Кафедра металорізальних верстатів та обладнання автоматизованих виробництв



Сторінка3/18
Дата конвертації07.11.2016
Розмір1.66 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18

1.5. Нульові і початкові точки верстатів з ЧПК

При роботі на універсальних верстатах з ручним керуванням необхідні розміри деталей, що виготовляються, досягаються, як правило, шляхом обробки заготовки щодо її базових поверхонь. На верстатах з ЧПК необхідні розміри деталей досягаються шляхом обробки заготовки відносно початку відліку вибраної по певних міркуваннях системи координат.

Фактично, при роботі на верстаті з ЧПК доводиться мати справу не з однією, а одночасно з декількома системами координат, найважливішими з яких є наступні три:

1. Координатна система верстата. Система координат верстата є головною розрахунковою системою, в рамках якої визначаються граничні переміщення виконавчих органів верстата, а також їх початкові й поточні положення. У різних верстатів з ЧПК, залежно від їх типу і моделі, координатні системи розташовуються по-різному. Початок відліку цієї системи координат знаходиться у визначеній виробником верстата точці і не підлягає зміні користувачем. Точка, що є початком відліку координатної системи верстата, називається нулем верстата або нульовою точкою верстата.

2. Координатна система деталі. Система координат деталі є головною системою для програмування обробки і призначається кресленням або ескізом технологічної документації. Вона має свої осі координат і свій початок відліку, щодо якого визначені всі розміри деталі і задаються координати всіх опорних точок контурів деталі. Опорними точками в цьому випадку вважаються точки початку, кінця і перетину або стосується геометричних елементів деталі, які утворюють її контур і впливають на траєкторію інструменту на технологічних переходах. Точка початку відліку координатної системи деталі називається нулем деталі або нульовою точкою деталі.

3. Координатна система інструменту. Система координат інструменту призначена для задання положення його ріжучій частині щодо державки у момент обробки. Початком відліку координатної системи інструменту є точка, від якої починається запрограмоване переміщення робочого інструменту. Ця точка називається нулем інструменту або нулем обробки. Як правило, координати нуля обробки задаються в координатній системі деталі, але при цьому координати нуля обробки можуть не співпадати з нулем деталі.


При розробці технологічного процесу обробки деталі, на верстаті з ЧПК, необхідно визначити початкову точку переміщень, з якою починається виконання керуючих команд програми. Найбільш доцільне таке розташування початкової точки переміщень, при якому вона співпадає з нулем інструменту, а координатні осі деталі і верстата паралельні один одному. В цьому випадку процес програмування траєкторій переміщення виконавчих органів верстата значно спрощується і, отже, знижується вірогідність появи помилок в керуючій програмі.


Нульові і початкові точки основних систем координат, що використовуються при роботі на верстатах з ЧПК, як правило, мають спеціальні позначення, за допомогою яких указується їх розташування на пульті верстата або на ескізах технологічної документації. Ці позначення зазвичай складаються з піктограми і прописної букви латинського алфавіту. На жаль, у вітчизняних державних стандартах ці позначення не визначені. Існує лише декілька галузевих стандартів (наприклад, в авіаційній промисловості), але вони погано узгоджуються між собою.

У вітчизняній технічній літературі по ЧПК у різних авторів, нульові точки основних систем координат позначені по-різному – залежно від того, яку систему ЧПК вони приймали за основу. Тому фахівцеві треба бути готовим до того, що він зустріне на пульті верстата або в документації незвичну для себе систему умовних позначень. У даному навчальному посібнику прийнята система, прийнята в Німеччині, яка є європейським лідером по верстатах з ЧПК (див. табл. 1.1).

У зв'язку з тим, що немає загальноприйнятої системи умовних позначень і їх розшифровки, в приведеній таблиці для деяких позначень дається не одне значення, а два найбільш поширених.
Таблиця 1.1.

Піктограма

Літерне

позначення

Значення




M

Нульова точка верстата (нуль верстата, машинна нульова точка)



R

Початкова точка верстата (відносна нульова точка)





W

Нульова точка заготовки (нульова точка деталі)




E

Нульова точка інструменту (початкова точка інструменту)




B

Точка установки інструменту



N

Точка зміни інструменту


Нульова точка верстата M

Нульова точка верстата M є початковою точкою системи координат, що відноситься до даного верстата. Положення цієї точки на верстаті встановлюється виробником і не підлягає зміні. Зазвичай точку М суміщають з базовою точкою виконавчого органу, несучого заготовку, знаходиться в положенні, при якому всі переміщення виконавчих органів знаходитимуться в області додатних значень координат.

