Системы координат

Виды, назначение и правила использования.

В стойке Экофизика-ЧПУ используются три системы координат. Система координат станка, система координат опорных поверхностей (оснастки) и система координат детали. Системы координат получаются друг из друга путем смещения (без поворота), поэтому направления и названия осей не меняются. Введение нескольких систем координат позволяет решить следующие задачи:

 - обеспечить, чтобы величины поправок инструмента соотносились с размерами инструмента

 - обеспечить, чтобы изменение взаимного положения частей станка и оснастки (например, после ремонта) не приводило к необходимости заново калибровать инструмент

 - получить возможность задавать положение системы координат детали в управляющей программе (УП) как смещение относительно реально закрепленной оснастки и связанное с реальными размерами заготовки

Системой координат станка называется такая система координат, нуль которой связан с концевыми выключателями (КВ), задающими нуль по каждой из основных линейных осей. У каждого станка такая система координат может быть только одна. Как правило КВ по осям расположены таким образом, чтобы деталь и инструмент в положении нуля станка находились на удалении друг от друга. Всякий инструмент установленный в магазине инструментов токарного станка будет иметь в этой системе координат некоторую общую составляющую, всегда одну и ту же, т.к. все инструменты передвигаются в составе магазина. Для фрезерного станка существует аналогичная общая составляющая, т.к. всякий инструмент передвигается вместе со шпинделем. Указанную общую составляющую можно изъять из поправки инструментов таким образом, чтобы в поправках инструмента оставались только его размеры относительно какой-нибудь "удобной" детали станка или оснастки.

Системой координат опорных поверхностей называется система координат связанная, с некоторым "удобным" взаимным положением частей станка и оснастки, которое позволит в качестве поправок для инструментов использовать (насколько это возможно) их реальные размеры. Одновременно относительно этого же "удобного" положения будет задаваться система координат детали в УП при помощи директивы #PZP. Таких систем координат для каждого конкретного оборудования может быть несколько. В программе для ПК они называются 'Cтанок' и выбираются в УП при помощи директивы #MACHINE. Для того чтобы задать систему координат опорных поверхностей необходимо определить, что будет являться опорной поверхностью по каждой из основных линейных осей. Опорная поверхность, это воображаемая плоскость или прямая линия, связанная с элементами станка или неподвижно закреплённой оснастки.

Для токарного станка рекомендуется выбрать в качестве опорной поверхности по оси Z плоскость, проходящую через торцевую поверхность кулачков патрона. "Удобным" положением частей станка по оси Z будет такое, при котором плоскость, проходящая через торцевую поверхность кулачков патрона, и плоскость, проходящая через торцевую поверхность магазина инструментов будут совпадать. В этом случае поправка инструмента по оси Z будет равна смещению точки привязки этого инструмента относительно плоскости, проходящей через торцевую поверхность магазина инструментов. Например, для сверла - вылет (со знаком минус) относительно этой поверхности. В качестве опорной поверхности по оси Х рекомендуется выбрать ось вращения шпинделя. "Удобным" положением частей станка по оси X может быть такое, при котором ось инструмента типа 'Сверло' совпадёт с осью вращения шпинделя. В этом случае поправка для инструментов типа 'Сверло' будет равна нулю, для осевого инструмента - смещением его точки привязки относительно оси, для остальных инструментов - смещением относительно точки, в которой был бы инструмент типа 'Сверло' при том же положении магазина инструментов в системе координат станка.

Для фрезерного станка рекомендуется в качестве опорной поверхности по X (Y) использовать плоскость перпендикулярную оси X (Y) и проходящую через неподвижную губку тисков (закреплённый на столе упор). "Удобным" положением частей станка по оси X (Y) будет такое, при котором ось вращения шпинделя будет лежать в плоскости опорной поверхности по X (Y). В качестве опорной поверхности по Z рекомендуется выбрать плоскость перпендикулярную оси Z и проходящую через базу тисков (поверхность стола). "Удобным" положением частей станка по оси Z будет такое, при котором плоскость, проходящая через торцевую поверхность патрона, и плоскость проходящая через базу тисков (поверхность стола) будут совпадать. В этом случае поправка инструмента по оси Z будет равна смещению точки привязки этого инструмента относительно плоскости, проходящей через торцевую поверхность патрона, т.е. вылету инструмента из патрона со знаком минус.

Система координат детали - это система координат, по которой рассчитывалась УП. Положение этой системы координат в системе координат опорных поверхностей задается директивой #PZP в тексте УП. Параметры директивы означают насколько необходимо сдвинуть нуль системы координат детали относительно нуля системы координат опорных поверхностей (элементов, по которым они заданы), чтобы реальная деталь совпала с моделью, по которой рассчитывалась УП. В качестве аргументов директивы могут быть использованы математические выражения, которые в случае необходимости позволяют упростить настройку под разные размеры заготовки.

Для описанных выше опорных поверхностей токарного станка самая простая директива #PZP, задающая систему координат детали, может выглядеть так: #PZP Z30, где параметр Z равный 30 означает вылет (за вычетом припуска на торцевание) заготовки от кулачков патрона.

Для описанных выше опорных поверхностей фрезерного станка самая простая директива #PZP, задающая систему координат детали, может выглядеть так: #PZP X10 Y-20 Z30, где параметры означают, что нуль детали будет находиться в 10 мм от неподвижной губки тисков в сторону увеличения координат по X, в 20 мм от неподвижного упора в сторону уменьшения координат по Y и в 30 мм от базы тисков в сторону увеличения координат по Z.

ПО стойки имеет удобный инструментарий для создания и использования описанных систем координат.