Траектория инструмента: программирование
Траектория инструмента, а точнее рациональный выбор траектории рабочих перемещений инструмента является одной из наиболее сложных проблем при определении технологии обработки на станках с ЧПУ. Например, при обработке криволинейной поверхности рациональной с точки зрения уменьшения программирования является траектория движения инструмента. Это объясняется тем, что на большей части своего пути инструмент совершает прямолинейные движения. В случае обработки инструмент движется в основном по криволинейным траекториям, что сложнее для программирования. Кадр на прямолинейное перемещение включает в себя функции, задающие вид перемещения, а также координаты точки-адреса и подачу инструмента F (для G1), например:
G0_X50_Z8_F. ; G1_X20_W-20_F. ; G1_U20_W-5_F….
Циркуляционные перемещения резцов с траекторией инструмента по часовой стрелке задаются функцией G2; против часовой стрелки — функцией G3. Угловая величина дуги не должна превышать 90°. Радиус дуги циркуляции кодируется символом CR=. Системы ЧПУ большинства станков настроены таким образом, что направление циркуляции (G2 или G3) в плоскости Х-Z определяются с положительного направления координатной оси Y. Как уже отмечалось (см. «Токарно фрезерный центр: описание, функции«), у станков традиционных конструктивных схем инструментальные блоки размещаются в их верхней части, а шпиндель установлен слева от оператора. Соответственно, по правилу правой руки ось Y направлена на оператора. Поэтому направление циркуляции — по или против часовой стрелки — определяется с точки взгляда оператора на деталь. Примеры кодирования циркуляции приведены на рис. 1.
Как уже отмечалось, расположение (ориентация) рабочей вершины резца в плане обработки X-Z кодируется буквой А с численными значениями 1. 9. Канавочные резцы, в отличие от остальных типов резцов, имеют две рабочие вершины. Система ЧПУ станка воспринимает эти вершины как два раздельных инструмента. Каждая из вершин при программировании траектории инструмента имеет свое значение ориентации в плане обработки А, а также свои значения вылетов Wxi и Wzi по отношению к базовой точке станка Fi (см. «Наладка токарного станка с ЧПУ«).
Рис. 1. Циркуляционные перемещения при токарной обработке
Язык SINUMERIK-840D позволяет активизировать параметры любой из вершин резца непосредственно в процессе движения по управляющей программе. Активизация параметров вершины резца осуществляется добавлением в командный кадр управляющей программы, задающий перемещение инструмента, обозначения заданной ячейки таблицы параметров инструментов Di. В момент активизации параметров вершины резца происходит смещение на нее программной точки Рi.
На рис. 2 приведен пример применения канавочного резца. Канавка шириной 10 мм выполняется резцом шириной 5 мм. Траектория инструмента следующая: сначала резец осуществляет врезание в тело заготовки с обеспечением припуска на чистовую обработку. Чистовая обработка производится в два этапа: обработка правой стороны канавки и далее обработка всего контура канавки слева направо. Параметрическая ячейка D124 включается в момент приближения правой вершины резца, код расположения которой А=4, к правой стенке канавки; ячейка D104 включается в момент приближения левой вершины резца, код расположения которой А=3, к левой стенке канавки.
Рис. 2. Пример применения канавочного резца
Полярная система координат представляет собой кодирование движения инструмента по отрезкам, выполненным под углом α до некоторой фиксированной координаты по одной из осей: X или Z. Угол 0° соответствует направлению Z+. Положительным для отсчета угла α является направление против часовой стрелки, отрицательным — по часовой стрелке с точки взгляда оператора на деталь. Угловое положение отрезка кодируется ANG=. Примеры применения полярной системы координат приведены на рис. 3.
Рис. 3. Применение полярной системы координат (SINUMERIK)
Сокращенное описание контуров обработки
Принцип сокращенного описания контуров обработки в языке SINUMERIK-840D основан на том, что система ЧПУ станка определяет недостающие координаты опорных точек по заданным параметрам контура. Имеется возможность сопрягать отрезки, расположенные под разными углами к оси Z. Кроме того, допускается сокращенное кодирование притупления острых кромок фаской или скруглением. При программировании траектории инструмента применяются следующие обозначения дополнительных параметров контура:
ANG=. — угловое положение отрезка к направлению Z+ (рис. 3);
RND=. — радиус скругления острой кромки;
CHR=. — величина симметричной фаски, выполняемой на острой кромке.
Рассмотрим характерные случаи сокращенного описания контура.
