D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator [628620]

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

67

Partea a doua

Fabricarea asistat ă de calculator
prin procedee de prelucrare neconven ționale

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

68Lucrarea 1.
Etapele de realizare a unui program de comand ă numeric ă.
Studiul unor strategii de prelucrare prin procedee neconven ționale
compatibile cu sisteme tehnologice CNC

Obiectivele lucr ării constau în a în țelege:
● Evoluția Fabricării Asistate de Calculator (FAC) – Computer Aided Machining
(CAM).
● Structura unui sistem CNC. Rolul func țional al subansamblurilor
componente.
● Soluțiile constructive pentru sisteme tehnologice CNC de prelucrare
neconven ționale

Scurt istoric al sistemelor CNC/NC – caracteristici principale

Puncte de reper:
◙ Istoria CNC începe în 1946 când John T. Parsons (13.10.1913 –
19.04.2007) împreun ă cu Frank Stul en, angajatul s ău la Wright-Patterson Air Force
Base , au folosit computerul (care era programat cu ajutorul cartelelor perforate) la
rezolvarea unor probleme de prelucrare a unor suprafe țe de complexitate mare,
interpolarea unor curbe la paletele de elicopter.
◙ 1955 – John T. Parsons în colaborare cu U.S. Air Force proiecteaz ă
mașina-unealt ă cu comand ă numeric ă (NC) , capabil ă să prelucreze piese complexe
cu toleran țe reduse pentru piese din industria aeronautic ă cu aceea și calitate în
timp – repetabilitate.
◙ MIT – Massachusetts Institute of Technology, fondat în 1861 a fost
subcontractorul pentru realizarea primei ma șini-unelte cu comand ă numeric ă,
construind o ma șina îmbun ătățită față de proiectul ini țial, care a revolu ționat
tehnologiile de prelucrare.
◙ 1958 – John Parsons a ob ținut brevetul pentru Aparat controlat motorizat
pentru pozi ționarea unei ma șini-unelte (Motor Controlled Apparatus for Positioning
Machine Tool – nr. patent 2, 820,187, 5 Mai, 1952) și a vândut licen ța către alte firme
Bendix, IBM, Fujitsu și General Electric.
◙ 1985 – Parsons și Stulen au obținut recunoa șterea oficial ă din partea
statului, primind Medalia Na țională petru Tehnologie .
◙ 1993 – Parsons (nu și Frank Stulen) a ob ținut recunoa ștere din partea
societății, intrând în Galeria Celebrit ăților (Hall of Fame ) Inventatorilor Na ționali ca
fiind inventatorul Controlului Numeric.

Controlul numeric (Numerical control – NC) presupune automatizarea
digitală a mașinilor-unelte care opereaz ă prin comezi programate introduse într-un
mediu de stocare a informa ției.
Controlul numeric se deosebe ște de:
– controlul manual prin roți de mâna sau manete;
– controlul (automatizarea) mecanic prin came;
– controlul hidraulic prin echipamente aferente etc.
având atributul de flexibilitate .

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

69Justificarea necesit ății flexibilit ății: Aceasta confer ă sistemelor tehnologice
avantajul de a se a dapta rapid la schimb ările survenite în mediul concuren țial,
caracterizat printr-o dinamic ă de dezvoltare f ără precedent, tr ăsătură specific ă
economiei actuale bazate pe cuno ștințe. Se remarc ă tendința care se manifest ă în
prezent, de mic șorare a volumelor de fabrica ție, odată cu transpunerea în practic ă a
Principiului Fundamental al Managementului Calit ății, Orientarea c ătre client .
Aceasta presupune realizarea unor pr oduse puternic personalizate, g ăsirea unor
soluții complete pentru problemele clien ților, care sunt facilitate de apropierea cât mai
mare a organiza țiilor de pia ță. Timpul de r ăspuns al organiza țiilor la provoc ările de
acest tip poate fi satisf ăcător numai dac ă sistemele tehnologi ce au atributul de
flexibilitate, care se poate ob ține cu ajutorul sistemelor cu comand ă numeric ă.
*
Structura unei ma șini cu comand ă numeric ă este principial aceea și cu mașina
de frezat proiectat ă de John T. Parsons și este prezentat ă în fig. 1:

Fig. 1. Structura unei ma șini-unelte cu comand ă numeric ă

◙ 1959 – MIT introduce APT – Automatic Programmed Tools , limbaj de
programare, urmat de o familie de programe.
Exemple de comenzi în limbajul APT:
PARTNO / APT-1 CLPRNT CUTTER / 10.0 $$GEOMETRY DEFINITION SETPT = POINT / 0.0, 0.0, 0.0 STRTPT = POINT / 70,70,0 P1 = POINT / 50, 50, 0 C1 = CIRCLE / CENTER, P2, RADIUS, 30 L1 = LINE / P1, P5
În esență: Sistemele cu comand ă numeric ă (NC) proceseaz ă date numerice;
au capacitate limitat ă de programare.

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

70◙ 1960 – Apar sistemele DNC – Direct (Distributed) Numerical Control.
Necesitatea acestora se justific ă prin faptul c ă pe unele ma șini-unelte, memoria
disponibil ă era prea mic ă pentru a con ține programe de prelucrare (în special pentru
suprafețe complexe). De aceea, s-a recurs la solu ția stocării acestor programe de
dimensiuni mai mari într-un comput er separat, acesta fiind trimis direct la mașină,
bloc (linie) cu bloc. Dac ă computerul este conectat la mai multe ma șini el poate
distribui programele c ătre acestea .
◙ 1950 – 1970 , Programele erau “plimbate” la ma șinile (controler-ele) NC, în
general, pe suport de band ă de hârtie perforat ă. Controler-ele NC aveau cititoare
de bandă dedicate . Încă în anii 1980, multe companii lu crau cu acest tip de suport, la
mai mult de 25 de ani de la introducer ea DNC, motivate de reducerea costurilor.
Un asemenea suport pentru programe de comand ă numeric ă este reprezentat
în fig. 2:

Fig. 2. Suport de hârtie perforat ă pentru programe de comand ă numeric ă

◙ 1968 – Kearney & Trecker (SUA) au introdus pe pia ță primul centru de
prelucrare, care func ționa ca sistem NC.

◙ Anii 1970 – Au ap ărut mașini CNC și DNC – Comenzi Numerice Distribuite
(Distributed Numerical Control) . Înainte de 1970 erau folosite servomecanisme
(dispozitive care determinau deplasarea la o anumit ă cotă prin corec ții de tip
feedback, cota fiind introdus ă pe suport de tip band ă perforat ă). După 1970, la
sistemele CNC, computer ele în care este stocat ă informa ția sunt încorporate în
mașină (on board). Aceast ă evoluție este facilitat ă de sc ăderea pre țului
computerelor dup ă 1960, prin introducerea minicomputerelor . Prin introducerea
microprocesoarelor în anii 1970 , costurile scad și mai mult.

◙ Evoluția pieței: SUA era orientat ă către industria aeronautic ă și militară cu
profit ridicat. În 1971, Cincinnati Milacron ocupa prima pozi ție; în 1987, era pe locul 8.
Firmele germane și japoneze au avansat pe primele pozi ții fiind orientate pe
segmentele de pia ță low cost , mult mai mai largi.
◙ Anii 1980 – Au fost introduse sist eme CAM bazate pe grafic ă.
◙ Sistemele au la baz ă Unix (sistem de operare creat ini țial de Bell Labs în
1969) și PC-ul.

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

71Evoluții (tendin țe) mai recente:

◙ Anii 1990, apari ția PCNC . Scăderea pre țului în tehnologia CNC are evolu ție
similară cu aceea a calculatoarelor personale – Personal Computer . În aceste
condiții, a ap ărut Personal CNC caracterizat prin aceea c ă datorită mărimii,
capabilității și prețului convenbil permite folosirea de c ătre utilizatori individuali.
Aceștia pot opera direct cu PCNC ca utilizatori finali ( end user ), fără o pregătire
profesional ă ridicată în domeniul CNC.

◙ 1997 – Au fost introduse sisteme “Open Modular Architecture Control“
OMAC, având la baz ă sisteme de operare PC- Wi ndows/NT cu scopul de a înlocui
controlerele de “firm ă”.
◙ Limbaje de programare . Un num ăr de limbaje diferite de programare
CNC s-au răspândit în timp, bazate pe vector graphics markup languages , suportate
de plottere , cum este codul G (SUA) sau limbajul ISO (Europa).

◙ Sisteme CAD-CAM. În sistemele moderne CNC de tip end-to end (cap la
cap) se realizeaz ă o automatizare ridicat ă a procesului de fabrica ție, prin utilizarea
proiectării asistate de computer (Computer Aided Design) și fabricației asistate de
computer (Computer Aided Manufacturing) . Programele CAD produc un fi șier care
este interpretat, prin utilizarea unui postprocesor, obținându-se comenzile necesare
pentru a opera o anumit ă mașină-unealtă. Aceste comenzi sunt înc ărcate pe o
mașină CNC pentru realizarea prelucr ărilor.

Etapele de realizare a programelor cu comand ă numeric ă

Etapele de realizare a programelor de comand ă numeric ă sunt prezentate în
continuare:
Etapa 1 . Reprezentarea grafic ă a piesei de prelucrat, denumit ă și
preprocesare . Aceasta se poate realiza în mai multe moduri:
a) Crearea direct ă a geometriei de prelucrat în softul utilizat pentru
generarea programelor de comand ă numeric ă;
b) Importul fi șierelor CAD din sistemele externe în soft-urile dedicate
generării programelor cu comand ă numeric ă:
• Exemple de formate DXF ( Drawing Interchange Format, or Drawing
Exchange Format) dezvoltat de Autodesk, IGES (Initial Graphics
Exchange Specification) introdus de Oficiul Na țional de Standarde
al SUA.
c) Scanare 2D sau 3D (cu laser, ultrasunete, raze X etc.) inclusiv a desenelor
executate manual pe suport de hârtie.

● La sfâr șitul acestei etape, se ob ține fișierul grafic al geometriei de
prelucrat.
Următoarele etape au ca obiectiv trecerea de la fi șierul CAD la fi șierul NC:

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

72Etapa 2 . Definirea traiectoriei sculei de prelucrare ( cutter path ) prin
selectarea urm ătoarelor elemente ale geometri ei create în etapa anterioar ă:

a) Conturul;
b) Cavitatea – pocket; c) Dispunerea g ăurilor, filetelor, fantelor etc. – pattern ;
d) Suprafa ța;
e) Volumul de îndep ărtat.

● La sfârșitul acestei etape, sistemul știe ce se dorește a fi prelucrat.
Etapa 3
. Definirea parametrilor de prelucrare cu ajutorul urm ătoarelor
elemente tehnologice:

a) Informa ții privind scula:
• Tip, tura ție, avans;
b) Metoda (tipul sau “ strategia ”) prelucr ării:
• Exemple: Cavitate generat ă după o traiectorie a sculei în raport
cu piesa prelucrat ă în zig-zag, spiral ă, interior-exterior etc.;
• Parametrii de degro șare și finisare.

● La sfârșitul acestei etape, sistemul știe cum se dorește a fi prelucrat ă piesa .

Etapa 4 . Executarea simul ării prelucrării constă în următoarele:

a) Reprezentarea vizual ă a mișcării sculei;
b) Modificarea / ștergerea unor secven țe ale prelucr ării.

● La sfârșitul acestei etape, sistemul are un fișier al traiectoriei sculei –
“generic” – cutter location ( CL).
Etapa 5.
Post procesarea const ă în transformarea fi șierului CL în cod
mașină, specific NC.

Se filtreaz ă informația din fișierul CL și se formateaz ă în cod NC pe baza
parametrilor specifici ai ma șinii-unelte utilizate:
a) Dimensiunile de gabarit ale prelucr ării;
b) Limite pentru avans, num ăr de scule, tura ție etc.
c) Facilit ăți ale func țiilor G & M utilizate în cadrul programelor de comand ă
numerică.

● La sfârșitul acestei etape, sistemul are toate informa țiile pentru
realizarea prelucr ării.

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

73Studiul unor strategii de prelucrare prin procedee
neconven ționale compatibile cu sisteme tehnologice CNC

Parametrii principali ai cinematicii prelucr ării prin electroeroziune (Electrical
Discharge Machining – EDM) cu mi șcare planetar ă sunt prezenta ți în schema din fig.
3, în care electrodul realizeaz ă o mișcare de rota ție în jurul centrului sec țiunii sale
transversale, cu tura ția ne și o altă mișcare de rota ție cu tura ția nd în jurul axei
dispozitivului.

Fig. 3. Schema prelucr ării prin electroeroziune cu mi șcare planetar ă

Axa de rota ție corespunz ătoare centrului sec țiunii transversale a electrodului,
de rază R
s este situat ă la distan ța r (excentricitate) fa ță de axa de rota ție a
dispozitivului. Extinderea posibilit ăților tehnologice cu o astfel de schem ă de
prelucrare se poate face prin rotirea electrozilor care au diferite forme în jurul axei lor
care nu coincide cu axa de simetrie și pe de alt ă parte, prin modificarea raportului
dintre tura ția ne și nd.
În cazul existen ței mișcării relative între suprafe țele frontale ale electrodului și
semifabricatului, respectiv atunci când electrodul execut ă o mișcare planetar ă,
desfășurarea procesului EDM prezint ă o serie de particularit ăți specifice, care
determin ă aplicabilitatea acestei metode în cazul finisărilor și superfinis ărilor
electroerozive.
Creșterea razei mișcării planetare conduce la reducerea rugozit ății suprafe ței
prelucrate datorit ă creșterii vitezei liniare relative, dar și la reducerea productivit ății
EDM.
Problemele legate de dinamica sistemului de avans ridicate de finisarea și
superfinisarea EDM cu mi șcare planetar ă (cu cinematic ă complex ă în general) sunt
extrem de complicate datorit ă caracterului foarte instabil al procesului electroeroziv în

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

74acest caz. În fig. 4, este prezentat ă rezolvarea problemei raportului vitezelor de
retragere și avans ( v1 / v2) la prelucrarea unei suprafe țe conice dup ă un contur
dreptunghiular.

Fig. 4. Modificarea raportului vitezelor de retragere și avans la prelucrarea prin
electroeroziune cu mi șcare planetar ă

Se observ ă că la prelucrarea col țurilor (situa ție în care condi țiile de prelucrare
sunt mai dificile), viteza de retragere este mai mare decât viteza de avans pentru
evitarea degener ării procesului electroeroziv în scurt-c ircuit, în timp ce la prelucrarea
laturilor, viteza de avans cre ște în defavoarea celei de retragere.
Strategia adoptat ă la mașinile de prelucrare prin electroeroziune actuale se
materializeaz ă printr-o cinematic ă complex ă. Aceasta nu mai are caracteristicile
mișcării planetare clasice, având posibilitatea gener ării unor suprafe țe complicate în
condițiile realiz ării unei calit ăți superioare a suprafe ței, a unei uzuri minime a
electrodului și a unui timp de prelucrare redus. Reducerea uzurii permite ob ținerea
unei precizii a formei ridicate, inclusiv a unor suprafe țe cu muchii vii.
Se utilizeaz ă trei forme fundamentale de strategie la prelucrarea EDM cu
cinematic ă complex ă, care se reg ăsesc în principiu, la toate ma șinile EDM
performante (fig. 5. a, b, c): a) l ărgirea elicoidal ă pentru utilizarea unor electrozi normaliza ți
;
b) l ărgirea în stea pentru generarea unor suprafe țe laterale cu muchii vii ;
c) prelucrarea EDM circular ă continuă în jurul unui ax principal predeterminat.
a b c

Fig. 5. Forme fundamentale de strategie la prelucrarea prin electroeroziune cu
cinematic ă complex ă

Firma Agie a pus la punct o strategie planetar ă multiplă ce poart ă numele de
Agie equimode dublată de o dinamic ă foarte bun ă a sistemului tehnologic realizat ă
cu ajutorul tehnologiei fuzzy . Electrozii de form ă tridimensional ă sunt reprodu și fără
distorsiuni pe pies ă datorită mișcărilor strategiei planetare în trei dimensiuni ,

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

75obținându-se suprafe țe echidistante la suprafe țele electrodului (fig. 6).

