Fräsen – Arbeitsplanung – Teil 5

Kreisinterpolation beim Fräsen

Nun programmieren wir das Kreiselement. Wie wir schon von der Drehtechnik wissen, gibt es mehrere Möglichkeiten, Kreiselemente mit der Siemens 840D zu programmieren. Diese Möglichkeiten, die wir beim Drehen kennengelernt haben, können wir auch beim Fräsen anwenden

Um den Bezug zur Frästechnik herzustellen, starten Sie nun die Präsentation „Kreisinterpolation mit Siemens 840D_Frästechnik“.

Nachdem wir dieses Thema erneut wiederholt haben, analysieren wir nun unser vorliegendes Kreiselement. Den Startpunkt in Y39 und Z-70 haben wir bereits angefahren. Die Kreisbewegung findet im Gegenuhrzeigersinn statt, also mit G3. Den Wert des Endpunktes in der X-Achse müssen wir berechnen. Da hier ein Viertelkreis vorliegt, ist dies auch kein größeres Problem. Wir nehmen den X-Wert der Startposition 70 mm und ziehen den Radiuswert von 9 mm ab. Wir erhalten somit für die Koordinate in X unter Berücksichtigung des Werkstücknullpunktes den Wert von -61 mm.

Bei der Berechnung der Y-Koordinate gehen wir auf die gleiche Art und Weise vor. Wir nehmen den Wert des Startpunktes 39 mm und ziehen von diesem ebenfalls den Radiuswert ab. Wir erhalten einen Wert für die Y-Koordinate von 30 mm.

Nun fehlt uns nur noch der Wert des zu fertigenden Radius. Dieser ist laut technischer Zeichnung 9 mm. Da der Öffnungswinkel des Kreisbogens unter 180° ist, müssen wir für die Radiusangabe CR kein Vorzeichen programmieren. N270 hat folgenden Inhalt:

N270 G3 X-61 Y30 CR=9

Das nächste Konturelement ist wieder eine Gerade. Diese sollte mit den bereits erlangten Kenntnissen kein Problem mehr darstellen. In der Y-Achse ändert sich der Wert nicht. Den X-Wert müssen wir berechnen. Wir gehen vom Endwert der Fase in X-Richtung aus. Dieser ist bemaßt mit 10 mm. Zu diesem Wert berechnen wir den Wert der 45° Fase von 4 mm hinzu. Wir erhalten somit den Wert von 14 mm. Auch hier müssen wir bei der Angabe der Y-Koordinate natürlich die Lage des Werkstücknullpunktes betrachten. Die Koordinate für die X-Achse beträgt somit -14. Anschließend fertigen wir dann die 45°-Fase an. Programmieren Sie:

N280 G1 X-14

N290 G1 X-10 Y26

Es gibt aber noch eine andere Möglichkeit diese Gerade und die 45°-Fase zu programmieren. Wir können in diesem Fall, da es sich um eine 45°-Fase handelt, auch den CNC-Befehl CHR anwenden. Gehen Sie bei dieser Art der Programmierung nach folgendem Schema vor:

N300 G1 X-10 CHR=4

Wir programmieren für unser Musterprogramm die Möglichkeit mit dem CHR-Befehl. Diesen Vorgang können wir im folgenden Satz gleich wiederholen. Wir programmieren wieder die Gerade in der Y-Achse einschließlich des Wertes der 45-Fase. Hier müssen wir beachten, dass wir in der Y-Achse in den negativen Bereich des Koordinatensystems wechseln. Wir programmieren für N300:

N310 G1 Y-30 CHR=4

Das nächste Konturelement ist wieder eine Gerade. Anschließend an diese Gerade folgt ein Viertelkreis. Erinnern Sie sich noch an den Befehl RND in Lehrbrief 3? Hier können wir diesen anwenden. Wir programmieren in der X-Achse den Wert Gerade zuzüglich des Wertes des Viertelkreises, den wir anfertigen sollen. Dieser Wert ist in der technischen Zeichnung bemaßt. Es ist der Wert 70 mm. Im gleichen Satz geben wir den CNC-Befehl RND mit dem Wert des Radius, der angefertigt werden soll, an. Wir sparen uns in diesem Fall wieder einen Satz und zwar den, in dem wir die Kreisbewegung programmieren müssten.

Dies funktioniert aber nur in diesen Fällen, in denen ein Viertelkreis oder ein anderer tangentialer Übergang zwischen zwei Konturelementen vorliegt. Diese Programmiertechnik hätten wir auch schon beim Anfertigen des ersten Radius unserer Kontur anwenden können.

