Mike Lynch. The Key Concepts Of Computer Numerical Control
3. Типи переміщень в CNC обладнанні
У Концепції 1 ми обговорювали способи завдання кінцевих точок переміщення, використовуючи прямокутну систему систему координат. У цьому розділі ми зосередимо увагу на тому, як система з ЧПУ розраховує рух в кінцеву точку для кожного з типів рухів.
Скажімо, наприклад, що ми бажаємо переміститися уздовж лінійної осі Х вправо, на 1 дюйм. В цьому випадку ми запишемо в керуючу програму рядок X1 (передбачається абсолютна система кодування). Як наслідок, верстат буде переміщати інструмент строго уздовж однієї прямої.
Малюнок 1.
Лінійна інтерполяція. Безліч дрібних переміщень поперемінно по одній з лінійних осей. Крок інтерполяції змінюється від верстата до верстата, зазвичай це 0.001mm.
Тепер скажімо, що ми хочемо поєднати рух, розглянуте вище, з переміщенням уздовж осі У на 1 дюйм вгору. У цьому випадку інструмент буде рухатися по похилій траєкторії. Якщо ж таке переміщення супроводжується ще й зняттям металу, то необхідно додатково призначити швидкість переміщення в кінцеву точку (швидкість подачі). Для реалізації такого руху використовується лінійна інтерполяція.
Виконуючи лінійну інтерполяцію, система з ЧПУ буде автоматично і дуже точно обчислювати серію дуже малих переміщень уздовж однієї з лінійних осей, переміщаючи інструмент якомога ближче до запрограмованому лінійному переміщенню. На сучасному обладнанні з ЧПУ така траєкторія здасться вам саме лінійним рухом (на відміну від реально ступеневої см. Рісунок1).
Програміст-технолог розраховує також на те, що верстат вміє переміщати фрезу по колу (наприклад, при фрезеруванні контуру на обробних центрах). Такий тип інтерполяції називається круговою інтерполяцією. Як і в разі лінійної інтерполяції, система з ЧПУ повинна найкращим чином згенерувати траєкторію руху, максимально наближену до кола (див. Рисунок 2).
Малюнок 2.
Кругова інтерполяція.
Залежно від типу конкретної обробки ви раптом розумієте те, що маєте потребу зовсім в інших типах інтерполяції. І знову виробники систем з ЧПУ прийдуть до вас на допомогу! Наведемо приклад. Багато технологи використовують можливості обробних центрів для фрезерування деталей типу шнеків. В цьому випадку верстат повинен виконувати кругову інтерполяцію переміщення уздовж осей Х і У і в той же час лінійно рухатися уздовж осі Z. Такий рух називається фрезеруванням по спіралі, а тип інтерполяції - спіральним. Багато системи з ЧПУ мають вбудовану спіральну інтерполяцію.
Зовсім інший тип інтерполяції потрібно на токарному обладнанні, яке має поворотну різцетримачем і вісь С для обертання самої деталі! Тут застосовується полярна інтерполяція для програмування руху різця в процесі зняття металу уздовж деякого складного контуру. Полярна координатна інтерполяція в цьому випадку як би "замінює" більш складні обчислення, прискорюючи процес розрахунку.
Три базових типу руху
Незважаючи на те. що ваш верстат може мати велике число типів переміщень, давайте обмежимося на трьох найбільш загальних і широко доступні типи. Після побіжного огляду кожного з типів рухів, ми розглянемо приклад керуючої програми в якій і постараємося їх застосувати.
Для розглянутих нами типів руху характерні дві спільні риси. Перше - модальність. Це означає те, що вони зберігають свою дію до скасування або зміни. Наприклад, якщо тип руху не змінюється протягом кількох кадрів керуючої програми, то відповідна G функція повинна бути використана тільки в першому з переміщень. Друга - в кадрі керуючої програми задається тільки кінцева точка руху. Поточна досягнута позиція верстата буде використовуватися як початкова точка.
Прискорене переміщення (Швидкий хід або позиціонування)
Даний тип руху забезпечує переміщення на найвищій з можливих швидкостей з метою зменшення втрат часу на операції не пов'язані безпосередньо з обробкою металу. Типові випадки використання швидкого ходу включають позиціонування інструменту в точку врізання або підйом і відведення інструменту після закінчення обробки, відведення інструменту для подальшого зняття фіксаторів заготовки або в загальному випадку будь-які переміщення інструменту не зв'язані з обробкою.
Ви повинні звернутися до документації по системі з ЧПУ, що б дізнатися значення прискореного ходу. Зазвичай ця швидкість надзвичайно висока, тому оператор повинен бути гранично обережним в процесі верифікації таких команд. На щастя, оператор має можливість зменшити швидкість прискорених переміщень на пульті управління системи з ЧПУ під час верифікації УП.
Команда ініціює прискорений рух в більшості систем з ЧПУ має такий вигляд - G00.
Особливу увагу потрібно приділити при програмуванні прискорених переміщень але кількох осях. У більшості систем з ЧПУ інструмент буде рухатися на прискореному ходу по всьому допустимим для цього осях одночасно. В цьому випадку кінцева точка буде досягнута за однією з осей руху швидше, ніж по іншим! В цьому випадку програмісту треба бути обережним, призначаючи швидкий хід, що б уникнути можливих зіткнень з деталлю - адже рух уздовж прямої лінії може бути виконано зовсім інакше (східчасто). В інших системах з ЧПУ завжди гарантується саме рух по прямій і одночасний прихід в кінцеву точку по всіх осях, на яких призначений швидких хід.
Рух уздовж прямої (Лінійне переміщення)
Цей тип руху дозволяє програмісту закодувати рух по прямій лінії так, як це було обговорено раніше в процесі знайомства з поняттям лінійної інтерполяції. Цей тип руху передбачає завдання швидкості подачі, яку потрібно використовувати протягом руху. Лінійне переміщення може використовуватися в будь-який час, включаючи свердління, точіння, фрезерування.
Метод, призначення швидкості подачі варіюється від одного верстата до іншого. У загальному випадку, обробні центри припускають завдання "хвилинної" швидкості подачі (мм або дюйм / хв) .Токарние обробні центри також дозволяють задати швидкості подачі в своєму "оборотному" форматі (мм або дюйм / оборот).
Підготовча функція G01 зазвичай використовується для того, щоб визначити рух прямої лінії. Програміст включатиме в кадр керуючої програми координати кінцевої точки по кожній з осей.
Рух по колу
У цьому прикладі, ми фрезеруя контуру оброблюваної деталі із зовнішнього боку. Ми використовуємо дюймову кінцеву фрезу для обробки контуру і програмуємо точно по її центру. Пізніше, в ключовий концепції 4, ми обговоримо питання про використання корекції на радіус інструменту.