Для чего в кадре круговой интерполяции указывают i j k слова данных
Для чего в кадре круговой интерполяции указывают i j k слова данных
В Таблице 8 расшифровывается смысл функций и адресов, используемых при программировании круговой интерполяции.
ЗАДАНИЕ ДУГИ ОКРУЖНОСТИ НА ПЛОСКОСТИ
ЗАДАНИЕ ДУГИ ОКРУЖНОСТИ НА ПЛОСКОСТИ
ЗАДАНИЕ ДУГИ ОКРУЖНОСТИ НА ПЛОСКОСТИ YZ
ПО ЧАСОВОЙ СТРЕЛКЕ
ПРОТИВ ЧАСОВОЙ СТРЕЛКИ
ПОЛОЖЕНИЕ КОНЕЧНОЙ ТОЧКИ
ПОЛОЖЕНИЕ КОНЕЧНОЙ ТОЧКИ В КООРДИНАТНОЙ СИСТЕМЕ
РАССТОЯНИЕ ОТ НАЧАЛЬНОЙ ТОЧКИ ДО
ИЗ КООРДИНАТ I, J, K
РАССТОЯНИЕ ОТ НАЧАЛЬНОЙ ТОЧКИ ДО
Направление по часовой стрелке и против часовой стрелки определяется, если смотреть
На плоскость XY с положительного направления Z в отрицательное
На плоскость ZX с положительного направления Y в отрицательное
На плоскость YZ с положительного направления X в отрицательное
Программирование векторов I, J, K определяющих положение центра дуги начальной точки осуществляется всегда в приращениях, независимо от G90 или G91.
В зависимости от направления I, J, K необходимо выбрать для них соответствующий знак.
Пример программы: Смотри Рис. 12
В абсолютных величинах:
NG92X200Y40Z0
NG90G17G03X140Y100I-60F300
NG02X120Y60I-50
В приращениях:
NG91G17G03X-60Y60I-60F300
NG02X-20Y-40I-50
Скорость подачи для круговой интерполяции соответствует заданной величине F, направлена по касательной к дуге окружности и поддерживается постоянной в каждой точке дуги.
Если задан центр с использованием векторов I, J, K и не задан ни один из адресов X, Y, Z, то это соответствует заданию дуги окружности на 360 град. (задание полной окружности).
Описание G-кодов
[править] ОПИСАНИЕ G-КОДОВ
G-код — наименование языка программирования систем с числовым программным управлением (ЧПУ).
Управляющая программа представляет собой обычный текстовый файл и состоит из последовательности кадров и обычно начинается с символа начало программы (%) и заканчивается М02 или М30.
Каждый кадр программы представляет собой один шаг обработки и (в зависимости от УЧПУ) может начинаться с номера кадра (N1. N10 и т.д.), а заканчиваться символом конец кадра (;).
Кадр управляющей программы состоит из операторов в форме слов (G91, M30, X10. и т.д.). Слово состоит из символа (адреса) и цифры, представляющее арифметическое значение.
Адреса X, Y, Z, U, V, W, P, Q, R, A, B, C, D, E являются размерными перемещениям, используют для обозначения координатных осей, вдоль которых осуществляются перемещения.
Слова, описывающие перемещения, могут иметь знак (+) или (-). При отсутствии знака перемещение считается положительным.
Адреса I, J, K означают параметры интерполяции.
Символы могут принимать другие значения в зависимости от конкретного УЧПУ.
[править] ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ (G КОДЫ)
Функция G00 используется для выполнения ускоренного перемещения режущего инструмента к позиции обработки или к безопасной позиции. Ускоренное перемещение никогда не используется для выполнения обработки, так как скорость движения исполнительного органа станка очень высока. Код G00 отменяется кодами: G01, G02, G03.
Функция G01 используется для выполнения прямолинейных перемещений с заданной скоростью (F). При программировании задаются координаты конечной точки в абсолютных значениях (G90) или приращениях (G91) с соответственными адресами перемещений (например X, Y, Z). Код G01 отменяется кодами: G00, G02, G03.
Функция GO2 предназначена для выполнения перемещения инструмента по дуге (окружности) в направлении часовой стрелки с заданной скоростью (F). При программировании задаются координаты конечной точки в абсолютных значениях (G90) или приращениях (G91) с соответственными адресами перемещений (например X, Y, Z).
