Система координат токарного станка с чпу

• ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДЛЯ СТАНКОВ С ЧПУ
• КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ (1-й семестр) Виды систем координат
• В станках с ЧПУ наиболее употреби­тельны показанные на рисунке 1 прямоугольные (декартовы), ци­линдрические и сферические системы координат, а в промышленных роботах могут встречаться и ангулярные (угловые).

Рисунок 1 –Системы координат:

а) прямоугольная; б) цилиндрическая; в) сферическая; г) ангулярная.

В прямоугольной системе координа­тами некоторой точки А называются взя­тые с определенным знаком расстояния х, у и z от этой точки до трех взаимно перпендикулярных координатных плос­костей.

Точка пересечения координатных плоскостей называется началом коорди­нат, а координаты х, у, z – соответствен­но абсциссой, ординатой и аппликатой.

Начало координат и точка А лежат в противоположных углах воображаемого прямоугольного параллелепипеда размерами x×y×z (рис. 1, а). Прямоугольная система координат используется в большинстве типов оборудования с ЧПУ.

В цилиндрической системе координат положение точки в пространстве задает­ся полярными координатами: радиусом ρ и центральным углом φ (положение про­екции точки на основной плоскости), а также аппликатой z – расстоянием от точки до основной плоскости.

Точка А лежит на образующей воображаемого цилиндра радиуса ρ и высоты z, ось которого проходит через начало координат, а основание лежит в основной плоскости (рис. 1, б).

Такая система координат находит применение в карусельных станках и ПР с простыми типами манипуляторов (в автоматических линиях на операциях штамповки).

В сферической системе координат точка задается длиной радиус-вектора R, долготой ψ и полярным углом θ.

Точка А лежит на поверхности воображаемой сферы радиуса R, центр которой лежит в начале координат (рис. 1, в).

Эта система координат используется в станках с пятикоординатной обработкой и ПР с простыми типами манипуляторов (в литейном производстве).

Ангулярная (угловая) система координат (наряду с прямоугольной) используется в ПР с антропоморфными манипуляторами и характеризуется тем, что положение точки А определяется избыточным количеством переменных:: переносными углами s1…s3 и ориентирующими углами о1…о3, под которыми располагаются сочленения манипулятора (рис. 1, г). Количество и направление переносных и ориентирующих углов зависят от конструкции манипулятора, поэтому и виды ангулярных систем координат достаточно разнообразны.

Системы координат станков с ЧПУ

Оси координат располагают параллельно направляю­щим станка, что позволяет при програм­мировании обработки указывать направ­ления и величины перемещения рабочих органов.

В качестве единой системы координат для всех станков с ЧПУ соответствии с ГОСТ 23597–79* (СТ СЭВ 3135–81) принята стандартная правая прямоугольная система координат, при которой оси X, Y, Z (рис.

1) указывают положи­тельные перемещения инструментов от­носительно подвижных частей станка. Переход к стандартной системе координат от любой другой выполняется путем несложных преобразований.

Рисунок 1. Стандартная система координат станков с ЧПУ

Положительные направления движения заготовки относительно неподвижных частей станка указывают оси X', Y', Z', направленные противоположно осям X, Y, Z. Таким образом, положительными всегда являются такие движения, при которых инструмент и заготовка уда­ляются друг от друга.

Круговые перемещения инструмента (например, угловое смещение оси шпин­деля фрезерного станка) обозначают буквами А (вокруг оси X), В (вокруг оси Y), С (вокруг оси Z), а круговые перемещения заготовки (например, уп­равляемый по программе поворот стола на расточном станке) – соответственно буквами А', В', С'. В понятие «круговые перемещения» не входит вращение шпин­деля, несущего инструмент, или шпинде­ля токарного станка. Для обозначения вторичных угловых движений вокруг специальных осей используют буквы D и E.

Для обозначения направления пере­мещения двух рабочих органов вдоль одной прямой используют так называе­мые вторичные оси: U (параллельно X), V (параллельно Y), W (параллельно Z). При трех перемещениях в одном направ­лении применяют еще и так называемые третичные оси: Р, Q, R (см. рис. 1).

а)	б)
в)	г)
д)	Рисунок 2.Системы координат станков различных групп:   а) токарных; б) карусельных; в) с крестовым столом; г) с поворотной стойкой; д) электроэрозионных.

У станков различных типов и моделей системы координат размещают по-разному (рис. 2), определяя при этом положи­тельные направления осей и положение начала координат (нуль станка М). Система координат станка является главной расчетной системой, в которой определяются предельные перемещения, начальные и текущие положения рабочих органов станка.

Положения ра­бочих органов станка характеризуют их базовые точки, выбираемые с учетом конструктивных особенностей отдельных управляемых по программе узлов станка. Так, базовыми служат точки: для шпин­дельного узла – точка N пересечения торца шпинделя с осью его вращения (рис.

2, в); для суппорта токарного станка – центр поворота резце­держателя K или точка базирования инструментального блока (рис.

