Система координат станков с ЧПУ

Работа станка с ЧПУ тесно связано с понятием системы координат. Каждый станок с ЧПУ имеет собственную систему координат. Оси координат располагают параллельно направляющим станка, что позволяет программировать направления и величины перемещений рабочих органов. В соответствии с ГОСТ 23597 принята правая система координат при которой за положительное направление движения принято такое движение при котором инструмент и заготовка удаляются друг от друга. Для основных осей приняты стандартные обозначения X, Y, Z. Круговые перемещения инструмента например, угловое смещение шпинделя фрезерного станка, обозначают буквами А – вокруг оси Х, В – вокруг оси Y, С – вокруг оси Z. Следует отметить, что в понятие кругового вращения не входит вращение шпинделя, несущего инструмент или шпинделя токарного станка. Для обозначения направления перемещения двух рабочих органов вдоль одной прямой используют так называемые вторичные оси: U (параллельно Х), V (параллельно Y), W (параллельно Z). При трех перемещениях в одном направлении применяют третичные оси P, Q, R.

В системе координат станка, выбранной в соответствии с ГОСТ 23597, положительные направления осей координат можно определить по правилу правой руки. Большой палец указывает положительное направление оси Х, указательный – оси Y, средний – оси Z. Положительное вращение вокруг этих осей определяют по другому правилу правой руки. Если направить большой палец по положительному направлению оси, то остальные согнутые пальцы укажут положительное направление вращения.

Ориентация осей системы координат определяется в соответствии со следующими соображениями: на расточных, сверлильных, фрезерных, токарных станках ось Z всегда связывается с вращающимся элементом станка – шпинделем. При этом за положительное принято направление вывода сверла из заготовки. Ось Х перпендикулярна оси Z и параллельна плоскости установки заготовки. Если под это определение подходят две оси, то за ось Х принимают ту, вдоль которой возможно большее перемещение узла станка. Ось Y, тогда определяется в соответствии с правой прямоугольной системой координат.

Начало системы координат станка совмещают с базовой точкой узла, несущего заготовку. Точка, принятая за начало отсчета системы координат называют нулевой точкой станка или нулем станка. Например, для токарных станков чаще всего за ноль станка по оси Х принимают ось центров станка, а ноль станка по оси Z плоскость шпинделя или патрона.

На практике используют фиксированное положение рабочего органа станка (например инструментальной револьверной головки). При этом фиксированное положение описывают точкой с координатами относительно нуля станка. Ноль станка и фиксированное положение связывают через параметры станка, записываемые в память УЧПУ. Чаще всего при запуске станка, например в начале рабочего дня, оператору или наладчику необходимо переместить рабочий орган станка в фиксированное положение, для чего УЧПУ имеет специальный режим, а на пульте управления специальный клавиши. Для осуществления режима «выход в фиксированную точку» на станках с ЧПУ применяют микровыключатели, которые устанавливают на перемещающихся органах станка и кулачки, устанавливаемые в нужное положения на неподвижных частях станка, например, на станине. При перемещении рабочего органа в режиме «выход в фиксированную точку» кнопка микровыключателя нажимается (отпускается) при наезде на кулачок, УЧПУ фиксирует это обстоятельство, дает команду на останов перемещения и запоминает данное положение рабочего органа в собственной памяти. Таким образом, в память станка записывается информация о положении рабочего органа относительно нуля станка. Далее в процессе работы станка УЧПУ постоянно отслеживает перемещения рабочего органа станка и выдает информацию о местоположении рабочего органа относительно нуля станка на устройство отображения (например, дисплей).