1.3.1. Система координат станка.

Система координат станка является главной расчетной системой, в которой определяются предельные перемещения, начальные и текущие положения рабочих органов станка. При этом положения ра­бочих органов станка характеризуют их базовые точки, выбираемые с учетом конструктивных особенностей отдельных управляемых по программе узлов станка.

-9-

Так, базовыми служат точки: для шпин­дельного узла вертикального сверлильно-фрезерного станка — точка N пересечения торца шпинделя с осью его вращения (рис. 1.3.4); для крестового стола — точка пересечения его диагоналей или специальная настроечная точка, определяемая конструкцией, для поворотного стола — центр поворота на зеркале стола и т. д.

В технической документации пределы возможных смещений рабочих органов, как правило, указывают пределами сме­щения базовых точек.

Ориентация осей стандартной системы координат станка связывается с направлением движения при сверлении на сверлильных, расточных, фрезерных и то­карных станках. Направление вывода сверла из заготовки, его удаление от стола, принято в качестве положительного для оси Z, т. е. ось Z всегда связывается с вращающимся эле­ментом станка — шпинделем. Ось X перпендикулярна к оси Z и параллельна плоскости установки заготовки. Если та­кому определению соответствуют две оси (в нашем случае оси Х и У), то за ось X принимают ту, вдоль которой возможно большее перемещение узла станка. При известных осях X и Z, направление оси Y однозначно определяется из условия расположения осей в правой прямоугольной системе координат.

Р

Рис. 2.4. Система координат вертикально-сверлильного станка с ЧПУ

ис. 1.3.4. Схема координат вертикально-сверлильного станка с ЧПУ.

-10-

Начало стандартной системы коорди­нат станка иногда совмещают с базовой точкой узла, несущего заготовку, за­фиксированного в таком положении, при котором все перемещения рабочих орга­нов станка могли бы описываться поло­жительными координатами. Точка F, принятая за начало отсче­та системы координат станка, называется абсолютной нулевой точкой станка или нулем станка. При первом включении станка производят выезд в эту точку. При выезде в эту точку координаты на дисплее УЧПУ обнуляются. Выезд в абсолютную нулевую точку станка по осям производят поочередно в строгой очередности, рекомендованной руководством по эксплуатации.

Наличие данных о зоне обработки станка обязательно, так как они определяют воз­можности станка при программировании перемещений обрабатываемых заготовок.

Для того чтобы отсчет перемещений стола по осям X и Y всегда был поло­жительным, абсолютный нуль станка F разработчики станка «смещают» в один из углов рабочей зоны (см. рис. 1.3.4), желательно совпадающей с отсчетом размеров с соблюдением принципа совмещения конструкторской и технологической базы. Естественно, что положение точки F является фиксиро­ванным и неизменным, и в этом случае точка F будет являться началом абсолютной системы коорди­нат станка. Как правило, абсолютную нулевую точку станка выбирают так, чтобы она максимально дыла удалена от оси шпинделя. Зачем?

Для рассматриваемого станка (см. рис. 1.3.4) положение точки F будет изменяться в пределах 0—800 мм по оси X и 0—450 мм по оси У. Возможное смещение торца шпинде­ля в направлении оси Z составит 380 мм (70— 450 мм). При этом за начало перемещения принимается нижнее (предельное) положение торца относительно зеркала стола, при котором расстояние от торца до зеркала стола равно 70 мм.

При работе станка в абсолютной системе координат, табло индикации на дисплее УЧПУ отражает истинное по­ложение базовых точек станка относительно абсолютного нуля станка.

Для положения, когда ось шпинделя будет совмещена с точкой 133, табло индикации покажет Х800.00, Y450.00 и Z000.00. В положе­нии, когда точка N будет совмещена с точкой 313, на табло индикации будут значения: Х800.00, Y000.00 и Z000.00 и т. д.

На рассматриваемом станке в положении, когда ось шпинделя будет совмещена с нулевой точкой F, а его торец находится на расстоянии 70 мм от зеркала стола, на табло цифровой индикации по всем программируе­мым координатам (X, У,Z) будут показаны нули.

Таким образом, если на данном станке обрабатывать деталь с использованием абсолютного отсчета, то все ее коорди­наты (рис. 1.3.5.) должны быть определены относительно нулевой точки F станка.

-11-

Рис. 1.3.5. Системы координат станка (ХМY) и детали (Х_ДWY_Д )

Максимальные и минимальные расстояния между базовыми точками обусловлены конструкцией станка. Их отсчет ведется от нуля абсолютной системы координат станка. При включении станка оси перемещают в

абсолютные нули по всем координатам, в т.ч. и круговые, для синхронизации, при этом направление движения инструмента и заготовки должны быть противоположными, т.е. направлены на удаление друг от друга. Точный останов рабочих органов, в абсолютной системе координат по каждой из коор­динат обеспечивается «кулачками» нулево­го положения и ДОС. При выезде в абсолютный нуль станка на дисплее УЧПУ будут высвечиваться нули.

В паспортах станков с ЧПУ всех типов указаны координаты, которые закрепле­ны за конкретным рабочим органом, и показаны направления всех осей, начало отсчета по каждой из осей и пределы возможных перемещений.

Для того чтобы не было путаницы с положительными направлениями рабочих органов, связан­ных с заготовкой ( оси со штрихом) и с движением инструмента при подготовке УП всегда исходят из того, что инструмент всегда движется относительно неподвижной за­готовки. В соответствии с этим и указы­вают положительные направления осей координат на расчетных схемах, эскизах и другой документации, используемой при программировании. Другими слова­ми, за основную при программировании принимают стандартную систему коорди­нат, в которой

-12-

определены положения и размеры обрабатываемой детали, отно­сительно которой перемещается инстру­мент. Принятое допущение корректи­руется системой УЧПУ таким образом, что если для реализации запрограмми­рованного движения инструмента относи­тельно заготовки необходимо переместить рабочий орган с инструментом, то это движение выполняется с заданным в УП знаком, а если требуется переместить рабочий орган с заготовкой, то знак направления движения изменяется на противоположный.