animateMainmenucolor
activeMenucolor
Главная / Фрезерный станок с ЧПУ / Система Координат Фрезерного Станка С Чпу

Система Координат Фрезерного Станка С Чпу

Система координат фрезерного станка с чпу

Система координат фрезерного станка с чпу - является главной расчетной системой, определяющей перемещения исполнительных органов станка фрезерного типа с числовым программным управлением. Оси координат располагают параллельно направляющим станка, что позволяет при создании управляющей программы легко задавать направления и расстояния перемещений.

В этой статье рассмотрим - какова система координат фрезерного станка с чпу. Начнем с того, что система координат фрезерного станка, в которой определяется положение его рабочих органов и других систем координат, является основной. Система координат станка (СКС) включает в себя все физически существующие оси станка. По стандартам все прямолинейные перемещения рассматривают в правосторонней прямоугольной системе координат X, Y, Z. У фрезерных станков положение оси Z совпадает с осью вращения инструмента. На станках всех типов движение сверла из детали определяет положительное направление оси Z в системе координат станка.

Ось Х фрезерного станка с чпу всегда параллельна технологической базе (обычно горизонтальна) и перпендикулярна оси Z. При вертикальном расположении оси Z, если встать лицом к передней плоскости станка, положительным для оси Х считается направление вправо.

Правило правой руки в системе координат станка

Рис. 1. Правило правой руки в системе координат станка

Ось Y перпендикулярна плоскости, образуемой осями X и Z; в качестве положительного выбирается такое направление, чтобы получившаяся система координат образовывала правую декартовую систему. Для удобства можно пользоваться правилом правой руки (рис. 1). Примеры расположения осей системы координат для фрезерных станков представлено на рис. 2.

Примеры систем координат фрезерных станков

Рис. 2. Примеры систем координат фрезерных станков

Дополнительные оси в системе координат станка

Если какой-либо станок имеет несколько столов, суппортов и т. п., то для задания их перемещений используют другие системы координат, оси которых для второго рабочего органа обозначают U, V, W, для третьего – Р, Q, R. Круговые перемещения рабочих органов станка с инструментом по отношению к каждой из координатных осей X, Y, Z обозначают А, В, С соответственно. Положительным направлением вращения вокруг осей является вращение по часовой стрелке, если смотреть от начала в сторону конца оси; вращение в противоположном (отрицательном) направлении обозначают А', В', С'. При определении положительного направления удобно пользоваться правилом правой руки: если отогнутым большим пальцем правой руки указать положительное направление оси, то согнутые остальные пальцы укажут положительное направление вращения вокруг этой оси.

В системе координат фрезерного станка с чпу, в зависимости от конструкции станка, положение инструмента и заготовки при обработке может быть получено перемещением инструмента относительно неподвижной заготовки. Подобную реализацию имеют портальные сверлильные станки с чпу, у которых происходит перемещение портала относительно стола. У других станков, когда заготовка перемещается относительно неподвижного инструмента, оси в системе координат станка обозначают X', Y', Z' и соответственно меняют положительные направления на противоположные или взаимным их перемещением. Учесть эти особенности весьма сложно. Принят, так называемый, метод относительного программирования, при котором условно считают, что всегда движется инструмент, а заготовка остается неподвижной. Такой метод очень удобен на практике, так как для программиста безразлично, как обеспечивается, например, положительное движение инструмента по оси X – его собственным перемещением или движением стола в противоположном направлении. Положение нулевой точки станка (нуль станка) – точки, принятой за начало СКС (ГОСТ 20523-80), т. е. начало отсчета для линейных и для круговых движений, стандартами не установлено. Физически ноль станка задают концевые выключатели, обычно устанавливаемые на каждой из осей и служащие для определения положения рабочих органов станка при инициализации системы.

Кроме нулевой точки, в ГОСТ 20523-80 даны определения следующих точек. Исходная точка станка определяется относительно его нулевой точки и используется для начала работы по управляющей программе. Фиксированная точка станка определяется относительно нулевой точки станка и используется для нахождения положения рабочего органа станка (как правило фиксированная точка совпадает с нулем станка).

Если ограничиться только одной системой координат станка при написании программ, то возникают проблемы при ее эксплуатации. Например, смена приспособления станка в процессе производства приводит к изменению пространственного положения детали относительно нуля станка (вследствие неизбежного изменения линейных размеров приспособления и различного физического положения нуля станка различных производителей), что вызывает необходимость в пересчете всей геометрической информации, содержащейся в программе. Поэтому для решения вышеуказанных проблем вводится система координат детали (СКД).

Система координат детали станка с чпу

Назначение системы координат детали фрезерного станка заключается в задании координат опорных точек обрабатываемых поверхностей (контура, профиля и т. д.). Опорными называют точки начала, конца, пересечения или касания геометрических элементов, из которых образованы контур детали и траектория движения инструмента на переходах обработки. Вместо трехобьемных систем координат в частных случаях используют прямоугольные и полярные двухкоординатные системы. Точку на детали, относительно которой заданы ее размеры, называют нулевой точкой детали (нуль детали). Нуль детали выбирается программистом произвольно – может быть любая точка как на детали, так и вне ее. Однако, при выборе нуля детали следует учитывать следующие моменты:

  • нуль должен по возможности совпадать с конструкторской базой (упрощается программирование, т. к. исключается необходимость в пересчете размерных цепей);
  • нуль должен находиться на физической поверхности детали (не заготовки), которой можно было бы удобно коснуться инструментом (сокращается время на наладку станка – упрощается привязка система координат детали к системе координат станка).

При разработке управляющей программы программист использует систему координат детали. При выборе системы координат детали принимается направление осей таким же, как направление осей в системе координат станка; координатные плоскости системы координат детали целесообразно совмещать или располагать параллельно базам детали; координатные оси следует совмещать с возможно большим числом размерных линий или осей симметрии.

Аналогичные проблемы в процессе эксплуатации оборудования возникают при смене инструмента вследствие износа. Поэтому, на фрезерных станках с ЧПУ наряду с СКС и СКД существует система координат инструмента (СКИ).

Система координат инструмента фрезерного станка

Назначение системы координат инструмента фрезерного станка с чпу заключается в задании положения его режущего лезвия. Оси системы координат инструмента параллельны и направлены в ту же сторону, что и оси системы координат станка. Инструмент рассматривают в сборе с державкой и вспомогательным инструментом. Указывают положение формообразующих элементов режущих кромок, а также координаты точки пересечения с осью вращения. Связь систем координат при обработке детали на сверлильно-фрезерно- расточном станке представлена на рис. 3.

Связь систем координат детали и инструмента

Рис. 3. Связь систем координат детали и инструмента сверлильно- фрезерно-расточного станка с ЧПУ