Як правило, у токарних верстатів точка М розташовується на осі обертання шпинделя на його базовому торці; у вертикально-фрезерних верстатів – на лівому куті робочого столу з лицьового боку верстата.

а) б)


Рис. 1.15. Розташування нульових точок на токарному (а)

і на вертикально-фрезерному (б) верстаті з ЧПК


Початкова точка верстата R

Початкова точка верстата R використовується для контролю над переміщеннями виконавчих органів верстата при відліку переміщень в приростах (у відносній системі координат). Координати точки R мають постійне значення щодо точки М, при цьому положення точки R, по кожній осі координат, фіксується датчиком і враховується керуючою програмою. За допомогою точки R встановлюється зв'язок між нульовою точкою верстата М і точкою автоматичного виходу в нуль слідкуючих приводів подач після кожного включення і виключення живлення на верстаті. Після включення живлення на верстаті для калібрування системи відліку відносних переміщень необхідно по кожній осі координат вивести виконавчі органи в точку R.

Нульова точка заготовки W

Нульова точка заготовки W є початком системи координат заготовки. Її розташування в системі координат верстата призначається вільно, виходячи з особливостей процесу обробки даної заготівки. З практичних міркувань зазвичай прагнуть до поєднання точки W з початком відліку розмірів на кресленні. В цьому випадку при складанні програми, що управляє, можна використовувати розмірні дані безпосередньо з креслення.

Наприклад, при токарній обробці (рис. 1.16) точку W, як правило, призначають по осі обертання шпинделя по лівому або правому торцю заготівки (залежно від відносного розташування інструменту). Розташування точки W в процесі обробки однієї заготивки може мінятися, якщо, наприклад, заготовка обробляється з двох сторін.


Рис. 1.16. Розташування нульової точки заготовки при роботі на токарному верстаті з ЧПК




Рис. 1.17. Розташування нульової точки заготовки при роботі на фрезерному верстаті з ЧПК



На кресленнях фрезерних деталей за базу при простановці розмірів зазвичай приймається один з кутів її зовнішнього контура. Цей же кут рекомендується вибирати для призначення нульової точки заготовки W при складанні програми, що управляє, для фрезерної обробки (див. рис. 1.17).




Нульова точка інструменту E

Нульова точка інструменту Е є базовою точкою елементу верстата, що несе державку з інструментом. Положення цієї крапки на верстаті встановлюється виробником і не підлягає зміні. Зазвичай нульова точка інструменту розташовується:

  • у токарних верстатах – на перетині осі державки револьверної головки і торця револьверної головки;

  • у фрезерних верстатах – на перетині осі шпинделя і його торця.

При проведенні наладки верстата розташування вершини ріжучої частини закріпленого в державці інструменту повинне бути точно виміряне або виставлене щодо нульової точки інструменту. Вершина ріжучої частини інструменту характеризується радіусом закруглення R і координатами розташування теоретичної вершини P в координатній системі інструменту. Настройка інструменту проводиться або на самому верстаті - зазвичай за допомогою оптичної вимірювальної системи, або поза верстатом – за допомогою спеціального пристосування для установки інструментів. При цьому якщо настройка проводиться на самому верстаті, то дані вимірювань координат вершини ріжучої частини інструменту заносяться автоматично в систему ЧПК верстата за допомогою клавіш пульта керувння.

Спеціальне пристосування для установки інструментів має таке ж посадочне місце для державки з інструментом і таку ж базову точку для інструменту, що і верстат. Інструмент в зборі з державкою встановлюється в даному пристосуванні, після чого проводиться вимірювання координат вершини ріжучої частини інструменту. Потім дані вимірювань заносяться вручну в систему ЧПК верстата.

При налагоджені інструменту поза верстатом використовуються ще одна початкова точка, що відноситься до координатної системи інструменту. Це точка установки інструменту В.

