Лещенко А.И. Программирование и технологические процессы для станков с ЧПУ
Подождите немного. Документ загружается.
- 41 -
41
шпинделя с инструментом (ось Z), а в горизонтальной плоскости XY
перемещением стола, что обуславливает направление осей СКД.
Рис.6.3 Базирование по плоскости и трем упорам.
Рассмотрим базирование заготовки (рис 6.4) на столе станка ИР500.
Угольник 1 установлен и закреплен на столе 4, в ориентированном положении
цилиндрическими штифтами ∅d1. Заготовка 2, базируется по плоскости
угольника 1, центральному отверстию ∅D и цилиндрическому штифту ∅d,
закрепляется болтами 3 в Т – образном пазу. Движение подачи выполняется
перемещением шпиндельной бабки 5 с колонной (плоскость YZ) и движением
стола с заготовкой (ось X), что обуславливает направление осей СКД.
Рис.6.4 Базирование заготовки по центральному отверстию D и штифту d
- 42 -
42
6.3. Свойства технологической наладки
станков сверлильно - фрезерно- расточной группы.
Рассмотрим схему технологической наладки станков данной группы.
На столе станка 1 (рис 6.5) ,закреплена плита приспособления на которой
базируется деталь 3. СКД (Xд; Yд; Zд) связана с центром базирующего пальца
4. СКС (Xст ; Yст ; Zст) связана с центральной точкой зеркала шпинделя 5.
Начало СКС - ноль станка - ’’0
СТ
’’. Начало СКД - ноль детали -’’ 0
Д
’’.
В процессе технологической наладки необходимо определить и ввести в память
УЧПУ следующие величины :
1. ∆X, ∆Y, ∆Z - эти значения дают геометрическую взаимосвязь двух
координатных систем - СКС и СКД.
2. Z1, Z2, ... - вылеты инструментов - величины корректоров на длину
инструмента.
3. dф - диаметр фрезы - величину корректора на диаметр.
В УП указываются опорные точки конечного контура детали - например R
д.
УЧПУ обладает свойствами ’’коррекции на диаметр’’, т.е. свойством фор-
мировать траекторию перемещения центра фрезы со смещением на величину ее
радиуса R
т = Rд + dф/2, относительно заданного в УП контура детали. Такая
траектория называется эквидистантной , т.е. траекторией по линии L1 (рис.6.6)
смещенной относительно другой линии L на постоянную величину.
Рис.6.5. Технологическая наладка станка
- 43 -
43
Рис.6.6. L1 эквидистанта L .
6.4 Определение положения СКД относительно СКС
Предположим, что положение шпинделя 5 (рис.6.5.) соответствует нулевой
точке СКС т.е. в этом положении на индикации Xст = 0, Yст = 0, Zст= 0.
Необходимо определить координаты начала СКД, точку ‘’0д’’, в СКС т.е.
величины
∆X, ∆Y, ∆Z.
Для определения величин ∆X и ∆Y, в шпиндель станка вставляется оправка
1 (рис.6.7.), с Г - образным кронштейнам 2 , в котором закреплен индикатор
часового 3. В ручном режиме перемещаем стол станка, до касания ножки
индикатора , цилиндрической поверхности базирующего пальца 4.
Рис.6.7. Определение величин ∆X и ∆Y
Вручную вращаем оправку вокруг оси шпинделя и микрометрической
подачей перемещаем стол , добиваясь его положения , при котором стрелка
индикатора остается неподвижной, т.е. совмещаем ось шпинделя и ось
базирующего
пальца . Координаты X и Y на дисплее равны значениям ∆X и ∆Y.
Каждый станок ,комплектуется оправкой точного диаметра d и длины L
(рис.6.8.). В ручном режиме перемещаем стол станка до появления минималь-
ного зазора между плоскостью базирующей плиты 1 и торцом оправки 2.
В этот зазор помещаем пластину микрометрического щупа толщиной f и
штурвалами микрометрической подачи перемещаем пиноль шпинделя в
вертикальном направлении, добиваясь небольшого усиления прижима пластины.
В этом случае ∆Z равно :
∆Z = L + f
- 44 -
44
Рис.6.8. Определение ∆Z.
Величину ∆X , ∆Y, ∆Z - записываем в память УЧПУ, как значения смещения
нуля станка. Эти “смещения “ будут алгебраически складывается с координа-
тами опорных точек УП, при выполнении программных перемещений.
Например если
∆X = - 100, ∆Y = 50 то реальные перемещения в СКС равны:
Координаты в УП
при G90 .
Реальные координаты в СКС.
X 10 Y-20
X100
............................
X -90 Y30
X 0
.........................
6.5 Функция автоматического определения смещения G92.
Методами изложенными ранее, ( рис.6.7, рис.6.8.) определяем координаты
точки “Од” - начала СКД (рис.6.10) в СКС -
∆X ∆Y ∆Z и записываем эти
значения в память УЧПУ, как “смещение нуля”.
- 45 -
45
Рис. 6.10 Определение ИП, функцией G92
После ввода этих данных, можно контролировать все перемещения в СКД,
по индикации на дисплее.
Если в начале УП объявлена функция G92, например :
N01 G92 X -80 Y- 70 Z 20
Тогда, при технологической наладке, работая в СКД, отводим подвижные
части станка, в исходное положение (ИП) - начало работы по программе, на
величины : X
п = -80 Yп = -70 Zп = 20. При считывании функции G92, УЧПУ
запоминает X
п, Yп, Zп и отрабатывает перемещения заданные в УП в СКС (с
учетом ∆X+Xп, ∆Y+Yп, ∆Z+Zп) .
Следовательно, функция G92 не инициализирует перемещения, а только
определяет точку начала работы по программе (ИП) в СКД. Если в УП
несколько G92 , то выполняется переход от одной СКД к другой.
7 Система команд УЧПУ
7.1 Линейная интерполяция GO1.
Предназначена для перемещения инструмента по обрезку прямой, в заданную
точку, со скоростью определенной подачи F. Значения F и частота вращения
шпинделя S должна быть определена до кадра линейной интерполяции или в
кадре где объявлена GO1 (рис.7.1)
Рис.7.1 Линейная интерполяция G01
Например исходное положение инструмента определено точкой s.p. (15, 20).
Кадр N10 инициализирует перемещение в точку е.р. (80, 50) с подачей
F=150 мм
/мин
N10 GO1 X80 Y50 F150 S620
В кадре УП задана контурная подача F , вектор которой всегда направлен
по касательной к контуру .При движении параллельно оси, контурная подача
равна осевой. При движении под углом к оси , контурная подача равна сумме
векторов осевых подач Fx и Fy. УЧПУ управляет приводами линейного
перемещения, автоматики поддерживает постоянным соотношение
Fx
Fy
tg=
α
- 46 -
46
7.2 Позиционирование GOO.
Предназначена для перемещения по прямой в заданную точку со скоростью
быстрого хода. УЧПУ предполагает программирование перемещений в
абсолютной и относительной системах отсчета.
G90 - обуславливает задание координат относительно начала СКД. УЧПУ
устанавливает эту систему отсчета при включении электропитания (режим по
умолчанию).
G91 - определяет относительную систему отсчета при которой координаты
каждой последующей точки задаются относительно предыдущей
запрограммированной точки.
G91 отменяет G90 и наоборот. Рассмотрим пример на рис.7.2
Перемещение с точки s.p.(5,30) в точку е.р. (50,10) на скорости быстрого хода ,
можно инициализировать кадрам :
N10 G90 G00 X50 Y10
или кадрам
N10 G91 G00 X45 Y-20
Рис.7.2 Позиционирование G00
Следует отметить, что некоторые УЧПУ не выполняют синхронизацию осевых
подач при перемещении на быстром ходу. Например, если кадр УП имеет вид :
N15 G00 X80 Y25
то траектория перемещения, представляет ломанную из двух отрезков прямых
(рис.7.3).
Рис.7.3. Траектория перемещения при позиционировании
- 47 -
47
G60 - функция точного позиционирования. Любая механическая передача
имеет люфты, причем накопленная погрешность в следствии этого явления,
может быть различная при выходе в точку позиционирования с положительного
или отрицательного направлений. Функция G60 обеспечивает быстрое
перемещение в заданную точку, со стороны положительного или
отрицательного направлений, в зависимости от значения параметра, в памяти
УЧПУ. На рис.7.4 программное перемещение в точку (80,5) выполняется со
стороны положительного направления координатных осей.
Рис. 7.4 Точное позиционирование G60
Поэтому кадр УП
N10 G60 X80 Y5
автоматически формирует траекторию перемещения, вначале в точку
(80+∆, 5+∆), а затем уже в точку (80, 5). Величина и знак ( + или -) ∆=1÷2мм
определяется параметром УЧПУ.
7.3 Программирование движения по дуге окружности.
В системах ЧПУ перемещение по дуге окружности в направлении по
часовой стрелке, программируется функцией GO2, против - GO3.
Для систем с возможностью трех координатной обработки задается плоскость
круговой интерполяции: XY-G17, XZ-G18, YZ-G19. При определении
направления движения (по часовой или против часовой стрелке) взгляд
наблюдается на плоскость интерполяции (XY, XZ , YZ) направлен со стороны
положительного направления третьей координатной оси.
Геометрически дуга окружности задается координатами конечной точки
дуги (при условии , что в предыдущем кадре УП, определен выход в начальную
точку дуги) и проекциями радиуса вектора на координатные оси (I - X , J - Y, K -
Z) направленного из начальной точки дуги к ее центру. Например перемещение
по дуге окружности (рис7.5), в направлении “по часовой стрелке”, с центром в
точке (X0, Y0) è радиуса R, из точки s.p. (X1, Y1) в точку е.р. ( X2, Y2), в
абсолютной системе отсчета , определяется кадром УП:
N{n} G90 G01 X{X1} Y{Y1}
N{n+1} G17 G02 X{X2} Y{Y2} I{X0-X1} J{Y0-Y1}
Запишем это же перемещение в относительной системе отсчета:
N{n+1} G91 G17 G02 X{X2 -X1} Y{Y2 -Y1} I{X0-X1} J{Y0-Y1}
- 48 -
48
Рис.7.5. Перемещение по дуге окружности
Современные токарные системы УЧПУ дают возможность программирования
перемещения по дуге окружности указанием координаты конечной точки дуги и
радиуса. Направление перемещения задается знаком величины радиуса дуги -
плюс при движении по часовой стрелке и минус против часовой стрелки.
Рис.7.6а Рис.7.6б.
Кадр УП программирующий в абсолютной системе движение по дуге радиуса
R30 (рис.7.6а.) имеет вид :
N10 X12 Z40 R-30
Кадр УП программирующий в относительной системе движение по дуге
радиуса R36 (рис.7.6б.) имеет вид :
N20 X-48 Z40 R30.
7.4 Повторение группы кадров УП - G25.
Применение функции G25 удобно в случаях , когда какой-то фрагмент УП
необходимо выполнить несколько раз. Функция G25 определена форматом
G25 {n} {m} {q}
n- (трехзначное число ) номер кадра с которого начинается фрагмент УП
m- (трехзначное число ) номер кадра по который повторяется фрагмент УП
q- (двухзначное число) число повторений
- 49 -
49
Например
N50 ..........
N51 ..........
..................
N60 ..........
N61 ..........
..................
N90 ..........
N91 ..........
..................
N100 G25 060 090 10
Фрагмент УП с кадра N60 по кадр N90 будет повторен 10 раз .
Допускаются вложенные циклы повторений ,например
N50 ..........
N51 ..........
..................
N60 ..........
N61 ..........
..................
N80 G25 065 075 02
N81 ..........
..................
N90 ..........
N91 ..........
..................
N100 G25 060 090 05
Фрагмент УП с кадра N60 по кадр N90 будет повторен 5 раз , при этом фрагмент
УП с кадра N65 по кадр N75 повторяется (1+2)*5=15 раз . Не допускается
«пересечение» границ циклов повторения программы , например следующая УП
вызовет ошибку системы
N50 ..........
N51 ..........
..................
N60 ..........
N61 ..........
..................
N80 G25 050 075 02
N81 ..........
..................
N90 ..........
N91 ..........
..................
N100 G25 060 070 05
Функция G25 сокращает общий объем УП при наличии в ней нескольких
однотипных технологических процедур. Если фрагменты УП оформлены как
подпрограммы то данная функция дает возможность обращения к ним.
Например
N50 ..........
N51 ..........
N52 G25 100 120 01
- 50 -
50
N53 ..........
.................
N80 M02
N100 ..........
..................
N120 ..........
В кадре N52 Функция G25 вставляет в УП подпрограмму определенную
кадрами N100-120.
7.5 Функция выдержки времени G04
Функция G04 имеет формат: N020 G04 P {p}, где р - продолжительность
паузы в 0.001сек. При резком изменении траектории (углы меньше 90
0
), вслед-
ствии динамических характеристик привода, может возникнуть закругление.
Если это недопустимо то в УП, отдельным кадром, программируется
пауза - G04.
8. Коррекция инструмента на длину и диаметр.
8.1 Коррекция на длину инструмента Н.
Рис.8.1 Коррекция на длину инструмента.
При обработке деталей на станках сверлильно-фрезерно-расточной
группы , применяются инструменты различной длины (вылета). Рассмотрим
технологическую наладку инструмента Т1 (фреза концевая) и Т2 (оправка
расточная) (рис.8.1). Т1 фрезерует торец D2-D1 , Т2 растачивает отверстие D1
Рассмотрим фрагмент УП.
N01 G92 X0 Y0 Z-200
N02 G00 G90 Z-1 T1 H1
----------------------------------
N10 G00 X0 Y0 Z-200
N11 Z-1 T2 H2