2.2. Координатные системы.

При разработке УП используется ортогональная правосторонняя система координат. Заготовка считается неподвижной, а инструмент перемещается относительно нее. Различаются координатная система заготовки (КСЗ) и координатная система станка (КСС). Направления осей всех координатных систем совпадают, различаются расположения центров. За основу берется КСЗ. Смещение КСЗ относительно КСС по каждой координате вводятся в систему. Отдельные фрагмента процесса можно программировать в различных координатах КСЗ (их 6).

КСС жестко связана со станком. В ней определены особые точки: базисная, смены инструмента и др.

Z

B

X

C A

Y

Рис.2.1. Системы координат.

2.3. Подготовительные команды.

Подготовительные команды определяют режим работы систем ЧПУ. Слово подготовительной команды состоит из адреса G, за которым следует кодовый номер (2 цифры).

Позиционирование (G00) используется для ускоренного перемещения инструмента из начальной точки (НТ) в рабочую точку (РТ). Координаты точки относятся к геометрическим параметрам кадра. Они задаются последовательностью слов с адресами X, Y, Z, U, V, W, Q, A, B, C. Одновременно для системы ЧПУ могут задаваться 4 адреса (основные X, Y, Z и один адрес из вспомогательных U, V, W, A, B, C). Команда позиционирования в РТ: G00X178.Y135.Z0 (рис. 2.2.).

Y Р2 Р3

Р4

Р5 С2

Р1 С1 Р6

Х

Рис. 2.2. Эскиз детали.

Таблица 2.4.

Объект	Координата Х, мм	Координата У, мм	Объект	Координата Х, мм	КоординатаУ, мм
Точка Р1	178	135	Точка Р2	482	660
Точка Р3	596	660	Точка Р4	705	569
Точка Р5	713	360	Точка Р6	691	135
Центр С1	388	300	Центр С2	1000	475

Линейная интерполяция (G01) предназначена для линейного перемещения инструмента в РТ с определенным значением подачи. Подача (в мм/мин) - технологический параметр, задаваемый словом с адресом F. Команда линейной интерполяции: G01X482.Y660.Z0F200.

Круговая интерполяция (G02, G03) - предназначена для перемещения инструмента по окружности или дуге окружности с подачей F (G02 - по часовой стрелке, G03 - против часовой стрелки). G17 - интерполяция в плоскости XY. Геометрические параметры слова с адресами

- X, Y, Z - задают координаты конечной точки

- I, J, K - расстояние от НТ дуги до ее центра,

- R - радиус дуги или окружности.

В случае полной окружности адресные слова и нулевые координаты в команде могут быть опущены. Команда круговой интерполяции:

G17G02X705.Y569.I-208.J-360.F200

G17G03X713.Y360.I+295.J-94.F200

Интерполяция по винтовой линии предусматривает перемещение инструмента по дуге окружности в одной из 3-х плоскостей и одновременно по прямой, перпендикулярной плоскости круговой интерполяции.

Z (X, Y, Z)

Y

J

I

R G17 G02 X _ Y_ R_ Z_F_

X HT G03 G03 I_J_

Рис. 2.3. “Винтовая” интерполяция.

Для плоскости XZ Для плоскости YZ

G18 G02 X _ Z_ R_ Y_F_ G19 G02 Y _ Z_ R_ X_F_

G03 I_K_ G03 J_K_

Пауза (G04) предусматривает задержку выполнения следующего кадра на определенное время. в команде используются слова с адресом Р (G04Р_) и адресом Х (G04Х_). Максимальное значение задержки с адресом Р - 9999 мс, а с адресом Х - 99999.99 с.

Проверка точного останова (G09) предназначена для замедления подачи до 0 при выходе в заданную конечную точку (КТ). Команда записывается в следующих форматах:

G01_

G09 G02_

G03_

Возврат к базисной точке (G28). Координаты X, Y, Z , задаваемые в команде, определяют “промежуточную” точку с координатами X, Y, Z и запоминаются при выполнении.

Возврат из базисной точки (G29) предусматривает переход из базисной точки (БТ) в заданную ( X, Y, Z). При выполнении команды сначала происходит ускоренное перемещение в промежуточную точку (ПТ), которая определена предыдущей командой G28, а затем инструмент из ПТ ускоренным перемещением позиционируется в заданную точку. Перемещения по команде G28 и G29 эквивалентны команде позиционирования G00.

Выбор координатных систем (G53-G59, G92). Команды определяют местоположение точки в удобной оператору системе координат и осуществляют перемещение в эту точку. Команда G53 задает местоположение точки в КСС и перемещает инструмент в эту точку. Формат данной команды G53 X_ Y_ Z_ .

Команды G54-G59 задают местоположение точки в одной из 6 КСЗ и осуществляют перемещение в эту точку.

Перемещение из текущей точки в (X, Y, Z)

(X, Y, Z)

КСЗ _i G54 КСЗ 1

G55 КСЗ 2

d G56 X_Y_Z_ КСЗ 3

G57 КСЗ 4

КCC G58 КСЗ 5

G59 КСЗ 6

Рис. 2.4. Выбор координатной системы заготовки.