Точка установки інструменту В є базовою точкою для інструменту в зборі з державкою (див. рис. 1.19 і рис. 1.20). Вона використовується у тому випадку, коли державка з інструментом не встановлена на верстаті, наприклад при налагоджувальних роботах поза верстатом. При установці державки з інструментом на верстаті точка В, як правило, поєднується з нульовою точкою інструменту Е.



Рис. 1.19. Розташування точки установки інструменту на токарному верстаті з ЧПК



Рис. 1.20. Розташування точки установки інструменту на фрезерному верстаті з ЧПК





Точка зміни інструменту N

Точка зміни інструменту N є координатною точкою в робочому просторі верстата, в якій відбувається зміна одного інструменту на іншій. У більшості систем ЧПК положення точки заміни інструменту є змінною величиною і призначається при складанні програми, що управляє.

1.6.Установка нульової точки заготівки на токарному верстаті з ЧПК


Нульова точка заготовки W при роботі на токарному верстаті з ЧПК зазвичай розташовується на осі шпинделя на деякій відстані від нульової точки верстата М, тобто в системі координат токарного верстата, як правило, Xw = 0. Величина зсуву точки W щодо точки М по осі Z є в значній мірі довільною і залежить багато в чому від кваліфікації розробника програми. Бажано, щоб нульова точка заготовки була суміщена з нульовою точкою деталі на кресленні. В цьому випадку можна безпосередньо використовувати вказані на кресленні розмірні ланцюги при складанні програми, що управляє.

Рис. 1.21. Установка нульової точки заготовки на токарному верстаті з ЧПК



Розташування нульової точки заготівки задається щодо нульової точки верстата М.

Нуль токарного верстата в стандартній системі координат розташовується на осі обертання шпинделя на його базовому торці (рис. 1.21).

Відстань між нулем верстата M і нулем заготовки W називається зсувом нуля відліку і позначається як Zw. Чисельне значення зсуву нуля відліку повинне бути обов'язково враховане в програмі, що управляє.




Послідовність дій при установці нульової точки заготовки

на токарному верстаті з ЧПК


Початкові умови для установки:

  • геометричні розміри ріжучої частини необхідних для обробки ріжучих інструментів заміряні і враховані в програмі, що управляє;

  • відібрані інструменти закріплені в затискних пристроях револьверної головки і виставлені в поперечному направлені;

  • вильоти інструментів щодо револьверної головки зміряні і враховані в програмі, що управляє;

  • заготівка належним чином закріплена в шпинделі.

  1. Переконатися, що при повороті револьверної головки виключено зіткнення інструментів із закріпленою заготовкою і деталями верстата.

  2. Включити обертання шпинделя, вибравши напрям обертання, відповідне розташуванню ріжучих інструментів щодо закріпленої заготівки.

  3. За допомогою відповідної команди з пульта, що управляє, перемістити один із закріплених в револьверній головці різців (наприклад, підрізний) в робоче положення.

  4. Обережно підвести робочий інструмент до вільної від шпинделя зовнішньої торцевої поверхні заготівки або за допомогою ручного управління, або за допомогою відповідних клавіш на пульті верстата. Торкнутися вершиною ріжучої частини інструменту поверхні заготовки, що обертається, до появи помітного візуально сліду і зупинити переміщення інструменту.

  5. Визначити за системою індикації ЧПК поточне значення положення супорта верстата по осі Z.

  6. Ввести дане значення координати як зсув нуля відліку в систему ЧПК і натиснути клавішу обнуління системи відліку координат. Якщо необхідно врахувати припуск на обробку торцевої поверхні заготівки, то його рекомендується врахувати заздалегідь перед введенням координати поточного положення супорта в систему ЧПК, внісши відповідну корекцію до чисельного значення цієї координати.



1.7. Установка нульової точки заготовки на фрезерному верстаті з ЧПК

Нульова точка заготовки W при роботі на фрезерному верстаті з ЧПК може розташовуватися в будь-якому місці в межах робочої зони верстата. Бажано, щоб, як і у разі токарної обробки, нульова точка заготовки була суміщена з нульовою точкою деталі на кресленні.

