Цикл сверления – это макропрограмма, внесенная в систему ЧПУ и вызываемая как функция с передачей параметров обработки. Появление циклов сверления уходит своими корнями в те времена, когда программист вручную писал управляющую программу для выполнения работы, а система ЧПУ не имела достаточного объема памяти для хранения этой программы. В рассматриваемой системе кодирования ряд перемещений инструментов могут задаваться постоянными циклами, задающими общие параметры обработки. К таким циклам относятся, прежде всего, циклы процедур сверления. Циклы задаются функциями G81...G86, G76 и некоторыми другими. В циклах задаются следующие перемещения инструмента: быстрый подвод к детали, рабочие перемещения вдоль оси Z, быстрый отвод от детали, быстрое перемещение между отверстиями. Осуществление цикла начинается с той точки, к которой инструмент подведен к детали по предшествующей команде. Цикл действует в кадре, в котором записана соответствующая команда, а также во всех последующих кадрах, в которых указываются изменения параметров цикла сверления, например, координат выполняемых отверстий. Отмена цикла производится функцией G80. Представленный в качестве примера фрагмент управляющей программы задает сверление отверстий с координатами: (Х=20, Y=0), (Х=60, Y=0), (Х=100, Y=0) с высоты Z=2 мм на глубину Z=-5 мм (в абсолютной системе отсчета).
...G90... N115 X60
N105 G43 X20 Y0 Z50 H4 M8 N120 X100
N110 G81 G98(G99) R2 Z-5 F100 N125 G80...
Перемещение инструментов между отверстиями, возможно, задавать:
- на высоте исходной точки управляющей программы, либо иной точки подвода инструмента к обрабатываемым отверстиям функцией G98;
- на высоте точки начала сверления R функцией G99.
Графическая интерпретация основных циклов сверления приведена на рис. 1: перемещения на рабочей подаче обозначены сплошными линиями, ускоренные перемещения - пунктирными линиями. Цикл короткого сверления по функции G81 (а) включает в себя команды на подачу инструмента в материал с высоты R на рабочей подаче F до точки окончания сверления Z и далее его быстрое возвращение на высоту R. Циклы по функциям G85 и G86 (расточка отверстия разверткой), а также по G84 (нарезание резьбы метчиком) имеют запись в кадре, абсолютно идентичную записи по G81, при этом каждая из команд задает свои, отличные от других, параметры движения инструмента. Цикл движения развертки по G85 (б) задает вход и выход в отверстие инструмента, вращающегося в одном направлении, с рабочей подачей F. Цикл сверления по G86 (в) задает другой тип движения развертки: инструмент входит в материал с рабочей скоростью, затем происходит остановка вращения и далее быстрый выход из отверстия.
Цикл по G83 (д) задает многозаходное (ступенчатое) сверление глубоких отверстий, которое невозможно выполнить за 1 проход. По сравнению с другими циклами здесь появляется дополнительный параметр, обозначенный Q, задающий шаг подачи инструмента, т.е. величину его последовательных углублений до конечной точки сверления.
Цикл по G84 (г) задает нарезание резьбы метчиком, когда рабочая подача F и частота вращения инструмента n жестко связаны между собой: их отношение (F/n) соответствует шагу резьбы. При выходе метчика из отверстия обеспечивается реверсивное вращение шпинделя. Отметим, что при нарезании резьбы метчик следует крепить в специальный патрон с компенсатором. R Z R Z X X Z Z G81 G98 (G99) R... Z-... F...; G85 G98 (G99) R... Z-... F...; а) б) R Z R Z X X Z Z G86 G98 (G99) R... Z-... F...; G84 G98 (G99) R... Z-... F...; в) г) R Z X Q Z Q Q G83 G98 (G99) R... Z-... Q... F...; д)
Рис. 1. Графическая интерпретация циклов сверления: а) цикл короткого сверления; б, в) циклы развертывания; г) цикл нарезания резьбы метчиком; д) цикл ступенчатого сверления
Цикл сверления по G76 задает цикл чистовой расточки, которая выполняется специальными расточными головками (рис. 2). Цикл включает в себя подвод инструмента (а), подачу инструмента в отверстие на рабочем ходу (б), остановка вращения шпинделя и отвод резца от обработанной поверхности (в), быстрый выход инструмента из отверстия (г). При программировании чистовой расточки в стандартный кадр цикла сверления вводится дополнительный параметр, определяющий величину и направления отвода резца от обработанной поверхности (смещения) в приращениях:
- ±I смещение резца в направлении оси X;
- ±J смещение резца в направлении оси Y.
В некоторых версиях языка FANUC направление смещения резца определяется системой ЧПУ по умолчанию, а величина смещения (см. обозначение размера отрезка на рис. 2,в) задается параметром Q.
Рис. 2. Графическая интерпретация цикла чистовой расточки: а) подвод инструмента; б) подачу инструмента; в) отвод резца от поверхности; г) выход инструмента
Рассмотрим программирование выполнения группы резьбовых отверстий на примере, представленном на рис. 3. Отверстия выполняются по управляющей программе о3341 (табл. 1) в заранее подготовленных карманах глубиной 10 мм (Z=-10). В операции участвуют три инструмента, осуществляющие следующие переходы:
- выполнение заходных отверстий центровым сверлом Т4 с углом при вершине 90º и диаметром 16 мм;
- сверление отверстий глубиной 26 мм (Z=-26) сверлом Т5 диаметром 8,8 мм;
- нарезание резьбы М10х1,25 глубиной 20 мм (Z=-20) метчиком Т6.
Отметим, что координаты точки начала цикла сверления R и точки окончания сверления Z задаются в абсолютной системе отсчета. Глубина входа центрового сверла в материал рассчитана таким образом, что после выполнения отверстий под резьбу диаметром 8,8 мм на плоскости остаются следы от метчика, которые служат заходными фасками для метчика. При расчете перемещений метчика учитывается сбег резьбы предусмотрен его вход в материал на глубину 22 мм при заданной глубине резьбы 20 мм. Все перемещения инструментов между отверстиями выполняются по команде G98 на высоте исходной точки управляющей програмы равной 50 мм: Z=50. Как видно из эскиза, перемещения инструментов между отверстиями по G99 (на координате точки начала сверления Z=-9) были бы невозможны из-за наличия препятствий на их пути в виде стенок карманов.
Рис. 3. Пример выполнения группы резьбовых отверстий
Таблица 1