Параметры интерполяции I, J, K, которые определяют координаты центра дуги окружности в выбранной плоскости, программируются в приращениях от начальной точки к центру окружности, в направлениях, параллельных осям X, Y, Z соответственно.
Код G02 отменяется кодами: G00, G01, G03.
Функция GO3 предназначена для выполнения перемещения инструмента по дуге (окружности) в направлении против часовой стрелки с заданной скоростью (F). При программировании задаются координаты конечной точки в абсолютных значениях (G90) или приращениях (G91) с соответственными адресами перемещений (например X, Y, Z).
Параметры интерполяции I, J, K, которые определяют координаты центра дуги окружности в выбранной плоскости, программируются в приращениях от начальной точки к центру окружности, в направлениях, параллельных осям X, Y, Z соответственно.
Код G03 отменяется кодами: G00, G01, G02.
Код G17 предназначен для выбора плоскости XY в качестве рабочей. Плоскость XY становится определяющей при использовании круговой интерполяции, вращении системы координат и постоянных циклов сверления.
Код G18 предназначен для выбора плоскости XZ в качестве рабочей. Плоскость XZ становится определяющей при использовании круговой интерполяции, вращении системы координат и постоянных циклов сверления.
Код G19 предназначен для выбора плоскости YZ в качестве рабочей. Плоскость YZ становится определяющей при использовании круговой интерполяции, вращении системы координат и постоянных циклов сверления.
Функция G20 активизирует режим работы с дюймовыми данными.
Функция G21 активизирует режим работы с метрическими данными.
Функция G40 отменяет действие автоматической коррекции на радиус инструмента G41 и G42.
Функция G41 применяется для включения автоматической коррекции на радиус инструмента находящегося слева от обрабатываемой поверхности (если смотреть от инструмента в направлении его движения относительно заготовки). Программируется вместе с функцией инструмента (D).
Функция G42 применяется для включения автоматической коррекции на радиус инструмента находящегося справа от обрабатываемой поверхности (если смотреть от инструмента в направлении его движения относительно заготовки). Программируется вместе с функцией инструмента (D).
Функция G43 применяется для компенсации длинны инструмента. Программируется вместе с функцией инструмента (H).
СЧПУ позволяет устанавливать кроме стандартных рабочих систем координат (G54-G59) еще и локальные. Когда СЧПУ станка выполняет команду G52, то начало действующей рабочей системы координат смещается на значение указанное при помощи слов данных X, Y и Z. Код G52 автоматически отменяется с помощью команды G52 ХО YO Z0.
Смещение рабочей системы координат детали относительно системы координат станка.
Код G69 отменяет режим вращения координат G68.
Цикл G73 предназначен для сверления отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче с периодическим выводом инструмента. Движение в исходное положение после обработки идет на ускоренной подаче.
Цикл G74 предназначен для нарезания левой резьбы метчиком. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче, шпиндель вращается в заданном направлении. Движение в исходное положение после обработки идет на рабочей подаче с обратным вращением шпинделя.
Функция, которая отменяет любой постоянный цикл.
Цикл G81 предназначен для зацентровки и сверления отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче. Движение в исходное положение после обработки идет на ускоренной подаче.
Цикл G82 предназначен для сверления и зенкования отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче с паузой в конце. Движение в исходное положение после обработки идет на ускоренной подаче.
Цикл G83 предназначен для глубокого сверления отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче с периодическим выводом инструмента в плоскость отвода. Движение в исходное положение после обработки идет на ускоренной подаче.
Цикл G84 предназначен для нарезания резьбы метчиком. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче, шпиндель вращается в заданном направлении. Движение в исходное положение после обработки идет на рабочей подаче с обратным вращением шпинделя.
Цикл G85 предназначен для развертывания и растачивания отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче. Движение в исходное положение после обработки идет на рабочей подаче.
Цикл G86 предназначен для растачивания отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче. В конце обработки происходит остановка шпинделя. Движение в исходное положение после обработки идет на ускоренной подаче.
Цикл G87 предназначен для растачивания отверстий. Движение в процессе обработки происходит на рабочей подаче. В конце обработки происходит остановка шпинделя. Движение в исходное положение после обработки идет вручную.