Для спрощення розробки керуючої програми, при виборі координат розташування нульової точки заготівки і орієнтації її координатної системи рекомендується керуватися наступними правилами:


  • нуль заготовки призначати так, щоб все або як можна велика частина опорних точок мали додатні значення координат;

  • координатні осі заготовки суміщати з осями симетрії деталі або з виносними лініями, щодо яких проставлена найбільша кількість розмірів;

  • координатні площини заготовки суміщати з поверхнями технологічних баз або розташовувати паралельно;

  • напрям осей координат заготівки суміщати з напрямом осей координат верстата.

Як приклад, розглянемо варіант призначення нульової точки заготовки, закріпленої на робочому столі вертикально фрезерного верстата, який відповідає вище переліченим критеріям.

Рис. 1.22. Установка нульової точки заготівки на вертикально фрезерному верстаті з ЧПК



Розташування нульової точки заготовки задається щодо нульової точки верстата М.
Нуль вертикально-фрезерного верстата з ЧПК в стандартній системі координат розташовується зазвичай над лівим краєм робочого столу з лицьового боку верстата (рис. 1.22).
Відстань між нулем верстата M і нулем заготовки W називається зсувом нуля відліку, визначається як зсув по кожній з трьох осей координат і позначається як Xw, Yw і Zw. Чисельні значення зсуву нуля відліку повинні бути обов'язково враховані в програмі, що управляє.

Послідовність дій при установці нульової точки заготовки

на фрезерному верстаті з ЧПК


Попередні умови для установки:

  • геометричні розміри ріжучої частини необхідних для обробки ріжучих інструментів заміряні і враховані в програмі, що управляє;

  • відібрані інструменти закріплені в пристрої автоматичної зміни інструменту;

  • вильоти інструментів щодо пристрою автоматичної зміни інструменту враховані в управляючій програмі (якщо верстат не укомплектований пристроєм корекції вильоту інструменту);

  • заготовка встановлена і надійно закріплена на робочому столі в положенні, при якому її осі координат паралельні осям координат верстата;

  • перший по порядку застосування інструмент встановлений і закріплений в шпинделі;

  • обертання шпинделя включене.

а) б) в)


Рис. 1.23. Установка нульової точки заготовки по осі Z (а), по осі Х (б) і по осі Y (в)

Установка нульової точки заготовки по осі Z

  1. Переконатися, що нижній торець робочого інструменту гарантовано розташований вище за верхньої поверхні заготовки.

  2. За допомогою ручного управління або відповідних клавіш на пульті верстата перемістити заготовку в площині XY під робочий інструмент.

  3. Обережно підвести робочий інструмент до верхньої площини заготовки, торкнутися поверхні заготовки вершиною ріжучої частини інструменту до появи помітного візуально сліду і зупинити переміщення інструменту.

  4. Визначити за системою індикації ЧПК поточне значення положення шпинделя верстата по осі Z.

  5. Ввести дане значення координати як зсув нуля відліку в систему ЧПК і натиснути клавішу обнуління системи відліку координат. Якщо необхідно врахувати припуск на обробку верхньої площини заготовки, то його рекомендується врахувати заздалегідь перед введенням координати поточного положення шпинделя в систему ЧПК, внісши відповідну корекцію до чисельного значення цієї координати.



Установка нульової точки заготовки по осі X

  1. За допомогою ручного управління або відповідних клавіш на пульті верстата перемістити робочий інструмент вгору по осі Z на висоту, що виключає його зіткнення із заготовкою.

  2. Перемістити заготовку уздовж осі X у бік від’ємних значень координат в положення, при якому діаметральний габарит ріжучої частини робочого інструменту з гарантованим зазором виходить за габарит заготівки у вказаному напрямі.

  3. Перемістити робочий інструмент по осі Z вниз до положення, при якому ріжуча частина інструменту буде розташована нижче за верхню площину заготовки.

  4. Обережно підвести робочий інструмент по осі X до бічної поверхні заготовки, торкнутися поверхні заготовки вершиною ріжучої частини інструменту до появи помітного візуально сліду і зупинити переміщення інструменту.

  5. Визначити за системою індикації ЧПК поточне значення положення шпинделя верстата по осі X.

  6. Перерахувати дане значення координати з урахуванням радіусу ріжучої частини інструменту і внести отримане значення до системи ЧПК як зсув нуля відліку. Наприклад, якщо радіус фрези рівний 15 мм, то в систему ЧПК вноситься значення Xw = - 15.