Fig. 6. Strategia AGIE equimode

La prelucrarea electrochimic ă (Electrochemical Machining – ECM) abraziv ă
se adopt ă de asemenea strategii specifice cu cinematic ă complex ă în funcție de
forma constructiv ă a sculei utilizate. În fig. 7, este prezentat ă construc ția unei scule
utilizate la lustruirea electrochimic ă abrazivă a suprafe țelor plane sau u șor convexe
(concave), care are urm ătoarele p ărți componente: o suprafa ță cilindric ă (8)
cuplată la mecanismul de rotație al mașinii și un electrod circular (9), care posed ă
pe suprafa ța frontală, zone abrazive (11) și neabrazive (10). Materialul abraziv (11)
de tip piele sau țesătură abrazivă (ex. nailon destr ămat) este fixat pe suprafa ța
frontală a electrodului (9) cu ajutorul adez ivului izolator electric (12) și are la rândul
său pe suprafa ța sa pulbere abraziv ă fixată cu acela și adeziv. De asemenea,
adezivul izolator electric este aplicat pe suprafa ța periferic ă a electrodului (9) și
suprafeței cilindrice (8), formând o pelicul ă (12’) care previne scurgerile inutile de
curent de la perifer ia electrodului-scul ă. Pentru a asigura o curgere uniform ă a
electrolitului în intersti țiul de prelucrare, pe suprafa ța frontal ă a sculei, sunt
practicate mai multe orificii (13) pentru ie șirea electrolitului, care comunic ă cu un
orificiu central de intrare (14), prev ăzut în por țiunea superioar ă (8) a sculei. Centrul
sculei execut ă o mișcare de transla ție pentru a acoperi suprafa ța plană prelucrat ă,
care are dimensiuni mai mari decât ale sculei.

Fig. 7. Scul ă circular ă și cinematica
pentru ECM abraziv ă Fig. 8. Scul ă de tip band ă și
cinematica pentru ECM abraziv ă
T-T

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

76În fig. 8, este prezentat un electrod sub form ă de bandă utilizat la
prelucrarea suprafețelor plane la care materialul abrazi v (30) este lipit pe un
electrod plat dreptunghiular 28 cu ajutorul unui material izolator (29). La
prelucrarea cu acest tip de electrod, mi șcarea relativ ă dintre scul ă și semifabricat
este de translație.
La prelucrarea cu radia ție laser (Laser Beam Machining – LBM) se pot
adopta, spre exemplu, mai mult e tipuri de strategii în func ție de tipul suprafetei care
se dorește a fi generat ă, după cum este prezentat în fig. 10:

a)
traiectorie
liniară b)
trepanare c)
traiectorie în spiral ă

Fig 10. Exemple ale traiectorie i spotului laser pe suprafa ța prelucrat ă

La tăierea dup ă contur se pot adopta traiec torii liniare (fig. 10.a). La
generarea unor g ăuri de diametre mari (mult mai mari decât diametrul spotului
laser), se utilizeaz ă o traiectorie circular ă – trepanare (fig. 10.b). La generarea unor
cavități ale căror dimensiuni transversale sunt mu lt mai mari decât ale spotului
laser, se utilizeaz ă o traiectorie în spiral ă.
La finisarea suprafe țelor cu ajutorul fasciculu i laser se topesc vârfurile
microgeometriei suprafe ței, materialul lichid curgând în microdepresiuni,
obținându-se astfel reducerea rugozit ății (fig. 11).

a)

b)

a) starea ini țială; b) starea final ă

Fig. 11. Profilul micr ogeometriei suprafe ței la finisarea LBM

Spotul laser, care poate avea diamet re si viteze de deplasare diferite,
prezintă o anumit ă traiectorie pe suprafa ță plana a unui semifabricat astfel încât s ă
fie baleiat ă întreaga suprafa ță și să fie afectat ă o adâncime de prelucrare optim ă
(fig. 12.a, b).
avans fascicul laser

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

77

Fig. 12. Traiectoria spotului laser pe o suprafa ța plană la finisarea LBM

Aplicație:

Să se reprezint ă grafic elementele geometric e (segment de dreapta, arc de
cerc) care definesc traiectoria centrului sc ulei într-un sistem de coordonate, care
aparține semifabricatului pentru exemplele de generare cinematic ă a suprafe țelor
prin procedeele de prelucrare din fig. 3, 5, 7, 8 10, 12 .

a) diametrul spotului laser și
viteza de deplasare crescute b) diametrul spotului laser și
viteza de deplasare reduse

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

78Lucrarea 2.
Structura sistemelor tehnologice CNC. Studiul unor solu ții constructive adoptate la sistemele tehnologice
neconven ționale CNC

Obiectivele lucr ării constau în a în țelege:
● Structura hard a unui sistem CNC;
● Rolul func țional al subansamblurilor componente;
● Soluții constructive pentru sisteme tehnologice CNC de prelucrare
neconven ționale.

Structura mecanic ă a unui sistem CNC

Structura unei axe. Axele sunt ac ționate simultan și coordonat pentru
generarea suprafe țelor. În prezent, acestea pot fi achizi ționate de la furnizori
specializa ți în fabricarea acestor subansamblur i. Structura unei axe comandate
numeric este prezentat ă în fig.1:

Fig. 1. Structura unei axe comandate numeric

O axă a unui sistem CNC cuprinde urm ătoarele p ărți mecanice:
– servomotorul (de curent continuu, alternativ f ără perii, alternativ de induc ție
etc.) care realizeaz ă parametrii de dep lasare programa ți pe baza unui feed-back
provenit de la sistemul ac ționat.
Deplasarea motorului se face prin impulsuri în modul urm ător:
– numărul de impulsuri determin ă lungimea traiectoriei;
– frecvența lor determin ă viteza de deplasare.
– mecanismul pentru transmiterea mi șcării – include cuplajul, șurubul cu
elemente intermediare de rostogolire (bile sau role) și piulița – de la motor la masa
mașinii pe care se afl ă piesa; aceasta are o deplasare relativ ă în raport cu scula.

servomotor scula generic ă
semifabricat
piuliță
șurub cu bile sau role cuplaj masa mașinii Electrod masiv, filiform,
fascicul laser, de
ioni,electroni, jet de apa,
plasma etc.

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

79În fig. 2, sunt prezentate imagini și soluții constructive pentru organele de
mașini din cadrul axel or comandate numeric.

Fig. 2. Organe de ma șini și soluții constructive pentru axe comandate numeric

Dinamica sistemului de avans (axa comandat ă numeric) la electroeroziune
este evaluat ă prin timpul de r ăspuns al sistemului (Δt), definit ca fiind intervalul de
timp dintre momentul în care generatorul de impulsuri al ma șinii dă comanda de
deplasare a capului de lucru (mi șcare de avans sau de retragere) și momentul
execuției acesteia în sensul comandat .
Diferența de timp ( Δt) dată de partea mecanic ă constă în întârzierea produs ă
de elementele componente al e sistemului de avans conform rela ției:

Δt = ΔtM + Δtj + Δtf + Δte [s] (1)
unde:
ΔtM este întârzierea produs ă de motorul de ac ționare a sistemului de avans [s];
Δtj – întârzierea produs ă de peluarea jocurilor din sistem [s];
Δtf – întârzierea datorat ă învingerii for țelor de frecare [s];
Δte – întârzierea cauzat ă de elementele elastice ale sistemului de avans [s].
Observa ție: La EDM de finisare (s F<10 mm), trebuie ca Δt < 10 ms. În caz contrar, se
produce instabilitatea prelucr ării.

Soluțiile constructive pentru ghidarea capului de lucru sau a meselor au o
influență directă asupra dinamicii sistemului de avans dar și asupra preciziei de
poziționare.

Toate ghidajele includ elemente
intermediare de tip role sau bile care reduc coeficient ul de frecare și
implicit componenta Δt
f din relația (1).
În fig. 4, se prezint ă un sistem de
ghidare conceput de firma Sodick, producătoare de ma șini EDM, care
utilizează role dispuse alternativ, în
cruce – elemente intermediare pe
ghidaje prismatice .
Fig. 4. Ghidaj prismatic cu role în
cruce (Sodick)
șurub cu bile
ghidaje liniare
sistem de recirculare
a bilelor
batiu masă

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

80

O soluție care elimin ă complet
frecarea o reprezint ă ghidajele pe
pernă de aer (fig. 5). În acest caz,
sistemul de avans care include și un
driver digital asigură un increment
axial Δ =0,05 μm.
Fig. 5. Ghidaj pe pern ă de aer
(Sodick)

Incrementul axial Δ pentru deplasarea liniar ă a mesei – BLU (Basic Length
Unit):
Δ = p / n [mm] (2)

unde: p este pasul șurubului cu bile [mm];
n – numărul de incremen ți unghiulari pe rota ție, caracteristic ă a sistemului de
avans.
În scopul pozi ționării cu precizie (la cota precis ă), dar care s ă asigure și o
deplasare suficient de rapid ă (cerință de productivitate), viteza liniar ă de deplasare a
mesei (capului de lucru) trebuie s ă aibă un profil de varia ție adecvat.
În fig. 6, se prezint ă un profil de varia ție a vitezei – accelerare T
A1, palier T C1,
TC2, (valoare constant ă), decelerare T D2,:

Fig. 6. Profilul si metric al vitezei la deplasarea liniar ă

Zonele de accelerare / decelerare pot avea diferite forme (curbe) dup ă cum
este prezentat în fig. 7:

batiu masă

viteza
timp

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

81

Fig. 7. Profiluri de accelerare / decelerare

În fig. 8, se face o compara ție între profilurile vitezei în func ție de lungimea
(cota) de parcurs:

a) distan ță mare b) distan ță mică

Fig. 8. Compara ție între profilurile vitezei la diferite distan țe parcurse

În cazul b), nu se atinge valoarea maxim ă a vitezei programate pentru c ă
distanța parcurs ă este prea mic ă și spațiul de accelerare este insuficient.

a) liniar
b) exponen țial
c) în form ă de S
Viteza
Viteza viteza
timp
timp
timp viteza
viteza
timp timp Maximă programat ă

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

82Bucle de control (Control Loop) ale CNC

Viteza efectiv ă de deplasare și poziția organelor de mi șcare ale sistemului
CNC sunt detectate de senzori. Aceste informa ții sunt transmise la un controler
specializat de vitez ă și respectiv, pozi ție. Astfel, servomotorul este controlat continuu
(monitorizat) pentru a minimiza erorile de vitez ă și poziție.

Bucla deschis ă

Controlul prin bucl ă deschis ă prezintă următoarele caracteristici :
– Sistem CNC cu motoare pas cu pas (MPP) , comandate prin impulsuri
de curent trimise de la unitatea de control. Fiecare impuls determin ă
deplasarea cu un increment ung hiular. Precizia e influen țată de MPP,
cuplajul și șurubul cu bile.
– Dezavantaje : Se transmit momente reduse, precizie sc ăzută – nu sunt
compensate erorile prin feed-ba ck (precizie de ordinul 0,01 mm);
– Avantaje : complexitate sc ăzută, costuri mici de achizi ție și mentenan ță.
În fig. 9, este prezentat ă structura unei bucle deschise:

Fig. 9. Structura unei bucle deschise

Traductoare de pozi ție și viteză din componen ța buclei

Encoder-ul (traductorul de pozi ție) rotativ determin ă poziția unghiular ă
absolută sau relativ ă. Pentru a preveni erorile date de întreruperea aliment ării de la
rețea, se alimenteaz ă cu acumulatori. Astfel se memoreaz ă poziția și se poate relua
prelucrarea din punctul curent.
Structura unui encoder de acest tip este prezentat ă în fig. 10:

Fig. 10. Structura unui traductor de pozi ție rotativ

Atunci când o fant ă mobilă coincide cu fanta fix ă se transmite un semnal la
fotodetector, corespunzând cu exec utarea unui increment unghiular de c ătre motor.
Impulsuri de
comandă T
ω
șurub cu elemente
intermediare Masa mașinii Scula generic ă Piesa
prelucrată
disc rotativ fante
fantă
fixă fotodetector

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

83Taho-generatorul este un traductor de vitez ă care se comport ă ca un
generator . El genereaz ă o tensiune care este propor țională cu viteza de rota ție.
Observa ție: Encoderul poate fi folosit și ca traductor de vitez ă. Se raporteaz ă
numărul de impulsuri detect ate la timp (frecven ța este propor țională cu viteza).

Bucla semi-închis ă

Bucla semi-închis ă este cea mai r ăspândită datorită costurilor mai mici și
preciziei satisf ăcătoare. Encoderul de pe axul motorului determin ă poziția
unghiular ă a șurubului cu bile. Deplasarea liniar ă (axială) a mesei (piesei) depinde
de precizia pasului șurubului . Se fac corecții de deplasare după ce s-au determinat
erorile de pas ale șurubului . Se determin ă și erorile produse de schimbarea sensului
datorate elasticit ății sistemului (recul) și se fac corec țiile necesare. Toate corec țiile se
fac prin software. Jocurile dintre șurub și piuliță care ar genera erori la schimbarea
sensului de deplasare sunt preluate cu piuli ță dublă. În fig. 11, este prezentat ă
structura unei asemenea bucle:

Fig. 11. Structura unei bucle semi-închise

Observa ție
: În general, eroarea la schimbarea sensului variaz ă cu masa
piesei de prelucrat, iar eroarea de pas variaz ă cu temperatura componentelor
sistemului. De aceea erorile sunt greu de ținut sub control în cazul buclei semi-
închise . În aceste condi ții, se recomand ă folosirea bucle închise.

Bucla închis ă

Bucla închisă presupune utilizarea unui tr aductor liniar pentru m ăsurarea
deplasării liniare a mesei (pozi ționat pe batiu). Astfel, precizia șurubului cu bile nu
influențeaza precizia de pozi ționare pentru c ă reacția de feed back a sistemului este
preluată după șurub.
Avantaje: cresc precizia de pozi ționare și momentul transmis.
Dezavantaj: crește costul.

Comandă
deplasare Controler
poziție Controler
viteză
Encoder
Tahogenerator Servomotor
Cuplaj
Șurub Piuliță piesă Scula
Masa mașinii-
unelte

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

84În fig. 12, este prezentat ă structura unei asemenea bucle închise:

Fig. 12. Structura unei bucle închise

Soluțiile utilizate în domeniul electroeroziuniii se refer ă la precizia geometric ă.
Tendința existent ă la ora actual ă este de utilizare a materialelor ceramice care nu
suferă deforma ții termice datorit ă coeficientului de dilatare extrem de mic, care este
jumătate din valoarea corespunz ătoare fierului. În plus, aceste materiale sunt și
izolatori electrici, ceea ce reduce num ărul pieselor de izolar e necesare procesului
EDM. Piesele realizate din materiale cerami ce sunt mesele de lucru, elemente ale
capului de lucru. Unele ma șini prezint ă un batiu din bazalt cu coeficient de dilatare
redus și izolator electric.

Precizia de pozi ționare se realizeaz ă prin
bucle de pozi ționare închise , care includ
ca ultim element, rigla optic ă (fig. 13).
Motorul de CC sau AC f ără perii este
acționat cu ajutorul un ui driver digital
care poate asigura un num ăr de 32.000
de incremen ți pe rotație.
Fig. 13. Sistem de avans al mesei de
lucru la microprelucr ări

Observa ție
: La bucla închis ă, este necesar s ă fie redus ă viteza de deplasare
în cazul în care masa deplasat ă este mare. Dac ă viteza (dinamica este mare) și
masa sunt mari, inerția sistemului este mare și este dificil ca sistemul s ă se opreasc ă
la cota fixat ă. În acest caz, el oscilează în jurul cotei programate (“hunting” ),
devenind instabil. Prin urmare, se impune reducerea vitezei (scade dinamica) pentru
a satisface precizia de pozi ționare. Este cazul ma șinilor grele , fiind oportun ă
utilizarea buclei hibride.

