17 Наладка фрезерных станков с чпу

Установка рабочих органов станка в нуль программы — важный этап подго­товительных работ перед началом обра­ботки на станке с ЧПУ. В практике эта задача решается по-разному.

17.1 Методы установки рабочих органов станков в исходное положение

Предварительная наладка всех эле­ментов станка, приспособления и инстру­мента.

В ряде случаев обязательно решение достаточно сложных размерных цепей.

В станках, налаженных по предвари­тельным расчетам размерных цепей, выход инструмента в нуль программы (если положение нуля программы заранее точно определено координатами) может быть запрограммирован в одном из первых кадров УП. Однако напомним, что при наладке станка приспособление для крепления детали должно быть уста­новлено на столе станка и его базовые поверхности должны быть выверены по осям относительно базовой точки стола, а инструмент заранее налажен относи­тельно базовых точек.

Рассмотренный метод не всегда удо­бен. Во-первых, он требует сложных рас­четов и сравнительно длительной наладки станка, а во-вторых, не гарантирует от ряда ошибок (ошибки расчетов, ошибки наладки и т.п.).

Разработка УП, в которой за нуль программы принимают какой-либо эле­мент приспособления или детали. Подоб­ный элемент приспособления может быть выполнен, например, в виде точной втулки 2 (рис. 17.1, а), запрес­сованной в корпус 1 приспособления. Во втулку при настройке станка вводят оправку 3, установленную в конусе шпинделя станка. Это позволяет выве­рить исходные положения рабочих орга­нов по осям X и Y. Затем оправку выводят из втулки и заменяют фрезой 4 (рис. 17.1,б). Исходное положение по вертикали (ось Z) выверяют по торцу фрезы с помощью концевой меры 5 за­данной высоты h.

Оправка для выверки может быть выполнена с конусом, а соответствующая базовая втулка — с центровым отвер­стием (рис. 17.1, в).

При наладке приспособлений положе­ние базовых втулок может быть точно выверено относительно начала координат станка, если предполагается работа в абсолютной системе координат. Подоб­ные втулки быстро обеспечивают уста­новку инструмента в нуль программы, если работа ведется в приращениях.

Если за нуль программы принимается какой-либо элемент обрабатывае­мой детали, то инструмент выверяют относительно этого элемента. В случае если за нуль программы принят центр какого-то заранее выполненного в заго­товке базового отверстия, для установки инструмента в нуль программы исполь­зуют различные центроискатели.

Рис. 17.1 Установка элементов станка в исходное положение с использованием базовых втулок

Рис. 17.2 Установка элементов станка в исходное положение по осям X и У с помощью втулок мерной калиброванной оправки

Наладка станков, УЧПУ которых снабжены плавающим нулем. Смысл плавающего нуля в том, что начало отсчета в системе координат станка можно смещать в пространстве во всем диапазоне перемещений рабочих органов. Если при любом положении рабочих органов на пульте УЧПУ нажать соот­ветствующую кнопку сброса геометриче­ской информации, то на табло цифровой индикации загорятся нули. Начало отсче­та координат при этом смещается в новую точку, соответствующую данному распо­ложению рабочих органов. Положение этой точки относительно нуля станка можно зафиксировать с помощью имею­щегося на пульте УЧПУ набора декадных переключателей, которые называются переключателями смещения нуля и сдвига нуля.

При наличии у системы плавающего нуля наладка рассматриваемого станка заключается в следующем. Деталь (или приспособление) устанавливают на столе станка без строгой фиксации положения относительно базовой точки стола. Необ­ходимо лишь обеспечить параллельность базовых плоскостей соответствующим осям. Далее при ручном управлении перемещениями стола боковой поверх­ностью калиброванной (мерной) оправки диаметром d, закрепленной в шпинделе, поочередно касаются боковых плоскостей установленной детали (рис. 17.2). Вмес­то калиброванной оправки можно ис­пользовать любой калиброванный режу­щий инструмент, например фрезу, и определять момент касания вращающе­гося инструмента по следу базовой поверхности. При этом на табло индикации фиксируют числовые значения координат xMN_x и yMN_y. Совершенно ясно, что искомые координаты нулевой точки детали составят:

x₀=xMN_x-B-d/2; y₀=yMN_y-H-d/2.

Диаметр калиброванной оправки из­вестен, известны также размеры Н и В заготовки (или детали).

Значения х₀ и у₀, полученные расче­том, необходимо набрать на соответст­вующих декадных переключателях сдвига нуля на пульте УЧПУ. Это означает, что начало системы координат станка (точка М) совместилось с нулевой точкой детали W, и все отсчеты координат будут выполняться относительно нее. Теперь для совмещения оси инструмента с нулевой точкой достаточно (ручным управлением) добиться положения рабо­чих органов, при котором на табло цифровой индикации будут нули. Кроме того, пользуясь индикацией, можно уста­новить инструмент в любой точке, опре­деленной в системе координат детали, т.е. в той системе, в которой рассчи­тана УП.

