Система координат станка с ЧПУ - это главная расчетная система, определяющая перемещения исполнительных органов. Оси координат располагают параллельно направляющим станка, что позволяет при создании управляющей программы легко задавать направления и расстояния перемещений.
Система координат станка с чпу является ведущей расчетной системой, определяющей перемещения его исполнительных звеньев. Пуско-наладка технологического процесса обработки детали на станке с ЧПУ в общем случае включает в себя комплекс следующих процедур:
- установка станочного приспособления, крепление заготовки;
- вызов управляющей программы (УП) из блока памяти в блок оперативного управления системы ЧПУ станка;
- определение констант смещения системы координат детали вдоль осей X и Y (в плане обработки); ввод данных в систему ЧПУ станка;
- определение геометрических параметров задействованных инструментов; ввод данных в систему ЧПУ станка;
- определение константы смещения системы координат детали вдоль оси Z; ввод данных в систему ЧПУ станка.
При разработке управляющей программы обработки детали на станке с ЧПУ программист принимает за точку отсчета перемещений инструментов какую-то реальную или мнимую точку детали. В процессе наладки технологического оснащения для выполнения операций на станке наладчик должен сообщить системе ЧПУ станка, где физически расположена эта точка. Таким образом, задается локальная система координат Xi-Yi-Zi, которая называется система координат станка с чпу для детали. На рабочем столе обрабатывающего центра возможно размещение двух и более обрабатываемых деталей. Для каждой из них задается своя, независимая от других, система координат. Пример компоновки рабочей зоны вертикального обрабатывающего центра приведен на рис.1.
Рис. 1. Пример схемы компоновки рабочей зоны вертикального обрабатывающего центра
Положение нулевой точки системы координат детали Xi-Yi-Zi фиксируется константами смещения нулевой точки X0i,Y0i,Z0 относительно нулевой точки системы координат станка Xс-Yс-Zс (рис.2). Константы смещения X0i,Y0i,Z0i обозначают расстояние от нулевой точки системы координат станка с чпу до нулевой точки системы координат детали по соответствующим осям. Константы определяются и вводятся в систему ЧПУ станка раздельно для каждой из обрабатываемых деталей в процессе проведения наладки технологического оснащения.
Рис. 2. Структурная схема вертикального обрабатывающего центра: 1 – шпиндель ОЦ; 2 – рабочий стол; 3,4,5 – направляющие; 6 – обрабатываемая заготовка; 7 – поворотная головка; 8 – патрон; 9 – инструментальный магазин обрабатывающего центра; 10,11,12 – подвижные элементы; 13 – основание; С – обозначение поворота детали; Xc, Yc, Zc – координатные оси системы координат станка; X, Y, Z – координатные оси системы координат детали; X0, Y0, Z0 – константы смещения нулевой точки системы координат детали
Системы ЧПУ станков фрезерной группы, работающие с языком программирования FANUC, допускают (в своем базовом варианте) одновременное кодирование шести систем координат детали Xi-Yi-Zi. Системы координат детали вызываются функциями G54...G59. Константы смещения нулевых точек X0i,Y0i,Z0i для различных систем координат детали вносятся в соответствующие параметрические ячейки таблицы смещения нулевых точек. В примере (табл.1) задействованы ячейки с вызовом систем координат детали по функциям G54, G55 и G56 для трех деталей, установленных на рабочем столе обрабатывающего центра (рис.1).
Таблица 1.
При работе станка по управляющей программе командный кадр вызова системы координат детали X1-Y1-Z1 (например по G54) осуществляет считывание констант X01,Y01,Z01 из таблицы смещения нулевых точек. Все дальнейшие перемещения рабочих органов станка относительно детали производятся с учетом смещений на величину этих констант по соответствующим осям. Отметим, что функции вызова системы координат детали G54…G59 являются модальными, т.е. действуют на все последующие кадры управляющей программы вплоть до отмены вызовом другой системы координат (например, ввод системы координат детали X2-Y2-Z2 функцией G55 отменяет действие функции G54).
Как отмечалось выше, ряд конструкций станков фрезерной группы позволяют автоматически разворачивать деталь относительно шпинделя и фиксировать ее в различных угловых положениях. Угловое положение обрабатываемой детали отсчитывается от заданного начального положения поворотного устройства (7, рис.2), которое принято за 0°. Угловое положение детали при ее повороте относительно оси X обозначается А; при ее повороте относительно оси Y обозначается В.
При обработке детали по разным плоскостям параметр текущего углового положения Аi или Вi добавляется в таблицу смещения нулевых точек. В примере (табл.2) задействованы ячейки (G54, G55, G56 и G57) для четырех систем координат детали Xi-Yi-Zi. Они соответствуют обработке детали по четырем плоскостям при повороте детали относительно оси X (рис.2): А=0°;90°;180°;270°. Константы смещения нулевых точек задействованных координатных систем X0i,Y0i,Z0i определяются раздельно для каждого углового положения детали в рамках системы координат станка с чпу.
Таблица 2.