2, а); для крестового стола – точка пересече­ния его диагоналей или специальная настроечная точка, определяемая конст­рукцией приспособления; для поворотно­го стола – центр поворота на зеркале стола; для рамок электроэрозионного станка – нижний ролик (рис. 2, д) и т. д.

Базовая точка может быть материаль­но выражена точным базовым отверстием в центре стола станка (например, точка F на рис. 2, б, в, г).

Ноль станка совмещают с базовой точкой узла, несущего заготовку, за­фиксированного в таком положении, при котором все перемещения рабочих орга­нов станка могли бы описываться поло­жительными координатами (см. рис. 2).

В этом положении рабочие органы, несущие заготовку и инстру­мент, имеют наименьшее удаление друг от друга.

В технической документации пределы возможных смещений рабочих органов, как правило, указывают пределами сме­щения базовых точек.

В стандартной системе по­ложительные направления осей коорди­нат определяются по правилу правой руки. Большой палец (рис.

3, а)ука­зывает положительное направление оси абсцисс (X), указательный – оси орди­нат (Y), средний – оси аппликат (Z). Положительные направления вращений вокруг этих осей определяются другим правилом правой руки.

Согласно этому правилу, если расположить большой палец по направлению оси, то остальные согнутые пальцы укажут положительное направление вращения (рис. 3, б).

а)	б)
Рисунок 3. Правило правой руки: а) направления осей координат; б) направления вращений.

Ориентация осей стандартной систе­мы координат станка связывается с на­правлением движения при сверлении на сверлильных, расточных, фрезерных и то­карных станках. Направление вывода сверла из заготовки принято в качестве положительного для оси Z, т. е. ось Z всегда связывается с вращающимся эле­ментом станка – шпинделем.

Ось X перпендикулярна оси Z и параллельна плоскости установки заготовки. Если та­кому определению соответствуют две оси, то за ось X принимают ту, вдоль которой возможно большее перемещение узла станка. В станках для обработки деталей типа тел вращения ось X направляется в сторону отвода инструмента от оси вращения заготовки.

При известных осях X и Z ось Y однозначно определяется по правилу правой руки.

Система координат инструмента

Си­стема координат инструмента предна­значена для задания положения его режущей части относительно державки.

Инструмент описывается в рабочем положении в сборе с державкой (рис. 1, а…в).

При описании всего разнообразия инструментов для станков с ЧПУ удобно использовать единую систему координат инструмента XИZИ, оси которой парал­лельны соответствующим осям стандарт­ной системы координат станка и направ­лены в ту же сторону.

Начало системы координат инструмента располагают в базовой точке Т инструментального бло­ка или державки, выбираемой с учетом особенностей их установки на станке. Точка Т часто совме­щается с базовой точкой элемента стан­ка, несущего инструмент, например с точкой N (рис. 1, г).

а)	б)	в)	г)
Рисунок 1 – Система координат инструмента: а) токарный резец в сборе с державкой; б) осевой инструмент в патроне; в) расточной резец на оправке; г) совмещение нуля инструмента с базовой точкой шпинделя.

Режущая часть инструмента харак­теризуется положением его вершины и режущих кромок. Вершина инструмента задается радиусом закругления rи и коор­динатами хиТР и zиТР ее настроечной точки Р (рис.

1, а…в),положение которой относительно начала системы координат инструмента обеспечивается наладкой инструментального блока вне станка на специальном приспособлении. Положение режущей кромки резца за­дается главным φ и вспомогательным φ1 углами в плане (рис. 1, а), а сверла – углом 2φ при вершине и диаметром D.

Вершина вра­щающегося инструмента лежит на оси вращения, и поэтому для ее задания достаточно указать аппликату zиТР (рис. 1, б).

Настроечная точка инструмента Р обычно используется в качестве расчет­ной при вычислении траектории инстру­мента, элементы которой параллельны координатным осям. Расчетной точкой криволинейной траектории служит центр закругления РИ при вершине инструмента (рис. 1, а).

ПОИСК

Системы координат станка с ЧПУ, детали, инструмента
 [c.549]

СИСТЕМА КООРДИНАТ СТАНКОВ С ЧПУ
 [c.777]

Размеры, существенно влияющие на точность обработки заготовок (например, координаты и размеры отверстий кондукторных втулок, диаметры рабочих шеек цилиндрических оправок, размеры установочных элементов для ориентации СП относительно системы координат станка с ЧПУ и т. д.). Как правило, их назначают на основе имеющегося опыта в зависимости от требований к точности обработки. Расчетно-аналитические методики определения допусков разработаны лишь для некоторых частных случаев.
 [c.560]

Рис. 7.4. Система координат станка с ЧПУ для фрезерных и сверлильных операций.

Рис. 7.5. Система координат станка с ЧПУ для операций токарной обработки.

