Найпростіша система координат — це дві взаємно перпендикулярні лінії, які називаються осями, а точка їх перетину — початком координат. Осі позначаються X і Y. Координатна система з двома осями дозволяє однозначно зафіксувати положення точки на площині через її координати. Наприклад, точка А на рис. 2.1, а. Відстань від початку координат до точки А вздовж осі X є ΰ координатою X, а відстань від початку координат до точки А вздовж осі Υ є її координатою Υ. Координати точки прийнято зазначати в дужках біля її назви, перша — координата X (абсциса), друга — координата Υ (ордината): А (X; Υ;). На рис. 2.1, а координату точки А позначено А (ЗО; ЗО;). Осі мають додатний і від’ємний напрямки. Наприклад, координатою точки В на рис. 2.1, а є В (-5;-10;).

Перетин трьох взаємно перпендикулярних площин утворює тривимірну прямокутну систему координат, яка використовується для визначення положення точки в просторі. Для цього до координат X і Υ додається третя — Ζ (апліката), яка так само зазначається в дужках, третьою за рахунком. Наприклад, координата точки С на рис. 2.1, б буде записана: С(20;30;10;). Розглянуті прямокутні дво- та тривимірна системи координат є математичною базою програмування. Взаємний рух інструмента й деталі під час програмування обробки описується в прямокутній системі координат.

Відомі також системи координат:

циліндрична, в якій положення точки у просторі визначається полярними координатами: радіусом р і централь

ним кутом ф (положення проекції точки на основну площину XY) та аплікатою Z — відстанню від точки до основної площини (рис. 2.1, в);

сферична, в якій координата точки задається довжиною радіуса сфери R, довготою — кутом ψ і полярним кутом Θ (рис. 2.1, г), що відміряються від тих же прямокутних осей Υ і X відповідно на основній площині. Застосовується ця система рідко, в особливих випадках, ми не розглядатимемо її.

Закріплення координатних осей у прямокутній системі за рухомими органами верстата здійснюється відповідно до стандарту ISO 841 мнемонічним «правилом правої руки»: якщо тильний бік правої долоні покласти на оброблювану поверхню прямо і підняти середній палець, то:

— великий палець покаже додатний напрям осі X;

— вказівний — додатний напрям осі Y;

— середній — додатний напрям осі Z.

Це справедливо, коли рухи по всіх координатах здійснює тільки інструмент. Якщо рухається і стіл, що частіше, то додатний напрям по цих координатах змінюється на протилежний. Цього правила особливо слід дотримуватися під час конструювання верстата. Таке закріплення осей забезпечує програмування в першому квадранті, а для оператора — додатним напрямом завжди буде рух інструмента від деталі.

Осі координат розташовують паралельно напрямкам руху виконавчих органів. Це дозволяє в процесі створення програми легко задавати напрям і відстань переміщення. Технолог-програміст завжди виходить з того, що рухається інструмент, хоча, залежно від моделі верстата, можуть рухатися і столи, й інструмент. Це обов’язково треба враховувати в знаках переміщень.

Програмування координатних переміщень для різних верстатів здійснюється з урахуванням їх технічних характеристик, зазначених у паспорті (максимальні й мінімальні переміщення по осях, дискрета, режими обробки тощо). Наприклад, для верстатів 2204ВМФ4 і 2254ВМФ4 мінімальне переміщення по всіх осях 0,015 мм; максимальне по осі X — 600 мм; по осі Y — 400 мм; по осі Z — 600 мм; дискрета — 0,001 мм.

Під час програмування переміщень для свердлильних, фрезерних, розточувальних верстатів та оброблювальних

центрів, крім основних адрес осей X, У, Z, використовують додаткові: I, J, К.

І — позначення координати X центру дуги в координатній площині XY для кругової інтерполяції;

J — позначення координати Y центру дуги в координатній площині XY для кругової інтерполяції;

К — позначення кроку різьби по Z.

Усі переміщення задаються відповідною адресою координати, знаком напрямку (« + » або « - ») і шестизначним числом (три знаки до крапки, три після).

В абсолютній системі відліку координати всіх опорних точок траєкторії вказані у вибраній системі координат від «0».

У відносній системі — координата кожної наступної опорної точки траєкторії відраховується від попередньої запрограмованої як приріст координати. Ці прирощення записуються зі знаками:

« + » — якщо напрямок руху інструмента до нової точки збігається з напрямом осі координат;

« — » — якщо напрямок руху інструмента до нової точки направлений у протилежний бік. У тексті програми « + » не ставлять. Початкова точка обробки деталі задається тільки в абсолютній системі, а наступні — залежно від способу задання розмірів деталі в кресленні і зручності розрахунку координат опорних точок.

Наприклад, траєкторію руху на рис 2.1, а можна запрограмувати:

За однакових умов перевага віддається абсолютній системі. Це пов’язано з можливою помилкою в задаванні координати: в абсолютній системі неправильно вказаною буде одна точка траєкторії, а у відносній — усі, що розташовані після заданої з помилкою.

Рух з початку координат в точку С можна запрограмувати кадром:

Програмуються також обертальні рухи навколо осей координат: навколо осі X — координата А; навколо осі У — координата В; навколо осі Z — координата С.

За визначенням ISO 841 додатним напрямком повороту навколо осі призначено напрямок зімкнутих пальців правої руки, коли положення великого пальця збігається з додатним напрямком осі, навколо якої відбувається круговий рух. Це справедливо, якщо по колу рухається інструмент. Якщо обертається виконавчий орган, то додатний напрямок — у протилежний бік від визначеного правилом.

Програмування повороту стола на верстаті

2204ВМФ4 навкруг осі Y (В)

Верстати випускаються із силовими круговими столами — обробку можна виконувати під час повороту, а також із позиційними — під час повороту обробка неприпустима. Поворот позиційного стола на верстаті 2204ВМФ4 програмується двома окремими кадрами: в першому — кут повороту, в другому — затиск стола. Наприклад:

N40G00B180;

N50M95;

Поворот силового стола програмується одним кадром, обов’язково вказується робоча подача:

N40G01B180F40;

Для пристрою ЧПК 2С-42 мінімальний програмований поворот стола — 1°; для пристрою ЧПК «FANUK» — 3°.

Програмування числового значення кутів комбіноване. Ціле число градусів вказується безпосередньо, а дробове — в частках від градусу. Приклад перерахунку наведено в табл. 2.1.

Таблиця 2.1

Наприклад: 180° — В180; -27° — В-27; ЗО' — В0.5; 15' — В0.25; 40" — В0.011; Кут 180°30'40" програмується як В180.511.

Обертання шпінделя навколо осі Z (С) може бути керованою координатою С. Використовують С у ході нарізання різьби різцем. Програмується обертання шпінделя по команді С в дискретах до третього знака після крапки. Один оберт шпінделя — 1.000 дискрет. Кути перераховують в дискрети.

Незалежно від способу завдання переміщення по координатах X, Y, Z С програмується тільки у відносній системі, тобто по прирощенню кута.

Це матеріал з підручника "Основи обробки та програмування на верстатах з числовим програмним керуванням" Онофрейчук 2019