1. Притупление острой кромки. Сокращенное описание притупления возможно как в прямоугольной, так и в полярной системе координат. Радиус скругления или величина симметричной фаски записывается совместно с координатами точки-адреса, например:
X20_RND=1; Z-40_CHR=1; X20_Z-40_RND=1;
Пример описания контура приведен на (рис. 4).
2. Совмещение отрезков, расположенных в разных угловых положениях. В языке SINUMERIK-840D перемещение резца по контуру обработки может быть определено не отрезком с заданной точкой-адресом, а лучом, расположенным под заданным углом α1 к направлению Z+. В этом случае перемещение инструмента осуществляется до пересечения луча со вторым лучом, следующим по ходу движения резца. Для второго луча должны быть заданы угловое положение α2 и координаты точки-адреса перемещения. В этом случае система ЧПУ станка рассчитывает координаты точки пересечения этих лучей автоматически. Такое описание контура траектории инструмента может быть совмещено с сокращенным описанием притупления кромок. Пример описания контура приведен на (рис. 5)
Рис. 4. Сокращенное описание притупления острых кромок (SINUMERIK)
Команда rnd при программировании чпу
В языке макропрограммирования предусмотрено три вида округления чисел до целого:
— округление в соответствии с правилом округления;
— округление с недостатком;
— округление с избытком.
Программирование округления чисел осуществляется следующими операторами-функциями:
RND (аргумент) — округление по правилу;
FIX (аргумент) — округление с недостатком;
FUP (аргумент) — округление с избытком.
Величина числа после округления помещается в параметр, определённый оператором присвоения.
Пример:
RND10.3
Произойдёт округление числа до 10.0, так как 0.3 0.5.
Если дробная часть равна 0.5, то округление будет производиться до большего целого.
Округление отрицательных чисел производится по этому же правилу, то есть:
RND-10.3 округляет до -10,
RND-10.50001 округляет до -11.
Пример:
FIX8.8
Произойдёт округление числа до 8.0.
Пример:
FIX-8.8
Произойдёт округление числа до -9.0.
Таким образом, оператор-функция FIX всегда округляет число до меньшего целого.
Пример:
#4=FUP100.5
Произойдёт округление до 101.0 и присвоения его параметру #4.
Пример:
FUP-100.5
Произойдёт округление до -100.0.
То есть, оператор-функция FUP всегда округляет до большего целого. При выполнении операций округления проверяется допустимая величина аргумента, которая не должна превышать 8388607.99999.
9.15 Фаска, закругление (CHF, CHR, RND, RNDM, FRC, FRCM)
Команды перемещения 9.15 Фаска,закругление (CHF,CHR, RND, RNDM, FRC, FRCM) Примечание FRC/FRCM FRC/FRCM не действует, если фаска перемещается с G0; программирование возможно в соответствии со значением F без сообщения об ошибке. FRC действует только тогда, когда в кадре запрограммирована и фаска/закругление, или была активирована RNDM. FRC переписывает в актуальном кадре значение F или FRCM. Запрограммированная в FRC подача должна быть больше нуля. FRCM=0 активирует для снятия фаски/закругления запрограммированную в F подачу. Если запрограммирована FRCM, то эквивалентно F значение FRCM при переходе G94 ↔ G95 и т.п. должно быть запрограммировано заново. Если заново программируется только F, и перед переключением типа подачи FRCM > 0, то следует сообщение об ошибке. Примеры Пример 1: Снятие фаски между двумя прямыми
• MD20201 Бит 0 = 1 (получение из предшествующего кадра) • G71 активна. • Ширина фаски в направлении движения (CHR) должна составить 2 мм, подача для снятия фасок 100 мм/мин.
Возможно два способа программирования: ● Программирование с CHR Программный код . N30 G1 Z… CHR=2 FRC=100 N40 G1 X… .
| Основы | |
| Справочник по программированию, 02/2012, 6FC5398-1BP40-3PA0 | 301 |
Команды перемещения 9.15 Фаска,закругление (CHF, CHR, RND, RNDM, FRC, FRCM) ● Программирование с CHF Программный код . N30 G1 Z… CHF=2(cosα*2) FRC=100 N40 G1 X… .
| Пример 2: Закругление между двумя прямыми | ||
| • MD20201 Бит 0 = 1 (получение из | ||
| ̮͇͚͔͑͗͊͒͌͏͌ | предшествующего кадра) | |
| * | • | G71 активна. |
| • Радиус закругления должен быть 2 мм, | ||
| подача для закругления 50 мм/мин. | ||
| 51′ | ||
| * | ||
| ; | ||
| = | ||
| ̱ ͖͗͏͓͚͌͗ * | ||
Программный код . N30 G1 Z… RND=2 FRC=50 N40 G1 X… .