  7. Натиснути клавішу обнуління системи відліку координат на пульті управління верстата.
Установка нульової точки заготовки по осі Y

Порядок установки нульової точки заготовки по осі Y повністю ідентичний порядку установки по осі X.

Примітка: якщо по яких-небудь причинах контакт ріжучого інструменту із заготовкою при установці нульових точок повинен бути виключений, то настройка проводиться при вимкненому шпинделі за допомогою кінцевих мір довжини або вимірювальних індикаторів.

ЛЕКЦІЯ 2. ЧИСЕЛЬНЕ ПРОГРАМНЕ УПРАВЛІННЯ ВЕРСТАТІВ



2.1. Траєкторія рухів інструменту

Будь-яку траєкторію переміщення, яку повинен пройти ріжучий інструмент при механообробці, можна розкласти на елементарні переміщення із відрізків прямих ліній і дуг кола. Такі переміщення в ЧПК називаються інтерполяціями (від латинського слова interpolatio – «оновлення», «зміна»). Всі виготовлені в даний час системи ЧПК оснащуються спеціальним електронним блоком – інтерполятором, завдяки яким вони мають здатність управляти взаємним переміщенням інструменту і заготовки по прямій лінії або по колу шляхом автоматичного розрахунку проміжних точок траєкторії виконавчого переміщення.

Сучасні вироби, що вироблені на верстатах з ЧПК, відрізняються різноманітною і складною формою, що часто складається з параболічних, гвинтових або сплайн-поверхонь (сплайн – це гладка крива, яка проходить через заданий набір точок в прямокутній системі координат). Кожну таку поверхню також можна представити у вигляді поєднання елементарних відрізків прямих ліній і кругових дуг. Але при цьому кількість елементарних переміщень стає невиправдано великою, а програма, що управляє, громіздкою і складною (об'єм такої програми, що управляє, може скласти більше 100 мегабайт і більш). Для того, щоб зменшити і спростити керуючу програму в кілька разів, по обробці поверхонь складної форми, системи ЧПК більшості сучасних верстатів оснащуються не тільки лінійними і круговими інтерполяторами, але й гвинтовими, параболічними, сплайнами і тому подібне.

Якщо на верстаті з ЧПК необхідно виконати прямолінійне переміщення інструменту (лінійну інтерполяцію) вздовж однієї з осей координат верстата, то таке переміщення система ЧПК виконує включенням приводу подач по даній осі, а по інших осях привод подач не включається. Якщо ж необхідно виконати кругову інтерполяцію або лінійну інтерполяцію в напрямі, непаралельному якій-небудь осі координат, то механізм роботи системи ЧПК істотно ускладнюється.

В цьому випадку система ЧПК реалізує переміщення інструменту за допомогою апроксимації. Під апроксимацією в теорії ЧПК розуміється заміна однієї функціональної залежності на іншу простішу функцію з певним ступенем точності. В даному випадку апроксимація зводиться до того, що замість одного прямолінійного переміщення або переміщення по дузі від початкової точки до точки із заданими координатами система ЧПК задає інструменту переміщення по ламаній лінії, елементарні відрізки якої паралельні координатним осям.

На рис. 1.26 показаний випадок прямолінійного переміщення ріжучого інструменту (лінійна інтерполяція), на рис. 1.27 – апроксимація даного переміщення системою ЧПК верстата. На рис. 1.28 - випадок переміщення ріжучого інструменту по дузі кола (кругова інтерполяція), на рис. 1.29 – його апроксимація.



Рис. 1.26. Прямолінійне переміщення ріжучого інструменту (лінійна інтерполяція)



Рис. 1.27. Апроксимація лінійної інтерполяції





Рис. 1.28. Переміщення ріжучого інструменту по дузі (кругова інтерполяція)



Рис. 1.29. Апроксимація кругової інтерполяції



На рисунках 1.27 і 1.29 лініями від точки а до точки b показані траєкторії переміщення інструменту, задані програмою, що управляє. Відрізками від X1 до Xi і від Y1 до Yi показані заміни заданого переміщення на елементарні переміщення відповідно уздовж координатних осей X і Y. Як видно із зображень, елементарні переміщення не завжди однакові по своїй величині в процесі одного заданого переміщення. Система ЧПК сама визначає величину кожного елементарного переміщення, виходячи з двох умов:

  • відхилення траєкторії елементарного переміщення від траєкторії заданого переміщення не повинне перевищувати встановлену програмою величину апроксимації (загальноприйнятою вважається похибка апроксимації рівна 15-25%, всього поля допуску на неточність обробки даного розміру);

  • елементарні переміщення уздовж різних координатних осей повинні бути так узгоджені між собою, щоб вони одночасно почалися в початковій точці і припинилися так само одночасно досягши кінцевої точки заданого переміщення.



