Расчет управляющей программы

Системы координат

В процессе подготовки УП для станков с ЧПУ деталь рассматривается в системе станок – приспособление – инструмент - деталь. Заготовка устанавливается на станке с помощью приспособления, которое фиксирует положение будущей детали относительно начального положения рабочих органов станка.

Траектория инструмента строится относительно контура детали, а затем преобразуется в движение соответствующих рабочих органов станка. В этой связи, большое значение имеют правильный выбор и взаимная увязка систем координат станка, детали и инструмента.

Система координат станка

Система координат станка является главной расчетной системой, в которой определяются предельные перемещения, начальные и текущие положения рабочих органов станка (рис. 4.1.).

Положение рабочих органов станка характеризуют их базовые точки, выбираемые с учетом конструктивных особенностей отдельных управляемых по программе узлов станка. Так, базовыми точками токарного станка служат:

а) для шпиндельного узла – точка пересечения торца шпинделя с осью его вращения О_с (рис. 4.1.);

б) для суппорта – точка пересечения оси вращения автоматической поворотной резцовой головки (АПРГ) и торца инструментального диска О_су , или точка О_и расположенная в пазе инструментального диска, предназначенном для базирования резцовой вставки (рис. 4.2).

Систему координат станка, выбранную в соответствии с рекомендациями комитета ИСО, принято называть стандартной. Стандартная система координат (ГОСТ 23597-79) представляет собой правую прямоугольную декартову систему координат.

Начало стандартной системы координат станка обычно совмещается с базовой точкой рабочего органа, несущего заготовку. Таким образом, за начало системы координат токарного станка принимают базовую точку шпиндельного узла О_с. (рис.4.1.) В этой точке расположена двух координатная система Хс, Zс. Перемещение по оси У на данном станке отсутствует.

Оси системы координат токарного станка указывают на положительные движения инструмента относительно детали. За положительные приняты направления, при которых инструмент удаляется от детали.В соответствии с этим ось Х принимает положительное направление в сторону увеличения диаметра детали. Кроме этого при назначении положительных направлений осей применяют правило, согласно которому ориентация осей стандартной системы координат станка связывается с направлением движения при сверлении. Направление вывода сверла из заготовки принято в качестве положительного для оси Z.

Начало системы координат суппорта расположено в базовой точке О_су. Направление осей координат суппорта совпадает с направлением осей координат станка.

В некоторых случаях бывает удобным расположить базовую точку О_су в точке О_и инструментального диска.

Программирование и наладка станка для работы по управляющей программе осуществляется с использованием характерных точек. В ГОСТ 20523 – 80 эти точки названы нулевой, исходной и фиксированной.

За нулевую точку станка принято начало системы его координат (точка О_с). В управляющей программе относительно нулевой точки задаются абсолютные размеры перемещений рабочих органов станка. В ряде случаев для удобства составления программ и настройки станка начало отсчета станка может быть смещено в другие точки по заданным координатам в пределах рабочих ходов подвижных органов. Такое начало отсчета называется плавающим нулем.

Исходная точка определяется относительно нулевой, с нее начинается работа по управляющей программе. Выбирают исходные точки из условия сокращения вспомогательных ходов и беспрепятственных установочных перемещений.

Фиксированная точка Ф станка определяется относительно нулевой и служит для нахождения положения его рабочего органа. Совмещение базовых точек рабочих органов с фиксированными точками станка производится с помощью датчиков положения.

При программировании обработки используют два способа отсчета координат: абсолютный и относительный (в приращениях).

При абсолютном способе отсчета положение начала координат остается неизменным. При этом система отрабатывает перемещения от одной и той же точки (начала координат). Здесь отсутствует накопление ошибок позиционирования (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Абсолютная система координат

В системах с относительным способом отсчета за нулевое каждый раз принимается положение рабочего органа, которое он занимает перед началом перемещения к очередной точке траектории (рис. 4.4).

W2

W1

Рис. 4.4 Относительная система координат

В этом случае в программе записывают приращение координат от точки к точке. Точность положения рабочего органа в данном случае зависит от точности отработки координат всех предыдущих опорных точек траектории.

Система координат детали

Система координат детали служит для пересчета размеров, заданных на чертеже детали, в координаты опорных точек ее контура. В этой же системе координат производится расчет опорных точек траектории инструмента. Опорными точками, называются точки начала, конца, пересечения или касания геометрических элементов, из которых образованы линии контура детали, а также точки пересечения оси с торцовыми поверхностями (рис. 4.5).

Рис. 4.5 Опорные точки детали

При составлении программы какая-то опорная точка контура детали обязательно принимается за «0» детали.

Точки 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 – опорные точки.

В качестве системы координат для валов преимущественно принимается правая прямоугольная система. Начало такой системы располагается в точке пересечения оси вала с торцовой поверхностью. Направление осей координат вала должно совпадать с направлением осей координат станка. Координатами точки в ней являются расстояния Х, Z от точки до начала координат. Следует принять во внимание, что часто для упрощения подготовки управляющих программ, предусматривают задание размеров по оси Х значениями диаметров, а не радиусов.

При определении координат опорных точек тел вращения учитывают ориентацию детали на станке относительно заданного ее расположения на чертеже. Если предусматривается несколько установок, то таблицы координат опорных точек составляются для каждой установки. Нулевой точкой детали («0» детали) называется точка начала координат, связанных с деталью.