| Основы | |
| 302 | Справочник по программированию, 02/2012, 6FC5398-1BP40-3PA0 |
Команды перемещения 9.15 Фаска,закругление (CHF,CHR, RND, RNDM, FRC, FRCM) Пример 3: Закругление между прямой и окружностью Между линейными и круговыми контурами в любой комбинации с помощью функции RND с тангенциальным примыкания может быть вставлен элемент кругового контура. • MD20201 Бит 0 = 1 (получение из предшествующего кадра)
* 51′ 
; 
= ̱ ͖͗͏͓͚͌͗ *
Программный код . N30 G1 Z… RND=2 FRC=50 N40 G3 X… Z… I… K… . Пример 4: Модальное закругление для снятия грата острых кромок детали
| Программный код | Комментарий | |||
| . | ||||
| N30 | G1 X… Z… RNDM=2 FRCM=50 | ; Включить модальное закругление. | ||
| Радиус | закругления: 2мм | |||
| Подача | для закругления: 50 мм/мин | |||
N40. N120 RNDM=0 ; Выключить модальное закругление. .
| Основы | |
| Справочник по программированию, 02/2012, 6FC5398-1BP40-3PA0 | 303 |
Команды перемещения 9.15 Фаска,закругление (CHF, CHR, RND, RNDM, FRC, FRCM) Пример 5: Получение технологии из последующего или предшествующего кадра ● MD20201 Бит 0 = 0: Получение из последующего кадра (стандартная установка!)
| Программный код | Комментарий | |||||
| N10 | G0 | X0 | Y0 | G17 | F100 | G94 |
| N20 | G1 X10 CHF=2 | ; Фаска N20-N30 с F=100 мм/мин | ||||
| N30 | Y10 | CHF=4 | ; Фаска N30-N40 с FRC=200 мм/мин | |||
| N40 | X20 | CHF=3 FRC=200 | ; Фаска N40-N60 с FRCM=50 мм/мин | |||
| N50 | RNDM=2 FRCM=50 | |||||
| N60 | Y20 | ; Модальное закругление N60-N70 с FRCM=50 мм/мин | ||||
| N70 | X30 | ; Модальное закругление N70-N80 с FRCM=50 мм/мин | ||||
| N80 | Y30 | CHF=3 FRC=100 | ; Фаска N80-N90 с FRC=100 мм/мин | |||
| N90 | X40 | ; Модальное закругление N90-N100 с F=100 мм/мин | ||||
| (выключение FRCM) | ||||||
| N100 Y40 FRCM=0 | ; Модальное закругление N100-N120 с G95 FRC=1 | |||||
| мм/оборот | ||||||
| N110 | S1000 | M3 | ||||
| N120 X50 G95 F3 FRC=1 | ||||||
. M02 ● MD20201 Бит 0 = 1: Получение из предшествующего кадра (рекомендуемая установка!)
| Программный код | Комментарий | ||||||||
| N10 | G0 | X0 | Y0 | G17 | F100 | G94 | |||
| N20 | G1 X10 CHF=2 | ; Фаска N20-N30 с F=100 | мм/мин | ||||||
| N30 | Y10 | CHF=4 FRC=120 | ; Фаска N30-N40 с FRC=120 мм/мин | ||||||
| N40 | X20 | CHF=3 FRC=200 | ; Фаска N40-N60 с FRC=200 мм/мин | ||||||
| N50 | RNDM=2 FRCM=50 | ||||||||
| N60 | Y20 | ; Модальное закругление | N60-N70 с FRCM=50 мм/мин | ||||||
| N70 | X30 | ; Модальное закругление | N70-N80 с FRCM=50 мм/мин | ||||||
| N80 | Y30 | CHF=3 FRC=100 | ; Фаска N80-N90 с FRC=100 мм/мин | ||||||
| N90 | X40 | ; Модальное закругление | N90-N100 с FRCM=50 мм/мин | ||||||
| N100 Y40 | FRCM=0 | ; Модальное закругление | N100-N120 с F=100 мм/мин | ||||||
| N110 | S1000 | M3 | |||||||
| N120 X50 | CHF=4 G95 F3 | FRC=1 | ; Фаска N120-N130 с G95 | FRC=1 мм/оборот | |||||
| N130 Y50 | ; Модальное закругление | N130-N140 с F=3 мм/оборот | |||||||
| N140 | X60 | ||||||||
| . | |||||||||
| M02 | |||||||||
| Основы | |
| 304 | Справочник по программированию, 02/2012, 6FC5398-1BP40-3PA0 |