2.2. Класифікацій систем ЧПК

Існують різні класифікації систем ЧПК - залежно від групи даних ознак. Найбільш відомі наступні класифікації:



  • по рівню технічних можливостей;

  • по технологічному призначенню;

  • по числу потоків інформації;

  • за принципом завдання програми;

  • за типом приводу;

  • по числу одночасно керованих координат

Наприклад, при класифікації систем ЧПК по технологічному призначенню визначальною ознакою є тип і кількість програмованих переміщень виконавчих органів верстата. За цією ознакою системи ЧПК підрозділяються на наступні види:

  • позиційні;

  • прямокутні;

  • формоутворювальні;

  • контурно-позиційні.

У вітчизняних стандартах на верстати з ЧПК прийнято враховувати в позначенні верстата встановлений на ньому вид системи ЧПК. Верстати з позиційними і прямокутними системами управління мають індекс «Ф2», верстати з формоутворювальними системами – індекс «Ф3», багатоцільові (свердлильний-фрезерно-розточувальні) верстати з контурно-позиційними системами управління – індекс «Ф4».

Нижче показані приклади позначення деяких верстатів і систем ЧПК.




Система ПУ

Умовне позначення

Приклади

Модель верстата

Найменування

Цифрова індикація з попереднім набором координат

Ф1


6560Ф1

3ЕЭ11ВФ1


Фрезерний верстат з пристроєм цифрової індикації
Плоскошліфувальний верстат високої точності з цифровою індикацією і попереднім набором координат подач

Позиційна система ЧПК

Ф2


2Н55Ф2
2А622Ф2

Радіально-свердлильний

верстат


Горизонтально-розточувальний верстат


Контурна система. ЧПК

Ф3


16К20Ф3
6Р11Ф3

Токарний верстат
Фрезерний верстат

Комбінована система ЧПК

Ф4


53А20Ф4
243ВФ4


Зубофрезерний напівавтомат
Свердлильний-фрезерно-розточувальний верстат

Циклова система керування

Ц

171Ц

Токарний багаторізцевий-копіювальний напівавтомат

Оперативна система керування

Т

16К20Т1

Токарний верстат

Нижче показані приклади вітчизняних систем ЧПК для верстатів основних груп.


Приклади вітчизняних УЧПК для верстатів основних груп

Верстати



Пристрої ЧПК

3-го

покоління



3-го покоління з разширеними функціями

4-го покоління (мікропроце-сорні)

5-го покоління (мікропроцесорні багатоцільові)

Токарні

Н22

1Н22

1Р-22

НЦ-31


2Р-32

ІЦО-П


ІЦО-ПБ

НЦ-80-31


«Размер-5»

2С85-61


2У32-61

Фрезерні

Н33

1Н33-6

2У-32

2Р-32


Свердлильно-розточувальні

2П32-8

3П32-3М


2П52

2П62-3Н «Размер 2М»






Шліфувальні

ПШ-13







Багатоцільові оброблювальні центри




У85

«Размер-4»



2С42

2С85

З іноземних систем ЧПК можна відзначити FANUC (Японія), BOSСH (Німеччина), Sinumeric та ін.

Нижче приводиться характеристика і призначення різних видів систем ЧПК.



Рис. 1.30. Позиційна система ЧПК



Позиційні системи ЧПК є найбільш простий вид керуючої системи. По кожній координатній осі програмується тільки величина переміщення виконавчого органу до заданої позиції, а траєкторія переміщення може бути довільною. Переміщення з позиції в позицію здійснюється на максимальній швидкості. Переміщення в процесі обробки після досягнення заданої позиції допускається виключно по прямій лінії і з робочою подачею.

Позиційні системи ЧПК використовуються, коли обробка відбувається тільки в певних позиціях на площині, наприклад, в свердлильних і координатно-розточувальних верстатах.




