SINUMERIK? Gdzieś o uszy mi się obiło…
Gwoli ścisłości. System opisujemy drukowanymi literami, gdyż jest to nazwa własna przed chwilą wspomnianej platformy od Siemens. SINUMERIK jest rozwiązaniem stosowanym w sterowaniu obrabiarkami CNC. Różne wersje posiadają różne dodatkowe możliwości, takie jak np. wykrywanie kolizji w co naprawdę warto zainwestować przy decydowaniu się na ten system. W tym artykule skupimy się na SINUMERIK 840d sl, jednakże najnowszym modelem jest już SINUMERIK ONE. Nie różni się zbytnio od poprzednika, oprócz kilku zmienionych nazw, czy niewielkiego odświeżeniu szaty graficznej.
OPROGRAMOWANIE
Ważna część tego artykułu i myślę, że sporo osób pozytywnie się zaskoczy. Artykuł będzie oparty na korzystaniu z oprogramowania SinuTrain V4.8 Ed.2. Co ważne, wręcz najważniejsze, gdzie wiele osób zaskoczy się na pewno pozytywnie, oprogramowanie w wersji Basic jest DARMOWE, więc możemy pisać podstawowe programy i je symulować zupełnie za darmo. Licencja Basic jest darmowa i dożywotnia, oczywiście ma swoje pewne ograniczenia.
Instalacja SinuTrain
-Na początku wchodzimy na stronę Siemensa, by pobrać oprogramowanie. Link bezpośredni: SinuTrain
Jeśli chcemy mieć język sterowania SINUMERIK w języku ojczystym, to pobieramy wersję V4.8. Jest to najwyższa wersja, dla której mamy spolszczenie sterowania. Jeśli nam na tym nie zależy, możemy pobrać wyższą wersję.
-Wybieramy wersję SinuTrain V4.8 Ed.2. Link bezpośredni: SinuTrain V4.8
-Pobieramy paczkę językową dla naszej wersji SinuTrain. Link bezpośredni: Language pack 4.8
Gdy już pobierzemy te pliki musimy je rozpakować, a następnie przystąpić do instalacji SinuTrain. Zacznijmy od ponownego uruchomienia komputera, instalator tego wymaga. Gdy włączymy ponownie nasz komputer, wchodzimy do rozpakowanego katalogu SinuTrain i klikamy plik Setup. Oprogramowanie przeprowadzi nas przez proces instalacji.
Po zainstalowaniu oprogramowania uruchamiamy SinuTrain, a następnie przechodzimy kolejno: Extras>Additional HMI languages… Szukamy katalogu do którego wypakowaliśmy paczki z tłumaczeniami, a w nich szukamy katalogu plk. Otwieramy go i instalujemy paczkę językową.
GOTOWE! Teraz możemy przystąpić do stworzenia naszej wirtualnej maszyny i zacząć obróbkę!
Tworzymy maszynę i ruch osiami
TWORZENIE WIRTUALNEJ MASZYNY
W zakładce Machine klikamy przycisk [Create a new machine]from a template…
oraz wybieramy na początek DEMO-Milling machine. Można zmienić nazwę oraz opis, następnie wybieramy rozdzielczość dopasowaną do naszego monitora oraz język zmieniamy na Polski.
Tworzymy maszynę poprzez przycisk Create i czekamy na załadowanie się naszego sterowania.
PODSTAWY
Naszym oczom ukazało się potężne ze względu na swoje możliwości sterowanie SINUMERIK. Ilość funkcji jakie posiada to rozwiązanie jest tak rozległa, że jedni z lepszych fachowców, którzy zjedli zęby na SINUMERIK pamiętają około 10% jego funkcji, których się używa najczęściej, a resztę możliwości odczytujemy z dokumentacji w razie potrzeby.
Widzimy pulpit, na którym mamy informację o aktualnych pozycjach naszych osi X, Y, Z oraz czegoś, co opisane jest jako SP. Jest to wrzeciono, z języka niemieckiego spindel.
Mamy również informacje o aktualnie założonym narzędziu, prędkości posuwu osi oraz prędkości obrotów wrzeciona.
Poniżej wyświetlacza mamy fizyczne kilkanaście fizycznych przycisków, które pozwalają nam na sterowanie maszyną.
Opiszę tutaj krótko kilka z nich, które będziemy używać:
JOG – jest to tryb ręczny,
MDA – jest to tryb, w którym możemy wydać szybkie polecenie do obrabiarki. Jest ono zapominane po jego wykonaniu,
AUTO – jest to tryb automatyczny,
RESET – przycisk resetujący błędy oraz program (wracamy do pierwszej linii programu)
CYCLE STOP/CYCLE START – STOP cyklu programu oraz START cyklu programu
(analogicznie SPINDLE STOP/SPINDLE START, FEED STOP/FEED START)
PIERWSZY PROGRAM
Napiszmy sobie nasz pierwszy program, który wykona obrabiarka.