Bucla hibrid ă

Bucla hibrid ă cuprinde dou ă tipuri de bucle: semi-închis ă, la care pozi ția este
detectată de encoder-ul de pe axul motorului și închisă, care include un traductor
liniar. masă de lucru
batiu CNCriglă
optică driver
digitalmotor
Comandă
deplasare Controler
poziție Controler
viteză
Tahogenerator Servomotor Cuplaj
Șurub Piuliță Piesă
Masa masinii-
unelte Scula
Traductor liniar

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

85În bucla semi-închis ă, este posibil ă o dinamic ă ridicată pentru c ă mașina
(sistemul) nu este inclus în bucl ă.
Bucla închis ă crește precizia prin co mpensarea erorii de pozi ție pe care bucla
semi-închis ă nu o poate realiza. După ce encoder-ul indic ă atingera cotei,
aceasta se compenseaz ă cu vitez ă mică pentru a satisface indica ția
traductorului liniar.
Avantaje : precizie ridicat ă, dinamic ă ridicată, stabilitate în func ționare.
Dezavantaj : cost ridicat.
În fig. 14, este prezentat ă structura unei asemenea bucle:

Fig. 14. Structura unei bucle hibride

Structura electronic ă a sistemelor CNC

Structura electronic ă a sistemelor CNC cuprinde urm ătoarele elemente:
1. Unitatea MMI; 2. Unitatea NCK; 3. Unitatea PLC (fig. 15). În sens restrâns, numai
aceste componente alc ătuiesc CNC-ul.

Fig. 15. Structura electronic ă a sistemelor CNC

Comandă
deplasare Controler
poziție Controler
viteză
Tahogenerator Servomotor Cuplaj
Șurub Piuliță Piesă
Masa masinii-
unelte Scula
Traductor liniar Com-
pensare
Encoder

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

86MMI (Man Machine Interface) reprezint ă interfața dintre comanda numeric ă și
utilizator și are urm ătoarele sarcini: execut ă comenzile de operare a ma șinii, afișează
starea ma șinii și oferă funcții de editare a programelor de prelucrare a pieselor și
comunicare.
NCK (Numerical Control Kernel) reprezint ă nucleul (core) CNC-ului și are
următoarele sarcini: interpreteaz ă programele de prelucrare și realizeaz ă
interpolarea, controlul pozi ției și compensarea erorilo r. Astfel, NCK controleaz ă servo
sistemul și asigură prelucrarea piesei .
PLC (Programmable Logic Control) include microprocesoare și memorii,
care efectuez ă operații logice. El controleaz ă secvențele de schimbare a sculei,
turația, schimbarea piesei, proceseaz ă semnalele de intrare/ie șire (in/out) și are rolul
de control al ma șinii cu excep ția servo sistemului.

Interpolarea

Se cunoa ște punctul de început și de sfâr șit și curba (exemplu, dreapt ă sau
arc de cerc) din desenul piesei care leag ă cele dou ă puncte . Sistemul CNC comand ă
deplasarea simultan ă pe două sau mai multe axe trecând prin puncte intermediare,
pentru ca erorile ( ε) să fie minime (fig. 16).

Fig. 16. Exemple de interpolare

Interpolatorul din NCK cite ște secven țele din programul de prelucrare,
calculând pozi ția și viteza pe fiecare ax ă. Transmite datele la controler care
determin ă accelera ția și decelera ția.
Se utilizeaz ă în general intepolatoare liniare și circulare dar și de tip parabol ă
sau spline . În func ție de tipul curbei se genereaz ă impulsuri pentru comanda
motorului . Numărul de impulsuri este func ție de lungimea curbei , iar frecvența
acestora, de viteză.
Eroarea ε este distanța dintre punctul generat de ma ș
ină și curba dorit ă
(programat ă) din desenul piesei, care depinde de precizia de calcul a
interpolatorului și de precizia de pozi ționare a sistemului CNC .

Traiectoria sculei
(linie continu ă)
Curba programat ă
(linie discontinu ă) ε

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

87Aplicație. Studiul unor elemen te componente ale axelor
comandate numeric

Rigla Inductosyn este un traductor liniar de pozi ție utilizat în buclele de control
închise care are rolul de a transmite informa ția privind executarea unei comenzi la
controlerul de pozi ție.

Traductorul prezint ă două componente: rigla fix ă (poziționată pe un organ de
mașină fix – batiu) care are un circuit cu un pas (P) de 0,1 sau 0,2 mm și un cititor
mobil (pozi ționat pe un organ de ma șină mobilă – masa ma șinii) (v. fig. 17). Cititorul
are două circuite pereche care au acela și pas cu circuitul de pe rigla fix ă. Circuitele
de pe cititor au un decalaj ( θ) de un sfert de pas. La deplasarea cititorului în raport cu
rigla fixă, se genereaz ă două semnale de form ă sinus și cosinus (se induc curen ți
alternativi în circuitele ci titorului cu un defazaj de π/2). Dacă s-ar utiliza un singur
circuit al cititorului, acesta poate da informa ții numai asupra num ărului de impulsuri
(incremen ți liniari) cu care se deplaseaz ă masa ma șinii în raport cu batiul. Al doilea
circuit dă informații asupra sensului de deplasare în func ție de dispunerea oscila țiilor
curentului la stânga sau la dreapta în raport cu oscila țiile curentului furnizat de primul
circuit. Deplasarea cu un pas al circuitului produce un ciclu (oscila ție cu durata unei
perioade) de form ă sinus și cosinus. Deplasarea cu un multiplu de pa și produce un
tren de oscila ții (impulsuri).

(a) dispunerea circuitelor; (b) pozi ția relativă a componentelor traductorului

Fig. 17. Structura traductoru lui liniar de tip Inductosyn
(după Waltt Kestler, 2004)
Numărul de incremen ți (impulsuri) parcur și poate fi m ăsurat în raport cu un
anumit punct de start (curent), acesta fiind cazul unui traductor incremental (relativ).
Dacă traductorul determin ă o cotă absolută, indiferent de punctul de start, acesta
este cazul unui traductor (encoder) absolut .
În fig. 18, se prezint ă un traductor liniar de tip I nductosyn din laboratorul de
prelucrări neconven ționale al facult ății IMST, UPB. parte
fixă
parte
mobilă parte
fixă
parte
mobilă

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

88

Fig. 18 Traductor liniar Inductosyn

În fig. 19, este prezentat un sist em de avans electromecanic care r ăspunde
cerințelor de dinamic ă privind axele co mandate numeric.

Componente principale: 1- motor AC f ără perii;
2- cuplaj man șon cu știfturi conice;
3- rulment radial oscilant; 4- șurub cu bile;
5- piuliță dublă;
6- coloan ă canelată;
7- bucșă cu bile;
8- suport buc șă;
9- suport cap EDM; 10- ghidaj.
Fig. 19. Sistem de avans elect romecanic modularizat (axa Z)

În fig. 20, se prezint ă un șurub cu role din laboratorul de prelucr ări
neconven ționale al facult ății IMST, UPB.

Fig. 20. Șurub cu role rigla fixă –
circuit fix

cursor –
doua circuite
mobile

șurub piuliță
rolă

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

89În fig. 21, se prezint ă un sistem de avans electromecanic (axa Z), adecvat
prelucrărilor cu intersti țiu micrometric, din la boratorul de prelucr ări neconven ționale al
facultății IMST, UPB.

Fig. 21. Sistem de avans electromecanic modularizat pentru electroeroziune

Tema nr.1: Să se reprezinte grafic modul în ca re este plasat traductorul liniar
Inductosyn în cadrul unei axe comandate numeric. Tema nr.2: Să se deseneze sistemul de avans montat pe ma șina ELER 01 din
laboratorul de electroeroziune cu indicarea componentelor și explicarea rolului
funcțional al acestora.

MPP

Cuplaj elastic
Piuliță Șurub cu
role
Sistem de
preluarea
rotației

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

90Lucrarea 3.
Limbaje de programare utiliz ate la fabricarea asistat ă de calculator.
Limbajul ISO.
Aplicație la programarea ma șinii de electroeroziune cu fir
ELEROFIL 10 CNC.

Obiectivele lucr ării constau în a în țelege:
● Diversitatea limbajelor de program are pentru fabricarea asistat ă de
calculator.
● Structura limbajului ISO.
● Modul de utilizare a instruc țiunilor folosite în limbajul ISO.

Limbaje de programare pentru CNC

Limbajul G code și limbajul ISO

Cel mai popular limbaj de programare CNC este a șa-numitul G Code sau
G&M code . El este impropriu numit G code pentru c ă nu cuprinde numai comenzi
(adrese) care încep cu litera G ci cu toate literele alfabetu lui. Standardul de editare a
programelor de prelucrare bazat pe ac este adrese este ISO 6983, de unde și
denumirea de limbaj ISO . Fiecare fabricant CNC și-a creat propriul cod G&M în care
au fost ad ăugate func ții specifice față de acelea din standardul ISO 6983. De aceea,
codul G&M depinde de fiecare sistem CNC.
Atunci când se scrie manual un program de prelucrare este absolut necesar ă
consultarea manualului de programare specific fiec ărui sistem CNC. În regim
CAM (FAC), codul G, respectiv programul de prelucrare este generat automat .

Limbaje de firm ă

Unii fabrican ți de ma șini CNC au introdus propri ile limbaje de programare
încercând, s ă faciliteze programarea, setarea ma șinii și modificările în program.
Exemple : Firma Mazak, limbajul Mazatrol și Hurco.

Programarea parametric ă

Tendința mai recent ă o constituie programarea parametric ă sau macro
programarea (macro programming). Programatorul poate apela la comenzi de tip
if/then/else, bucle, subprograme, opera ții aritmetice, operarea cu variabile ceea ce
sporește posibilit ățile de programare. As tfel, se pot scrie programe pentru
prelucrarea unor familii de piese , se reduce timpul de preg ătire a fabrica ției și
timpul de r ăspuns la cerin țele clienților.

Definiții referitoare la pozi ția sistemului de coordonate

În raport cu pozi ția sistemului de coor donate, se pot adopta urm ătoarele
moduri de programare a tr aiectoriei sculei:
◙ Programare în coordonate absolute – toate deplas ările sculei se
raporteaz ă la originea piesei. În acest caz, se utilizeaz ă comanda G90.

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

91◙ Programare în coordonate relative (incremental ă) – următoarea deplasare
a sculei se raporteaz ă la poziția anterioar ă a acesteia. În acest caz, se utilizeaz ă
comanda G91.

Poziția sistemului de coordonate este dat ă de următoarele puncte de referin ță:
● Originea ma șinii (Home Position) reprezint ă referința internă a mașinii
folosită pentru a ini țializa sistemul CNC (fig. 1).
● Zero mobil reprezint ă capacitatea de a seta originea ma șinii într-un punct în
funcție de dispunerea elementelor geometrice ale piesei – originea piesei (fig. 1).

Fig. 1. Pozi țiile originii ma șinii și originii piesei

Schimbarea originii sistemului de coordonate de lucru (Offset) se bazeaz ă pe
capacitatea de a schimba orig inea sistemului de coordonate într-un punct al unei
anumite piese (fig. 2). Se utilizeaz ă comenzile G54 …G59 .

Fig. 2. Schimbarea originii sistemului de coordonate
Originea ma șinii
(punctul de nul)
Originea piesei
Originea sistemului de
coordonate absolut
Originea sistemului de
coordonate al ma șinii
Originea sistemului de
coordonate al piesei
Originea sistemului de coordonate local
(Programare incremental ă – G91) Sistemul 1 de
coordonate al piesei
Sistemul 1 local
de coordonate
Sistemul 2 de
coordonate al piesei
Sistemul 2 local
de coordonate

Sistemul 6 de
coordonate al piesei
Sistemul 6 local
de coordonate

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

92Definiții referitoare la compen sarea traiectotoriei sculei

Compensarea traiectoriei sculei – Capacitatea de a regla traiectoria sculei
cu o anumit ă valoare (în controler). Modul în care poate realiza compensarea
treiectorieu sculei este reprezentat ă în fig. 3. Ajustarea poate fi necesar ă datorită :
• uzurii sculei;
• modificării intersti țiului la WEDM sau schimb ării diametrului firului;
• prelucrării unei familii de piese (forme similare dispuse echidistant) etc.
Se utilizeaz ă adresele:
► G40 (deplasare f ără compensare),
► G41 (compensare la stânga în raport cu traiectoria sculei),
► G42 (compensare la dreapta).
G41 și G42 se asociaz ă cu D urmată de o valoare , care specific ă offset-ul
(compensarea).

Fig. 3. Moduri de compensare a traiectoriei sculei

În fig. 4, se prezint ă modul în care se realizeaz ă compensarea traiectoriei
sculei la plecarea unei piese cu profil p ătrat:

Fig. 4. Exemplu de compensare a traiectoriei sculei

Sensul de deplasare
(chaining) Stânga

Dreapta

Fără
compensare Traiectoria
centrului sculei la
deplasarea f ără
compensare

– Distanța de
compensare a
traiectorie sculei
– Traiectoria centrul sculei

Centrul sculei
Scula

Profilul piesei

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

93Comenzi uzuale G Code

În continuare, se prezint ă câteva comenzi uzuale în G code:
G00 – Poziționarea rapid ă pe direc țiile (X, Y, Z, A, B, C).
G01 – Interpolare liniar ă.
Observa ție: în unele cazuri este necesar ă valoarea avansului (F).
G02 – Interpolare circular ă în sens orar – Clock Wise (CW)
Observa ție: este necesar ă raza R sau coordonatele centrului cercului I, J și K.
G03 – Interpolare circular ă în sens antiorar – Counter Clock Wise (CCW).
Comenzi suplimentare necesar e la utilizarea interpol ării circulare sunt
prezentate în tabelul 1:

Tabelul 1. Comenzi suplimentare pentru interpolare circular ă

Nr.
crt. Informație Comand ă Descriere
G17 Specificarea arcului în
planul XY
G18 Specificarea arcului în
planul ZX 1 Plan
G19 Specificarea arcului în
planul YZ
G02 Arc în sens orar (CW) 2 Sensul de rota ție G03 Arc în sens antiorar (CCW)
G90 Două coordonate
pe axele X, Y, Z Poziția finală în sistemul de
coordonate al piesei 3 Pozi ția finală
G91 Două coordonate
pe axele X, Y, Z Distanța de la punctul de
sfârșit la cel de început
Distanța dintre punctul de
început și centrul arcului Două coordonate
pe axele I, J, K Distanța dintre punctul de
început la centrul arcului
(cu semnul aferent) 4
Raza arcului R Valoarea razei arcului
5 Avansul la deplasarea pe
arcul de cerc F Valoarea avansului la
parcurgerea arcului
În fig. 5, este prezentat ă semnifica ția notațiilor folosite pentru coordonatele
centrului arcului de cerc:

Fig. 5. Semnifica ția notațiilor pentru centrul arcului de cerc

Sfârșit
Început
Centru
Început Sfârșit Sfârșit
Început
Centru
Centru

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

94Alte comenzi uzuale G Code

Alte comezi uzuale sunt prezentate în continuare:
• G20 – Cote în Inch.
• G21 – Cote în sistem Metric.
• Cicluri fixe (Canned Cycles) – Un șir de variabile pr edefinite (subprogram)
care realizeaz ă o succesiune de comenzi . Această metodă de programare
simplifică introducerea datelor și reduce mărimea programelor.
– Exemple: G81 Prelucrare găuri ovale, G83 Prelucrare fante .
• G80 Anulare ciclu fix (Cancel Canned Cycle).