Рис. 1.31. Прямокутна система ЧПК



Прямокутні системи ЧПК програмують переміщення виконавчих органів верстата тільки по черзі, уздовж однієї з координатних осей. Швидкість подачі при переміщенні в задану позицію і в процесі обробки задається керуючою програмою.

Прямокутні системи ЧПК використовуються в тих випадках, коли оброблювані контури заготовки можна розташувати паралельно осям координат, наприклад при повздовжньому точінні або плоскопаралельному фрезеруванні.






Рис. 1.32. Формоутворювальна система ЧПК



Формоутворювальні системи ЧПК реалізують рух виконавчого органу верстата одночасно по двох і більше осям координат, за рахунок чого з'являється можливість проводити обробку контурів і поверхонь складної форми. У даних системах використовують багатокоординатний (як мінімум двокоординатний) інтерполятор, що видає керуючі сигнали відразу на відповідну кількість приводів подач.

Прямокутні і формоутворювальні системи ЧПК відносяться до контурних (безперервних) систем. Контурні системи ЧПК забезпечують автоматичне переміщення виконавчих органів верстата за керуючою програмою, яка задає траєкторію переміщення і контурну швидкість, з якою вона виконується. Багатоцільові (свердлильні-фрезерно-розточувальні) верстати з ЧПК оснащуються, як правило, гібридними контурно-позиційними системами керування, що дозволяють оптимізувати керування верстата залежно від виду обробки.

Формоутворювальні системи ЧПК в даний час є найбільш поширеним видом ЧПК. Вони мають декілька рівнів складності, залежно від кількості одночасно керованих осей координат:


  • 2D-формоутворювальні;

  • 2 D-формоутворювальні;

  • 3D-формоутворювальні;

  • 4D- формоутворювальні;

  • 5D- формоутворювальні.

Рис. 1.33. 2D-формообразующая система ЧПК



2D – формоутворювальна система ЧПК здійснює одночасне управління двома осями координат верстата. В результаті на верстаті можна виконувати переміщення виконавчих органів по прямій лінії і по дузі. Зазвичай дана система ЧПК застосовується на токарних верстатах (див. рис. 1.33). На фрезерних верстатах 2D-формоутворювальна система ЧПК, як правило, не встановлюється, оскільки фрезерний верстат має три осі координат, і одна з осей верстата залишається без управління системою ЧПК. Наприклад, якщо система ЧПК управляє осями X і Y, то без управління залишається вісь Z (рис. 1.33).


Рис. 1.34. 2 D-формоутворювальна система ЧПК (керовані переміщення в площині XY)



Рис. 1.35. 2 D-формообразующая система ЧПК (керовані переміщення в площині XZ)



Рис. 1.36. 2 D-формоутворювальна система ЧПК (керовані переміщення в площині YZ)



2 D – формоутворювальна система ЧПК робить можливим переміщення виконавчих органів по трьом осям координат верстата. Але при цьому одночасно керованими є тільки дві осі, а третя вісь залишається при цьому нерухомою і служить як установочна для окремо виконавчого підведення і відведення інструменту. Після виконання заданої команди на переміщення у вказаній площині обробки система ЧПК може перемкнутися на переміщення в будь-якій іншій площині.

Залежно від вибраної площини обробки, можливе одночасне управління різними осями таким чином, що рухи виконавських органів верстата відбуваються в наступних площинах:

- площина XY (рис. 1.34)

- площина XZ (рис. 1.35)

- площина YZ (рис. 1.36)

2D – формоутворювальна система ЧПК широко застосовується в простих фрезерних верстатах з ЧПК, що мають, як правило, крокові приводи подач. Вона дозволяє виконувати на цих верстатах обробку контурів і поверхонь складної форми, проте при цьому обробка об'ємних контурів ведеться пошарово в одній вибраній площині обробки.



Рис. 1.37. 3D-формоутворювальна система ЧПК



3D – формоутворювальна система ЧПК робить можливим кероване переміщення виконавчих органів одночасно по трьом осям координат верстата. Завдяки цьому стає можливою обробка складних просторових контурів без зміни положення заготовки на верстаті. В даний час 3D-формоутворювальною системою ЧПК оснащуються більшість промислових фрезерних верстатів з програмним управлінням.


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка