Наладка токарного станка – это подготовительные работы оборудования к изготовлению продукции (детали) с заданной производительностью с полным соответствием технологического процесса для получения заданной шероховатости поверхности и точности размеров. В большинстве токарных станков шпиндель располагается слева от оператора, а револьверная головка с инструментами размещена напротив шпинделя. Нулевая точка системы координат станка Xc-Zc располагается в основании шпинделя (рис.1). Система координат детали Xi-Zi при токарной обработке имеет смещение относительно системы координат станка Xc-Zc вдоль оси Z. Расстояние от нулевой точки системы координат детали Xi-Zi до нулевой точки системы координат станка Xc-Zc фиксируется константой смещения нулевой точки; ее принято обозначать ZMWi. Величина ZMWi определяется в процессе проведения наладки технологического оснащения и вносится в соответствующую параметрическую ячейку таблицы смещения нулевых точек.
При наладке токарного станка чпу нулевую точку системы координат детали Xi-Zi чаще всего располагают на плоскости детали, перпендикулярной координатной оси Z и обращенной к инструментальному магазину. Константа ZMWi обычно определяется путем касания этой плоскости, называемой настроечной базой, одним из инструментов. Этот инструмент принимается как образцовый. Настроечная база, по возможности, должна совпадать с технологической базой, от которой задан отсчет большинства размеров вдоль оси детали.
Как и в обрабатывающих центрах, системы ЧПУ в большинстве токарных станков с ЧПУ допускают (в своем базовом варианте) одновременное кодирование шести систем координат детали Xi-Zi. Такая возможность, в частности, облегчает программирование обработки изделий сложной формы, геометрические размеры которых заданы от разных технологических баз.
Рис. 1. Смещение нулевой точки системы координат обрабатываемой детали
В рассматриваемом языке программирования SINUMERIK-840D шесть независимых систем координат детали вводятся функциями
G59_Z=ZMW_1, G59_Z=ZMW_2, … , G59_Z=ZMW_6.
Комбинированная обработка деталей на токарных станках с ЧПУ осуществляется, как правило, несколькими инструментами, обозначаемыми в управляющей программе соответственно их позициям в инструментальном магазине: T1,T2,…,Ti. Каждый инструмент имеет набор геометрических параметров, на базе которых система ЧПУ станка производит автоматический пересчет контура обработки в траекторию движения базовой точки станка; эту точку обозначают Fi (рис.2). В токарных станках с ЧПУ эта точка располагается в основании крепления инструментов к револьверной головке.
Рис. 2. Геометрические параметры токарных резцов
В продолжение наладки токарного станка чпу, параметры задействованных инструментов вносятся в соответствующие ячейки системы ЧПУ станка, которые сведены в таблицу параметров инструментов. В представленном примере (табл. 1) приведена таблица параметров шести инструментов при емкости инструментального магазина 8 позиций. В таблице предусмотрены ячейки для величин вылета инструментов по осям X и Z: Wxi и Wzi, а также для уточняющих поправок δWxi и δWzi на отклонения измеренных значений вылетов. Эти отклонения могут быть вызваны погрешностью измерений и износом инструментов; они уточняются в процессе наладки и проведения операции. В таблицу также вносятся значения радиусов рабочих вершин резцов, обозначаемые RS (рис.2)
Таблица 1
Расположение рабочих вершин резцов в плане X-Z кодируется цифровыми значениями от 1 до 9. Код расположения рабочей вершины каждого инструмента вносится в ячейку А таблицы параметров инструментов. На рис.3 приведена графическая интерпретация кодирования различно расположенных рабочих вершин токарных инструментов.
Имена ячеек в табл.1 обозначают следующее:
T - номер инструмента;
D - обозначение бочей вершин инструмента;
Wxi – вылет инструмента в направлении оси X;
Wzi – вылет инструмента в направлении оси Y;
δWxi – поправка на вылет инструмента в направлении оси X;
δWzi – поправка на вылет инструмента в направлении оси Y;
Rs - радиус рабочей вершины инструмента;
A - код расположения рабочей вершины инструмента в плане X-Z.
Рис. 3. Кодирование рабочих вершин токарных инструментов
Рабочие вершины инструментов обозначаются в языке SINUMERIK-840D символом Di. Их обозначения соответствуют позициям инструментов в инструментальном магазине, например: D101 для T1, D102 для T2 и т.д. Исключением являются канавочные резцы, производящие токарную обработку детали поочередно двумя рабочими вершинами. В таблице параметров инструментов (табл.1) каждая из двух рабочих вершин канавочных резцов занимает независимую параметрическую ячейку
D104 и D124 для T4; D105 и D125 для T5; D106 и D126 для T6.
В результате наладки токарного станка, система ЧПУ станка воспринимает две рабочие вершины одного канавочного резца как раздельные инструменты.
Коррекция длины инструментов токарного станка с ЧПУ
Траектория движения инструмента задается в УП относительно его программной точки Рi. При этом система ЧПУ воспринимает эти перемещения относительно базовой точки станка Fi. В качестве программной точки Рi обычно выбирается рабочая вершина резца или сверла. Закрепленные в станке инструменты имеют различные величины вылетов от базовой точки станка Fi до их программной точки Рi. Величины вылетов в направлении каждой из координатных осей обозначаются соответственно Wxi и Wzi. Их геометрические значения при наладке токарного станка с чпу обычно определяют в снаряженном состоянии на специальных измерительных устройствах. В таблице параметров инструментов (табл.1) предусмотрены ячейки для величин вылетов инструментов WXi и WZi, а также для уточняющих поправок δWxi и δWzi.
Реальные расстояния от базовой точки станка Fi до программной точки инструмента Рi в начаются W’xi и W’zi и называются корректорами длины инструмента. При осуществлении обработки детали программная точка Рi перемещается вдоль заданного контура; при этом базовая точка станка Fi перемещается по тому же контуру со смещением вдоль осей X и Z на величины соответственно W’xi и W’zi. Значения корректоров длины инструментов (рис.2) определяют из выражений
W’xi = W’xi ± δWxi,
W’zi = W’zi ± δWzi.
На рис.4 изображен инструменты, параметры которых внесены в табл.1. На эскизе обозначены корректоры длины W’xi и W’zi, а также коды расположения рабочих вершин инструментов Ai. На позициях 4…6 инструментального магазина размещены канавочные резцы с различно расположенными рабочими вершинами.
В период наладки токарных станков чпу нужно учитывать, что параметры рабочих вершин резцов различаются между собой кодом расположения А, а также величиной корректора длины по одной из координатных осей: W’xi или W’zi.
Рис. 4. Изображения инструментов, параметры которых внесены в табл.1