W tym celu klikamy przycisk MDA. W tym momencie podświetliło nam się okno, w którym wpiszemy nasz pierwszy program. Obecnie nasze osie stoją na pozycjach X 0mm, Y 0mm, Z 1000mm. Przejedźmy osiami X0 oraz Y0 do pozycji X 500mm, a Y 250mm.
Aby gdziekolwiek pojechać osiami musimy zadeklarować maszynie prędkość posuwu, z którą ma się poruszać.
Wpiszmy na początek prędkość 500mm/min za pomocą polecenia: F500, a poniżej wydamy polecenie, aby oś X przejechała na 500mm.
SINUMERIK posiada kilka poleceń ruchowych. Są to:
G0: ruch z posuwem szybkim
G1: interpolacja prostoliniowa
G2: interpolacja kołowa w kierunku ruchu wskazówek zegara
G3: interpolacja kołowa w kierunku ruchu wskazówek zegara
Użyjmy więc G0. Wpiszmy poniżej polecenia F500 naszą komendę: G0 X500, a następnie poniżej wpiszmy G0 Y250
Udało się, pierwszy program gotowy. Teraz trzeba go wykonać. W tym celu naciskamy przycisk RESET, pokrętło posuwu ustawiamy na np. 10%, naciskamy przycisk FEED START i na końcu przycisk CYCLE START.
Jeśli zrobiliśmy wszystko prawidłowo, maszyna pojechała na zadane położenie i zakończyła program.
Program ten można usprawnić. Komendy ruchu osi można wydać w jednej linii, co sprawi, że dwie osie pojadą jednocześnie, np. G0 X500 Y250. Ciekawą rzeczą również jest to, że sterowanie zapamiętuje poprzedni typ ruchu, dzięki czemu przy następnych komendach nie musimy używać G0, G1 lub G2 do momentu ich zmiany, czyli nasz program może wyglądać tak:
W obróbce potrzebny jest nam również obrót wrzecionem. Naciskamy przycisk RESET, aby program się zresetował i pozwolił nam dopisać kolejny kod. Do naszej pierwszej linii programu dodajemy S2000 M3 i nasza linia powinna wyglądać tak: F500 S2000 M3. Ale co tak właściwie to znaczy? S2000 to polecenie prędkości obrotów wrzeciona. Czyli wrzeciono będzie się obracać z prędkością 2000obr/min. M3 oznacza kierunek obrotów. M3 – obroty w prawo, M4 – obroty w lewo.
Osiami oraz wrzecionem możemy posuwać dowolnie w trybie JOG. W tym celu pokrętło posuwu ustawiamy np. na 100% oraz naciskamy FEED START, SPINDLE START. Następnie naciskamy przycisk X,Y, Z lub 6(SP) i naciskamy przycisk + lub – w zależności od kierunku w którym chcemy się poruszać.
Tryb AUTO i start!
Dlatego już rozpoczynamy pracę z naszym wirtualnym elementem podlegającym obróbce!
Po prawej stronie panelu naciskamy przycisk PROGRAM MANAGER lub MENU SELECT i z pojawiającego menu wybieramy Menedżer programów.
Otwieramy katalog Programy obróbki i z menu pionowego po prawej stronie klikamy przycisk Nowy. Wpisujemy nazwę swojego programu, np. FIRST_PROGRAM i naciskamy przycisk OK.
Nasz program się otworzył i możemy zacząć pisać. Ale najpierw stwórzmy sobie nasz wirtualny przedmiot obrabiany. Klikamy na menu poziomym RÓŻNE>(menu pionowe)PÓŁFABRYKAT>wybieramy prostopadłościan o wymiarach: X0 100.000, Y0 100.000, X1 500, Y1 300, ZA 0, ZI -100.
Przekrój naszego elementu można zobaczyć naciskając przycisk Pokaż grafikę. Przy X1, Y1 oraz ZI naciskamy na ink i zmieniamy na abs za pomocą LPM, a następnie z pionowego menu Przejmij. W tym momencie stworzyliśmy nasz wirtualny przedmiot obrabiany. Załóżmy, że chcielibyśmy zrobić detal, który będzie posiadał wyfrezowany okrąg, a w środku będzie otwór z gwintem.
Na początek wybierzmy narzędzie, za pomocą którego wykonamy frez. W tym celu przechodzimy do nowej linii programu oraz z poziomego menu wybieramy przycisk Różne, a następnie z pionowego menu wybieramy Wybór narzędzia. Wybierzmy narzędzie frezu z drugiego miejsca w magazynie o nazwie CUTTER 6 o średnicy 6mm.
