzolne izvedbe kod konvencionalne obrade

Slika 46. Primjer konzolne izvedbe kod nesting obrade

3.3.4 Način izvo ñenja obrade

Kod načina izvoñenja obrade podrazumijeva se kako je obradak učvršćen na radni

stol te na koji način se izvodi sami pristup obrade. Obradak je mjerilo za način

izvoñenja obrade prije svega zbog svojih dimenzijskih parametra.

Prema načinu izvoñenja obrade CNC strojeve možemo podijeliti na:

Page 52: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 52

• CNC strojevi s mirujućim obratkom

• CNC strojevi s pomičnim obratkom.

CNC strojevi s miruju ćim obratkom

Učvršćeni obradak na radnom stolu miruje za vrijeme obrade tj. radni alat obavlja sve

potrebne kretnje kako bi obradio pojedina mjesta na obradku (sl. 47). Ovaj način

obrade je prikladan za obradke manjih dimenzija, no ne mora biti pravilo. Potrebno je

napomenuti da se izrada veznih elemenata ili spojnih mjesta za okov izrazito velikih

obradaka poput lijepljenih nosača ili greda obrañuje isključivo ovakvim načinom.

Slika 47. Primjer mirujućeg obradka

CNC strojevi s pomi čnim obratkom

Možemo ih podijeliti na:

- potpuno pomični

- djelomično pomični.

Kada obradak prilazi radnom alatu CNC stroja na nekom transportnom sredstvu tada

govorimo o putpuno pomičnom obradku. Kod tog načina obrade cijeli proizvodni

proces je obično automatiziran tj. ima vrlo malo ljudske intervencije. Ovaj način

obrade prikladan je za obradu gredica, elemenata prozora (doprozornici, okvirnice) i

drugih sličnih elemenata. Obrada ploča vrlo je efikasna na vertikalnim CNC

strojevima gdje ploča prilazi stroju u uspravnom položaju (sl. 48).

Page 53: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 53

Kada obradak zajedno s radnim stolom prilazi radnom alatu tada govorimo o

djelomično pomičnom obradku. Naravno, obradak je učvršćen na radni stol kako nebi

došlo do pomicanja obradka dok prilazi alatu.

Slika 48. Vertikalni CNC stroj

3.3.5 Zaštita operatera

Rukovanje bilo kojim strojem pa tako i CNC strojem može biti opasno za osobu koja

nadgleda odreñeni obradni proces odnosno operatera. Proizvoñači CNC strojeva

nastoje minimizirat rizike opasnosti raznim konstrukcijskim rješenjima samog stroja ili

dodatnim nadogradnjama u blizini stroja (razne pregrade, laserske zrake, kabine...).

Obzirom na položaj operatera CNC obradu možemo podijeliti na:

a) CNC obrada u otvorenom prostoru

b) CNC obrada u zatvorenom prostoru.

Slika 49. CNC obrada u otvorenom prostoru Slika 50. CNC obrada u zatvorenom prostoru

Page 54: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

CNC TEHNIKA U PROIZVODNOM PROCESU 54

Kao što se vidi na slici 49 kod CNC obrade na otvorenom prostoru operater može biti

fizički u doticaju sa samim obratkom, no za vrijeme rada stroja mora se udaljiti na

odreñenu udaljenost, ovisno o sigurnosnim specifikacijama stroja. Najčešće se

ispred radnog stola nalazi sigurnosn tepih osjetljiv na dodir koji onemogućava

približavanje stroju ili dijelu stroja za vrijeme obrade. Neki strojevi kao takvu vrstu

zaštite ne prilaženja stroju koriste lasersku zraku te ukoliko se ona za vrijeme rada

stroja prekine, privremeno se zaustavlja rad stroja. Prednost korištenja tepiha je u

više zonskoj obradi pri čemu je do jednog dijela stroja za vrijeme obrade omogućen

pristup kako bi se mogli učvrstiti obradci.

Kod CNC obrade u zatvorenom prostoru (sl. 50), operater je fizički odvojen za

vrijeme rada stroja, obično kliznim vratima s velikim prozorom. Time je operateru

zajamčena potpuna sigurnost. Zatvoreni prostor bitno smanjuje količinu prašine oko

stroja što je plod boljeg odsisa drvne prašine i strugotine te se smanjuje razina buke.

Općenito CNC strojevi su sigurniji nego primjerice blanjalice, glodalice, stolarske

tračne pile, kružne pile prije svega jer radnik odnosno operater nije toliko u doticaju s

samom obradom. Nije fizički u kontaktu sa samim mjestom obrade, već nadgleda

obradu odreñenog proizvoda ili elementa.

Page 55: OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM PROCESU … OSNOVE CNC TEHNIKE U PROIZVODNOM ... naj češ ći na čin programiranja alata CNC stroja. ... NC i CNC tehnologija

LITERATURA 55

LITERATURA

1. Ivan Irons 2007: Learn CNC Secrets; Quickly Learn the Basic Concepts of CNC,

FistFire Publishing Hobart, WA FistFire LLC, str.1-142

2. Peter Smid 2003: CNC Programming Handbook, Second Edition; A

Comprehensive Guide to Practical CNC Programming, Industrial Press INC.200

Madison Avenue New York, NY 10016-4078, str.1-20

3. Franjo Na ñ dipl.ing.: Priručnik za programiranje, upotrebu i održavanje obradnog

centra TECH 80, str.1-25

4. http://www.CNCInformation.com 5. http://www.scmgroup.com/fr/ 6. http://www.homag-group.com/cms/ 7. http://www.cncroutersource.com/cnc-router-system s.html

8. http://www.masterwood.com

9. http://www.weinig.com

10. http//www.holzher.com

11. http//www.insidewoodworking.com/cnc

12. http//www.woodweb.com/

13. http// www.stilesmachinery.com/

14. katalozi: Masterwood: Teknomat 1000, 2000, 2800, 5000; Project 5, 300, 400,

500; MW 18.36; Speedy 2007; OM BI CN; Weining Grupa: Conturex