В режиме абсолютного позиционирования G90 перемещения исполнительных органов производятся относительно нулевой точки рабочей системы координат G54-G59 (программируется, куда должен двигаться инструмент). Код G90 отменяется при помощи кода относительного позиционирования G91.
В режиме относительного (инкрементального) позиционирования G91 за нулевое положение каждый раз принимается положение исполнительного органа, которое он занимал перед началом перемещения к следующей опорной точке (программируется, на сколько должен переместиться инструмент). Код G91 отменяется при помощи кода абсолютного позиционирования G90.
При помощи функции G94 указанная скорость подачи устанавливается в дюймах за 1 минуту (если действует функция G20) или в миллиметрах за 1 минуту (если действует функция G21). Программируется вместе с функцией подачи (F). Код G94 отменяется кодом G95.
При помощи функции G95 указанная скорость подачи устанавливается в дюймах на 1 оборот шпинделя (если действует функция G20) или в миллиметрах на 1 оборот шпинделя (если действует функция G21). Т.е. скорость подачи F синхронизируется со скоростью вращения шпинделя S. Код G95 отменяется кодом G94.
Если постоянный цикл станка работает совместно с функцией G98, то инструмент возвращается к исходной плоскости в конце каждого цикла и между всеми обрабатываемыми отверстиями. Функция G98 отменяется при помощи G99.
Если постоянный цикл станка работает совместно с функцией G99, то инструмент возвращается к плоскости отвода между всеми обрабатываемыми отверстиями. Функция G99 отменяется при помощи G98.
Круговая интерполяция (G02, G03, CIP)
Дата добавления: 2015-06-12 ; просмотров: 13245 ; Нарушение авторских прав
При круговой интерполяции, кроме задания координат конечной точки дуги окружности под адресами X, Y, Z, необходимо под адресами I, J, K задать координаты положения центра окружности по соответствующим осям.
Предварительные установки G90/G91 абсолютного или составного размера действуют только для конечной точки окружности. Координаты центра I, J, K стандартно вводятся в составном размере относительно начальной точки окружности. Абсолютное указание центра относительно нулевой точки детали программируется покадрово с помощью адресов: I=AC(…), J=AC(…), K=AC(…).
Если дуга программируется с центром, но без конечной точки, то получается полный круг.
Возможно несколько способов программирования обработки окружности или дуги.
Ø Программирование дуги окружности с центром и конечной точкой
Круговое движение описывается через:
— конечную точку в декартовых координатах X, Y, Z и
—
 |
центр окружности по адресам I, J, K.
Пример программирования фрезерной обработки (рис.18):
N10 G00 G17 G90 X67.5 Y80.211
N20 G03 X17.203 Y38.029 I–17.5 J–30.211 F500 (Координаты центра заданы относительно начальной точки)
N10 G00 X67.5 Y80.211
N20 G03 X17.203 Y38.029 I=AC(50) J=AC(50) (Координаты центра заданы относительно нуля детали в абсолютной системе координат)
Пример программирования токарной обработки (рис.13):
N125 G01 X40 Z-25 F0.2
N130 G03 X70 Z-75 I-3.335 K-29.25 (Координаты центра заданы относительно начальной точки)
N125 G01 X40 Z-25 F0.2
N130 G03 X70 Z-75 I=AC(33.33) K=AC(-54.25) (Координаты центра заданы нуля детали в абсолютной системе координат)
Ø Программирование окружности с радиусом и конечной точкой
При этом способе программирования координаты центра не указывается. Наряду с радиусом окружности посредством знака + или – необходимо указать, должен ли угол перемещения быть больше или меньше 180°. Положительный знак не нужен. Круговое движение описывается через:
— радиус окружности CR=-…: угол меньше или равен 180°
— радиус окружности CR=…: угол больше 180°
— конечную точку в декартовых координатах X, Y, Z.
Пример программирования фрезерной обработки (рис.18,б):
N10 G00 G17 X67.5 Y80.511
N20 G03 X17.203 Y38.029 CR=-34.913
N40 M30 Конец программы
Пример программирования токарной обработки (рис.19):
N125 G1 X40 Z-25 F0.2
N130 G3 X70 Z-75 CR=-30
Полные круги (угол перемещения 360°) программируются не с помощью CR=, а через конечную точку окружности и параметры интерполяции.
 |
Пример фрезерования кругового паза (рис.20).