Naciskamy narzędzie oraz przycisk OK. Przechodzimy do nowej linii i wpisujemy polecenie M6. Jest to polecenie wymiany narzędzia.
Ponownie przechodzimy do nowej linii i rozpoczynamy dojazd do naszego detalu. Z definicji naszego półfabrykatu wiemy, że punkt zerowy znajduje się w pozycji X100 Y100 Z0. Chcielibyśmy nasze logo wyfrezować na środku detalu, więc musimy sobie określić mniej więcej środek naszego detalu. Z racji, że jest to detal 500mm X, 300mm Y, to środek od punktów zerowych X 100mm Y 100mm, to nasz środek wypadnie w X300mm, Y200mm. Zacznijmy od wyfrezowania okręgu mniej więcej na środku detalu. Pojedźmy więc osiami na pozycje X300mm, Y120mm, Z50mm
Uruchamiamy posuw poleceniem F500 i w kolejnej linii dajemy polecenie G0 X300 Y120 Z50
Tak jak w wielu językach programowania możemy używać komentarzy, tak SINUMERIK też daje taką możliwość. Przed każdym komentarzem należy użyć średnika \”;losowy tekst w programie\”, a tekst za średnikiem nie będzie brany pod uwagę przez program aż do rozpoczęcia kolejnej linii programu. Taki tekst będzie widoczny w kolorze szarym.
W tym momencie znajdujemy się w miejscu, w którym chcemy rozpocząć tworzenie okręgu. Uruchamiamy obroty wrzeciona i wjeżdżamy w detal. Punkt stykowy naszego detalu to pozycja 0mm osi Z. Z racji, że wjeżdżamy w nasz detal, to chcemy zmniejszyć posuw, np. na 100mm/min. Nasza komenda powinna teraz wyglądać tak:
Okrąg mamy wyfrezowany, teraz chcielibyśmy wywiercić otwór, a następnie go nagwintować. Musimy wymienić narzędzie, dlatego przechodzimy do nowej linii i ponownie tak jak poprzednio wybieramy narzędzie, ale tym razem wybieramy wiertło z pozycji 10 w magazynie. Polecenie powinno wyglądać tak:
Jedziemy do pozycji wiercenia:
G0 X300 Y200 Z10
Znajdujemy się teraz 10 mm nad detalem, chcemy wywiercić otwór o głębokości 50mm, a następnie wyjechać, czyli nasze polecenie powinno wyglądać tak:
Udało się. Teraz chcemy ten otwór nagwintować. Co robimy? Wymiana narzędzia!
Podobnie jak za poprzednim razem wybieramy narzędzie gwintownik z pozycji 10 i polecenie kończymy M6:
T=\”THREADCUTTER M10\”
M6
Teraz z menu poziomego wybieramy kolejno Wiercenie > Gwint > Z1 wpisujemy 45, w Tabela wybieramy ISO Metryczny oraz w wybór wybieramy M10. Naciskamy przycisk Przejmij.
W tym momencie program nam wykona gwint.
Teraz możemy odjechać wrzecionem od detalu, czyli możemy użyć polecenia:
Na końcu programu dodajemy komendę M2, która oznacza zakończenie programu. Nasz pierwszy program obróbczy jest gotowy, ale… dodajmy mu jeszcze jakiś mały bajer. Załóżmy, że mamy zamówienie na 100 takich detali, więc chcemy wiedzieć ile już wyprodukowaliśmy tych detali, chcemy również mieć stosowną informację, że wyprodukowaliśmy pełną liczbę zadanych detali.
SINUMERIK daje nam kilka z góry zaprogramowanych procedur, takich jak w/w gwintowanie, czy wiercenie, frezowanie rowków itp., które możemy wykorzystać, a SINUMERIK podczas tych procedur sam dobierze odpowiedni posuw osi oraz prędkość obrotową wrzeciona
Wracamy do początku programu. Musimy zdefiniować nasze zmienne na samym jego początku.
Teraz przechodzimy do końca naszego programu, tuż za linię G0 X100 Y100, ale przed M2 i wpisujemy
Następnie chcemy wyświetlić liczbę aktualnie zrobionych detali w porównaniu do wymaganej liczby. Wyświetlimy informację za pomocą polecenia MSG oraz połączymy zmienne za pomocą znaku \”<<\”, czyli łączenia łańcucha znaków.
MSG(\”Liczba wyprodukowanych detali \”<<LICZNIK<<\”/\”<<LICZBA_DETALI<<)
W ten sposób przy każdym cyklu liczba będzie wyświetlać się u góry ekranu.
Teraz chcemy wyświetlić stosowną informację, gdy osiągniemy wymaganą liczbę. Tutaj trzeba użyć instrukcji warunkowej IF, czyli:
Instrukcja IF pokazuje maszynie, że ma wykonać określoną czynność, gdy spełni się zależność LICZNIK==LICZBA_DETALI.
Instrukcja MSG z pustym nawiasem oznacza skasowanie komunikatu, natomiast instrukcja G4 F50 oznacza zatrzymanie programu na podany czas. W tym przypadku 50s. Podałem 50s, ponieważ w tej symulacji czas biegnie kilkukrotnie szybciej jeśli chodzi o tą instrukcję.
No dobrze, tylko teraz program nam przebiegnie, ale nie wróci do początku… Od tego mamy instrukcję GOTO. Wyróżniamy ich kilka:
GOTO – szuka skoku najpierw do przodu, potem do tyłu (wyświetli błąd, jeśli cel skoku nie będzie odnaleziony)
GOTOC – instrukcja taka jak powyższa, ale ta nie wyświetli błędu, jeśli cel nie zostanie znaleziony, a program pobiegnie dalej
GOTOB – skacze do tyłu
GOTOF – skacze do przodu
GOTOS – skacze na początek programu
W naszym przypadku chcemy cofnąć się do pewnego punktu programu, a nie na jego początek. Chcemy mieć też cel, więc musimy sobie go stworzyć. Wracamy do linii na początku programu, w której jedziemy na pozycje:
G0 X300 Y120 Z50
i przed nią nadajemy etykietę, która będzie naszym celem, czyli np.:
Następnie wracamy na nasz koniec programu, przed komendę M2 i wpisujemy:
Tłumacząc to na tzw. \”chłopski rozum\” rozumiemy tutaj: Jeśli licznik jest mniejszy od liczby wymaganych detali, to skocz do tyłu, do etykiety OBROBKA_START
W tym momencie ważnym jest, aby powiedzieć, że powyższa instrukcja, jest niejako osobną instrukcją od typowej IF ENDIF. Tą instrukcję należy rozumieć jako skokową instrukcję warunkową.
Nasz program powinien prezentować się tak:
Gotowe! Koniec programu, teraz trzeba go sprawdzić i zobaczyć jak działa! W poziomym menu wybieramy opcję Wykonaj, ustawiamy posuw oraz obroty wrzeciona na 100%, startujemy je, następnie z menu poziomego wybieramy opcję Symul. czas.rz. i wciskamy CYCLE START. Z menu po prawej stronie możemy wybrać sobie dostępne widoki. Jeśli wszystko wykonaliśmy poprawnie, maszyna powinna wykonać polecenia zgodne z naszym założeniem. Co ważne, symulacja niestety nie pokazuje, że gwint został wykonany, widać to jedynie poprzez poszerzenie otworu. Symulacja powinna wykonać założone 100 detali, a następnie wyświetlić stosowną informację na zadany czas i zakończyć program. Program będzie można ponownie uruchomić po naciśnięciu RESET oraz CYCLE START.
PODSUMOWANIE
W gruncie rzeczy programowanie SINUMERIK nie jest proste, jednakże powyższy artykuł prezentuje totalne minimum jego możliwości. Bez wątpienia do pisania programów obróbczych jest potrzebna dobra znajomość matematyki (trygonometria) i nie tylko, podstawowa znajomość języków programowania oraz operacji na zmiennych, ogólna znajomość na temat obróbki skrawaniem, ponieważ brak wiedzy w tym temacie uniemożliwia pisanie bardziej skomplikowanych programów. Zgłębianie wiedzy na temat SINUMERIKA to setki godzin, dziesiątki lat, a i tak przypuszczalnie nie będziemy znali wszystkich jego możliwości. Mam nadzieję, że tym artykułem pomogłem niektórym zaczerpnąć trochę świeżej wiedzy, być może pokazać, że nie taki diabeł straszny, a być może i odkryć w kimś nowe zainteresowanie w dziedzinie automatyki. Mam nadzieję, że w niedługim czasie uda mi się opublikować kolejny artykuł związany z programowaniem SINUMERIK, który będzie zawierał już bardziej zaawansowane obliczenia i programy parametryzowane, by jeszcze bardziej przybliżyć możliwości. Tymczasem mam nadzieję, że wszystkim się podobało, trzymajcie się.
ZADANIE DLA CIEBIE
Czy potrafiłbyś już sam napisać program do obrabiarki? W nowym podprogramie spróbuj napisać kod, w którym obrabiarka wykona 5 okręgów na wzór flagi igrzysk olimpijskich, a następnie wykona trzy otwory w dowolnym miejscu na obrabianym detalu. Dasz radę? Liczę na Ciebie!