Рис. 3.1.3. Система координат станков с ЧПУ

Автоматизированная подготовка управляющих программ для многокоординатных металлорежущих станков с ЧПУ предусматривает формирование в памяти системы ЧПУ численных данных, описывающих обрабатываемую деталь, инструмент, движения рабочих органов станка и др. в некоторой системе координат. При подготовке к обработке даже относительно простой детали (рис. 3.2) должны быть установлены размерные связи между системой координат станка с ЧПУ, относительно которой производится
 [c.151]

Системы координат станков с ЧПУ
 [c.162]

Специфика обработки сложных поверхностей деталей на многокоординатных станках с ЧПУ требует увязки положения заготовки в системе координат станка с ЧПУ с относительным положением инструмента и кинематикой формообразования.
 [c.402]

Задача может быть существенно упрощена, если рассматривать ее в локальной системе координат. Требуемое поворотное движение, которым инструмент переводится из исходного в наивыгоднейшее его положение относительно детали, воспроизводится тремя вращениями вокруг осей координат станка с ЧПУ.
 [c.458]

III этап — подготовка станка к работе и отладка готовой программы непосредственно на станке с ЧПУ. В соответствии с сопроводительной информацией подбираются и налаживаются режущий инструмент, технологическая оснастка.

Производится наладка станка заготовка устанавливается на стол в системе координат (если этого требует система отсчета станка). Инструменты, предварительно настроенные на размер, закрепляются в соответствующих ячейках, зафиксированных в программе.

 [c.217]

Перед обработкой первой заготовки необходимо определить положение исполнительных поверхностей приспособления в системе координат станка. Положение опорно-установочных элементов приспособления на станках регулируют размерной настройкой. На станках с ЧПУ возможно последовательное выполнение в одной операции большого числа разнородных переходов, осуш,ествляемых различными режущими инструментами.
 [c.226]

На станке с ЧПУ различают три системы координат.
 [c.226]

Способ задания координат в станках с ЧПУ может быть абсолютным или относительным (рис. 107). При абсолютном способе положение каждой точки задается от произвольно выбранного, но постоянного начала координат.

При относительном способе, называемом также не абсолютным или системой управления по приращениям, задается не сама координата, а ее приращение (Д а, при переходе из одной точки в другую, т. е. каждая предыдущая точка принимается за начало отсчета.

Ошибки, которые имели место при выполнении одного из перемещений, сказываются при этом на точности отработки последующих, сдвигая точки начала отсчета различных участков профиля. Нечто подобное наблюдается при простановке на чертежах деталей размеров цепочкой допуски от- дельных размеров, суммируясь, приводят к значительному изменению общего размера.

Чтобы избежать больших погрешностей обработки, при таком способе задания координат обращается особое внимание на обеспечение точности отработки заданных перемещений на каждом участке (точность замыкающего размера повышают уменьшением допусков на составляющие звенья).
 [c.178]

Измерение заготовок на входе комплекса с целью автоматизации процесса базирования заготовок в приспособлениях, которое до настоящего времени на автоматизированных участках станков с ЧПУ выполнялось исключительно вручную.

С помощью КИМ базирование осуществляется математически , а именно КИМ измеряет с требуемой точностью положения технологических баз заготовки относительно установочных баз приспособления-спутника.

Полученная информация о положении заготовки передается в систему ЧПУ, где осуществляется пересчет управляющей программы из системы координат детали в систему координат станка.

При таком способе базирования точность установки заготовки в приспособлении не влияет на точность изготовления детали, поэтому установка детали в приспособлении существенно упрощается и может быть автоматизирована с помощью существующих промышленных роботов.
 [c.16]

В процессе подготовки программы обработки деталей на токарных станках с ЧПУ согласуют системы координат станка, патрона, детали и режущего инструмента (рис. 32).
 [c.245]

При подготовке управляющих программ для станков с ЧПУ большое значение имеет правильный выбор и взаимная увязка систем координат. Система координат станка (СКС), в которой определяется положение рабочих органов станка и других систем координат, является основной.

По стандартам все прямолинейные перемещения рассматривают в правосторонней прямоугольной системе координат X, У, Во всех станках положение оси 2 совпадает с осью вращения инструмента если при обработке вращается заготовка, — то с осью вращения заготовки.

На станках всех типов движение сверла из детали определяет положительное направление оси Z в СКС. Для станков, в которых сверление невозможно, ось Z перпендикулярна технологической базе. Ось X перпендикулярна оси Z и параллельна технологической базе и направлению возможного перемещения рабочего органа станка.

На токарных станках с ЧПУ ось X направлена от оси заготовки по радиусу и совпадает с направлением поперечной подачи (радиальной подачи) суппорта. Если станок имеет несколько столов, суппортов и т. п.

, то для задания их перемещений используют другие системы координат, оси которых для второго рабочего органа обозначают V, V, W, для третьего — Р, Q, Я. Круговые перемещения рабочих органов станка с инструментом по отношению к каждой из координатных осей X, У, Z обозначают А, В, С.