Utilizarea ciclurilor fixe este exemplificat ă cu ajutorul fig. 6:

Fig. 6. Structura de tip program-subprogram

Comenzi uzuale M Code

În continuare, se prezint ă o serie de comenzi uzuale de tip M:
• M00 / M01 Oprirea programului (Program Stop) / Oprirea programului
opțională (Optional Program Stop).
• M02 / M30 – Sfârșitul programului (E nd of Program) / Sfâr șitul programului cu
derulare (EOP Rewind).
• M03 – Rotirea arborelui în sens orar (Spindle On CW).
• M04 – Rotirea arborelui în sens antiorar (Spindle On CCW).
• M05 – Oprirea arborel ui (Spindle Stop).
• M06
– Schimbarea sculei (Tool Change).
• M08 /09 – Pornirea lichidului de r ăcire (Coolant On) / Oprirea lichidului de
răcire (Coolant Off).

Apelare subprogram Program principal Subprogram
Revenire în programul principal
Bloc 1
Bloc 2
Bloc n
Bloc n+1 Bloc 1
Bloc 2

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

95Alte adrese uzuale

Se prezint ă în continuare câteva adrese uzual e utilizate frecvent la scrierea
programelor CNC:
• S – valoarea turației – Spindle speed.
• F – Valoarea avansului (Feed rate input).
• N – Numărul blocului din program (Program Line Number Reference).
• O – Linia din program (Program Line).

În tabelul 2, sunt prezentate adrese tipice și funcțiile asociate:

Tabelul 2. Adrese tipice și funcții asociate

Funcție Adres ă Semnifica ție/exemplu Unit ăți de măsură
Număr program P Identific area programului /
ex. P123456
Număr bloc N Num ărul secven ței NC
N100
Funcție preparatorie G Comanda modului de
deplasare / G01
Coordonate
(comand ă pentru
axe de transla ție) X, Y, Z /
U, V, W Axă / direcție /
X100, W 20 mm, inch
Coordonate
(comand ă pentru
axe de rota ție) A, B, C Ax ă /
A30 grade
Viteza de avans pe minut /
F200 mm/min,
inch/min, grade/min
Viteză de avans
(feed rate) F Viteza de avans pe rota ție /
F1 mm/rot,
inch/ rot, grade/ rot
Turația arborelui
(spindle speed) S Număr de rotații pe minut rot/min
Sculă T Numărul sculei /
T12
Funcție auxiliar ă M Funcție pentru comanda
mașinii / M06
Număr de
compensare (offset number) H, D Numărul registrului de
compensare / H10
Număr de repet ări
ale subprogramului L Număr de itera ții /
L5
Raza cercului sau
arcului R Raza cercului/arcului,
raza de racordare / R3 mm, inch
Teșitură C Cota te șiturii / C1 mm, inch
Poziția centrului
cercului I, J, K Coordonatele centrului
cercului mm, inch

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

96În sinteză, în fig. 7, se prezint ă structura programului CNC:

Fig. 7. Structur a programului CNC

Aplicație la programarea ma șinii de electroeroziune cu fir
ELEROFIL 10 CNC

Mașinile de electroeroziune cu fir (Wir e Electrodischarge Machining – WEDM),
categorie din care face parte ma șina ELEROFIL 10 CNC din laboratorul NSN,
realizeaz ă prelucrarea prin t ăiere cu ajutorul unui electr od filiform care se deplaseaz ă
în raport cu piesa de prelucrat dup ă două axe X, Y comandate numeric, aflate în plan
orizontal. Desc ărcărcările se produc între suprafa ța exterioar ă a firului și suprafa ța
decupată.
În continuare, se prezint ă informații particularizate pentru scrierea programelor
CNC pentru ma șina ELEROFIL 10 CNC .
Pentru alc ătuirea programelor de comand ă numeric ă se utilizeaz ă adrese sau
funcții urmate de un num ăr de cifre, care formeaz ă cuvinte.
Adresele sunt împ ărțite în trei grupe distincte:
a) adrese geometrice; b) adrese tehnologice;
c) adrese preparatorii și auxiliare.
Adresele geometrice precizeaz ă axele de coordonate și valoarea
coordonatelor (cotelor) respective.
Codurile atribuite axelor sunt urm ătoarele:
X, axa primar ă orizontal ă;
Y, axa primar ă
orizontal ă;
Z, axa primar ă verticală;
Număr program
Sfârșit de bloc
Cuvânt
Adresă Bloc
Număr
Numărul blocului
Deplasare în punctul de nul
Comentariu

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

97
U, axa secundar ă paralelă cu axa X;
V, axa secundar ă paralelă cu axa Y;
W, axa secundar ă paralelă cu axa Z;
P, axa terțiară paralelă cu axa X;
Q, axa terțiară paralelă cu axa Y;
R, axa terțiară paralelă cu axa Z.
Se programeaz ă coordonata centrului sculei . În cazul ELEROFIL 10 CNC,
fiecare adres ă este înso țită de un num ăr de 6 cifre, reprezentând coordonata în μm,
precum și semnul ei. Nu se marcheaz ă virgula dintre partea zecimal ă și partea
întreagă. Cifrele care lipsesc se noteaz ă cu 0.
Exemplu : coordonata X = + 22,235 mm se scrie în programul de prelucrare
X+ 022235 mm.
Pentru programarea centrelor arcelor de cerc , se folosesc adresele:
I, coordonata X a centrului unui arc de cerc ;
J, coordonata Y a centrului unui arc de cerc ;
K, coordonata Z a centrului unui arc de cerc ;
Adresele tehnologice cele mai importante sunt:
F, viteza de avans (feed); S, turația arborelui principal (speed);
T, scula (tool). În cazul de fa ță, scula este electrodul filiform, care r ămâne neschimbat ă la
prelucrarea unei piese. De aceea, s-a at ribuit (alocat) cuvântul T01, pentru
regimul
de degro șare și T02, pentru regimul de finisare, care se introduc în programul de
prelucrare. Avansul nu se programeaz ă fiind dat de generatorul EDM ( gap controler )
prin comenzile de avans și retragere ob ținute în urma analizei condi țiilor din
interstițiul de prelucrare. De asemenea, turația nu se programeaz ă, scula neavând
mișcare de rota ție.
Adresele preparatorii (G) și auxiliare (M) sunt înso țite de un num ăr de două
cifre ce permit executarea unor comenzi foarte diferite, necesare prelucr ării. Nu toate
adresele sunt necesare unei ma șini-unelte, existând multe adrese de rezerv ă care
pot fi alocate dup ă necesități.
Exemple de adrese (cuvinte) preparatorii :
G00, pozi ționare punct cu punct;
G01, interpolare liniar ă (dacă mișcarea nu se face paralel cu una din axele de
coordonate este nevoie de o interpolare, adic ă de deplasarea coordonat ă pe mai
multe axe simultan);
G02, interpolare circular ă CLW;
G03, interpolare circular ă CCLW;
G40, execu ție fără corecție de traiectorie;
G41, deplasare cu corec ție de traiectorie la stânga fa ță de sensul de
deplasare;
G42, deplasare cu corec ție de traiectorie la dreapta fa ță de sensul de
deplasare;
G90, programare în coordonate absolute;
G91, programare în coordonate relative .
Alte adrese: G06, interpolare parabolic ă;
G33, filetare cu pas constant; G34, filetare cu pas cresc ător;

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

98G35, filetare cu pas descresc ător.
Exemple de adrese auxiliare :
M00, oprirea programului (repunerea ma șinii în func țiune implic ă interven ția
operatorului uman);
M02, sfâr șitul programului ;
M10, strângere; M11, desfacere;
M21, pozi ționare fără tensiune în fir;
M22, pozi ționare fără fir.

Alte adrese :
N indică numărul blocului (urmat de o adres ă).
Exemplu: N001 … N001… N003…
EXEMPLE:

Programarea prelucr ării liniare în coordonate relative .
Prelucrarea pe o dreapt ă, din punctul curent în punctul de coordonate
relative X=+20,255 Y=+15,323 în regim de finisare (fig. 8) se scrie:
N001 G01 X+020255 Y+015323 G40 T02 G91 (G40, T02, G91 se scriu o
singură dată în program la prima interpolare)

Programarea prelucr ării pe un arc de cerc CCLW . Tăierea în regim de
degroșare pe un arc de cerc CCLW din punctul curent în punctul de coordonate
relative X=+20,255, Y=+15,323 cu centrul arcului de cerc de coordonate relative
I=+10,255 J=+30,323 (fig. 8) se scrie:
N001 G03 X+020255 Y+015323 I+010255 J+030323 G40 T01 G91

Fig. 8. Exemple de programarea deplas ării pe o dreapt ă și un arc de cerc

Originea ma șinii
(punctul de nul) Punct curentX, Y I, JY
X

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

99Aplicație: Programul CNC de contur are pentru piesa din fig. 9, care are un
profil interior care se decupeaz ă dintr-o plac ă cu grosimea de 40 mm, în dou ă
variante: programare în coordonate relative și absolute.
Date: Material C120, duritate 60…62 HRC;
Toleranțele cotelor conturului decupat: ±5 μm;
Diametrul firului : ds=0,3 mm;
Interstițiul de prelucrare: sL=0,015 mm.
Toleranțele cotelor de gabarit ale piesei: ±10 μm.

Fig. 9. Profil de decupat prin WEDM pe ma șina ELEROFIL 10 CNC

Fig. 10. Începutul prelucr ării (detaliu)
Programare:
%
N001 G01 X+(20+a+R5+a+ Rs) Y+(20+a+ Rs +1) M22 (se folosesc variabilele)
N002 G01 X+000000 Y-(1- Rs – sL) G40 T02 G91
N003 G01 X+(30+a-R5- a) Y+000000
N004 G03………………………………………….
(x2, y2) 20+a20+a 30+a 35+3a
35+2a
gros 40 R5+a R5+a
R5+a R5+aR10+a
R15+a75+5a
R0,165
20+a 20+a

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

100Lucrarea 4. Programarea asistat ă a sistemelor CNC.
Introducere în Mastercam Aplicație la crearea și analizarea geometriei.

Obiectivele lucrării sunt:
● Introducere în MastercamX4;
● Crearea și analizarea geometriei.

Introducere în Mastercam X4

Prima versiune Mastercam creat ă în 1983 în Massachusetts reprezint ă unul
dintre cele mai vechi pachete software pentru PC cu ambele componente: computer-
aided design  / computer-aided manufacturing (CAD/CAM). Mastercam ofer ă soluții
pentru proiectan ți și programatori NC într- un spectru larg de aplica ții, incluzând
frezarea, strunjirea, prelucrarea suprafe țelor sculpturale, electroeroziunea cu fir
(WEDM), t ăierea cu plasm ă (PM), prelucrarea cu fasci cul laser (LBM). Având în
vedere gradul superior de utilizare al WEDM , pe aceasta, se va pune accentul în
continuare.
În fig. 1, se prezint ă spațiul de lucru al versiunii Mastercam X4:

Fig. 1. Spa țiul de lucru al versiunii Mastercam X4
Bara de
titlu Bara de
meniu Bara panglic ă
autocursor Bara panglic ă de
selecție generală Bara panglic ă
de funcții Prompter
interactiv Fereastră
grafică Bara de
scule
Bara vertical ă a celor mai recent
utilizate func ții Spațiul de
asistare Traiectoria sculei, solide, art manager
(panoul managerului opera țional)
Bare de stare

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

101Bara de stare Mastercam – Status bar

În fig. 2, se prezint ă bara de stare Mastercam:

Fig. 2. Bara de stare Mastercam

Funcțiile sale se folosesc pentru modificarea set ărilor de culoare, atribute,
niveluri și grupuri, pentru stabili rea tipului de vedere și orientarea entit ăților în
fereastra de grafic ă.

Managerul opera țional (Operations Manager)

În fig. 3, este prez entat panoul managerului opera țional (Operations manager)
unde sunt furnizate urm ătoarele informa ții:
► Traiectoriile sculei – Toolpaths : toate informa țiile necesare pentru a crea o
anumită traiectorie a sculei;
► Solide – Solids : Listează toate solidele din fi șierul curent;
► Art: Afișeaza cronologic un arbore al suprafe țelor de tip Art utilizate și
starea lor curent ă.

Fig. 3. Panoul managerului opera țional

Pentru mutarea ferestrei ( panoului), se poate proceda prin click and drag cu
ajutorul mouse-ului , conform fig. 4:

Fig. 4. Mutarea panoului

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

102Ferestre (cutii) de dialog – Dialog box

Acestea apar atunci c ând trebuie introduse ni ște informa ții pentru a finaliza
utilizarea unei anumite func ții. Dialog box conține butoane pentru ok și delete după
cum este reprezentat în fig. 5:

Exemplu de ferestre de dilog – Dialog box

În fig. 6, este prezentat un exemplu de fereastr ă de dialog:

Fig. 6. Exemplu de fereastr ă de dialog

Bara de instrumente (unelte) – Tool bar
Bara este alc ătuită din icoane cu săgeți de tip drop-down care afișează o listă
de submeniuri care pot fi utiliz ate. Bara poate fi particularizat ă după utilizator
(Settings/Customize).

Alegeți pentru a salva parametrii, închide fereastra de dialog și
a ieși din fereastra aferent ă funcției
Alegeți
pentru a ie și din fereastra de dialog f ără salvare
Fig. 5. Utilizarea butoanelor ok și delete în ferestrele de dialog
Afișează toate paginile
de propriet ăți disponibile
Se schimb ă la fiecare modificare
în Tree View area
Sintetizeaz ă toate informa țiile privind traiectoria sculei setate
în diferite pagini de propriet ăți

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

103În fig. 7, este prezentat un exemplu de bar ă de instrumente pentru crearea
geometriei (sketcher).

Fig. 7. Bar ă de instrumente pentru crearea geometriei
Bara de tip panglic ă – Ribbon bar

Bara de tip panglic ă funcționează ca o fereastr ă de dialog, dar are aspect de
bară de unelte (fig. 8). Ea se deschide la activarea func țiilor Mastercam. Se folose ște
la crearea și modificarea geometriei.

Fig. 8. Bara de tip panglic ă (Ribbon bar) activat ă

Ribbon Bar neactivat ă (goală) este afi șată în spațiul de lucru Mastercam, chiar
deasupra ferestrei de grafic ă, în poziția ei inițială (default) – fig. 9. Ea poate fi mutat ă
prin drag & drop.

Fig. 9. Bara de tip panglic ă (Ribbon bar) neactivat ă

Dacă rezoluția e prea mic ă, bara panglic ă are aspectul din fig. 10. Pentru a
afișa alte opțiuni ale Ribbon bar, se dă click pe săgeata dubl ă
.

Fig. 10. Bara de tip panglic ă (Ribbon bar) la rezolu ție mică

Navigarea în bara de tip panglic ă (Ribbon bar)

Există trei moduri de deplasare în ribbon bar:
► Se utilizeaz ă mouse-ul pentru a plasa cursor ul în câmpurile specifice ale
barei de tip panglic ă, după care se introduc valorile necesare;
► Se utilizeaz ă tasta [ Tab] pentru a deplasa cursorul de la un câmp la altul
din ribbon bar, ceea ce permite intr oducerea valorilor în câmpuri;
► Se utilizeaz ă tastele de shortcut pentru a activa câmpurile asociate cu
acele taste, iar apoi se introduc valorile corespunz ătoare.
Exemplu : se tasteaz ă [T] pentru a activa câmpul tangent ă.

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

104Blocarea și deblocarea câmpurilor în ribbon bar

Există trei stări ale câmpurilor dup ă cum se prezint ă în continuare.
● Deblocat — Starea normal ă (default) a unui câmp a al ribbon bar sau dialog
box este deblocat ă. Aceasta arat ă o valoare care reprezint ă poziția cursorului în
fereastra de grafic ă cum se observ ă în fig. 11.

