Траектория инструмента - это участки, разделенные опорными точками. Каждая точка является концом одного участка и началом следующего. Участки представляют собой отрезок прямой или дугу окружности. Более сложные кривые также можно заменить одной или несколькими дугами соответствующих радиусов.
Траектория инструмента, а точнее рациональный выбор траектории рабочих перемещений инструмента является одной из наиболее сложных проблем при определении технологии обработки на станках с ЧПУ. Например, при обработке криволинейной поверхности рациональной с точки зрения уменьшения программирования является траектория движения инструмента. Это объясняется тем, что на большей части своего пути инструмент совершает прямолинейные движения. В случае обработки инструмент движется в основном по криволинейным траекториям, что сложнее для программирования. Кадр на прямолинейное перемещение включает в себя функции, задающие вид перемещения, а также координаты точки-адреса и подачу инструмента F (для G1), например:
G0_X50_Z8_F...; G1_X20_W-20_F...; G1_U20_W-5_F….
Циркуляционные перемещения резцов с траекторией инструмента по часовой стрелке задаются функцией G2; против часовой стрелки - функцией G3. Угловая величина дуги не должна превышать 90°. Радиус дуги циркуляции кодируется символом CR=.... Системы ЧПУ большинства станков настроены таким образом, что направление циркуляции (G2 или G3) в плоскости Х-Z определяются с положительного направления координатной оси Y. Как уже отмечалось (см. "Токарно фрезерный центр: описание, функции"), у станков традиционных конструктивных схем инструментальные блоки размещаются в их верхней части, а шпиндель установлен слева от оператора. Соответственно, по правилу правой руки ось Y направлена на оператора. Поэтому направление циркуляции - по или против часовой стрелки - определяется с точки взгляда оператора на деталь. Примеры кодирования циркуляции приведены на рис. 1.
Как уже отмечалось, расположение (ориентация) рабочей вершины резца в плане обработки X-Z кодируется буквой А с численными значениями 1...9. Канавочные резцы, в отличие от остальных типов резцов, имеют две рабочие вершины. Система ЧПУ станка воспринимает эти вершины как два раздельных инструмента. Каждая из вершин при программировании траектории инструмента имеет свое значение ориентации в плане обработки А, а также свои значения вылетов Wxi и Wzi по отношению к базовой точке станка Fi (см. "Наладка токарного станка с ЧПУ").
Рис. 1. Циркуляционные перемещения при токарной обработке
Язык SINUMERIK-840D позволяет активизировать параметры любой из вершин резца непосредственно в процессе движения по управляющей программе. Активизация параметров вершины резца осуществляется добавлением в командный кадр управляющей программы, задающий перемещение инструмента, обозначения заданной ячейки таблицы параметров инструментов Di. В момент активизации параметров вершины резца происходит смещение на нее программной точки Рi.
На рис. 2 приведен пример применения канавочного резца. Канавка шириной 10 мм выполняется резцом шириной 5 мм. Траектория инструмента следующая: сначала резец осуществляет врезание в тело заготовки с обеспечением припуска на чистовую обработку. Чистовая обработка производится в два этапа: обработка правой стороны канавки и далее обработка всего контура канавки слева направо. Параметрическая ячейка D124 включается в момент приближения правой вершины резца, код расположения которой А=4, к правой стенке канавки; ячейка D104 включается в момент приближения левой вершины резца, код расположения которой А=3, к левой стенке канавки.
Рис. 2. Пример применения канавочного резца
Полярная система координат представляет собой кодирование движения инструмента по отрезкам, выполненным под углом α до некоторой фиксированной координаты по одной из осей: X или Z. Угол 0° соответствует направлению Z+. Положительным для отсчета угла α является направление против часовой стрелки, отрицательным - по часовой стрелке с точки взгляда оператора на деталь. Угловое положение отрезка кодируется ANG=.... Примеры применения полярной системы координат приведены на рис. 3.
Рис. 3. Применение полярной системы координат (SINUMERIK)
Сокращенное описание контуров обработки
Принцип сокращенного описания контуров обработки в языке SINUMERIK-840D основан на том, что система ЧПУ станка определяет недостающие координаты опорных точек по заданным параметрам контура. Имеется возможность сопрягать отрезки, расположенные под разными углами к оси Z. Кроме того, допускается сокращенное кодирование притупления острых кромок фаской или скруглением. При программировании траектории инструмента применяются следующие обозначения дополнительных параметров контура:
ANG=... - угловое положение отрезка к направлению Z+ (рис. 3);
RND=... - радиус скругления острой кромки;
CHR=... - величина симметричной фаски, выполняемой на острой кромке.
Рассмотрим характерные случаи сокращенного описания контура.
1. Притупление острой кромки. Сокращенное описание притупления возможно как в прямоугольной, так и в полярной системе координат. Радиус скругления или величина симметричной фаски записывается совместно с координатами точки-адреса, например:
X20_RND=1; Z-40_CHR=1; X20_Z-40_RND=1;
ANG=135_X70_RND=1; ANG=-45_Z0_CHR=1.
Пример описания контура приведен на (рис. 4).
2. Совмещение отрезков, расположенных в разных угловых положениях. В языке SINUMERIK-840D перемещение резца по контуру обработки может быть определено не отрезком с заданной точкой-адресом, а лучом, расположенным под заданным углом α1 к направлению Z+. В этом случае перемещение инструмента осуществляется до пересечения луча со вторым лучом, следующим по ходу движения резца. Для второго луча должны быть заданы угловое положение α2 и координаты точки-адреса перемещения. В этом случае система ЧПУ станка рассчитывает координаты точки пересечения этих лучей автоматически. Такое описание контура траектории инструмента может быть совмещено с сокращенным описанием притупления кромок. Пример описания контура приведен на (рис. 5)
Рис. 4. Сокращенное описание притупления острых кромок (SINUMERIK)
Рис. 5. Сокращенное описание контура в популярной системе координат (SINUMERIK)