Положительным направлением вращения вокруг осей является вращение по часовой стрелке, если смотреть с конца оси вращение в противоположном (отрицательном) направлении обозначают А, В, С. Для вторичных угловых перемещений вокруг осей применяют буквы О к Е.
 [c.549]

Основными преимуществами станков с ЧПУ, по сравнению с обычными станками, являются их гибкость и универсальность, связанные с возможностью программирования систем ЧПУ на выполнение широкого класса технологических операций. Кроме того, станки с ЧПУ значительно производительнее. Это достигается за счет оптимизации и синхронизации режимов обработки по всем управляемым координатам. Наконец, системы ЧПУ заменяют станочников, что создает необходимые предпосылки для перехода на безлюдную технологию.
 [c.116]

Рис. 8.1. Расположение осей координат в станках с ЧПУ (а) правосторонняя система координат (б)

В станках с ЧПУ значительно возросли сложность технологических задач и трудоемкость расчета и подготовки УП в связи с необходимостью точного определения траектории движения режущего инструмента в системе координат станка, увязки исходной точки обработки с положением заготовки и др.
 [c.778]

Нулевой точкой станка с ЧПУ является точка, принятая за начало системы координат станка. Исходная точка — это точка, определенная относительно нулевой точки станка и используемая для начала работы по УП.

Ее выбирают на станке, исходя из условий минимальных значений вспомогательных ходов, обеспечения удобства и безопасности смены инструмента, а также удобства закрепления заготовки на станке.

Фиксированная точка станка — это точка, определенная относительно нулевой точки станка и используемая для определения положения рабочего органа станка.
 [c.778]

Системы числового программного управления МТР во многом соответствуют системам управления фрезерных станков с ЧПУ. Это, пр.ежде всего, системы контурного управления с двумя или тремя управляемыми координатами.

Они предназначены для отработки листов шириной 1…12 м и длиной менее 24 м с точностью 0,5 мм. В качестве программоносителя в МТР используется бумажная перфолента с восемью дорожками.
 [c.

312]

Приспособления на станке имеют полное базирование относительно системы координат станка.

Для этой цели на столе станка с ЧПУ приспособления фиксируют по центральному отверстию посредством пальца, а по центральному калиброванному пазу — шпонками и крепят прихватами, болтами, тайками.

Элементы сборно-разборного приспособления соединяются между собой с помощью болтов, шпилек.
 [c.154]

При подготовке управляющих программ для станков с ЧПУ большое значение имеет правильный выбор и взаимная увязла систем координат. Система координат станка СКС), в которой определяется положение рабочих органов станка и других систем координат, является основной.

По стандартам все прямолинейные перемещения рассматривают в правосторонней прямоугольной системе координат X, Y, Z. Во всех станках положение оси Z совпадает с осью вращения инструмента если при обработке вращается заготовка, — то с осью
 [c.

779]

Обработка окон и проемов панели производится в два этапа — вначале проем вырезается и обрабатывается по контуру со стороны стрингеров, а затем ведется обработка окантовки под уплотнение со стороны теоретического контура, при этом возникают некоторые трудности, связанные с базированием и креплением заготовки на столе станка, для устранения которых используются специальные -приспособления — ложементы, позволяющие с высокой точностью выставить деталь в системе координат станка с учетом разновысот-ности стрингерных ребер. Типовой технологический процесс обработки стринге рных панелей на станках с ЧПУ приведен в табл. 25.
 [c.184]

Также весьма важным фактором является высокая технологичность обрабатываемой детали. Унифицируются отдельные элементы деталей, упрощается форма детали, вводятся единые конструкторские базы и др.

Особые требования предъявляются к режущему инструменту в связи с концентрацией операций и автоматической сменой его.

Существенной особенностью разработки технологического процесса для станков с ЧПУ является необходимость точной размерной увязки траектории автоматического движения инструмента с системой координат сганка, фиксированной исходной точкой обработки и положением заготовок.
 [c.157]

Рассмотрим иерархическое представление роботизи рованного технологического комплекса (РТК), состояще го из двух станков с ЧПУ, промышленного робота и по знции загрузки — выгрузки (рис. 1.22).

Уровень I пред ставлен РТК, уровень II — станками, роботами г позицией загрузки — выгрузки (рис. 1.23).

Элементамг уровня III являются узлы станков, робота и позиции за грузки — выгрузки, например шпиндельный узел, привод главного движения, приводы подач по координатам, не сущая система станка с ЧПУ. На уровне IV располага Ю Тся детали узлов.
 [c.50]

Достижение точности параметров второй группы связано с особенностями обработки деталей на станках с ЧПУ. Последовательность обработки деталей на этих станках (перемещение рабочих органов станка, обеспечение длины хода инструмента, позиционирование) осуществляется системой ЧПУ.

Отсчет размеров при обработке ведется относительно координат.