Fig. 11. Starea deblocat ă a unui câmp în ribbon bar

● Blocat soft — În acest caz, data este doar înghe țată până la crearea
următoarei entit ăți. După aceea, câmpul se reîntoarce la starea deblocat ă (default).
Pentru blocarea soft a unui câmp, se introduce o valoare în acel câmp . Butonul de
lângă acest câmp arat ă ca fiind ap ăsat în aceast ă stare (fig. 12).

Fig. 12. Starea blocat soft a unui câmp în ribbon bar

● Blocat hard — În acest caz, data este înghe țată până când se deblocheaz ă
manual câmpul. Se apeleaz ă la blocare hard atunci când se folose ște aceea și
valoare repetat – se multiplic ă entitățile. Pentru blocare hard , se introduce valoarea și
se dă click pe butonul din stânga câmpului sau se ține apăsat tasta [ Shift ]. Butonul
rămâne selectat și câmpul este colorat în ro șu, indicând c ă valoarea este blocat ă (fig.
13). Pentru deblocare, se d ă click pe butonul al ăturat câmpului.

Fig. 13. Starea blocat hard a unui câmp în ribbon bar

Modul înv ățare

Modul înv ățare ajută la utilizarea func țiilor pentru crearea geometriei. Pentru a
trece pe (ie și de pe) modul înv ățare ( Learning mode ), se apeleaz ă următoarea
succesiune din meniul principal: Settings , Configuration . În fereastra Configuration,
se alege pagina de propriet ăți Screen și se selecteaz ă (deselecteaz ă) opțiunea Use
Learning Mode prompts .
Modul înv ățare (Learning Mode ) apare atunci când se plaseaz ă cursorul pe
orice ribbon bar , buton sau câmp, dup ă cum este prezentat în fig. 14:

Fig. 14. Afi șarea parametrilor în modul înv ățare

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

105Calculatorul Mastercam

Una dintre facilit ățile Mastercam este aceea c ă se pot introduce formule direct
în câmpurile care accept ă valori. De exemplu , se introduce 9/32 într-un câmp și
Mastercam afi șează valoarea 0.28125 .
Cu ajutorul Mastercam’s Calculator este posibil s ă:
► se foloseasc ă operatori aritmetici;
► fie folosite parenteze pentru expresii mai complicate;
► se introduc ă formule cu nota ții algebrice;
► se specifice unit ăți de măsură (grade, radiani etc.);
► se apeleze func ții matematice.
De asemenea, se pot introduce unit ăți de măsură în câmpurile care accept ă
valori (indiferent de sistemul de unit ăți de măsură activ, inch sau milimetri).
Calculatorul converte ște valoarea introdus ă în unitățile de măsură curente.

Meniuri dreapta-mouse (Right–Click Menus)

Mastercam pune la dispozi ție meniuri accesibile prin ap ăsarea butonului
dreapta-mouse .
În fig. 15, sunt prezentate meniuri afi șate cu butonul dreapta-mouse :

Fig. 15. Exemple de meniuri dreapta-mouse

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

106Meniurile Right–click sunt asociate cu multe func ții Mastercam .
Aceste meniuri nu trebuie evi dent memorate, ci se verific ă dacă ele exist ă cu
dreapta-click . De asemenea, atunci când se baleiaz ă un autocursor care are meniuri
de acest tip, apare semnul din fig. 16:

Fig. 16. Semnul pentru existen ța meniurilor dreapta-mouse

Crearea și analizarea geometriei

Pentru crearea geometriei, se utilizeaz ă bara de scule Sketcher din fig. 17,
care posed ă instrumente de desenare:

Fig. 17. Bara de scule Sketcher

Există mai multe moduri de lucru la utilizarea barei de scule Sketcher după
cum este specificat în continuare:
► Se selectez ă o funcție din Sketcher function din lista drop-down și apoi cu
ajutorul mouse-ului se creeaz ă entitatea în fe reastra de grafic ă.
► Pentru multe func ții, se pot folosi ribbon bar sau dialog box pentru a defini
sau edita entit ățile live.
► Se poate folosi tastatura, respectiv shortcut keys pentru avea acces la
opțiunile din ribbon bar .
Introducerea coordonatelor de pozi ție folosind bara AutoCursor se poate face
în mai multe moduri dup ă cum se sugereaz ă în fig. 18:

Fig. 18. Introducerea coordonatelor de pozi ție folosind bara AutoCursor

Puncte Linii Arce
Forme
geometrice
Tesituri/
racordări
Spline
Primitive
Cordonatele curente ale
cursorului Modul Fastpoint
Setări autocursor
Suprapuneri autocursor

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

107Se prezint ă în continuare mai în detaliu, ma i multe moduri de lucru folosind
aceste instrumente pentru crearea geometriei:
► Se introduc valorile X, Y și Z prin plasarea cursorului în fiecare câmp și
tastarea valorii.
► Se apas ă tasta [Enter] sau [Tab] pentru a aplica valoarea și a se deplasa la
câmpul urm ător (de la stânga la dreapta).
Se apas ă [X], [Y] sau [ Z] pentru a deschide un câmp și apoi se tasteaz ă
valoarea.
Se pot introduce formule (+), (-), (*), (/) și paranteze.
Se pot introduce valori în alte unit ăți de masur ă (exemplu, 3in). Mastercam le
converte ște în unit ățile de măsură curente.

Introducerea coordonatelor în modul FastPoint
În modul FastPoint : Se tasteaz ă valorile separate de virgul ă, de exemplu,
2,2,5 , apoi [ Enter ] pentru aplicarea valorii sau [ Esc] pentru anulare (fig. 19).

Fig. 19. Introducerea coordonatelor de pozi ție folosind modul Fastpoint

Selectarea entit ăților

La crearea geometriei piesei de prelucrat, este necesar ă selectarea entit ăților
care urmeaz ă să reprezinte elemente constitutive din traiectoria sculei. Se pot
selecta entit ățile din fereastra de grafic ă prin :
► Click cu butonul stânga al mous e-ului pe entitatea respectiv ă;
► Cu ajutorul op țiunilor din bara panglic ă de selec ție general ă (fig. 20).

Fig. 20. Selectarea entit ăților cu ajutorul barei de selec ție general ă

Câmpul de introducere date în modul FastPoint Butonul Fastpoint
Mascare
Selecția entității
Lista metodelor
de selecție Selectarea ultimei
entități (entităților)
Verificarea selec ției
Anularea selec ției curente
Acceptarea selec ției curente

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

108 În fig. 21, sunt de scrise metodele de selec ție:

Fig. 20. Selectarea entit ăților cu ajutorul barei de selec ție general ă

Entități de tip Phantom, Live și Fixed

Atunci când se creeaz ă entități (forme) dinamic cu ajutorul mouse-ului,
entitațile sunt reprezentate cu linie alb ă discontinu ă. Ele se g ăsesc în starea
phantom (fig. 21).

Fig. 21. Reprezentarea grafic ă a entităților la crearea geometriei

Atunci când se alege pozi ția finală a entitații, ea devine live. În acest caz, se
pot edita propriet ățile sale folosind op țiunile din ribbon bar sau dialog box, se pot
îndepărta din fereastra de grafic ă sau se pot “fixa”.
Chain : selecteaz ă / înlățuiește entitățile care sunt conectate cu alte entit ăți.
Spre exemplu, atunci când se d ă click pe latura unui dreptunghi, se selecteaz ă
toate cele patru laturi.
Window : selecteaz ă entitățile prin desenarea unei ferestre în jurul lor.
Polygon : selecteaz ă entitățile prin desenarea unui poligon în jurul lor. Pentru
finalizarea desenului de poligon se d ă dublu-click.
Single : selecteaz ă entitățile singulare prin click-are cu mouse-ul.
Area : selecteaz ă forme multiple aflate în proximitatea unui punct printr-un
singur click-are cu mouse-ul.
Vector : selecteaz ă entități multiple desenând un vector care le intersecteaz ă.

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

109Entitățile devin fixate (fixed ) atunci când au fost a cceptate. De exemplu,
atunci când se tasteaz ă Enter sau se d ă click butonul OK sau Apply (+) pentru a
închide o anumit ă funcție.

Lucrul cu entit ăți Live

În continuare, se prezint ă un exemplu referitor la crearea unei linii și editarea
ei in stare live. Pentru aceasta este necesar ă parcurgerea urm ătoarelor etape:

1. Se alege Create, Line, Endpoint din bara de menu (partea superioar ă) a
ecranului.
Se afișeaza meniul Line în ribbon bar (fig. 22).

Fig. 22. Meniul line din bara de tip panglic ă

2. Pentru a crea punctele de cap ăt – endpoints ale noii entit ăți linie, se d ă
click pe dou ă poziții, oriunde în fereastra de grafic ă. Linia apare în culoarea
corespunz ătoare stării live.
3. Se dă Click pe butonul Edit Endpoint 1 .
4. Se mută cursorul pe o pozi ție nouă pentru primul endpoint și se dă click
din nou.
5. Se dă Click pe butonul Edit Endpoint 2 .
6. Se mută cursorul pe o pozi ție nouă și se dă click din nou.
7. Se pot repeta pa șii 3–6 pân
ă cand se ob țin cele două puncte de cap ăt –
endpoints în pozițiile dorite.
8. Pentru a schimba lungimea liniei:
a) Se tasteaz ă [L] sau se d ă click pe butonul Length (lungimea liniei).
b) Se introduce valoarea pentru noua lungime și se apas ă [Enter ].
9. Pentru a schimba unghiul:
a) Se tasteaz ă [A] sau se d ă click pe butonul Angle (unghiul liniei).
b) Se introduce valoarea pentru noul unghi și se apas ă [Enter ].
10. Se utilizeaz ă una dintre cele dou ă metode pentru a fixa entitatea :
► Pentru a r ămâne în meniul func ției și a crea în continuare linii, se d ă click
pe o pozi ție în fereastra de grafic ă ca prim endpoint al unei noi linii sau se d ă click
pe Apply în ribbon bar.
► Pentru a ie și din meniul func ție, se pas ă [Esc], se dă click pe butonul OK
sau se alege o nou ă funcție.

Folosirea barei de pozi ție relativ ă (Relative Position bar) în modul Live

Atunci când se creeaz ă o nouă entitate cu Sketcher function, se poate
poziționa un punct nou relati v la o entitate existent ă. Pentru aceasta se tasteaz ă
[Shift +Click ] atunci când se alege noua pozi ție, sau Relative din lista AutoCursor
override. Func ția curent ă ribbon bar sau dialog box dispare și este afi șată bara de
poziție relativă – Relative Position ribbon bar (fig. 23).

Editarea
punctelor
finale

Multi-linie
Lungimea
liniei
Unghiul
liniei

Vertical
Orizontal
Tangent

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

110

Fig. 23. Bara de pozi ție relativ ă în modul Live

Atunci când se tasteaz ă [Enter ] pentru a aplica valo rile specifice, Relative
Position ribbon bar se închide. Se folose ște pentru a selecta puncte suplimentare
sau pentru a modifica entit ățile live.

Analizarea entit ăților

Pentru aceasta, se utilizeaz ă funcțiile din meniul analiz ă (Analyze ) pentru a
regăsi datele analitice ale elementelor care apar în fereastra de grafic ă. Semnifica ția
butoanelor din meniul analiz ă este aceea prezentat ă în fig. 24.

Fig. 24. Semnifica ția butoanelor din meniul analiz ă

Delta
Distanța și unghiul
Lungimea pe entitatea
selectată
Selecție
Analyze Entity Properties: Se afișează proprietățile, inclusiv ale solidelor și se
editează unele sau toate datele în func ție de tipul entit ății.

Analyze Position: Se afișează coordonatele X, Y, Z ale punctului selectat.

Analyze Distance: Se analizeaz ă distanța dintre dou ă entități selectate sau
poziții prin crearea uneia sau mai multor linii virtuale.

Submeniul Arie / Volum

Analyze Chain: Analizeaz ă lanțurile selectate pentru a g ăsi una sau mai multe
probleme latente, care în caz contrar, ar putea r ămâne neidentificate.

Analyze Contour: Genereaz ă un raport de tip text care con ține propriet ățile
tuturor entit ăților dintr-una sau mai multe curbe înl ănțuite.

Analyze Angle: Analizeaz ă unghiul dintre dou ă linii sau trei puncte selectate în
fereastra de grafic ă.

Analyze Dynamic: Afișarea informa țiilor privind orice pozi ție selectat ă de pe
conturul unei entit ăți.

Analyze 2D Area: Analizeaz ă o arie definit ă de marginile curbilinii selectate.

Analyze Surface Area: Genereaz ă informații privind aria total ă a suprafe țelor
selectate și fețelor solidelor.

Analyze Solid Properties: Analizeaz ă datele privind volumul solidului și masa
acestuia relativ la o densitate definit ă, centrul de greutate și momentul de iner ție
relativ la o ax ă selectată.

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

111Aplicație la crearea și analizarea geometriei

Se aplică instrumentele de dese nare din pachetul CAD, prezentate anterior
pentru a crea geometria piesei reprezentate în fig. 25.

Fig. 25. Aplica ție la crearea geometriei unei piese
și analiza elementelor sale constitutive

Se analizeaz ă elementele constitutive ale geom etriei piesei cu ajutorul
instrumentelor din meniul analiz ă în scopul verific ării corectitudinii desenului
(fișierului de tip CAD) ca etap ă premerg ătoare prelucr ării piesei cu pachetul sofware
de tip CAM.

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

112Lucrarea 5. Crearea fi șierului NC.
Aplicație la crearea, simularea și verificarea traiectoriei sculei și
generarea codului G.

Obiectivele lucr ării constau în:
● înțelegerea etapelor necesare cre ării fișierului NC;
● crearea, simularea, verifi carea traiectoriei sculei și generarea codului G.

Modul de lucru în Mastercam pentru crearea fi șierului NC

Pentru crearea fi șierului NC este necesar s ă se parcurg ă următoarele etape:
1. Se deschide (se creeaz ă) sau se import ă fișierul piesei de prelucrat.
2. Din meniul Machine Type , se alege (define ște) mașina-unealt ă care va fi
folosită la prelucrarea piesei dup ă cum se prezint ă în fig. 1.

Fig. 1. Alegerea tipului de ma șină-unealtă

3. Se selecteaz ă propriet ățile grupului de ma șini.

4. Se selecteaz ă traiectoriei sculei și se aplic ă pe geometria piesei dup ă
cum se descrie în subetapele urm ătoare:
a) Alegerea unei traiectorii de scul ă din toolpath menu ;
b) Înlănțuirea geometriei ( chain geometry ), folosind fereastra de dialog
(dialog box ) sau selectarea entit ăților;
c) Selectarea sculei și parametrilor acesteia;
d) Selectarea parametrilo r traiectoriei sculei și crearea traiectoriei sculei.

5. Se verifică și se editeaz ă traiectoria sculei cu urm ătoarele instrumente
Toolpath Manager, Backplot și funcțiile Verify .

6. Se realizeaz ă post procesarea pentru a crea codul NC pentru ma șina-
unealtă selectată.
În continuare, se prezint ă mai în detaliu, etapel e enumerate anterior.

Definirea ma șinii-unelte –
Crearea grupurilor de ma șini-unelte – Creating Machine Groups

Etapele pentru definirea ma șinii-unelte sunt urm ătoarele:

1. Din meniul tipului de ma șină – Machine Type , se pot alege urm ătoarele
tipuri de ma șini-unelte: ma șină de frezat – Mill, strung – Lathe , mașină pentru

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

113suprafețe complexe (sculpturale) – Router , mașină de electroeroziune cu fir – Wire
etc. Se deschide astfel un submeniu al defini țiilor mașinilor-unelte existente.

