Типы систем чпу

Контроллеры ЧПУ делятся на две основные категории: системы позиционного регулирования и устройства контурного управления.

Контроллер СПР используется в том случае, когда траектория движения инструмента относительно детали не имеет значения, например, если инструмент не касается детали при перемещении от одной точки к другой. Чаще всего такая ситуация имеет место при сверлении, пробивании, нарезке резьбы и установке компонентов на печатной плате. Позиционное регулирование реализуется достаточно просто, а потому станок с таким контроллером стоит недорого. Он может выполнять и простые фрезеровальные операции, если снабдить его механизмом контроля скорости подачи при перемещении от одной точки к другой. Такой станок можно использовать для фрезерования пазов.

Устройство контурного управления используется в тех случаях, когда важна траектория движения инструмента относительно детали: на фрезеровальных и токарных станках, газовых резаках, сварочных установках и шлифовальных станках. В таких устройствах требуется одновременное управление по двум и более осям, причем скорость по каждой оси может задаваться независимо. Таким образом, контроллер ЧПУ может обеспечивать, например, движение по окружности при задании центра, радиуса и конечных точек дуги.

Системы координат

Относительное перемещение инструмента и заготовки осуществляется посредством направляющих станка. Три основные оси перемещения называются осями х, у и z и образуют правую систему координат. Положительные направления осей обычно определяются производителем станка. По общему соглашению положительное направление оси z соответствует удалению инструмента от заготовки.

• Ось z. На станках, подобных токарному, где деталь вращается во время ее обработки, ось z направляется параллельно шпинделю, а движение вдоль этой оси в положительном направлении удаляет инструмент от заготовки. Если же вращается не деталь, а инструмент, как на фрезероваль­ном, сверлильном и расточном станках, ось z выбирается параллельной оси инструмента. Как и у станков с вращающейся заготовкой, движение вдоль оси z в положительном направлении удаляет инструмент от заготовки. В прочих станках, к которым относятся прессы, строгаль­ный и стригальный станки, ось z направляется перпендикулярно набору ин­струментов.

• Ось х. В станках с вращающейся деталью за ось х принимается направление перемещения инструмента (резца), а движение вдоль этой оси в положитель­ном направлении удаляет инструмент от заготовки. На вертикаль­ных фрезеровальном и сверлильном станках положительное направление оси х соответствует направлению правой руки оператора, стоящего лицом к стан­ку. На горизонтальном фрезеровальном станке ось х направляется параллельно столу.

• Ось у. Направление оси у выбирается исходя из направлений осей х и z в со­ответствии с правилом правой руки. (z – средний вверх, большой палец – х, указательный – у. Вращение против часовой стрелки от х к у).

По общему соглашению станки классифицируются в соответствии с количеством координат, необходимых для задания положения и ориентации резца. Например, фрезеровальный станок может иметь 2, 3 или 5 осей в соответствии с тем, сколько координат могут одновременно задаваться контроллером. Другими словами, если контроллер может одновременно перемещать резец лишь по двум осям, станок называется двухосевым, или имеющим две степени свободы. В этом случае инструмент может независимо перемещаться вдоль третьей оси. Если у станка имеется три степени свободы, инструмент может перемещаться по произвольной кривой в трехмерном пространстве, но не может изменять ориентацию. Если же требуется изменение ориентации резца одновременно с перемещением его в пространстве, станок должен иметь большее количество степеней свободы. В продаже встречаются станки, имеющие до девяти степеней свободы.