В отличие от обработки заготовок на станках с ручным управлением, когда точность размеров, как правило, выдерживается атносительно базирующих поверхностей, при обработке заготовок на станках с ЧПУ точность размеров обеспечивается относительно начала отсчета координатной системы станка.
 [c.225]

Схема базирования и обработки корпусной детали / на вертикальном расточном станке с ЧПУ 2 и схема его размерных связей, возникающих при обработке, приведена на рис. 15.6, где видны три системы координат нуль станка, нуль детали, нуль обработки (исходная точка).

Координаты программируемых точек Гпрог (рис. 15.6) в общем случае в пространстве представлены прог == г, — Го, где 1 — радиус-вектор текущей координаты опорной точки Го — радиус-вектор размера координаты исходной точки.

При подготовке программы возникают размерные связи, представленные векторами.
 [c.227]

Применение для обработки корпусных деталей горизонтальных фрезерно-расточных станков с ЧПУ, обеспечивая концентрацию на одном станке операций фрезерования плоскостей, сверление и растачивание отверстий в нужных координатах, вместе с тем не позволяет осуществить непрерывный цикл обработки. Указанное положение объясняется тем, что обработка корпусной детали средней сложности требует до 30 и более режущих инструментов различных размеров. Для сокращения времени на замену инструмента расточные станки имеют неса. ютормозящие конусы в шпинделе и устройства для механизированного зажима и высвобождения инструмента. Это снижает затраты времени на замену инструмента, но все же требует перерыва в автоматическом цикле осуществляемой системы ЧПУ, а также вмешательства станочника для снятия одного инструмента и установки другого и после этого включения в работу системы ЧПУ. В результате доля вспомогательного времени на станках с ЧПУ по сравнению со станками, не имеющими программного управления, уменьшается незначительно, а станочник часто не имеет возможности обслуживать более одного станка с ЧПУ.
 [c.309]

Системами ЧПУ оснащают плоскошлифовальные, кругло- и бесцентрово-шлифовальные и другие станки. При создании шлифовальных станков с ЧПУ возникают технические трудности, которые объясняются следующими причинами.

Процесс шлифования характеризуется, с одной стороны, необходимостью получения высокой точности и качества поверхности при минимальном рассеянии размеров, с другой стороны, — особенностью, заключающейся в быстрой потере размерной точности шлифовального круга вследствие его интенсивного изнашивания в процессе работы. В этом случае в станке необходимы механизмы автоматической компенсации изнашивания шлифовального круга. ЧПУ должно компенсировать деформации системы СИД, температурные погрешности, различия припусков на заготовках, погрешности станка при перемещении по координатам и т. д. Измерительные системы должны иметь высокую разрешающую способность, обеспечивающую жесткие допуски на точность позиционирования. Например, в круглошлифовальных станках такие приборы обеспечивают непрерывное измерение диаметра заготовки в процессе обработки с относительной погрешностью не более 2×10 мм. Контроль продольных перемещений стола осуществляется с погрешностью не более 0,1 мм.
 [c.284]

Для обработки на станках с ЧПУ простановка размеров должна выполняться с учетом требований профаммирования в прямоугольной системе координат, с заданием координат исходной и контрольных точек, с указанием всех размеров криволинейного контура-ра-диусов дуг, координат центров радиусов, координат точек сопряжения дуг, с применением простановки размеров вдоль оси отверстий или ступеней валика, т. е. с определением точек начала и конца того или иного установочно-позиционного перемещения.
 [c.161]

Большинство корпусных деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ, требует обработки с двух и более сторон [6, 14, 15]. Около 70% трудоемкости составляют сверление и нарезание резьбы, 20% — фрезерование, 10% — растачивание.

Для обработки корпусных деталей применяют обрабатывающие центры (комбайны) с ЧПУ и- позиционными или комбинированными системами ЧПУ [6, 7, 10] 2М, Координата С70-3 , ПЗВ и зарубежными системами РА-300, Алкатель (Франция) и Синумерик Сименс (ФРГ).

 [c.454]

На рис. 9 представлена принципиальная схема самоприспосабли-вающейся системы для трехкоординатного фрезерного станка с ЧПУ.

В процессе резания четырьмя датчиками, являющимися преобразователями линейных перемещений, выполняется непрерывное измерение деформации (прогиба) шпинделя в направлении координат X и Y, а при помощи тензометрического датчика измеряется крутящий момент
 [c.490]

Станки с ЧПУ, как новый вид рабочих машин. Система координат станков с ЧПУ, страница 2

Адаптивное
ЧПУ станком – происходит
автоматическое приспособление процесса обработки заготовки к реальным условиям
(изменение глубины резания при изменении припуска, уменьшение подачи при возрастании
крутящего момента и т. д.).

Кадр
управляющей программы – составная
часть программы, вводимая и отрабатываемая как единое целое и содержащая не
менее одного адреса. Кадр содержит полный  объем информации необходимой для
обработки элементарного технологического участка детали. Кадр программы
начинается с адреса N и записанного за ним номера кадра и заканчивается
знаком «конец кадра» (ПС, LF, ).