► Se selecteaz ă (definește) mașina care se dore ște a fi utilizat ă.

► Dacă mașina-unealt ă nu exist ă în listă, se selectez ă Manage list . Din
Menu Manager, Machine Definition , se selecteaz ă mașina-unealt ă dorită și se
adaugă la listă.

2. Atunci când se alege o ma șină-unealtă, programul creeaz ă automat un
grup de ma șini (machine group) și un grup de traiectorii de scul ă (toolpath group)
în Toolpath Manager , după cum se prezint ă în fig. 2.

Fig. 2. Crearea grupului de ma șini-unelte și de traiectorii de scul ă în
Operations Manager

Se utilizeaz ă Toolpath Manager pentru a modifica caracteristicile de
prelucrare ( machining properties ): Files , setarea sculei – Tool settings , setarea
semifabricatului – Stock setup și zonei de siguran ță în vederea prelucr ării – Safety
zone .

3. Se utilizeaz ă
funcțiile din Toolpaths pentru a crea opera ții pentru grupul de
mașini activ.

Crearea unui nou grup de ma șini-unelte

Se pot crea grupuri de ma șini-unelte diferite dac ă ele sunt necesare la
prelucrarea aceleia și piese. De exemplu, dac ă anumite suprafe țe se pot prelucra prin
frezare și altele prin electroeroziune cu fi r (WEDM), se pot include toate opera țiile în
același fișier Mastercam prin crearea unor grupuri diferite de ma șini pentru fiecare
grup de opera ții de frezare și WEDM.
Astfel, propriet ățile grupului de ma șini aflat la partea superioar ă (parent
machine path group ) a arborelui din panoul Operations manager se aplică la toate
nivelurile subordonate ale grupului de traiectorii de scule – Toolpath Group – fig. 3.

Fig. 3. Aplicarea propriet ăților grupului ma șinilor-unelte
la grupul de traiectorii de scule subordonate

Se folosesc func țiile din Groups din meniul managerului de traiectorie a sculei
– Toolpath Manager (accesat cu butonul dreapta-mous e) pentru a crea gupurile de
traiectorii ale sculelor – toolpath groups . Astfel, Toolpath groups este legat de
toate propriet ățile aparținând de parent machine group .

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

114Editarea propriet ăților grupului de ma șini – Machine Group

Proprietățile din machine group se afișează dând click pe butonul +, care
după după click și afișarea propriet ăților a devenit – , fig. 4.

Fig. 4. Afi șarea propriet ăților grupului de ma șini

Fiecare tip de proprietate corespunde unui tab din fereastra de dialog a
proprietăților grupului de ma șini – Machine Group Properties . Pentru accesare, se
dă dublu-click pe proprietatea dorit ă a se edita.

Înlănțuirea elementelor de pe traiector ia sculei – Toolpath Chaining

Cele mai multe traiectorii de scul ă (toolpaths) necesit ă înlănțuirea (Chaining)
elementelor de geometrie. Chaining -ul determin ă direcția și sensul pe care se
deplaseaz ă scula în timpul prelucr ării.
Se pot seta op țiunile pentru chaining (chainin g defaults) accesând succesiv
Settings , Configuration
, Chaining din pagina de proprietăți – Properties Page .
Se pot înlan țui elemente în 3D sau planul curent – current construction
plane (Cplane ), după cum se prezint ă în meniul specific acestei opera țiuni din fig. 5.

Fig. 5. Meniul chaining
Pentru înl ănțuirea elementelor
de geometrie se folosesc butoanele prezentate la meniul de selecție general ă.

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

115Observa ție: Chaining-ul în 3D realizeaz ă înlănțuirea în diferite plane. Cplane
chaining este bi-dimensional ă – este necesar ca toate entita țile să fie în acela și
plan.

Înlănțuirea dinamic ă – Dynamic chaining

Se folosesc butoanele Start și End pentru a deplasa punctele de început și
sfârșit (start , end) ale unui lan ț de la un cap ăt la celălalt al lan țului – fig. 6.

Fig. 6. Înl ănțuirea dinamic ă

În unele situa ții, este necesar ă ajustarea chaining-ului . Pentru a modifica
proprietățile chaining-ului după ce a fost creat , se procedeaz ă în modul urm ător:
Se dă click pe Geometry icon subordonat ă traiectoriei sculei (în Toolpath
Manager conform fig. 7) pentru a deschide Chain Manager .

Fig. 7. Accesul la meniul de chaini ng din panoul de Operations Manager

Se folose ște butonul Dynamic pentru
a deplasa punctul de start sau end al
unui lanț selectat în oricare pozi ție a
unei entit ăți.

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

116Apoi, în Chain Manager , se dă dreapta – click pe chain pentru a-l edita,
după cum este prezentat în fig. 8.

Fig. 8. Editarea chain-ului

Simulare – Backplotting

Se folose ște funcția Backplot din Toolpath Manager pentru a simula
mișcarea sculei pentru opera țiile selectate (fig. 9).

Fig. 9. Simularea mi șcării sculei cu ajutorul func ției Backplot

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

117Pentru deplasarea sculei înainte-înapoi cu diverse viteze la simularea
backplot , se folose ște bara Backplot VCR (cu butoane similare aparaturii de redare
audio-video), situat ă deasupra ferestrei de grafic ă – fig. 10.

Fig. 10. Bara Backplot VCR

Tabul de Details ale ferestei de dialog Backplot afișează informa ții despre
modul de deplasare – fig. 11.

Fig. 11. Informa ții furnizate de tabul Details din fereastra de dialog Backplot

Tabul Info afișează informa ții despre timpul ciclului de prelucrare, lungimea
traiectoriei sculei, coordonatele de gabarit ale opera ției selectate – fig. 12.

Informații privind: tipul de
interpolare, cordonatele curente ale centrului sculei, viteza de avans, compensarea traiectoriei.

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

118

Fig. 12. Informa ții furnizate de tabul Info din fereastra de dialog Backplot

Operații de verificare – Verifying Operations

Se folosesc func țiile de verificare ( Verify ) din Toolpath Manager pentru a
crea o simulare 3D a opera țiilor de prelucrare selectate. Simularea eviden țiază
coliziunile (dac ă există) și permite g ăsirea erorilor înainte de a prelucra piesa – fig.
13.

Fig. 13. Utilizarea func ției Verify pentru simularea 3D

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

119Pentru a începe verificarea, se selecteaz ă una sau mai multe opera ții din
Toolpath Manager list , și se dă click pe butonul Verify …
Se seteaz ă în fereastra de dialog, parametrii de verificare: marcarea
traiectoriei sculei, afi șarea dispozitivului de prindere, viteza de simulare, oprirea sclei
la coliziune etc.

Fig. 14. Parametrii de verifi care la simularea 3D cu func ția Verify

La accesarea butonului de setare adi țional Options ( !), marcat în fig. 14, se
afișează infomații privind forma și mărimea semifabricatului ut ilizat la prelucrarea
piesei – fig. 15.

Fig. 15. Informa ții referitoare la semifabricat la simularea 3D cu func ția Verify

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

120Post procesarea – Post Processing

Etapa final ă o constituie generarea automat ă (asistat ă de computer) a
programului de comand ă numeric ă pentru prelucrarea piesei, denumit ă și post
procesare.
Aceasta presupune parcurgerea urm ătoarelor etape:

1. Din Toolpath Manager , se selecteaz ă operațiile în cauz ă. Toate opera țiile
selectate sunt marcate (bifate) și sunt supuse post-proces ării.
2. Se dă click pe butonul Post din Toolpath Manager toolbar .
3. În fereastra de dialog a func ției de post procesare – Post processing , se
setează tipurile de fi șiere care se creeaz ă și dacă se dorește a se vedea fi șierul NC
într-un editor de text dup ă ce a fost creat – fig. 16. Se poate alege trimiterea fi șierului
NC direct la ma șină (send to machine ).

Fig. 16. Fereastra de dialog a post proces ării

4. Se dă click OK pentru a genera fi șierul NC.

Aplicație la crearea, simularea și verificarea traiectoriei sculei
și generarea codului G

Pentru piesa din fig. 25, Lucrarea 4 , se va crea traiectoria sculei pentru
generarea conturului exteri or prin frezare de degro șare și de finisare, ca opera ție
premergătoare prelucr ării conturului interior prin electroeroziune cu fir (WEDM).

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

121În continuare, se simuleaz ă prelucrarea cu ajutorul func ție Blackplot (fig. 17).

Fig. 17. Simularea prelucr ării cu ajutorul func ției Backplot – Aplica ție

Se realizeaz ă de asemenea, simularea prelucr ării cu ajutorul func ției Verify –
fig.18.

Fig. 18. Simularea prelucr ării cu ajutorul func ției Verify – Aplica ție

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

122În final, se genereaz ă programul de prelucrare cu comand ă numeric ă asistat
de calculator – fig. 19.

Fig. 19. Programul CNC generat asistat de calculator

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

123Lucrarea 6. Programarea asistat ă a sistemelor tehnologice CNC de
prelucrare prin electroeroziune cu fi r. Tipuri de traiectorii de intrare
a sculei în prelucrare și ieșire din prelucrare.
Aplicație la crearea punctelor de înfilare și de tăierea firului.
Aplicație la crearea traiectoriilor de intrare / ie șire și a punti țelor.

Obiectivele lucr ării sunt înțelegerea:
● cerințelor de baz ă pentru prelucrarea prin elec troeroziune cu fir (WEDM)
CNC;
● modului în care se creeaz ă punctele de înfilare și de tăierea firului;
● modului în care se creeaz ă traiectoriile de intrare / ie șire și a puntițelor.

Cerințe de baz ă pentru WEDM CNC

Toate traiectoriile (contururile piesei ) de scule (wirepath) din Mastercam
necesită o geometrie în planul XY (planul ghidaju lui inferior al firului). Acest plan
trebuie s ă coincidă cu planul de construc ție (C plan) atunci când se creeaz ă
traiectoria firului – wirepath . Mastercam va crea traiectoria (conturul) UV (axele dup ă
care se mi șcă ghidajul superior al firului) în m od automat (pentru 4-axe) – fig. 1.

Fig. 1. Traiectorii ale firului la WEDM

Traiectoria (conturul) firului ( wirepath ) poate fi închis ă (closed ) sau deschis ă
(open ). Contururile deschise pot fi folosite pentru opera ții de debitare profilate dup ă
cum este prezentat în fig. 2.

Fig. 2. Contururi deschise la WEDM

planul XYplanul UV
ghidajul
firului
punct de înfilare
punct de t ăiere

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

124Crearea punctelor de înfilare (Thread Points) și de tăierea firului
(Cut Point)

Pentru a fi prelucra t, orice contur necesit ă un punct de înfilare (thread point )
în care electrodul-scul ă de tip filiform este in trodus prin cele dou ă ghidaje și sistemul
de rulare (antrenare) a firului. La ma șinile WEDM actuale, aceasta se realizeaz ă în
mod automat. Dac ă conturul este interior, punctul de înfilare corespunde unei
găuri inițiale care se execut ă în semifabricat (fig. 3).
Pentru a crea un punct de înfilare , este necesar ă parcurgerea urm ătoarelor
etape:
1. Se acceseaz ă succesiv: Create , Point , Thread Point .
2. Se dă click în câmpurile X, Y, Z din ribbon bar și se tasteaz ă valorile.
3. Se tasteaz ă [Enter ] sau se d ă click pe OK din ribbon bar.

Fig. 3. Crearea punctelor de înfilare și tăiere

Dacă punctul de înfilare nu este creat, apare mesajul de avertizare din fig. 4.
Implicit (dac ă se d
ă click pe OK), punctul de înfilare este considerat punctul de
coordonate (0, 0).

Fig. 4. Mesaj de avertizare dac ă nu a fost creat punctul de înfilare

Setarea unui punct în care se taie firul – cut point (pentru a deplasa ghidajele
fără fir într-un alt punct de unde începe o nou ă prelucrare) este opțională la WEDM
(fig. 3). Dac ă nu este furnizat punctul de t ăiere, Mastercam setează cut point în
aceeași poziție cu thread point .
punct de înfilare punct de înfilare
punct de t ăiere

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

125Pentru a crea punctul de t ăiere cut point se parcurg etape similare ca în cazul
punctului de înfilare :
1. Se dă click succesiv pe Create , Point , Cut Point .
2. Se dă click în câmpurile X, Y, Z și se tasteaz ă valorile în ribbon bar.
3. În final, se tasteaz ă [Enter ] sau se d ă click pe OK din ribbon bar.

Descompunerea geometriei pe o perpendicular ă care trece prin punctul
de înfilare – Breaking Geometry Perpendicular to a Thread Point
Mașinile WEDM cer pozi ționarea traiectoriei de intrare ( lead in )
perpendicular ă pe conturul de prelucrat ( wirepath ). De aceea, punctul de înfilare
(thread point ) este situat pe o perpendicular ă la wirepath . Un mod de realizare a
acestei cerin țe este “spargerea” entit ății grafice într-un punct care este situat cel mai
apropape de thread point .
Modul de lucru este urm ătorul:
1. Se selecteaz ă Options [!] din fereastra de dialog a func ției Chaining – fig.
5. Apare fereastra Chai ning options – fig. 6.
2. Se bifeaz ă Break closest entity to thread point.
3 . Se selecteaz ă OK.

Fig. 5. Fereastra de dialog a func ției
Chaining
Fig. 6. Fereastra de dialog a op țiunilor
din Chaining

În acest mod, traiectoria de intrare ( lead in ) a fost creat ă perpendicular pe
traiectoria sculei – wirepath , după cum se prezint ă în fig. 7.

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

126

Fig. 7. Crearea traiectoriei de intrare perpendicular ă pe conturul de prelucrat

Înlănțuirea (Chaining) contururilor individuale și a punctelor

În acest mod de lucru, Mastercam cere ca geometria s ă fie abordat ă pentru
chaining în următoarea ordine: 1. Thread point ; 2. Chain (pentru 4-axe, mai întâi
XY chain , apoi UV chain ); 3. Cut point .

Setarea punctului de start – Start Position

Programul folose ște automat punctul de înfilare ( thread point ) ca punct de
start ( start position ) pentru o prelucrare. Pentru a seta start position într-un punct
diferit de thread point , se deselecteaz ă Set start position to thread point în pagina
Leads a ferestrei de dialog Wirepath , după cum se arat ă în fig. 8.

Fig. 8. Stabilirea punctului de început în punctul de înfilare

Se folose ște (bifeaz ă) Lead Distance – distanța de intrare ( overrides
thread/cut point ) care nu ține cont de pozi țiile thread point și start point și se
introduce o valoare în câmpul Lead distance – fig. 9. Dac ă lead distance este 0,
Mastercam folose ște punctul de înfilare care a fost setat și determin ă distanța de
intrare pe perpendiculara la contur.

Fig. 9. Stabilirea distan ței de intrare

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

127Programul folose ște aceea și distan ță de intrare în prelucrare (lead
distance) pentru fiecare contur de prelucrat în aceea și operație. De exemplu,
fiecare punct de înfila re corespunde unei g ăuri inițiale în semifabricat și axa fiec ărui
găuri este la aceea și distanță de fiecare contur de prelucrat.

Tipuri de traiectorii de intrare/ie șire (lead in/out)

Atunci când traiectoriile lead in / conțin arc de cerc, se in troduce raza arcului.
Pentru a nu afecta conturul prelucrat, raza arcului trebuie s ă fie puțin mai mare decât
diametrului firului plus de dou ă ori intersti țiul (overburn ) – fig. 10. La ie șire, se poate
produce desprinderea piesei ( dropout ), dar previne erorile de prelucrare dac ă raza
este prea mic ă.

Fig. 10. Stabilirea traiectoriilor de intrare și ieșire

Se introduce o distan ță de suprapunere ( Overlap ) – fig. 10. Acest parametru
este opțional. Prin Overlap , se elimin ă crearea unui intersti țiu mărit (prelevare mai
mare de material) atunci când firul r ămâne de dou ă ori în acela și punct. Astfel,
programul distan ț
ează punctul de început și sfârșit al conturului pentru a nu cre ște
interstițiul de prelucrare.
Introducerea punti țelor – Tab cuts (no dropout method) – elimină ruperile de
material (bavuri) produse la desprinderea piesei dup ă tăierea complet ă a conturului .
Selectarea acestei op țiuni permite fini sarea zonei de ie șire din material. Programul
calculeaz ă dimensiunea punti ței pentru a evita c ăderea piesei.

Tipuri de prelucr ări – Cuts

Programul ia în considerare urm ătoarele tipuri de prelucr ări:

Rough cuts — Prelucrarea de degro șare utilizeaz ă totdeauna set ările
Starting Pass # – power settings din power library, din pagina Wire/Power .
Tab cuts — Tăierea punti țelor îndepărtează ultima punti ță care reține piesa
legată de semifabricat.
Skim cuts — Prelucrarea de finisare . Se pot face treceri de finisare înainte
și după tăierea punti țelor.
Mastercam afi șează prelucrările pentru fiecare c ontur de prelucrat ( chain ) în
lista prelucr ărilor (fig. 11) situat ă în colțul din dreapta jos al paginii Cuts Parameters.

Traiectoria de ie șire Arcul de
ieșire Distanța de
suprapunere Startul conturului Arcul de
intrare Traiectoria
de intrare
Punctul de
start și înfilare
Punctul de t ăiere la
distanța maximă de
ieșire

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

128

Fig. 11. Afi șarea tipurilor de prelucr ări

De asemenea, se poate stabili modul în care se taie punti țele după cum se
prezintă în fig. 12.

Fig. 12. Afi șarea modurilor de prelucrare a punti țelor

Moduri de plasare a punti țelor pe contur

Pentru a preveni desprinderea semifabricatului la t ăierea unui contur este
necesar s ă se prevad ă puntițe. Acestea se vor îndep ărta după ce a fost realizat ă
prinderea por țiunii de semifabricat care este în pericol s ă cadă de restul
semifabricatului. În acest moment, prelucrarea se opre ște din program pân ă se
realizeaz ă această operațiune.
Există mai multe moduri de plasare a punti țelor pe conturul de prelucrat dup ă
cum urmeaz ă:
1. Se selecteaz ă Automatic și se introduce num ărul punti țelor care se
plasează pe fiecare contur de prelucrat – fig. 13.

Fig. 13. Selectarea op țiunii de plasare automat ă a puntițelor
pe conturul de prelucrat

2. Se selecteaz ă Manual și apoi butonul Position , conform fig. 14.

Fig. 14. Selectarea op țiunii manuale de plasare a punti țelor pe contur

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

129 În fereastra de grafic ă, se selecteaz ă o entitate. Apar dou ă linii galbene care
reprezint ă puntița. Se deplaseaz ă puntița pe entitate și se dă click pentru pozi ționare.
Se selectaz ă o altă entitate și se repet ă procedura. Se apas ă [Enter] dacă s-au
poziționat toate punti țele necesare prelucr ării.

3. Se selecteaz ă Manual și apoi Use square points (p ătrate) . Programul
plasează puntițele (tabs) în locurile de pe geometrie unde s-au plasat p ătrate. Se
pot selecta urm ătoarele pozi ții ale punti țelor: Start , Midpoint sau End – fig. 15.

Fig. 15. Selectarea op țiunii manuale de plasare a punti țelor prin pozi ționarea la
început, mijloc sau sfâr șitul conturului de prelucrat

În pagina Stops a programului, se selecteaz ă tipurile (codurile) de opriri ale
prelucrării – modul în care se taie punti țele. Se selecteaz ă tipurile din Output stop
code . În fișierul NC, codul de stop apare înainte de t ăierea punti ței. Acest cod
depinde de post procesor, dar uzual este: M01 = Glue stop (stop pentru prinderea
piesei); M00 = Program stop .

Aplicație la crearea punctelor de înfilare și de tăierea firului

Se creeaz ă un punct de înfilare și de tăierea firului în punctele de coordonate
(5,-5) și respectiv 10,-5) la prelucrarea unui c ontur exterior în sens antiorar (CCLW)
din fig. 16. Se verific ă poziția punctelor create cu ajutorul instrumentelor din meniul
Analyze .

Fig. 16. Crearea punctelor de înfilare și de tăierea firului – Aplica ție

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

130Aplicație la crearea traiectoriilor de intrare / ie șire
și a punti țelor

Se creeaz ă traiectoriile de intrare și ieșire la prelucrarea conturului exterior și
interior din fig. 17. Tr aiectoriile de intrare/ie șire sunt perpendiculare pe conturul de
prelucrat.

Fig. 17. Crearea traiectoriile de intrare / ie șire – Aplica ție

Se plaseaz ă de asemenea punti țe cu lățimea de 1 mm în modul manual în
proximitatea punctelor de sfâr șit ale contururilor exterior și interior pentru a se evita
desprinderea semifabricatului înainte de terminarea complet ă a prelucr ării.

Fig. 18. Crearea punti țelor la prelucrarea unui contur interior – Aplica ție

Se prezint ă plasarea unei punti țe pentru prelucrarea unui c ontur interior în fig.
18, în care s-a efectuat o simulare a prelucr ării cu func ția Backplot .

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

131Lucrarea 7. Crearea traiectoriei electrodului filiform. Crearea
fișierului NC la prelucrarea prin electroeroziune cu fir.
Aplicație la realizarea înl ănțuirilor, crearea traiectoriilor pentru
tăiere înclinat ă și diferitelor tipuri de col țuri.
Aplicație la simularea prelucr ării și generarea codului G.

Obiectivele lucr ării constau în:
● crearea și verificarea traiectoriei sculei la prelucrarea prin electroeroziune cu
fir (WEDM), în condi țiile în care se dore ște realizarea unor piese cu suprafe țe
exterioare înclinate și colțuri la 90o, fără raze de racordare;
● crearea fi șierului NC la prelucrarea WEDM.

Crearea traiectoriei sculei – Wire path

Crearea traiectoriei sculei presupune parcurgerea urm ătoarelor etape:
1. Se selecteaz ă Machine Type și apoi Wire (fig. 1) dup ă ce în prealabil a fsot
creată geometria piesei de prelucrat, punctul de înfilare/t ăiere, traiectoriile de
intrare/ie șire și puntițele.

Fig. 1. Selectarea tipului de ma șină pentru WEDM

2. Se selecteaz ă DEFAULT sau o alt ă mașină din Manage List

3. Se selecteaz ă Toolpaths din meniul principal și apoi Contour .

4. Se afișează meniul Enter new NC Name – fig. 2; se tasteaz ă un nume în
fereastră și apoi OK (sau Enter ).

Fig. 2. Introducerea numelui fi șierului de comand ă numeric ă

5. Se afișează fereastra de dialog Chaining în mod automat – v. fig. 3.

6. Se selecteaz ă unul dintre instrumentele de realizarea a chaining-ului – v.
prima săgeată indicatoare din fig. 3.

Numele fi șierului NC

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

132

Fig. 3. Fereastra de dialog Chaining

7. Dacă s-a selactat window ca instrument pentru chaining, se deseneaz ă un
dreptunghi care include entit ățile de prelucrat, inclusiv punctul de înfilare – thread
point – fig. 4.

Fig. 4. Realizarea chaining-ului cu aj utorul instrumentul ui de tip fereastr ă

8. Se selecteaz ă opțiunile [ !] din fereastra de dialog chaining – v. a doua
săgeată indicatoare din fig. 4.

Observa ție: pentru a elibera mom entan ecranul de panoul Toolpaths
Manager , pentru a facilita lucrul în fereastra grafic ă, se tasteaz ă Alt+O
(afișare/dezafi șare).

9. În fereastra de dialog Options din Chaining, pentru ca traiectoria de intrare
să fie perpendicular ă pe conturul de prelucrat, se bifeaz ă opțiunea Break closest
entity to thread point , v. fig. 5.

Conturul de
prelucrat Punctul de
înfilare

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

133

Fig. 5. Selectarea op țiunii de traiectorie perpendicular ă pe contur, tip de
contur și sens de parcurgere a acestuia

10. Se selecteaz ă tipul de traiectorie a sculei și sensul de parcurgere a
conturului de prelucrat.
11. In final, se dă click OK pentru a salva set ările și ieși din Chaining
Options .

Structura ferestrei de dialog Wirepath Contour
Pagina Wirepath-Contour apare dup ă ce s-a realizat chaining -ul.
Fereastra de dialog Wirepath are trei zone distincte: Tree View , Page și
Quick View Settings , după cum se prezint ă în fig. 6.
Traiectorie de intrare
perpendicular ă pe
conturul de prelucrat Tip de lan țuri
deschise
Sens de
parcurgere a
conturului de
prelucrat
Tip de
traiectorie
deschisă

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

134

Fig. 6. Structura ferestrei de dialog Wirepath Contour

În funcție de tipul traiectoriei sculei, tipurile de dialog box sunt: Contour,
Canned Cycle, No Core, 4-Axis, Point . La prelucrarea prin electroeroziune cu fir,
specifică este tipul de fereastr ă de dialog Contour .
Se poate da click pe s ăgeata Chain Geometry (v. săgeata indicatoare din fig.
6) pentru a deschide Chain Manager dialog box , unde se poate modifica chaining –
ul în timp ce se creeaz ă traiectoria sculei ( wirepath) sau dup ă ce aceasta a fost
generată traiectoria.

Setarea parametrilor conturului
Se selecteaz ă parametrii Wire/Power și Associate to Library după cum
urmează:
Se selecteaz ă butonul Options – numai dup ă ce s-a selectat Associate to
Library apare butonul Options [!] – v. fig. 7.
Aprioric, set ările din fi șierul Power library sunt asociate ( dynamically linked )
cu opera ția, ca un fi șier extern. De aceea, câmpurile care se editeaz ă în Power
Settings nu sunt valabile decât dac ă se dezasociaz ă traiectoria sculei (wirepath ) de
power settings library prin deselectarea Associate to library . Prin aceasta
metod
ă, se creeaz ă o bibliotec ă distinctă (power library settings ), salvată odată cu
operația (wirepath) în fi șierul piesei de generat prin Mastercam.

Arborele cu paginile de
proprietăți ale traiectoriei sculei Zona de dialog a
paginii de propriet ăți
Sinteză a setărilor la
prelucrarea conturului

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

135

Fig. 7. Stabilirea parametrilor prelucr ării

Fereastra de dialog din fig. 8 apare dup ă ce se dă click pe edit library ). Aici
se pot face schimb ări ale parametrilor de prelucrare – power settings . Acestea se
aplică tuturor opera țiilor din fi șierul curent asociat cu aceast ă bibliotec ă (library ).

Fig. 8. Modificarea parametrilo r de prelucrare la WEDM

După operarea schimb ărilor, se salveaz ă dând click pe OK.

Diametrul/
raza firului
Interstițiul de
prelucrare

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

136Pagina cu diferite val ori – Misc. Values Page

Se afișează după click pe Misc. Values din Tree View Area , având aspectul
din fig. 9.
Fig. 9. Pagina Miscellaneous Values

Această pagină se folose ște pentru a introduce valori ale parametrilor specifici
(custom parameters ), care au fost defini ți pentru procesorul curent . Se pot seta
până la 20 de valori diferite: 10 reale și 10 întregi, pentru o anumit ă mașină
(procesor). Se selecteaz ă pagina de compensare din Tree View Area pentru a
regla tipul compens ării – fig. 10.

Fig. 10. Stabilirea tipului de compensare a traiectoriei sculei
Valori
întregi Valori reale
Compesarea Auto ține cont de pozi ția punctului
de înfilare în raport cu pozi ția conturului
Elimină arcele de cerc de dimensiuni foarte
reduse care nu se pot prelucra

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

137Compensarea de tip Auto setează direcția de compensare, depinzând de
poziția punctului de înfilare : în interiorul sau ex teriorul conturului.
Setarea de tip Optimize elimină arcele de cerc de pe traiectoria sculei, care
au raze mai mici sau egale cu raza firulu i (care oricum nu pot fi prelucrate) – v.
aplicația din fig. 9 de la Lucrarea 4.

Pagina parametrilor de preluc rare – Cut Parameters Page

Această pagină poate fi accesat ă dând click pe Cut Parameters Page din
Tree View Area – fig.11.

Fig. 11. Pagina parametrilor de prelucrare

Această pagină permite setarea tipului și numărului de treceri. Se pot seta:
lățimea punti ței și trecerile de finisare dup ă tăierea punti țelor (skim cuts).
Dacă se selecteaz ă Reset pass Number on tab cuts, se taie punti țele cu
regimul de degro șare setat anterior.
Se selecteaz ă pagina de stop pentru a seta codurile pentru oprire – fig. 12.

Fig. 12. Pagina de stop

Selectarea As glue stop creează oprirea op țională cu codul M01, pentru
prinderea semifabricatului .
Tipurile de prelucr ări stabilite Plasarea punti țelor Marimea și numărul puntițelor Tipul regimului de prelucrare
Stop pentru prinderea semifabricatului înainte de t ăirea puntiței

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

138Se selecteaz ă Pagina de Leads din Tree View Area pentru a stabili
traiectoriile de intrare și ieșire din prelucrarea conturului – Lead in / Lead out .

Fig. 13. Pagina traiec toriilor de intrare și ieșire

Se selecteaz ă pagina Taper / Tree View Area pentru înclinarea firului- fig. 14.

Fig. 14. Pagina de înclinare a firului
Tip de traiectorii de intrare
Tip de traiectorii de ie șire
Raze, suprapuneri
Tipul de înclinare a firului
Poziția ghidajelor firului

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

139Dacă Taper nu este selectat se va genera acela și contur în planul XY cât și
UV. In caz contrar, t ăierea se face înclinat.
Se selecteaz ă pagina Corner , din Tree View Area pentru a seta tipul de
tăiere la col țuri – fig.15.

Fig. 15. Pagina de t ăiere a col țurilor

Opțiunea Fishtail din fig. 15 determin ă parcurgerea unei bucle în cadrul
traiectoriei firului atunci când se prelucreaz ă un colț. Firul se dep ărtează de conturul
piesei parcurgând o bucl ă și apoi revine pe conturul piesei pentru a genera un col ț
ascuțit (muchie vie) – fig. 16. Pentru ca Fishtail să apară în meniul drop-down,
Fishtail corners trebuie selectat în control definition .

Fig. 16. Modul Fishtail de t ăierea col țurilor
Poziția ghidajelor firului
Tipul de t ăiere și raza
Tipul de arc și raza
Conturul superior UV
Conturul inferior XY
Geometria în planul XY
Simbolul fishtail apare la
vizualizarea traiectoriei
sculei cu backplot Geometria piesei Traiectoria firului

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

140Pentru a evita t ăierea suplimentar ă a colțului (rotunjirea acestuia), raza
traiectoriei de tip fishtail trebuie s ă fie diametrul firului plus intersti țiul de prelucrare.
Se selecteaz ă Flushing On în pagina Flushing din Tree View Area pentru a
porni spălarea în timpul prelucr ării, aceasta fiind o condi ție indispensabil ă la WEDM
(fig 17).

Fig. 17. Selectarea prelucr ării cu sp ălare – indispensabil ă la WEDM

Observa ție: la fiecare modificare în pagi nile anterioare, se produce a șa-numita
Dirty operation : o opera ție ale cărei parametrii s-au schimbat fa ță de cei ini țiali
(asociați cu piesa (solidul) de prelucrat). Mastercam marcheaz ă aceste opera ți cu X
in Solid manager . Se corecteaz ă inadverten ța prin regenerarea acestor dirty
operations .

Fig. 18. Semnalarea opera țiilor modificate – dirty operations

Simularea, verificarea prelucr ării și crearea fi șierului NC

Se selecteaz ă operațiile dorite pentru crearea fi șierului NC – fig. 19.

Fig. 19. Selectarea opera țiilor pentru crearea fi șierului NC

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

141Se selecteaz ă din op țiunile prezentate în fig. 20, vederea pentru
simulare/verificare. Se poate face aceasta și în timpul simul ării.

Fig. 20. Tipul vederii afi șate în fereastra de grafic ă

Se selecteaz ă simularea Blackplot – fig. 21.

Fig. 21. Selectarea simul ării de tip Backplot

Se selecteaz ă elementele care se vizualizeaz ă cum sunt scula, dipozitivul de
prindere, traiectoria sculei etc. – fig. 22.

Fig. 22. Selectarea elementelor vizualizate la simularea Backplot

Se regleaz ă viteza de simulare – fig. 23.

Fig. 23. Selectarea elementelor vizualizate la simularea Backplot

În final, se d ă click pe butonul play.
La simulare, se poate selecta pozi ția sculei pe conturul prelucrat – fig. 23.

Elemente posibil a fi vizualizate
Viteza de simulare Poziția sculei pe contur

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

142Se poate defini dimensiunea se mifabricatului, accesând pagina Stock setup
din Tree View Area .

Fig. 24. Accesarea paginii de propriet ăți a semifabricatului

În pagina corespunz ătoare, se stabilesc poziția originii, forma și
dimensiunile semifabricatului, dup ă cum se prezint ă în fig. 25.

Fig. 25. Setarea caracteris ticilor semifabricatului
Dimensiunile
semifabricatului Forma
semifabricatului
Poziția originii
semifabricatului

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

143Se apeleaz ă funcția Verify din panoul Operations Manager , după cum se
arată în fig. 26.

Fig. 26. Accesarea func ției Verify

Se poate modifica viteza de verificare / simularea prin deplasarea cursorului
din fig. 27.

Fig. 27. Modificarea vitezei simul ării prelucr ării la apelarea func ției Verify

De asemenea, se pot modifica dimensiunile și forma semifabricatului la
simulare din pagina de Options [!] a ferestrei de dialog aferent ă funcției Verify – fig.
28.

Fig. 28. Modificarea formei și dimensiunilor semifabricatului
Dimensiunile
semifabricatului Forma
semifabricatului

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

144În final, se procedeaz ă la rularea programului post procesor pentru a crea
codul G, dând click pe butonul G1, conform fig. 29.

Fig. 29. Accesarea post procesorului pentru generarea codului G

După setările dorite în fereastra de dialog corespunz ătoare (fig. 30), se d ă
click ok.

Fig. 30. Fereastra de dialog a
postprocesorului Fig. 31. Fereastra de dialog pentru
denumirea și salvarea fi șierului NC

În următoarea etap ă, apare fereastra de dialog în care se d ă denume ște
fițierul NC – fig. 31. Se introduce numele fi șierului NC și apoi se d ă OK, dup ă care
este generat ân mod automat programul de prelucrare a piesei în comand ă
numerică.
Apare astfel fi șierul NC, corespunz ător traiectoriei definite – fig. 32.

Fig. 32. Generarea fi șierului NC

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

145Aplicație la realizarea înl ănțuirilor, crearea traiectoriilor pentru
tăiere înclinat ă și diferitelor tipuri de col țuri

Se realizeaz ă chaining-ul pentru t ăierea suprafe ței exterioare a piesei din fig.
33, urmărindu-se t ăierea col țurilor acesteia f ără raze de racordare cu op țiunea
fishtail și crearea unei suprafe țe exterioare înclinate la un unghi de 1o, conturul din
planul UV fiind situat mai spre interi or în raport cu acela din planul XY.

Fig. 33. T ăierea înclinat ă prin WEDM la 1o a conturului exterior cu op țiunea
Fishtail vizualizat ă cu func ția Backplot

Aplicație la simularea prelucr ării și generarea codului G

Se realizeaz ă tăierea conturului interior al unei piese cu regim de degro șare,
tăierea punti ței cu lațime de 2 mm, plasate la finalul parcurgerii conturului cu oprire
pentru prinderea semifabricatului și finisare, dup ă cum se prezint ă în fig. 34.

Fig. 34. Setarea parametrilor WEDM la t ăierea unui contur interior – Aplica ție

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

146Simularea prelucr ării cu func ția backplot este prezentat ă în fig. 35.

Fig. 35. Simularea prelucrarii WEDM la t ăierea unui contur interior
cu funcția Backplot- Aplica ție

Programul de comand ă numeric ă generat asistat de calculator este prezentat
în fig. 36.

Fig. 36. Programul de comand ă numeric ă generat asistat de calculator

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

147Bibliografie

1. * * * Agietron 1U, 2U, 3U . Prospect Agie, Elve ția
2. * * * Agietron. Compact, Integral . Prospect Agie, Elve ția.
3. * * * CNC Electrical Discharge Machine. Technology Catalog , Prospect
Sodick, Japonia.
4. * * * ELEROFIL 10 CNC . Cartea ma șinii, S.C. ICTCM, Bucure ști.
5. * * * High speed Linear Wire EDM , Prospect, Sodick, Europe Ltd.
6. * * * Mastercam – Corporate profile , Disponibil la:
http://www.mastercam.com/ , Accesat la 2013 – 09 -10.
7. * * * Mastercam X4 Quick Start , CNC Software, Inc., 2009.
8. * * * Mastercam X4 Training Tu torials Wire Applications , CNC Software,
Inc., 2009.
9. * * * Mastercam X4 Wire Getting Started Guide , CNC Software, Inc., 2009.
10. * * * Motor Controlled Apparatus for Positioning Machine Tool – Patent
USA, patent number 2, 820,187, May 5, 1952.
11. * * * Nano and Solution , Prospect, Sodick, Europe Ltd.
12. * * * ONA Basic . Pospect ONA, Spania.
13. * * * ONA Datic . Pospect ONA, Spania.
14. * * * Reliably more precision , Agiecut, Prospect Agie, Elve ția.
15. * * * SR EN ISO 9000:2006, Si steme de management al calit ății. Principii
fundamentale și vocabular, ASRO.
16. * * * The intelligent way to manufactuer moulds , Prospect Agie, Elve ția.
17. Böhlen, I. S. et al., CAD/CAM software for an industrial laser
manufacturing tool , Proceedings SPIE – The Inter national Society for Optical
Engineering , Vol. 4977, 198, 2003.
18. Catrina D., s.a., Programare și operare CNC. Îndrumar de laborator ,
Editura Printech, 2010.
19. Drobot ă, V., Rezisten ța materialelor, Editura Didactic ă și Pedagogic ă,
1982.
20. Gao, C., Liu, A., Study of ultrasonically aided of micro-electrical-discharge-
machining by the applicati on of workpiece vibration , J. of Mat. Process. Technology
Vol.139, p. 226–228, 2003.
21. Ghiculescu, D., Mari nescu, N. I., Nanu, S., Modelling aspects of removal
mechanism at ultrasonic aided electr odischarge machining, Esaform, Olanda,
International Journal of Material Forming, Springer Verlag, 2009.
22. Ghiculescu, D. Marinescu, N. I. Jitianu, G., Seritan, G. On precision
improvement by ultrasonics-aided electrodischarge machining, Estonian Journal of
Engineering, p. 24-33, ISSN 1736-7522 (electronic), I SSN 1736-6038 (print), 2009.
23. Ghiculescu, D. , Marinescu, N.I., N anu, S. Ghiculescu, Daniela, Gonczi,
R., FEM study of synchronization between pulse s and tool oscillations at ultrasonic
aided microelectrodischarge machining , NonconventionalTechnology Review, nr. 3,
p. 19-25, 2010.
24. Ghiculescu, D. , Marinescu, N.I., N anu, S. Ghiculescu, Daniela, Gonczi,
R., Finite element method study on machined sh ape influence at ultrasonic aided and
not aided microelectr odischarge machining , Nonconventional technology Review, nr.
3, p. 33-40, 2011.
25. Ghiculescu, D., Marinescu Niculae , Nanu Sergiu, Ghiculescu Daniela,
Some aspects of finite el ement modelling of micro- EDM and ultrasonic EDM with

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

148time dependent radius of plasma channel , Nonconventional Technologies Review,
No. 2, p. 30-35, 2013.
26. Ghiculescu, D., Marinescu, N. I. Jitianu, G., Seritan, G., Precision
Increasing at Ultrasonics Aided Electrodischarge Machining, Proceedings of 6th
International DAAAM Baltic Conference "Industrial Engineer ing", Vol.1, p. 233-238,
Tallinn, Estonia, 2008.
27. Ghiculescu, D., Marinescu, N. I., Ghiculescu Daniela, Nanu, S., Aspects of
Finite Element Analysis of Microdrilling by Ultrasonically Aided Electrodischarge
Machining and Related Knowledge Management , Applied Mechanics and Materials
(http://www.scientific.net/AMM ), Vol. 371, p.215-219, 2013.
28. Ghiculescu, D., Mari nescu, N. I., Nanu, S., Influence of macro and
microgeometry machined surface on ultras onic aided electrodischarge machining,
International Journal of Material Formi ng, Springer Paris, ISSN, 1960-6206 (Print)
1960-6214 (Online), 2008.
29. Ghiculescu, D., Ma rinescu, N. I., Nanu, S., Ghiculescu Daniela,
Multiphysics 3D Finite Element Modelli ng of Microelectrodischarge Machining Aided
by Ultrasonics , Nonconventional Technologies Revi ew no. 2, June, p. 72-77, 2012.
30. Ghiculescu, D., Schulze, H.P., Marinescu, N., Comparison between gas
bubble life duration at classi c and ultrasonic aided EDM fi nishing, Academic Journal
of Manufacturing Engineering, ISSN 1583-7904Vol. 7, Issue 4, p.63-69, 2009.
31. Ghiculescu, D ., Marinescu, N.I., FEM Simulation of Material Removal
Mechanism at Ultrasonic Aided El ectrodischarge Machining Finishing , Proceedings
of The 19th International DAAAM Sy mposium, Slovacia, 2008, p.547-548, published
by DAAM Internationa l, Viena, Austria 2008.
32. Ghiculescu, D., Prelucrări neconven ționale , Editura Printech, Bucure ști,
2004.
33. Hitoshi, O et al., Study of Micro Machining of Metals by EDM with High
Frequency Vibration , Takushima Prefectual Industr ial Technology Center, 2001.
34. Huang, H. et al., Ultrasonic vibration assisted electro-discharge machining
of microholes in Nitinol , J. Micromech. Micro eng., 13, p. 693-700, 2003.
35. Hung, J.-C. et al., Using a helical micro-tool in micro-EDM combined with
ultrasonic vibration for micro-hole machining , J. Micromech. Microeng., p. 2705-2713,
Vol. 16, 2006.
36. Inoue, K. Fundamental of Electrical Discharge Machining , 1978.
Kozak, J., Rajurkar, K.P., Hybrid machining process evaluation and
development , Proceedings of the 2nd Internati onal Conference on Machining and
Measurement of Sculptured Su rfaces, Krakow, p.501–536, 2001.
37. Kestler, W., Position and Motion Sensors , Analog Devices, 2004.
38. Lendel, M., Mastercam-X4 Training Tutorials Wire Application , 2009.
39. Marinescu, N. I., Ghicule scu, D., Ghiculescu Daniela, Some Results of
Finite Element Modelling of Laser Beam Micro-mach ining Aided by Ultrasonics ,
Nonconventional Technologies Review no. 4, December, p. 15-20, 2012.
40. Marinescu, N. I., Gh iculescu, D., Jitianu, G., Solutions for technological
performances increasing at ultrasonic aide d electrodischarge mach ining, Esaform,
Olanda, International Journal of Material Forming, Springer Verlag, 2009.
41. Marinescu, N., Ghiculescu, D., Performances enhancement of EDM+US
through finite element method, Academic Journal of Manufacturing Engineering ,
ISSN 1583-7904Vol. 7, Issue 4, p.89-97, 2009.
42. Marinescu, N.I, Ghiculescu, D., Tehnologii de prelucrare electrochimic ă și
procedee conexe . Tratat, Editura Printech, Bucure ști, 2005.

D. Ghiculescu – Inginerie și fabricare asistat ă de calculator în domeniul prelucr ărilor neconven ționale. Îndrumar de laborator

14943. Marinescu, N.I,.. .,Ghiculescu, D…., Tratat de tehnologii neconven ționale,
Vol 4, Prelucrarea prin eroziune electrochimic ă, Editura Printech, Bucure ști, 2006.
44. Marinescu, N.I., Ghiculescu, D., s.a. Tehnologii cu energii concentrate
pentru micro și nanostraturi , Editura Printech, 2008.
45. Marinescu, N.I., Ghiculescu, D. , Nanu, S. Ghiculescu, Daniela,
Kakarelidis, G., Technological parameters comparat ively studied by FEM at classic
and ultrasonic aided microele ctrodischarge machining , Nonconventional Technology
Review, nr. 3, p. 51-56, 2011.
46. Marinescu, N.I.,. ..Ghiculescu, D….., Tratat de tehnologii neconven ționale ,
Vol. 8, Prelucrarea prin eroz iune cu unde ultrasonice , Editura BREN, Bucure ști,
2004.
47. Marinescu, R.D, Marinescu, N.I, Purc ărea, A, D ănălache, F, Ghiculescu,
D. Management în micro și nanotehnologii , Editura Printech, Bucure ști, 2005.
48. Marinescu, N. I., Ghiculescu, D. , Modelling and Experimental Results at
Laser Beam Machining Finishing of Las er Form ST-100 Composite Material ,
Proceedings of The 19th International DAAAM Symposium, Slovacia, 2008, pag.605-
806, published by DAAAM Internat ional, Viena, Austria , 2008.
49. Morar L., Programarea sistemelor numerice CNC , Editura UTPress,
Universitatea Cluj-Napoca, 2006.
50. Nanu, D.,…Ghic ulescu, D.,…, Tratat de tehnologii neconven ționale , Vol. 2,
Prelucrarea prin eroziune electric ă, Editura Augusta, Timi șoara, 2004.
51. Obaciu, Gh, Klocke, F ., Marinescu, N.I., Ivan, M ., Sarbu, F., Ghiculescu,
D., Prelucrarea materialelor metalic e prin eroziune electrochimic ă, Editura
Universit ății Transilvania din Bra șov, 242 p, 2009.
Printech, Bucure ști, 2010.
52. Opran, C., Pup ăză C., Ghiculescu, D., Cercetări privind dinamica
procesului tehnologic la prelucrarea electroeroziv ă a compozitelor cu matrice
metalică, A 8-a Conferin ță Internațională de tehnologii neconven ționale, CITN ’99, p.
35-40, Tehnologii neconven ționale aplicate, Editura Augusta, Timi șoara 1999.
53. Piltz, S., Grundlagen und Prozessstrategien der Mikrofunkenerosion für
die Bearbeitung von Rotationsbauteilen , Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart, 2007.
54. Serepot, V. I., Rudaia, I. D., Method of Electrodisc harge Machining Aided
by Ultrasonic Vibrations , Electronnaia Obrabotka Material ov nr. 2. pp. 90-92, 1990.
55. Suh, S.H , Kang, S. K., Chung, D. H, Stroud, I., Theory and Designof CNC
Systems, Springer-Verlag London, 2008.
56. Wansheng, Z. et al. Ultrasonic and electric discharge machining to deep
and small hole on titanium alloy , Journal of Materials Processing Technology vol.120,
pp.101–106, 2002.
57. Yan, B.H. et al., Study of precision micro-holes in borosilicate glass using
micro EDM combined with micro ultrasonic vibration machining , International Journal
of Machine Tools & Manufactu re, Vol. 42, pp. 1105–1112, 2002.