N320 G1 X-70 RND=9

Bei Anwendung der Befehle CHR und RND ist noch zu beachten, dass im folgenden Satz eine weitere Verfahrbewegung in Geraden- oder Kreisinterpolation stattfinden muss. Dies ist notwendig, dass die Steuerung die notwendigen Konturpunkte errechnen kann.

Der nächste Satz bei unserer Konturbeschreibung ist das Verfahren im Vorschub auf P13. Wir errechnen diesen Punkt wieder folgendermaßen:

Natürlich müssen wir auch hier die Lage des Werkstücknullpunktes beachten. Da wir uns im negativen Bereich des Koordinatensystems befinden, heißt die Koordinate für P13 Y-53. N330 sieht folgendermaßen aus:

N330 G1 Y-53

Da wir nun die Kontur fertig bearbeitet haben, schalten wir im nächsten Satz die Werkzeugradiuskorrektur mit G40 ab. Anschließend fahren wir in gewohnter Weise auf unseren Werkzeugwechselpunkt. Im letzten Satz beenden wir das Programm mit M30.

Wir programmieren:

N340 G40

N350 WWP

N360 M30

Fassen wir an dieser Stelle nun das gesamte CNC-Programm noch einmal zusammen:

Geben Sie nun dieses Programm in den Editor ein. Anschließend legen Sie im Programmmanager im Ordner Unterprogramm das Programm WWP an. Lassen Sie uns das Unterprogramm WWP gemeinsam entwickeln.

Der erste Satz unseres Programms ist eine Kommentarzeile mit Inhalt des Programms.

Wir programmieren:

N10; Anfahrt Werkzeugwechselpunkt

Da unsere Steuerung keine Positionierlogik beinhaltet, werden wir dies in unserem Programm berücksichtigen und diese Positionierlogik selbst definieren. Das Anfahren des Werkzeugwechselpunktes geschieht immer nach dem gleichen Muster.

Wir fahren in der jeweiligen Bearbeitungsachse mit der Zustellachse, in unserem Fall ist dies die Z-Achse, auf eine Position, die sich im sicheren Abstand zu unserem Werkstück befindet.

Anschließend fahren wir in den entsprechenden Achsen, in unserem Fall die X-Achse und Y-Achse, ebenfalls auf einen Punkt im Arbeitsraum in dem wir gefahrlos die verschiedenen Werkzeuge einwechseln können. Bedenken Sie hierbei, dass die Werkzeuge unterschiedliche Längen und Radien aufweisen. Das Bezugswerkzeug zur Auswahl dieses Punktes sollte immer das Längste bzw. das Werkzeug sein, welches den größten Radius aufweist.

Wir programmieren den Werkzeugwechselpunkt auch unabhängig von der Nullpunktverschiebung unseres Werkstücknullpunktes bezogen auf den Maschinennullpunkt. Dies können wir realisieren mit der G-Funktion G153. G153 ist eine spezielle G-Funktion unserer Siemens Steuerungen, die wir in unserem Fernlehrgang anwenden. Andere Steuerungen und Steuerungshersteller verwenden hierfür eventuell andere Befehle. G153 bewirkt, dass die angewählte Nullpunktverschiebung, in unseren Übungsbeispielen G54, satzweise unterdrückt werden.

Weiterhin programmieren wir in diesen Sätzen die Schneidennummer D0, dies bewirkt, dass die Werkzeugkorrekturdaten bei der Anfahrt des WWP nicht mit berechnet werden.

Die weiteren Sätze unseres Programms zur Anfahrt des WWP lauten demnach:

N20 G153 G0 Z200

N30 G153 G0 X200 Y200

Beendet wird das Unterprogramm mit dem Befehl M17. Schließen und Speichern Sie nun dieses Unterprogramm.

Das gesamte Programm zur Anfahrt des WWP sieht dann so aus:

Simulieren mit SinuTrain Operate 4.8 Fräsmaschine

Geben Sie dieses Programm nun in das dafür angelegte Programm WWP im Werkstückordner UEBUNG_16.

Bevor wir nun das programmierte Werkstück simulieren können, müssen wir noch die im Einrichteblatt geplanten Werkzeuge in unsere Steuerung eingeben.

Um Ihnen zu zeigen, wie wir bei der Steuerung Fräsmaschine in SinuTrain die Werkzeuge anlegen, starten Sie nun das Video:

Wechseln wir nun in das Grundmenü „Maschine“ und legen in der Werkzeugliste die Werkzeuge aus unserem Einrichteblatt an:

Abb. 4.26: Werkzeugliste Übung 16 Fräswerkstück