Направления осей всех координатных систем совпадают, но различаются положением центров. Смещения центров КСЗ относительно центра КСС устанавливается в системе ЧПУ оператором перед началом работы. Если запрограммирована одна из команд G54-G59, то далее координатные значения считаются относительно запрограммированной КСЗ, за исключением координат, заданных в кадре с командой G53. Команда G53 действует только в пределах одного кадра.

Задание КСЗ выполняется командой G92 , имеющей формат

G92 X_Y_Z_ .

Начало координат КСЗ по команде G92 определяется таким образом, чтобы текущее положение инструмента соответствовало координатам X, Y, Z. Номер КСЗ определяется предыдущей командой выбора КСЗ.

А

60 С КСЗ 1 (новая)

50 30

40 20 КСЗ 1 (старая)

30 10 В

20 10 20 30 40 КСЗ 2

10

10 20 30 40 50 60 70 КСС

Рис. 2.5. Смена координатных систем в управляющей программе.

G54X30.Y20.LF - переход в точку А в старой КСЗ 1.

GG92X10.Y10.LF - установка новой КСЗ 1, в котрой точка А имеет координаты (10, 10) .

G55X20.Y10.LF - перемещение в точку В в КСЗ 1.

G53X10.Y50.LF - перемещение в точку С в КСС.

Режим точного останова (G61). По этой команде система ЧПУ уменьшает подачу до 0 в конце каждого кадра при исполнении команд на перемещение.

Режим резания (G64). Команда G64 , наоборот, при выполнении команд перемещений не изменяет подачу до 0 при переходе к следующему кадру.

Команда задания коррекции инструмента по радиусу (G41, G42). Команда производится в плоскости XY.

G41

d

d G42

G40 Инструмент

Запрограммированная траектория.

Рис. 2.6. Коррекция инструмента по радиусу ( d - смещение инструмента относительно заданной траектории).

В режиме коррекции инструмент движется по траектории, смещенной относительно запрограммированной. Слова с адресом X и Y задают координаты следующей точки траектории. Величина смещения откладывается с учетом знака и вида команды на прямой, перпендикулярной начинающимися в точке (X, Y) прямой или дуге окружности. Величина смещения: от 50 мкм до 999.999 мм. В системе ЧПУ можно зарегистрировать 32 смещения. Номер смещения задается 2-разрядным 10-тичным числом в слове с адресом D. Заданное значение смещения остается неизменным до отмены режима коррекции и задания нового режима коррекции командами G41, G42.

G41 d>0 X, Y

G42 d<0

d Запрограммированная траектория

G41 d<0 , G42 d>0

d центр дуги

НТ G41 X_ Y_ D

G42

Рис. 2.7. Переход к режиму коррекции инструмента по радиусу.

1 2 3

2 d

Рис. 2.8. Траектория движения инструмента в режиме коррекции:

1 - движение по командам G41 при d < 0 и G42 при d > 0 ,

2 - движение по командам G41 при d > 0 и G42 при d < 0,

3 - запрограммированная траектория.

При смещении траекторий в месте разрыва автоматически вставляется угловая дуга.

Рис. 2.9. Компенсация разрыва смещенных траекторий угловой дугой.

Для учета радиуса фрезы при обходе по контуру детали необходимо в команде позиционирования в точку Р1 УП задать коррекцию инструмента по радиусу: G41X178.Y135.D01. В начале работы следует зарегистрировать с ситеме ЧПУ под номером 1 смещение, равное радиусу фрезы.

Отмена коррекции инструмента по радиусу (G40). При наличие в команде G40 адресов X, Y отмена режима происходит в данном кадре. При отсутствии в команде G40 адресов отмена режима коррекции происходит в первом из следующих кадров, включающем адреса X, Y. Отмена режима коррекции возможна по команде G00 или G01.

G40

d (X, Y)

O

G40

(X, Y)

Рис. 2.10. Команда отмены режима коррекции инструмента по радиусу.

Команды коррекции инструмента по длине (G43, G44). Команда смещает положение конечной точки запрограммарованного перемещения по оси Z на величину h, установленную в таблице коррекции инструмента по длине. Диапазон изменения коррекции - 999.999 мм. Команды G43, G44 имеют формат

G43 Z_ H_

G44

Величина смещения h добавляется к значению координаты Z, заданной в команде G43, и отнимается от значения координаты Z, заданной в G44. Координата Z может отсутствовать в команде. Тогде смещение будет отработано в ближайшем кадре, содержащем перемещение по оси Z . Величина H определяет номер коррекции h в таблице коррекции. В системе можно задать ло 64 значений коррекции инструмента по длине.

Отмена коррекции инструмента по длине (G49). Формат команды: G49 Z_ . Если в команде G49 отсутствует координата Z, то фактическая отмена коррекции произойдет при исполнении ближайшего кадра, содержащего Z .

Для выполнения стандартных последовательностей операций (сверление, нарезание резьбы, ..) используются постоянные циклы (ПЦ). Они сокращают объем УП для выполнения стандартных операций.

