Производство  ->  Машиностроение  | Автор: | Добавлено: 2015-03-23

Системы координат станка, детали, инструмента

В процессе подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ наиболее трудоемким этапом является расчет траектории инструмента. Траектория строится относительно контура детали, и при отработке программы по ней осуществляется перемещение соответствующих рабочих органов станка. При этом большое значение имеют правильный выбор и взаимная увязка систем координат детали, станка и инструмента.

В системе координат станка (СКС) определяются начальные и текущие положения рабочих органов станка, их предельные перемещения.

Для обеспечения общности методов подготовки управляющих программ выбор СКС должен соответствовать рекомендациям комитета ИСО. Выбранную систему координат принято называть стандартной. По ГОСТ 23597—79 стандартная система координат представляет собой правую прямоугольную декартову систему координат ХУZ. Ее начало, как правило, совмещается с базовой точкой узла станка, несущего заготовку и зафиксированного в положении, при котором все перемещения рабочих органов станка могли бы описываться положительными координатами. Такими базовыми точками, например, являются для шпиндельного узла — точка пересечения базового торца шпинделя с осью его вращения, для крестового — точка пересечения его диагоналей на зеркале стола или специальная настроечная точка, определяемая конструкцией приспособления, для поворотного стола — точка пересечения зеркала стола с осью его вращения.

Выбор направления осей стандартной СКС связывают с положением оси вращения инструмента или детали. У сверлильных, расточных, фрезерных и токарных станков с осью вращения инструмента (детали) совпадает положение оси 2. Причем при положительном направлении оси 2 сверло должно двигаться из детали. Для станков, на которых сверление невозможно, ось 2 перпендикулярна к плоскости установа заготовки. Ось X перпендикулярна к оси 2 и параллельна плоскости установа заготовки. При наличии двух осей, перпендикулярных к оси 2, за ось X принимают ту, вдоль которой возможно большее перемещение исполнительного органа. Если известны направления осей X и 2, направление оси V определяется из условия расположения осей правой прямоугольной системы координат.

Стандартной системой координат токарного станка является двухкоординатная система ХСZС с началом в базовой точке, лежащей на пересечении базового торца шпинделя с осью его вращения. Положительные направления осей системы координат при этом зависят от расположения инструмента на станке. Направление осей координат при размещении инструмента над или за осью вращения шпинделя, под или перед осью

Стандартной системой координат для станков сверлильной, расточной и фрезерной групп служит трехкоординатная система ХСУСZС.

За ее начало принимают базовую точку стола в одном из его крайних положений, а направление координатных осей зависит от компоновки станка. Направление осей для станков с вертикальным и горизонтальным расположением шпинделя

Если у станка имеется несколько рабочих органов, несущих инструмент, для задания их перемещений используются различные системы координат. Оси, обозначенные буквами X, У, Z, относятся к первому рабочему органу. Оси второго рабочего органа обозначают буквами U, V, W, третьего — Р, Q, R.

Координатные оси рабочих органов, несущих заготовку, направлены противоположно соответствующим осям рабочих органов, несущих инструмент. Обозначают их теми же буквами со штрихами, например X', У1, Z'.

Круговое перемещение рабочего органа станка, несущего инструмент, вокруг осей X1, У1, Z1, обозначается при программировании соответственно буквами А1, В1, С1, поворот рабочего органа станка с заготовкой вокруг осей X', У1, Z' — буквами А', В', С'. Вторичные угловые перемещения вокруг специальных осей обозначаются буквами О и Е.

В зависимости от конструкции станка заданное положение инструмента и заготовки при ее обработке может быть получено перемещением инструмента относительно неподвижной заготовки, заготовки относительно неподвижного инструмента или перемещением инструмента и заготовки одновременно. Так как учесть эти особенности сложно, при подготовке УП исходят из того, что инструмент движется относительно неподвижной заготовки. Знаки его координатных перемещений, задаваемые в УП, соответствуют при этом направлениям осей координат детали. В устройстве числового программного управления информация о направлении координатных осей рабочих органов станка отображается так, что перемещение инструмента выполняется с заданным в УП знаком. Если перемещается заготовка, знак направления движения изменяется на противоположный.

Программирование и наладка станка для работы по УП осуществляются с использованием характерных точек. В ГОСТ 20523—80 эти точки названы нулевой, исходной и фиксированной.

За нулевую точку станка принято начало системы его координат. В УП относительно нулевой точки задаются абсолютные размеры перемещений рабочих органов станка.

Исходная точка станка определяется относительно нулевой, с нее начинается работа по УП. Выбирают исходные точки из условий сокращения вспомогательных ходов, обеспечения безопасности смены инструмента и удобства закрепления заготовки на станке. Перед началом работы станка по УП с исходными точками совмещаются базовые точки его рабочих органов.

Фиксированная точка 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 изготовлении первой детали партии (после переналадки станка) фиксированные точки станка служат исходными. Для последующих деталей партии исходные точки выбирают по возможности ближе к заготовке.

Система координат детали (СКД) предназначена для задания координат опорных точек обрабатываемых поверхностей, а также координат опорных точек траектории инструмента. Опорными при этом считаются точки начала, конца, пересечения или касания геометрических элементов, которые составляют контур детали и влияют на траекторию инструмента на переходах обработки.

В качестве СКД используются правая прямоугольная, цилиндрическая и сферическая системы координат. Наиболее часто применяется правая прямоугольная система . Координатами точки в ней являются расстояния х, у, z от точки до трех взаимно перпендикулярных координатных плоскостей (соответственно абсцисса, ордината и аппликата), взятые с определенным знаком.

В цилиндрической системе координат точка задается радиусом-вектором р, центральным углом, определяющим положение проекции точки на основной плоскости, φ и аппликатой z. В сферической системе координатами точки являются радиус-вектор г, долгота φ и полярный угол θ.

Для упрощения разработки УП при выборе системы координат детали целесообразно:

а) направления осей координат детали принимать такими же, как и направления осей координат станка; б) координатные плоскости совмещать с поверхностями технологических баз или располагать параллельно; в) начало системы координат выбирать таким, чтобы все или большая часть координатных опорных точек имели положительные значения; г) координатные оси совмещать с осями симметрии детали или с выносными линиями, относительно которых проставлено наибольшее число размеров.

Система координат инструмента (СКИ) предназначена для задания положения его настроечной точки относительно державки или центра поворота инструментальной головки . Оси СКИ Хи, ZИ параллельны осям стандартной СКС и направлены в одну и ту же сторону. При выборе начала СКИ должны учитываться особенности установки инструмента на станке (чаще его совмещают с базовой точкой инструментального блока). Положение настроечной точки инструмента А (В) задается координатами Хо а, 2оил (хоиB, гоив) . Инструмент рассматривают в сборе с державкой. Настройка, как правило, осуществляется вне станка с помощью специальных приборов.

Комментарии


Войти или Зарегистрироваться (чтобы оставлять отзывы)