Расположение координатных систем фрезерного станка

Чтобы станок или СЧПУ могли работать с указанными в управляющей программе позициями, они должны быть запрограммированы в базовой системе, которая соответствует направлениям движения осевых салазок. Для этого используется декартова система координат с осями X, Y и Z .

На вертикально-фрезерных станках положительное направление оси Z - вверх, ось совпадает с осью вращения шпинделя. Ось Y – поперечная подача стола – направлена на оператора, если стоять лицом к станку со стороны шторок. Ось Х – продольная подача стола – направлена влево.

Однако при описании контура детали удобно оперировать перемещением инструмента, а не детали, т.е находясь в координатной системе детали. Поэтому положительное направление осей X и Y меняется на противоположное, как представлено на рисунке 2.1, т.е. ось Y – поперечная подача стола – направлена от оператора, а ось Х – продольная подача стола – направлена вправо.

При программировании необходимо сообщить СЧПУ, в какой плоскости осуществляется работа, чтобы значения коррекции инструмента были вычислены правильно. Кроме этого плоскость имеет значение для определенных видов программирования окружностей и для полярных координат.

Соответственно две оси координат определяют плоскость.

Рабочие плоскости в программе ЧПУ обозначаются G17, G18 и G19 следующим образом (рисунок 2.2):

Плоскость Обозначение Направление подачи

X/YG17 Z

Z/X G18 Y

Y/Z G19 X

Рисунок 2.1 - Координатная система детали, установленной на столе

вертикально-фрезерного станка

Рисунок 2.2 - Расположение координатных плоскостей на вертикально-фрезерных станках

Перед программированием, на этапе привязки инструмента, на станке с ЧПУ определяются различные нулевые и референтные точки. Это исходные точки, к которым осуществляется подвод станка и к которым относится программирование измерения детали.

На рисунке 2.3 показаны нулевые точки и референтные точки для фрезерных станков.

Исходные точки это:

М - нулевая точка станка.

А - точка упора. Может совпадать с нулевой точкой детали (только токарные станки).

W - нулевая точка детали, она же нулевая точка программы.

В- стартовая точка. Определяется программой. Здесь первый инструмент начинает обработку.

R- референтная точка. Определенная кулачками и измерительной системой позиции. Расстояние до нулевой точки станка М должно быть известным, чтобы позиция оси в этом месте могла быть установлена точно на это значение.

Существуют следующие системы координат:

▪система координат станка с нулевой точкой станка М,

•базовая кинематическая система (может быть и системой координат детали W),

•система координат детали с нулевой точкой детали W,

•актуальная система координат детали с актуальной смещенной нулевой точкой детали Wa.

Точка Wa может находиться в любом месте на детали. Координата этой точки по осям X,Y,Z соответственно 0;0;0. .

Рисунок 2.3 - Расположение нулевых и референтных точек станка

Привязка инструмента

Привязка инструмента может быть выполнена двумя способами и осуществляется в актуальной координатной системе детали. Актуальная координатная система обозначается адресом G и цифрой начиная с 54 до 599. При этом если станок задействован для обработки только одной детали несколькими инструментами, то каждому инструменту может быть присвоена (поставлена в соответствие) своя актуальная координатная система. Например, G54 для T1, G55 для T2, G56 для T3 и т.д. В этом случае применяется 1-ый способ. В случае, если станок используется для обработки нескольких деталей (сериями, в разнобой), то каждой детали присваивается актуальная система G54, G55, G56 и т.д., а все инструменты Т1, Т2, Т3 и т.д. привязываются к каждой актуальной системе. При этом используется 2-ой способ привязки.

Перед привязкой инструменты должны быть расставлены в гнезда магазина.

Порядок привязки инструмента.

Способ 1.

Установить, выверить по упорам и закрепить на столе эталон детали.

Включить станок и активировать УЧПУ. Появится экранное меню, на котором будут показаны текущие координаты положения инструмента (рисунок 2.4). В шпиндель установить оправку с инструментом Т1, для чего в режиме MDA (клавиша панели управления станка) написать команду Т1 М6 с помощью клавиатуры УЧПУ и нажать клавишу Cicle Start на панели управления станка. Произойдет автоматическая смена инструмента.

Рисунок 2.4 - Экранное меню с текущими координатами инструмента

Важно! Клавиша Spindle Start должна быть нажата для того, чтобы шпиндель мог сориентироваться в угловом направлении под инструментальную оправку.