• Адреса
  в пределах этих двух знаков внутри кадра можно располагать в любой
  последовательности.
• Элементарный
  технологический участок – отрезок
  прямой или дуги окружности с помощью которых описан обрабатываемый контур.
• Опорная
  точка – точка начала и конца
  элементарного технологического участка.
• Абсолютный
  размер – линейный или угловой размер
  заданный в УП и указывающий положение описываемой точки относительно принятого
  нуля системы координат.
• 
• Рисунок
  1.1 – Задание размеров в абсолютной системе координат
• Размер
  в приращениях – линейный или угловой
  размер, заданный в УП и указывающий по соответствующим  координатам расстояние
  от начальной точки элементарного технологического участка до его конечной
  точки.
• Нулевая
  точка станка – (нуль станка) – точка
  принятая за начало координат станка.

Рисунок
1.2 – Задание размеров в приращениях

Исходная
точка станка – точка, определяемая
относительно нуля координат станка и используемая для начала работы по УП. В
этой точке происходит смена инструмента.

1. Нулевая
   точка детали – точка детали, которая
   принята за нуль системы координат данной детали.
2. Дискретность
   отработки перемещения – минимальное
   перемещение или угол поворота рабочего органа станка, которое можно задать в
   программе и проконтролировать в процессе отработки.
3. Геометрическая
   информация – информация, описывающая
   форму детали, размеры элементов детали и инструмента и их взаимное положение в
   пространстве.
4. Технологическая
   информация – информация, описывающая
   условия обработки детали (подача, глубина резания, скорость резания, частота
   вращения шпинделя).
5. Эквидистанта
   – линия контура, отстоящая на
   расстоянии радиуса фрезы от контура детали.
6. 3. Система координат станков с ЧПУ

Для
того, чтобы задать какое либо движение рабочего органа станка и чтобы это
движение можно было одинаково обозначать в станке любой страны производителя,
Международная организация стандартов ISO,
разработала рекомендации ISO
– R841 (1968г.) по выбору и назначению
координатных осей.

В
качестве основы принята правосторонняя прямоугольная система координат.
Основной осью является ось Z. Эта ось всегда
направлена вдоль оси шпинделя, а ее положительное направление принято считать
направление от детали к инструменту.

Ось
Х перпендикулярна оси Z, а ее положительное направление будет вправо, если
смотреть вдоль оси Z в ее положительном направлении.

Ось
У перпендикулярна плоскости XOZ, а ее
положительное направление определяется поворотом оси Х вокруг оси Z, по часовой стрелке, если смотреть вдоль оси Z в ее положительном
направлении.

Рисунок
1.3 Оси координат станка

Дальнейшее
развитие станкостроения и появление многоцелевых станков с ЧПУ потребовало
дополнительное количество адресов для обозначения движения исполнительных
механизмов, которые перемещаются параллельно основным осям.в связи с этим ISO рекомендовало еще три вторичных и три третичных
линейных оси и пять круговых осей. Эти оси обозначаются:

• первичные
  – X,Y,Z;
• вторичные
  – U,V,W;
• третичные
  —  P,Q,R;
• круговые
  —    A,B,C,
•                        D,E;
• Таким
  образом, если в станке имеется дополнительный исполнительный механизм, который
  перемещается параллельно основному и оси Х, то его перемещение программируют по
  адресу U.

Следующий
механизм движущийся в этом же направлении будет задаваться по адресу Р и т. д.
Аналогично аналоги адресов Y и Z.  Круговые
оси А,В,С также привязаны к первичным осям. Если механизм совершает
вращательное движение вокруг оси Х, то его обозначают адресом А. Вокруг оси У –
адресом В, а вокруг оси Z – адресом С. Круговые
оси Д и Е не имеют закрепления и используются по необходимости.

Положительное
направление движения по круговой оси считается движение по часовой стрелке,
если смотреть вдоль линейной оси в ее положительную сторону.

Таким
образом, если нужно задать какое либо программируемое движение исполнительного
механизма, в программе записывается адрес, т.е. название оси, по которой
происходит это движение и величина перемещения – цифрами со знаком. Знак плюс
обычно не пишется.

Например,
надо переместить инструмент из точки А в точку В (рисунок 1.4 ). В программе
будет записано N…..Х 100 У 60 Z 10 LF; эта запись сделана в абсолютных координатах. В
приращениях этот же кадр будет выглядеть:       N…Х
90 У 40 Z -70 LF.

1.             
   Рисунок 1.4
2. Рекомендации
   ISO приняты всеми национальными стандартами, поэтому
   программисту нет необходимости каждый раз изучать систему кодирования
   перемещений при приобретении станка в любой стране производителе.
3. 4. Язык программирования
4. Согласно
   международного стандарта ISO/840, принятого всеми национальными стандартами
   развитых стран мира, для кодирования информации для станков с ЧПУ используется
   код ISO — 7bit.
5. Всякий
   язык начинается с алфавита. В качестве алфавита языка ISO приняты следующие знаки:
6. -26
   букв латинского алфавита;
7. —
   десять цифр от 0 до 9;
8. —
   и целый ряд знаков и значков, таких как «+», «-«, LF, #,@, и
   др.

