Fräsen – Arbeitsplanung – Teil 3

Programmierung Werkstück

Nachdem wir nun die Arbeitsplanung gemeinsam komplett durchgeführt haben, werden wir jetzt dieses Werkstück programmieren. Starten Sie dafür die virtuelle Maschine und legen Sie einen Werkstückordner mit Namen Uebung_16 an. In diesem Ordner legen Sie wiederum ein G-Code Programm mit dem Namen Uebung_16 an. Die Vorgehensweise hierfür ist genau dieselbe wie bei den vorherigen Übungen mit der Drehmaschine. Wenn der Editor geöffnet ist, können wir anfangen zu programmieren. Da dies unser erstes CNC-Programm in der Technologie Fräsen ist, werden wir wie beim Drehen einen Programmkopf entwickeln, den wir für jede Übung anwenden können. Wir beginnen mit der Rohteildefinition. Die Rohteildefinition wird genauso wie beim Drehen aufgerufen. Zuerst wählen Sie im Programmeditor auf der horizontalen Softkeyleiste den Softkey  an.

Anschließend aktivieren Sie auf der vertikalen Softkeyleiste den Softkey 

In der nun geöffneten Eingabemaske geben Sie die entsprechenden Koordinaten für die entsprechenden Achsen des Quaders, welche wir in der Arbeitsplanung bereits erarbeitet haben, ein.

Diese wären:

X0 = 0;      Y0 = -40;      X1 = -120;      Y1 = 40;      ZA = 0       ZI = -25

Nach der Rohteildefinition fahren wir mit den Kommentaren, die die Übungsaufgabe und den Namen des Programmierers sowie das Erstellungsdatum enthalten. Anschließend programmieren wir die Bearbeitungsebene, in unserem Beispiel ist dies G17, die Nullpunktverschiebung mit G54, den Bahnsteuerbetrieb G64 und die absolute Maßangabe G90 sowie die Vorschubangabe in mm/min mit G94. Lassen Sie mich die einzelnen G-Funktionen nachfolgend noch einmal genauer erklären.

Bearbeitungsebene G17, G18 und G19

Die Bearbeitungsebene erfolgt in unserem Beispiel in G17. Dies bedeutet, dass die Z-Achse die Zustellachse ist. Wie wird die Bearbeitungsebene definiert? Hier eine kleine Hilfestellung. Auf Universalfräsmaschinen wird das Werkzeug meist parallel zu den Hauptachsen eingebaut. Diese rechtwinklig zueinanderstehenden Achsen sind nach DIN 66217 bzw. ISO 841 auf die Hauptführungsbahnen der Maschine ausgerichtet. Durch die Einbaulage des Werkzeuges ergibt sich die entsprechende Arbeitsebene G17. Beim Fräsen ist oftmals die Z-Achse die Werkzeugachse und somit die Zustellachse. Bildlich dargestellt sieht dies folgendermaßen aus:

Abb. 4.16: Bearbeitungsebene G17 beim Fräsen

Wird das gezeigte Koordinatensystem entsprechend gedreht, so ändern sich die Achsen und deren Richtungen in der jeweiligen Arbeitsebene (DIN 66217). Es entstehen die Bearbeitungsebenen G18 und G19.

Abb. 4.17: Bearbeitungsebene G18 beim Fräsen

Abb. 4.18: Bearbeitungsebene G19 beim Fräsen

Für unsere eingesetzte virtuelle Maschine benutzen wir für den gesamten Fernlehrgang die Bearbeitungsebene G17. Als Nullpunktverschiebung wählen wir G54. Den Bahnsteuerbetrieb aktivieren wir mit G64. Der Bahnsteuerbetrieb bewirkt, dass das in der Bearbeitung befindliche Werkzeug mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird. Dies hat zur Folge, dass die Antriebe am Ende eines Satzes nicht abgebremst werden. Ecken werden ebenfalls stetig umfahren. Der gleichmäßige Geschwindigkeitsverlauf bewirkt bessere Schnittbedingungen, erhöht die Oberflächenqualität und verringert die Bearbeitungszeit. Im Bahnsteuerbetrieb werden die programmierten Konturübergänge nicht exakt angefahren. Dies führt zu Konturfehlern, die abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit sind.