В режиме «JOG» нажать кнопку, соответствующую подсказке «Установить фактическое значение» под дисплеем панели управления УЧПУ. При этом на дисплее появляется режим WCS – рабочая (актуальная) координатная система (рисунок 2.5).

В колонке «Позиция» указывается текущая координата положения стола в координатной системе станка по соответствующей оси.

Рисунок 2.5 - Экранное меню рабочей координатной системы

С помощью маховичка или клавиш панели управления станком подвести инструмент к эталону по оси, например, Х до касания. При этом расстояние от боковой поверхности эталона до оси инструмента будет равно его радиусу. Записать число из строки Х – коррекция смещения для первого инструмента. С помощью стрелок панели управления УЧПУ ставим курсор в строку Х и вводим с клавиатуры радиус инструмента с учетом знака координаты (слева от 0 минус). Так же по оси Y. По оси Z заносим 0. После ввода по всем осям нажимаем клавишу, соответствующую подсказке «ОК) на дисплее. На экране будет предыдущее меню с введенными значениями по осям. Нажав клавишу OFFSET пульта УЧПУ переходим в меню инструмента (рисунок 2.6).

В этом меню записываем номер инструмента, название, выбираем его тип и указываем диаметр. Длина инструмента – 0.

Рисунок 2.6 - Экранное меню инструмента

Нажать клавишу, соответствующую подсказке «СНТ». На дисплее появляется меню с номерами актуальных координатных систем (рисунок 2.7).

Рисунок 2.7 - Меню координатных систем

Выбираем строку G54 с помощью стрелок панели УЧПУ и в позиции координат X и Y заносим коррекции инструмента по соответствующим осям с учетом радиуса, а в позицию оси Z только коррекцию. При этом коррекции на перемещения записались в память УЧПУ. Для выхода в исходное экранное меню нажать клавишу Mashine пульта УЧПУ.

Аналогично привязываем каждый инструмент, поочередно устанавливая их в шпиндель вводя команду на смену инструмента в режиме «MDA» (рисунок 2.8).

Рисунок 2.8 - Команда на смену инструмента в режиме MDA

При этом каждому инструменту присваивается своя координатная система G.

Способ 2.

Установить на стол индикатор, выставить стрелку на ноль.

Установить в шпиндель первый инструмент, используя режим MDA. В режиме «JOG», управляя маховичком или стрелками пульта станка, коснуться инструментом индикатора и создать натяг, например, в 20 мкм.

Перейти в экранное меню инструмента (рисунок 2.6), поименовать инструмент, указать диаметр и в столбце «Длина» записать ноль. При этом коррекция по оси Z с рисунка 5 запишется в память УЧПУ, а данное положение шпинделя запомнится как ноль оси Z.

Установить второй инструмент, коснуться индикатора и в столбец «Длина» меню инструмента занести поправку по оси Z с экранного меню, поименовать инструмент и указать его диаметр. Аналогичные операции выполнить для всех инструментов, создавая одинаковый натяг индикатора.

Таким образом, в меню инструмента сформируются разности длин инструментов относительно инструмента Т1.

Установить в шпиндель щуп и выполнить аналогичные операции.

В результате УЧПУ сообщено расположение «базовой» плоскости XOY.

Установить, выверить по упорам и закрепить на столе эталон детали.

В режиме «JOG», включив меню WCS, подвести щуп до касания с боковой поверхностью детали по оси Х. В позицию оси Х записать радиус щупа. Аналогично по оси Y. Коснувшись эталона по оси Z занести в соответствующую позицию ноль. При этом все коррекции по оси Z, хранившиеся в памяти УЧПУ для каждого инструмента, будут пересчитаны с учетом величины смещения, индицированной в позиции текущей координаты оси Z.

Установить щуп в положение с координатами 0;0;0.

Перейти в меню координатных систем, выбрать координатную систему для первой детали, например, G54 и записать нули по всем осям.

При этом УЧПУ будет сообщено, где находится «ноль» детали.

Запомнить введенные данные, нажав клавишу Mashine.

При этом все инструменты будут работать в координатной системе G54 первой детали, а поправки на диаметр будут браться УЧПУ из списка инструментов.

Для привязки инструментов к координатным системам других деталей повторить операцию привязки по 2-му способу, поменяв G 54 на G55 и т.д.

Первый способ применяется при отсутствии щупа и требует коррекции программы вследствие погрешностей привязки.

Второй способ привязки является более точным и безопасным.

Лабораторная работа № 3