N10 G90 G00 X45 Y60 Z2 T1 S2000 M3 (Ввод абсолютного размера, перемещение на ускоренном ходу на позицию XYZ, выбор инструмента, задание скорости вращения шпинделя, вращение вправо)
N20 G01 G 94 Z-5 F500 (Подача инструмента вдоль оси Z с подачей 500 мм/мин)
N30 G02 X20 Y35 I=AC(45) J=AC(35) (Фрезерование паза по часовой стрелке с заданием центра окружности в абсолютном размере)
N30 G02 X20 Y35 I0 J-25 (Центр окружности в составном размере)
N40 G00 Z2 (Отвод инструмента на ускоренном ходу)
N50 M02 (Конец программы )
 |
Примертокарной обработки с круговой интерполяцией (рис.21)
N5 T1 S2000 M3 D1 (Инструмент, шпиндель включен вправо)
N10 G00 G90 X11 Z1 (Ввод абсолютного размера, ускоренным ходом на позицию XZ)
N20 G01 Z-15 F0.2 (Обработка цилиндрического участка)
N30 G03 X11 Z-27 I=AC(-5) K=AC(-21) (Обработка сферического участка. Центр окружности в абсолютном размере)
N30 G03 X11 Z-27 I-6 K-6 (Центр окружности в составном размере)
N40 G01 Z-40 (Обработка цилиндрического участка)
Команды управления станками с ЧПУ
Продолжаем публикацию материалов из Справочника фрезеровщика под редакцией В.Ф. Безъязычного. На этот раз разберем cтанки с числовым программным управлением.
Станки с числовым программным управлением отличаются от обычных тем, что контролируются не оператором в процессе работы, а управляющей программой, составленной до начала работы. От того, насколько грамотно составлена программа, во многом зависит качество обрабатываемых деталей. Качество же отработки самой программы определяется, с одной стороны, характеристиками механической части станка (точностью, жесткостью и другими), с другой – совершенством стойки ЧПУ (дискретность, математическое обеспечение и прочее).
Наибольшее распространение получили три системы числового программного управления: Heidenhain, Sinumerik и Fanuc (рис. 3.26). Все они поддерживают стандартный код ISO, однако имеют наборы специфических команд. Например, пакет пятиосевой трансформации, решая одни и те же задачи, реализован по-разному в каждой системе.
Рис. 3.26. Стойки ЧПУ основных производителей
Управляющая программа представляет собой последовательность кадров (строчек), в которых задана траектория перемещения инструмента и технологические команды – включение и выключение вращения шпинделя, подача СТОС, смена инструмента и др. Каждый кадр состоит из слов, сочетания адреса (X, Y, T, S…) и числа, записываемого в этот адрес памяти стойки (см. табл. 3.13)
3.13. Шаблон типового кадра управляющей программы
Так, для перемещения в позицию 100 по координате Х следует задать адрес позиционирования X100 и тип перемещения, например линейное, на рабочей подаче – технологическую команду G1. В современных стойках ЧПУ номер кадра не является обязательным блоком и служит для удобства наладчика и программиста
Основные адреса позиционирования приведены в таблице 3.14, основные G-коды и М-коды – в таблицах 3.15 и 3.16.
3.14. Основные адреса позиционирования
3.15. Основные G-коды (подготовительные функции)
3.16. Основные M-коды (функции управления станком)
Различают модальные и немодальные (одноблочные) команды. Немодальные действуют только на тот кадр, где встречаются. Модальные работают как тумблер, будучи включены, распространяют свое действие на все последующие кадры. То есть немодальные команды необходимо указывать в каждом кадре, а модальные достаточно в одном. Например:
В кадре N10 происходит перемещение в абсолютных координатах G90 в точку X = 100; Y = 200 на холостом ходу G0 с торможением в конце кадра G9. G90 и G0 модальные, поэтому в следующем кадре происходит перемещение, также на холостом ходу в точку с абсолютными координатами X100; Y200; Z50. G9 не модальная команда, ее приходится повторять.
В кадре N20 отменяем действие G90, указав G91 – происходит относительное перемещение по координате X на 100 мм (в точку с абсолютными координатами X200; Y200; Z50), причем на рабочем ходу G1 с подачей F 350 мм/мин. G91 и G1 модальные, поэтому в следующем кадре N25 произойдет перемещение на рабочем ходу на 200 мм по оси Y (в точку с абсолютными координатами X200; Y400; Z50).