Внутри
алфавита адреса так же имеют строгое закрепление по видам информации. Так адреса
X,Y,Z,I,J,K,P,Q,R,U,V,W,A,B,C,D.E используются только для задания геометрической
информации, адрес G – для задания служебной функции, адрес М – для
вспомогательных команд, адреса S,T,F – для задания
технологической информации, адрес N – для указания номера кадра.

Системы координат станка, приспособления, инструмента и детали

При работе на универсальных станках с ручным управлением требуемые размеры изготавливаемых деталей достигаются, как правило, путем обработки заготовки относительно ее базовых поверхностей. На станках с ЧПУ требуемые размеры деталей достигаются путем обработки заготовки относительно начала отсчета выбранной по определенным соображениям системы координат.

Фактически, при работе на станке с ЧПУ приходится иметь дело не с одной, а одновременно с несколькими системами координат, важнейшими из которых являются следующие три:

1. Координатная система станка. Система координат станка является главной расчетной системой, в рамках которой определяются предельные перемещения исполнительных органов станка, а также их исходные и текущие положения.

У различных станков с ЧПУ в зависимости от их типа и модели координатные системы располагаются по-разному. Начало отсчета этой системы координат находится в определенной производителем станка точке и не подлежит изменению пользователем.

Точка, представляющая собой начало отсчета координатной системы станка, называется нулем станка или нулевой точкой станка.

Нулевая точка станка является исходной точкой системы координат, относящейся к данному станку. Положение этой точки на станке устанавливается производителем и не подлежит изменению.

Обычно эту точку совмещают с базовой точкой исполнительного органа, несущего заготовку, находящегося в положении, при котором все перемещения исполнительных органов будут находиться в области положительных значений координат.

Как правило, у токарных станков нулевая точка располагается на оси вращения шпинделя на его базовом торце.

2. Координатная система детали. Система координат детали является главной системой для программирования обработки и назначается чертежом или эскизом технологической документации.

Она имеет свои оси координат и свое начало отсчета, относительно которого определены все размеры детали и задаются координаты всех опорных точек контуров детали.

Опорными точками в этом случае считаются точки начала, конца и пересечения или касания геометрических элементов детали, которые образуют ее контур и влияют на траекторию инструмента на технологических переходах. Точка начала отсчета координатной системы детали называется нулем детали или нулевой точкой детали.

Нулевая точка заготовки является началом системы координат заготовки. Ее расположение в системе координат станка назначается свободно, исходя из особенностей процесса обработки данной заготовки.

Из практических соображений обычно стремятся к совмещению этой точки с началом отсчета размеров на чертеже.

В этом случае при составлении управляющей программы можно использовать размерные данные непосредственно с чертежа.

3. Координатная система инструмента. Система координат инструмента предназначена для задания положения его режущей части относительно державки в момент обработки.

Началом отсчета координатной системы инструмента является точка, от которой начинается запрограммированное перемещение рабочего инструмента. Эта точка называется нулем инструмента или нулем обработки.

Как правило, координаты нуля обработки задаются в координатной системе детали, но при этом координаты нуля обработки могут не совпадать с нулем детали.

Нулевая точка инструмента Е является базовой точкой элемента станка, несущего державку с инструментом. Положение этой точки на станке устанавливается производителем и не подлежит изменению. Обычно нулевая точка инструмента располагается у токарных станков на пересечении оси державки револьверной головки и торца револьверной головки.

При разработке технологического процесса обработки детали на станке с ЧПУ необходимо определитьисходную точку перемещений, с которой начинается выполнение команд управляющей программы.

Наиболее желательно такое расположение исходной точки перемещений, при котором она совпадает с нулем инструмента, а координатные оси детали и станка параллельны друг другу.

В этом случае процесс программирования траекторий перемещения исполнительных органов станка значительно упрощается и, следовательно, снижается вероятность появления ошибок в управляющей программе.

В отечественной технической литературе по ЧПУ у разных авторов нулевые точки основных систем координат обозначены по-разному — в зависимости от того, какую систему ЧПУ они принимали за основу.

Поэтому специалисту надо быть готовым к тому, что он встретит на пульте станка или в документации непривычную для себя систему условных обозначений.

В данном учебном пособии принята система, принятая в Германии, которая является европейским лидером по станкам с ЧПУ.

инженер поможет — Преобразования систем координат ЧПУ

При программировании современных микропроцессорных устройств ЧПУ широко используются преобразования систем координат (например, смещение, поворот, зеркальное отражение и т. д.).

Все виды преобразования условно можно разделить на две группы: преобразования, которые реализуются путем настройки системы управления; преобразования, которые описываются непосредствен- но в управляющей программе.

К первой группе относятся преобразования, связанные с совмещением системы координат станка с системой координат детали.

