#06 Rozdelenie programovania NC strojov podľa obtiažnosti

Programovanie NC strojov sa rozdeľuje do niekoľkých kategórii v závislosti od náročnosti programovania na základe zložitosti súčiastky. Náročnosť programovania je rozdelená do 9. skupín od najjednoduchšej po najzložitejšiu.

1.SKUPINA

Kvalifikačné predpoklady pre zostavenie programov pre tieto práce nie sú vysoké. Vyžaduje sa znalosť zodpovedajúcich výrobných strojov, rezných nástrojov výrobných postupov. Nevyhnutné znalosti však obsahujú schopnosť rozumieť dielenským výkresom a vedieť ich interpretovať, poznať matematiku, goniometrické funkcie.

Súčiastky pre prvú skupinu možno opracovať jednoduchými príkazmi pre polohovanie v rovine,
Zvyčajne ide o rovinu XY (alebo XZ prípadne YZ)
Operáciami, ktoré sú takýmto spôsobom programovateľné, sú vŕtanie, rezanie závitov, vyvrtávanie,
Táto skupina obsahuje aj frézovanie v pravouhlých súradniciach.

2.SKUPINA

Opracovanie obrysov, ktoré sú určené tangentou ku kružnici alebo kruhovému oblúku, pretínajúcimi sa kružnicami a priamkou pretínajúcou kružnicou.

Tvoria ju súčiastky, ktoré sa zdajú tvarovo zložité, ale podrobnejšou analýzou možno zistiť, že táto zložitosť je tvorená väčším počtom relatívne jednoduchých tvarov v rôznych konfiguráciách,
Tieto tvary možno opracúvať pomocou lineárnej a kruhovej interpolácie. Pre kruhovú interpoláciu sa predpokladá, že kružnica je zadaná stredom, polomerom a koncovým bodom.
Naprogramovanie súčiastky z tejto skupiny môže trvať od niekoľkých minút až po celú smenu. Vynára sa tu otázka, či nie je vhodné pri programovaní využiť pomoc počítača.
Vyžadované znalosti programátora sú oproti 1.skupine rozšírené o dôkladnejšie znalosti analytickej geometrie v rovine a o riešenie rovníc o jednej alebo dvoch neznámych.

3.SKUPINA

V tejto skupine sú súčiastky predošlej skupiny, ale v geometricky zložitejšej konfigurácii.
Na týchto súčiastkach sa často opakujú rôzne tvary a zoskupenia otvorov, čo skúsený programátor môže využiť pre zreteľné zjednodušenie programovania tým, že nájde zodpovedajúce parametre posunutia alebo rotácie týchto celkov.
Výhodou je použitie počítača. Od programátora sa vyžadujú znalosti rozšírené oproti predošlej skupine o ďalšie úlohy analytickej geometrie a o schopnosť využiť počítač na ich riešenie.

4. SKUPINA

Programovanie súčiastok tejto skupiny zahŕňa schopnosť opísať a zostaviť príkazy pre priamky a krivky v ľubovoľnej rovine, pričom príslušné geometrické elementy nie sú rovnobežné so žiadnou pohybovou osou.

Takéto vymedzenie môže zahŕňať problém napojenia eliptickej krivky na ľubovoľne orientovanú priamku, manipuláciu s rovnobežníkmi a inými geometrickými útvarmi, ktoré sú v rovine ľubovoľne orientované.
Programátor na takéto práce musí ovládať problematiku predošlých troch skupín a navyše priestorovú geometriu. Využitie počítača je samozrejmý predpoklad racionalizácie práce.

5. SKUPINA

NC stroje sú často vybavené riadenou rotačnou osou. Najčastejšie je realizovaná otočným stolom s osou otáčania kolmou alebo rovnobežnou s osou vretena.
Ak je rotačná os riadená v súvislom režime s výhodou sa na takýchto strojoch opracúvajú súčiastky, ktoré sú kótované v polárnych súradniciach. Typickou súčiastkou takéhoto druhu je vačka. Na efektívne zostavenie programu sú potrebné znalosti skupín rozšírené o dobré znalosti algebry.
V tejto skupine podobne ako v predošlej sa opisujú dráhy nástroja po krivkách, zadaných súradnicami bodov v rovinách určených dvoma pohybovými osami v kombinácií s rotačným pohybom.
Výpočty, aj keď sa dajú robiť ručne, je výhodné podporiť výpočtovou technikou. Jej použitie prináša numerickú presnosť výpočtov a tiež nezanedbateľné zrýchlenie.

Súčiastky alebo tvary doteraz opísané v uvedených skupinách reprezentujú väčšinu všetkých súčiastok opracúvaných na NC strojoch. Vyžadujú 2.5D súvislé riadenie a 3D polohovanie.