Постоянный цикл (G73 - G89). Он охватывает от 3 до 6 операций:

1 - позиционирование по осям X, Z,

2 - быстрое перемещение в точку R,

3 - сверление,

4 - операцию на дне отверстия,

5 - возврат до уровня точки R,

6 - возврат до уровня НТ.

Уровень НТ означает положение инструмента по оси Z в момент исполнения ПЦ. В них позиционирование всегда осуществляется на плоскости XY, а сверление по оси Z. Ход выполнения ПЦ определяется 3-мя параметрами:

1 - способом задания координат (команды G90, G91),

2 - уровнем точки возврата (команды G98, G99),

3 - командой-кодом ПЦ (команды G73 - G89).

Способы задания координат (G90, G91). Командой G90 программируется положение КТ данного кадра относительно начала действующей в данный момент координатной системы. Командой G91 программируются координаты КТ данного кадра относительно предыдущей точки. Координаты внутри кадра могут быть заданы только одним способом. Пусть (100, 50) - координаты X, Y НТ, а (200, 70) - координаты КТ. Тогда при использовании команды G90 координаты задаются X200Y70, а по команде G91 - X100Y20. Кадр линейной интерполяции из точки P1 в P2 можно записать в 2-х вариантах: G90G01X482.Y660.Z0 или G91G01X304.Y526.

Команды задания уровня точки возврата (G98, G99) определяют возвращение инструмента с уровня дна отверстия до уровня НТ (команда G99) или точки R (команда G99). ПЦ задает режим обработки отверстия и имеет формат:

G73

.... X_ Y_ Z_ R_ O_ P_ F_ L_

G89

где X, Y - координаты отверстия,

Z - абсолютное значение координаты Z - дна отверстия в команде G90 или расстояние от точки R до дна отверстия в команде G91,

R - расстояние от НТ до точки R в команде G91 и координату Z точки R в команде G90,

Q - величина шага по оси Z в ПЦ, задаваемых командами G73, G83, и величина смещения по оси Y в ПЦ, задаваемых командами G76, G87,

P - величина задержки инструмента на дне отверстия,

F - скорость подачи инструмента,

L - число повторений ПЦ (при его отсутствии число повторений равно 1).

Внутри ПЦ допустимо изменение координат отверстия X, Y, подачи F и числа повторений L.

Если задан параметр L , то в команде G90 обработка одного отверстия повторяется L раз в точке с координатами X, Y. По команде G91 будет просверлено L отверстий. Параметры X,Y в этом случае определяют смещение одного отверстия относительно другого по осям X, Y . Выполнение ПЦ осуществляется при вращающемся шпинделе.

Команда обращения к подпрограмме (G71). Если программа содержит повторяющиеся части или последовательности команд, используемые в других программах, то их можно вывести из программы и оформить в виде подпрограммы. Вызов подпрограмм происходит по команде: G71P_L_ , где слово с адресом P содержит номер подпрограммы, слово с адресом L - число повторений подпрограммы.

Возврат из подпрограммы (G70). Если в команде лтсутствует L , то программа выполняется 1 раз. Формат команды: G70N_ , где слово с адресом N содержит номер кадра вызывающей программы, с которой будет продолжено ее выполнение. Если слово с адресом N отсутствует в команде G70, то выполнение вызывающей программы будет продолжено с кадра, следующего за кадром вызова подпрограммы G71.

Команда безусловной передачи управления (G72). Формат команды: G72N_ , где слово с адресом N содержит номер кадра, на который передается управление. Если слово с адресом N отсутствует в команде, то управление передается в начало программы.

Команды задания величины подачи (G94, G95). Форматы команд: G94F_ и G95F_ , где F - величина подачи. Команда G94 используется для задания подачи в мм/мин. Режим команды устанавливается при включении системы и действует до тех пор, пока не будет заменен на режим, задаваемый командой G95.

Команда G95 определяет подачу в мм на оборот шпинделя (мм/об). Она действует до отмены ее командой G94. Слов с адресом F может отсутствовать в командах G94 и G95, тогда единица измерения в одной из команд распространяется на все слова с адресом F в последующих кадрах.

Фрагмент УП для точек P1 - P6:

N0001 G90G54X100. - выбор 1-ой КСЗ, пермещение в точку Р10 с

координатами, заданными относительно центра КСЗ 1.

N0002 G00G41X178.Y135D01 - позиционирование в точку Р1 с

заданием коррекции инструмента по радиусу.

N0003 G01X482.Y660.Z0F200 - линейная интерполяция в точки Р2 и Р3.

N0004 G01X596.Y660.Z0.F200 - по эквидистанте с подачей 200 мм/мин.

N0005 G17G02X705.Y569.I-298.J-360.F200 , N0006G17G03X713.Y360.I295.J-94.F200 ,

- круговая интерполяция в точки Р4, Р5.

N00007 G17G02X691.Y135. Z0.F200, N0008 G01X178.Y135.Z0.F200 - линейная интерполяция в точки Р6, Р1.

N0009 G00G40X100.Y0. - позиционирование в точку Р7 (Х=100, У=0) с отменой

режима коррекции инструмента по радиусу.