При этом установка величины смещения системы координат станка осуществляется через панель оператора или универсальный интерфейс (в соответствующий массив, который хранится в памяти устройства ЧПУ, заносятся координаты смещения и коэффициенты масштабирования). Смещения вызываются следующими командами:

• G54…G57 – вызов от первого до четвертого настраиваемого смещения нулевой точки станка;
• G505…G599 – вызов от 5-го до 99-го настраиваемого смещения нулевой точки станка;
• G500 – отмена настраиваемых смещений нулевой точки (G54…G599) до следующего вызова первого настраиваемого смещения нулевой точки (действует модально).
• Используя G54…G57, а также G505…G599, можно создать до 100 настраиваемых смещений нуля. Ко второй группе относятся преобразования действующей системы координат детали, которые осуществляются следующими командами:
• TRANS, ATRANS – программируемое смещение нулевой точки; ROT, AROT – вращение;
• SCALE, ASCALE – масштабирование;

MIRROR, AMIRROR – отражение. TRANS, ROT, SCALE, MIRROR являются замещаемыми командами (каждая из них стирает все запрограммированные до нее команды преобразования координат).

ATRANS, AROT, ASCALE, AMIRROR являются аддитивными (дополняющими) командами.

С помощью команд ROT, AROT система координат детали может поворачиваться либо на угол RPL в выбранной рабочей плоскости 92 G17…G19, либо вокруг любой из трех осей X, Y, Z.

Это позволяет обрабатывать наклонные поверхности заготовок или несколько сторон заготовки с одной установки. Команда ROT отменяет все запрограммированные ранее команды по преобразованию координат.

За положительный угол поворота принято вращение по часовой стрелке (при взгляде в положительном направлении оси системы координат детали).

Если после вращения программируется смена плоскостей (G17…G19), то запрограммированные углы поворота для соответствующих осей сохраняются и в новой рабочей плоскости.

Поэтому перед сменой плоскостей рекомендуется вращение отключать (задается команда ROT без указания оси).

Пример преобразования систем координат 1

Деталь имеет три выступа одинаковой формы и размеров. Каждый из этих выступов может быть обработан по одной подпрограмме. Для этого каждый раз перед обработкой очередного выступа производится программирование нового положения системы координат детали (смещение, смещение и поворот, смещение и поворот).

1. N10 G17 … G54 … – рабочая плоскость XY, ноль детали; N20 TRANS X20 Y10 – программируемое смещение;
2. N30 L10 – вызов подпрограммы;
3. N40 TRANS X55 Y35 – программируемое смещение; N50 AROT RPL=45 – относительный поворот на 45°;
4. N60 L10 – вызов подпрограммы;
5. N70 TRANS X20 Y40 – программируемое смещение; N80 AROT RPL=60 – относительный поворот на 60º;
6. N90 L10 – вызов подпрограммы.

Пример преобразования систем координат 2

Деталь имеет ступенчатый колодец, контуры верхней и нижней ступени которого идентичны по форме (их соответствующие размеры пропорциональны). Кроме того, нижняя ступень колодца по от- ношению к его верхней ступени в плоскости XY смещена и развернута против часовой стрелки на угол 35º.

Схема преобразования системы координат детали (смещение, поворот и масштабирование)

Каждая из ступеней кармана может быть обработана по одной подпрограмме. Для этого перед обработкой верхней ступени колодца производится смещение системы координат детали, а перед обработкой нижней ступени – ее масштабирование, а также смещение и разворот системы координат на угол 35º.

N10 G17 … G54 … – рабочая плоскость XY, ноль детали; N20 TRANS X15 Y15 – программируемое смещение;

N30 L10 – вызов подпрограммы; N40 TRANS X40 Y20 – программируемое смещение;

N50 AROT RPL=35 – поворот в плоскости на 35º; N60 ASCALE X0.7 Y0.7 – фактор масштаба для малого кармана;

N70 L10 – вызов подпрограммы.

Пример преобразования систем координат 3

Деталь имеет четыре колодца одинаковой формы и размеров, расположенных зеркально и симметрично относительно выбранной системы координат детали (рис. 3.18). Рис. 3.18.

Схема преобразования системы координат детали (зеркальное отражение) Каждый из этих колодцев может быть обработан по одной подпрограмме.

Для этого после обработки очередного колодца генерируется 95 его новое зеркальное отражение (после обработки четвертого колодца осуществляется дезактивирование функции зеркального отражения).

• N10 G17 … G 54 … – рабочая плоскость XY, ноль детали; N20 L10 – обработка контура (первый квадрант);
• N30 MIRROR X0 – зеркало на оси Y, направление оси X изменя- ется на противоположное;
• N40 L10 – обработка контура (второй квадрант);
• N50 AMIRROR Y0 – зеркало на оси X, направление оси Y изме- няется на противоположное;
• N60 L10 – обработка контура (третий квадрант);
• N70 MIRROR Y0 – зеркало на оси X, направление оси Y изменяется на противоположное;
• N80 L10 – обработка контура (четвертый квадрант);
• N90 MIRROR – дезактивирование зеркального отражения.