Еще проще устанавливается нуль по оси Z. Для этого инструментом, закреп­ленным в шпинделе (при этом не обяза­тельно знать его вылет), касаются зер­кала стола или базовой (по оси Z) по­верхности приспособления. Затем на де­кадном переключателе смещения нуля по оси Z набирают цифры, которые были зафиксированы на табло цифровой инди­кации. Например, если табло показало цифры z₀, то они со знаком минус и должны быть набраны. Это и определит новый нуль по оси Z (рис. 17.3).

Рис. 17.3 Установки нуля по оси Z

Установка истинного положения де­тали или базовых элементов приспособ­ления с помощью съемного настроечного кубика с мерным пазом на одной из сторон. За счет встроенных в поверх­ность корпуса 1 постоянных магнитов 2, 3 и 4 (рис. 17.4, а) кубик может довольно устойчиво прикрепляться к ба­зирующим поверхностям приспособле­ний. Для повышения износостойкости кубик закален до высокой твердости. Он предназначен для отсчета размера К от плоскости, к которой прикреплен. В шпиндель станка устанавливают оп­равку с закрепленным в ней рычажным индикатором (рис. 17.1,б). Наконечник индикатора вводят в паз кубика, каса­ются одной из боковых сторон паза, настраивают индикатор на нуль, пово­рачивают шпиндель на 180° и фиксируют показания индикатора при касании наконечником противоположной стороны паза. Смещая шпиндель относительно стола, добиваются положения, когда ось шпинделя совпадает с осью симметрии паза. Это означает, что шпиндель по соответствующей координате отстоит от базовой поверхности приспособления, к которой кубик прикреплен, на расстояние К (размер К отгравирован на кубике). Используя показания цифровой инди­кации (индицируется размер yMN), легко подсчитать расстояние yMW от начала координат станка до базирующей поверхности приспособления в данном координатном направлении: yMW = yMN-К. Величина yMW и будет размером, на который надо сместить нуль по оси Y.

Рис. 17.4 Установка элементов станка с использованием мерного кубика

Рассмотренный метод установки эле­ментов стали в исходное положение при использовании мерной оправки достаточ­но точен, если размеры Н и В заготовки в процессе обработки на данном станке не изменяются и две из сторон заготовки приняты за базовые, а оси координатной системы детали совпадают с ними.

В ряде случаев при программирова­нии начало координатной системы связы­вают с деталью, т.е. с элементами поверх­ностей, которые обрабатываются на данном станке, поскольку большей частью программирование (составление РТК) ведется исходя из чертежа готовой детали. Поэтому на практике применяют другие методы установки элементов стан­ка с ЧПУ в исходное положение.

Отыскание нуля программы путем проб. Оператор (наладчик) с малым опытом чаще всего отыскивает положе­ние нуля программы путем нескольких проб. По карте наладки он выясняет, на каком расстоянии от обрабатываемой поверхности заготовки располагается точка, характеризующая исходное поло­жение рабочих органов. В эту точку он с большой долей приближенности сме­щает рабочие органы, отмеряя расстоя­ние между инструментом и заготовкой универсальными измерителями (линей­кой, штангенциркулем). Во избежание брака оператор несколько отдаляет за счет положения нуля программы инстру­мент от заготовки, проводит по програм­ме пробную обработку некоторых поверхностей, проверяет результаты обработки, замеряя размеры обработанных поверх­ностей. По результатам пробной обра­ботки и замера уточняется нулевое поло­жение программы путем изменения фак­тического расположения рабочих орга­нов. После повторной обработки оператор вносит поправку в положение нуля программы. Убедившись в правильности расположения нуля программы, надо сбросить показания цифровой индикации и, нажимая на кнопки, направить рабо­чие органы в нуль станка. Показания цифровой индикации означают расстоя­ния между нулем станка и нулем про­граммы. Очевидно, что описанный метод наладки не является самым рациональ­ным, так как требуемое положение нуля программы достигается в результате нескольких проб.

Отыскание нуля программы по цифро­вой индикации. Опытные операторы (на­ладчики) для быстрого и точного опре­деления расстояния между нулем станка и нулем программы в ручном режиме обрабатывают в размер крайние в сто­рону инструментов поверхности заго­товки и в этом положении сбрасывают на нуль показания цифровой индикации. Отведя рабочие органы в нуль станка, рассматривают показания цифровой ин­дикации по каждой из координат как сумму величин, где первая — искомое расстояние между нулем станка и нулем программы (смещение нуля), а вторая — перемещение по программе из нуля программы до обрабатываемых поверх­ностей. Вторую часть суммы берут из текста программы или карты наладки.