Genauhalt G60 und Bahnsteuerbetrieb G64

Vor Ecken und Sätzen mit Genauhalt wird „vorausschauend“ gebremst. Genauhalt wird mit G60 programmiert und findet dort Anwendung, wo genaueste Positionen angefahren werden müssen, z. B. Passbohrungen oder wenn scharfkantige Ecken hergestellt werden müssen. Beide Befehle, G64 und G60, sind modular wirksam. Beide Befehle können nicht gemeinsam aktiviert werden. Zur Verringerung des Konturfehlers wird die Geschwindigkeit unter Berücksichtigung einer Beschleunigungsgrenze und eines Überlastfaktors der Antriebe entsprechend reduziert. Auch hier zum besseren Verständnis zur Programmierung des Befehles G64 Bahnsteuerbetrieb eine schematische Darstellung:

Abb. 4.19: Bearbeitung mit Bahnsteuerbetrieb

Abb. 4.20: Bearbeitung mit Bahnsteuerbetrieb

Die absolute Maßangabe wird mit G90 programmiert. Diese G-Funktion kennen wir schon genauestens aus den vorherigen Lehrbriefen. Eine Besonderheit beim Fräsen ist noch die Angabe des Vorschubes. Während beim Drehen der Vorschub in mm/U, also G95, angegeben wird, muss beim Fräsen die Vorschubgeschwindigkeit in mm/min angegeben werden. Dies geschieht durch die G-Funktion G94. Fassen wir die ersten Programmiersätze zusammen. Sie lauten:

N10 WORKPIECE(,,,”BOX”,112,0,-25,-80,0,-40,-120,40)

N20 ; Übung_16

N30 ; 02.01.2013 Christiani Team

N40 ; G17 G54 G64 G90 G94

Im nächsten Satz fahren wir vorsichtshalber frei. Wir Positionieren im Eilgang auf einer Position, die weit genug vom Werkstück entfernt ist. Dieser Programmiersatz ist eine reine Vorsichtsmaßnahme und wird nicht von jedem Programmierer so durchgeführt, da wir im nächsten Satz den Werkzeugwechselpunkt anfahren. Für mich ist hier aber der Grundsatz der Sicherheit vorrangig. Im nächsten Satz fahren wir den Werkzeugwechselpunkt an. Dies geschieht in gewohnter Weise mit einem Unterprogramm. Dieses Unterprogramm programmieren wir, wenn wir mit dem Hauptprogramm fertig sind. Der Name des Unterprogramms wird WWP heißen. Die nächsten Sätze lauten also:

N50 G0 Z200

N60 WWP

Damit wir eine saubere, übersichtliche Programmstruktur realisieren, ist der nächste Satz ein Kommentar mit dem Hinweis welchen Arbeitsschritt wir programmieren. Wir fertigen als erstes, laut Arbeitsplan, den Absatz mit den Maßen 20 mm × 15 mm an. In diesem Kommentar geben wir auch das Werkzeug an. Der Kommentar im nächsten Satz lautet also:

N70; Anfertigen Absatz 20 mm × 15 mm mit Schaftfräser Ø 25 mm

Hier bietet sich nochmals die Präsentation „Kap4_Werkzeugaufruf_Werkzeugwechsel“ aus dem zweiten Lehrbrief zur Wiederholung und Vertiefung an.

Bei der Steuerung der Fräsmaschine, welche wir im Fernlehrgang anwenden, wird die Werkzeugverwaltung angewendet. Deshalb wird in diesem Fall der Werkzeugaufruf mit dem Befehl T= und dem Werkzeugnamen, den wir in unserem Einrichteblatt unter der Benennung definiert haben, realisiert. Initialisiert wird er Werkzeugwechsel bei Fräsmaschinen mit dem M-Wort M6. Unsere Satzfolge, die wir für den Werkzeugwechsel programmieren, lautet demnach:

N80 T=“SCHAFTFR_25“

N90 M6

Nachdem wir das Werkzeug eingewechselt haben, programmieren wir jetzt die Technologiewerte, die wir in der Arbeitsplanung ermittelt und errechnet haben. Wir programmieren G97 für die konstante Drehzahl, S1910, F1146. Die Spindeldrehrichtung beim Arbeiten mit Fräsern ist M3. Da wir einen allgemeinen Baustahl bearbeiten müssen wir auch das Kühlschmiermittel einschalten. Dies geschieht mit M8. Unsere Technologiezeile lautet also:

N100 G97 S2037 F1222 M3 M8