6. SKUPINA

Súčiastky patriace do tejto skupiny obsahujú tvary, ktoré vznikajú prienikom rôznych dvoj a trojosových geometrických útvarov, vo všeobecnej priestorovej orientácií: dvoch rovín, valca a roviny, dvoch valcov, kužeľa s rovinou
Opracovanie takýchto tvarov vyžaduje minimálne 3D súvislé riadenie.
Vyskytuje sa na niektorých zložitých súčiastkach pre letecký priemysel a tiež na formách pre lisovanie plechov a plastov.
Programátor musí rutinne pracovať s analytickou geometriou v priestore, aby mohol programovať takéto súčiastky. Musí určiť matematické vyjadrenia rôznych tvarov a transformovať ich do príkazov jazyka riadiaceho systému.
Počítač sa využíva na určenie tvaru súčiastky, ako aj na určenie zodpovedajúcej dráhy nástroja.

7. SKUPINA

Vo všeobecnosti je väčšina súčiastok navrhnutá na základe matematických vzťahov. Potom povrch takýchto súčiastok má presne stanovanú konfiguráciu a jednotlivé elementy z ktorých pozostáva, majú presne definované a kvantifitované vzťahy. Na druhej strane existujú súčiastky, ktorých tvar musí vyhovovať estetickým módnym požiadavkám.
Sem patria najmä vstrekovacie formy pre plasty a lisovacie nástroje na tvárnenie plechov na karosérie automobilov. V takýchto prípadoch je najvyššou prioritou vzhľad navrhnutého tvaru. Ten zrejme musí byť vyjadrený analyticky. Pre zostavenie programu na opracovanie formy však matematický opis tvaru potrebujeme. Tento opis musí byť úplne presný, alebo musí byť aproximovaný tak presne, aby nezmenil vzhľad tvar.
Opracovanie tvarov tejto skupiny vyžaduje 3D až 5D súvislé riadenie. Programovanie potrebnej dráhy zvyčajne prebieha v dvoch etapách. Prvú etapu zabezpečujú počítačoví experti. Ich úlohou je zostaviť vhodný matematický opis navrhnutého tvaru. Všetky povrchy nezávislé od tvaru sa rozdelia na časti, ktoré sa matematicky opíšu. Ak sa nenájde vhodné analytické vyjadrenie, možno na opis tvaru použiť súradnice dostatočne hustej siete bodov.
Z uvedeného vyplývajú požiadavky na znalosti, ktoré zahŕňajú algebru a analytickú geometriu v priestore a znalosti programovania v niektorom z vyšších programovacích jazykov. Nepredpokladajú sa rozsiahlejšie znalosti obrábania a číslicového riadenia.
Až druhá etapa prípravy NC programu obsahuje vlastné zostavenie postupnosti opracovania a určenia zodpovedajúcich dráh nástroja vo forme príslušných príkazov.

Priestorové plochy používané na karosériách automobilov a rôznych výrobkov z plastov

8. SKUPINA

Táto skupina reprezentuje súčiastky, na ktorých treba opracovať krivky a plochy podobné tým, ktoré sú obsiahnuté v siedmej skupine, avšak s rozdielom, že ich matematické vyjadrenie je známe a je výsledkom návrhu súčiastky.
Patria sem súčiastky, ako sú lišty vrtúľ lietadiel, lopatky turbín a ďalšie na ktorých sú podobné plochy.
Programátor potom pripravuje opracovanie presne matematicky definovaných povrchov.
Táto činnosť vyžaduje zodpovedajúce znalosti z algebry, analytickej a deskriptívnej geometrie, trigonometrie a tiež z programovania počítačov.

9. SKUPINA

Skupina 9. reprezentuje najvyššiu úroveň programovania NC strojov. Zahŕňa zložité súčiastky, na ktorých sú plochy zo skupín 7. a 8. rozšírené o ďalšie zložité plochy, ktoré sa dajú iba ťažko alebo vôbec nedajú opracovať bez použitia 5D súvislého riadenia.
Typickým predstaviteľom sú napríklad skrutky z jedného kusa. Kvalifikačné predpoklady obsahujú rozšírenie skupín 7. a 8. o sférickú trigonometriu a numerickú analýzu.
Uvedené rozšírenie je veľmi dôležité, pretože riešenie pohybu nástroja vzhľadom na tieto plochy vedie k rôznym matematickým vyjadreniam, ktoré treba upravovať do formy vhodnej pre spracovanie na počítači.
V tejto skupine je opäť dôležitejšia matematická erudícia, pretože aspekty opracovania možno zahrnúť do spracovania v postprocesore.