Программирование обработки на станках с ЧПУ - важнейшая составляющая процесса проектирования и производства. От того, насколько чистым будет код, зависит время тестирования, отладки и запуска детали в производство. Станки с ЧПУ различаются по назначению и методам программирования.
Программирование обработки на станках с чпу в плоскости X-Y обычно осуществляется цилиндрической поверхностью концевой фрезы по контуру детали. Траектория центра ее вращения эквидистантна контуру обработки; при этом центр вращения отстоит от контура на расстоянии равном половине диаметра фрезы. Процесс пересчета технологических размеров детали в координаты опорных точек траектории движения инструментов весьма трудоемок. Осуществляя этот пересчет, разработчик управляющей программы может совершать большое число немотивированных ошибок.
При программировании обработки на станках с чпу системы современных станков позволяют вводить коррекцию диаметра инструмента, т.е. осуществлять смещение программной точки с центра вращения инструмента на его цилиндрическую образующую в направлении контура. Величина смещения, называемая корректором диаметра инструмента, равна [(Di+δDi)/2]; значения Di и δDi вносятся в таблицу параметров инструментов (табл. 1) перед началом обработки детали по управляющей программе. Коррекция диаметра инструмента позволяет описывать траекторию его движения, пользуясь непосредственно параметрами контура обработки.
Таблица. 1
Различные варианты коррекции диаметра инструмента приведены на рис. 1. Коррекция вызывается функцией G41, когда обрабатываемый контур расположен справа от фрезы; функцией G42 когда контур слева от фрезы. Указанные функции действуют на последующие кадры управляющей программы; отмена коррекции и возвращение программной точки инструмента на линию оси вращения осуществляется функцией G40. Коррекция диаметра инструмента обычно вводится во время его прямолинейного перемещения в направлении контура обработки (в плоскости Х-У) и отменяется при отходе от него. По командам G41 и G42 система ЧПУ станка вызывает величины Di и δDi из соответствующих ячеек таблицы параметров инструментов (табл. 1), которые обозначены в кадре вызова корректора диаметра функцией D. Например, ячейка D2 относится к фрезе T2 (см. Обрабатывающий центр с ЧПУ: описание, общие положения). Одновременно с этим система в момент программировании обработки на станках с чпу производится расчет смещения программной точки фрезы относительно центра ее вращения. Величина смещения рассчитывается по формуле
Di/2=[(Di ±δDi)/2].
Рис. 1. Различные варианты применения корректоров диаметра
Приведем в качестве примера кадр управляющей программы:
G1_G41(G42)_X80_У20_D2_F100,
который обозначает следующее:
- линейная интерполяция центра вращения инструмента со скоростью 100 мм/мин эквидистантно контуру обработки на расстоянии половины диаметра фрезы;
- контур обработки расположен справа (по G41) или слева (по G42) от траектории движения центра фрезы;
- точка-адрес перемещения имеет координату: Х=80, У=20; величина диаметра инструмента D2 и соответствующая поправка δD2 считывается станком по функции D2 из ячейки таблицы параметров инструментов для фрезы T2 (табл. 1);
- величина смещения центра вращения фрезы T2 относительно обрабатываемого контура равна [(D2 ± δD2)/2] и рассчитывается системой ЧПУ станка автоматически.
На рис. 2 представлен контур обработки, варианты циклограмм и таблицы расчета траекторий, который был выполнен с применением коррекции диаметра: по G41 (рис. 2,а) и по G42 (рис. 2,б). Как видно из рисунка, корректор диаметра включается на отрезке (0а-0b) и отменяется на отрезке (0c-0d) при перемещении инструмента за пределами детали; при этом фреза подходит к контуру с угла заготовки по касательной.
Применение коррекции диаметра также позволяет упрощать расчет траектории инструмента при обработке боковых поверхностей детали с технологическим припуском материала (черновую обработку). Программировать обработку на станках с чпу, в частности траекторию, возможно непосредственно по технологическим размерам детали, без перерасчета координат опорных точек. С целью выполнения контура с припуском заданной величины в ячейку δD таблицы параметров инструментов (табл. 1) вносится поправка, «увеличивающая» реальный диаметр фрезы: Di =[Di+δDi]. Так, если в систему ЧПУ станка ввести поправку δD=+0.4 для фрезы диаметром 20 мм, то по команде G41 или G42 траектория центра вращения инструмента пройдет эквидистантно заданной боковой поверхности на расстоянии не 10 мм, как для чистовой обработки, а 10,2 мм (рис. 3). Это обеспечит заданный припуск на сторону, равный 0,2 мм.
Рис. 2. Циклограммы движения фрезы с включенным корректором диаметра: а - для G41; б - для G42
Рис. 3. Фрезерная обработка контура с технологическим припуском
