Numeerinen ohjaus

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
NC-sorvi.

Numeerinen ohjaus (NC, Numerical Control) tarkoittaa työstö- tai muun koneen ohjaamista yksiselitteisillä symboleilla, jotka koneen ohjauselektroniikka toteuttaa muuntamalla ne tarvittaviksi servo-ohjattujen moottorien liikkeiksi. Numeerista ohjausta käytetään metalliteollisuudessa ohjaamaan sorveja, jyrsimiä, poria ja polttoleikkauskoneita.

Historia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Alussa NC:llä (numerical control) tarkoitettiin työstökonetta, jota ohjatiin reikänauhalla tai reikäkortilla: työstökoneessa oli vain lukija reikänauhalle tai -kortille. Noin vuoden 1974 jälkeen alettiin valmistaa CNC-työstökoneita (computerized numerical control - tietokoneistettu numeerinen ohjaus), joiden ohjaukseen kuului pientietokone ja ohjelmamuisti. CNC-termin on nykyisin korvannut NC. [1]. Minitietokone-CNC-työstökoneissa saattoi olla esimerkiksi PDP-8.

Tarve CNC:lle syntyi 1940-luvulla, kun helikopterin roottorin lapojen koneistaminen riittävän tarkasti laskelmien mukaan ei enää onnistunut silloin käytettävissä olleilla laitteilla. Vaikka tarvittava numeerinen ohjauskoodi oli laskettu tietokoneella, se jouduttiin antamaan koneistajalle, joka käänsi syöttöruuvien kampia ohjeen mukaan, mikä oli epätarkkaa ja hidasta. Silloiset automaattiset NC-sarjatuotantokoneet oli suunniteltu ja rakennettu valmistamaan vain yhtä osaa, eivätkä ne soveltuneet kyseiseen tarkoitukseen.

Nykyisenkaltaisen CNC-yläjyrsimen kehittäminen alkoi 1940-luvun lopulla John T. Parsonsin aloitteesta Yhdysvaltain ilmavoimien rahoituksella yhteistyössä MIT Servomechanisms Laboratoryn kanssa.[1] CNC-yläjyrsimen patenttihakemus jätettiin 1952, ja patentti myönnettiin 1958. Laite vastaanotti komennot tietokoneelta reikänauhalla.

Suomen ensimmäinen numeerisesti ohjattu kone, avarruskone, otettiin käyttöön Valmetin lentokonetehtaalla 1962.

NC-koneita ohjataan yleisesti G-koodilla. Komentokielen kehitti Gerber Scientific Instruments valmistamiaan kynäpiirtureita varten 1960-luvulla. Moni kielen komento alkaa G-kirjaimella, mistä seurasi kielen nimi. Kielen käyttö yleistyi ja sitä laajennettiin paremmin jyrsimiin soveltuvaksi lisäämällä hallittavien akselien määrää alkuperäisestä kahdesta (X, Y). Electronic Industries Alliance standardoi G-koodin RS274D:ksi helmikuussa 1980. Harva laitevalmistaja enää noudattaa tarkalleen tätä standardia.

G-koodi[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

G-koodi on matalan tason komentokieli. Monimutkaisen liikeradan ohjelmointi suoraan G-koodilla on työlästä, ja jos työkalun mallia muutetaan, pitää kirjoittaa G-koodi uudelleen. Kuitenkin pienet työkalun pituusmuutokset voidaan hoitaa mitta- ja teräkorjaimilla. G-koodin kirjoittamisen voi antaa CAM-ohjelman tehtäväksi valmistettavan kappaleen CAD-mallin ja käytettävissä olevan työkalun mittojen perusteella.

Esimerkkiohjelmia CNC-sorville[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Työkalun liikkeen simulointikuva.
Koodi Toiminnon selitys
G50 s700 Karanpyörimisnopeuden rajoitus 700 r/min
G95 F0.2 työkalun syötöksi 0,2 millimetriä per kierros
G96 S200 Vakiolastuamisnopeus 200 m/min - pyörimisnopeus vaihtelee
T0101 valitaan työkalu 1
M3 karan moottori päälle - työkappale pyörimään
G0 X52.Z2. siirretään työkalu pikaliikkeellä lähelle kappaletta
G1 Z0. lähestytään kappaletta vaakasuoraan 0,2 mm/kierros
G1 X-2 työstetään kappaleen pääty pystysuoralla liikkeellä
G0 X50.Z2. siirrytään pikaliikkeellä halkaisijaan 50 mm
G1 Z-100. työstetään vaakasuoralla liikkeellä 100 mm
G0 X200.Z200. siirrytään pikaliikkeellä pois
M5 Karanpysäytys
M30 ohjelman lopetus - moottori seis


Täydellinen ohjelma G70- ja G71-työkierroilla ja rouhintatyökalulla ja viimeistely-silitystyökalulla. Teräksisen aihion halkaisija on 40 mm, johon olisi tarkoitus tehdä 20 mm pitkä olake halkaisijaan 20 mm.

Koodi Toiminnon selitys
O1120 ohjelmanumero
G00 T0101 valitaan työkalu 1 (rouhintaterä
G96 S120 M3 valitaan vakiolastuamisnopeus 120 m/min ja käynnistetään kara
M8 lastuamisnestepumppu päälle
G00 Z0. liikutaan Z-akselilla nollapisteeseen (pikaliikkeellä)
G00 X41. liikutaan X-akselilla halkaisijaan 41 mm (pikaliikkeellä)
G01 X-0.5 F0.3 liikutaan X-askelilla halkaisijaan -0,5 mm (syöttöliike, syöttö 0,3 mm/r)
G01 X41. Z1. liikutaan X-akselilla halkaisijaan 41 mm ja Z-akselilla 1 mm irti
G71 U3. rouhintatyökierto, lastun vahvuus 3 mm
G71 P10 Q11 U0.25 W0.25 F0.3 S120 rouhintatyökierto, alkaa riviltä (P)10 ja loppuu riville (Q)11, säteensuuntainen työvara (U)0,25 mm ja pituussuntainen työvara (W)0,25 mm
N10 G00 X20. työkierron liikerataa
G01 Z-20. työkierron liikerataa
N11 G01 X41. työkierron liikerataa
G28 U0.W0. M9 terän vienti koneen X- ja Z-referenssipisteeseen ja lastuamisneste pois päältä
G00 T0303 valitaan työkalu 3 (silitysterä)
G96 S150 M3 valitaan vakiolastuamisnopeus 150 m/min ja käynnistetään kara
G00 Z1. M8 siirrytään 1 mm irti kappaleesta (pikaliike) ja lastuamisneste päälle
G00 X41. siirrytään halkaisijaan 41 mm (pikaliike)
G70 P10 Q11 S150 F0.15 silitystyökierto, alkaa riviltä 10 ja loppuu riville 11
G28 U0. M9 terän vienti koneen X, 0 -pisteeseen ja lastuamisneste pois päältä
G28 W0. terän vienti koneen Z, 0 -pisteeseen
M30 ohjelman lopetus, ja paluu ohjelman alkuun

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Sanasto Opetushallituksen NC-oppimateriaali.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]