При разработке программы используют линейную или круговую интерполяцию. Стойка ЧПУ рассчитывает траекторию движения инструмента (положение в каждый момент времени при отработке кадра) из текущей позиции в запрограммированную конечную по прямой в случае линейной интерполяции и по дуге окружности в случае круговой. Строго говоря, движение по дуге станок отрабатывает тоже прямыми отрезками, но они достаточно малы, чтобы аппроксимировать дугу с требуемой точностью.
Кадр круговой интерполяции, в отличие от линейной, должен содержать не только координаты конечной точки X, Y, Z но и адреса I, J, K, задающие центр дуги окружности, по которой происходит перемещение. Например:
Используя круговую интерполяцию, следует предварительно указать, в какой координатной плоскости происходит расчет командами G17, G18 или G19 (рис. 3.27). Так, при движении в плоскости XY (G17) адрес I соответствует расстоянию по координате X; J соответствует Y.
Рис. 3.27. Координатные плоскости
Следует помнить о двух основных способах определения I, J, K:
Рис. 3.28. Абсолютное положение координат центра окружности
Рис. 3.29. Относительное положение координат центра окружности
Причем относительное смещение может измеряться от центра дуги до конечной точки предыдущего кадра или от конечной точки до центра, то есть отличаться знаком. Имея центр дуги, придти в ее конечную точку можно как по часовой стрелке, так и против. Профиль на детали будет обработан разный. Поэтому нельзя забывать указывать направление движения при круговой интерполяции – по часовой стрелке G02 или против G03 (рис. 3.30).
Рис. 3.30. Направление круговой интерполяции
Любая управляющая программа разработана в определенной системе координат, привязанной к настроечным базам обрабатываемой детали, которую можно назвать системой координат заготовки. Станок имеет свою, машинную или ссылочную, систему координат. Чтобы связать эти две системы, используется таблица смещений начала системы координат заготовки в координатах машинной системы.
Выбор требуемой системы координат заготовки осуществляется командами G54…G59. Разумеется, предварительно необходимо занести фактические значения в таблицу смещений – машинные координаты настроечных баз, установленных на столе станка деталей.
Традиционно настроечные базы определяют с помощью индикатора часового типа. Более современный метод использования контактных щупов (головки Renishaw) (рис. 3.31).
Рис. 3.31. Определение настроечных баз
Управляющая программа обычно рассчитана с учетом заданной геометрии инструмента. Если возникает необходимость использовать инструмент, отличающийся от расчетного, следует ввести коррекцию. Коррекция на радиус инструмента задается командами G41 и G42 в зависимости от положения инструмента относительно детали (припуска) слева и справа соответственно (рис. 3.32).
Рис. 3.32. Компенсация радиуса режущего инструмента (радиус-коррекция)
Следует указать координатную плоскость, в которой осуществляется компенсация, для фрезерных станков это G17 (XY). Отмена радиус-коррекции – G40. Для определения фактического вылета инструмента используются специальные датчики.
Рассмотренная компенсация на инструмент работает в плоскости и подходит только для двух- и трехосевой обработки. Современные системы ЧПУ позволяют осуществлять компенсацию на инструмент и для многокоординатной обработки. При этом используются уже совсем другие функции, управляющая программа становится более сложной и воспринимать ее так же легко, как в обычном формате удается не сразу.
Многокоординатная обработка отличается от двух- и трехосевой наличием не только линейных перемещений, но и вращения исполнительных органов – поворотных столов, планшайб и шпиндельных бабок. Традиционно программируется непосредственно поворот исполнительного органа в градусах, например для осей поворота А и С:
Международные стандарты, которым должны следовать все производители оборудования, предписывают обозначать поворотные оси фрезерных станков в зависимости от линейных осей, вокруг которых происходит вращение (когда другие оси стоят в «ноле») (рис. 3.33).
Рис. 3.33. Стандартные обозначения осей поворота
Положительное направление соответствует вращению против часовой стрелки. При этом имеется в виду, что инструмент движется вокруг детали. Если же компоновка станка такова, что деталь вращается вокруг инструмента, т.е. установлена на поворотном столе, то не следует забывать, что наблюдаемое вращение стола с деталью против часовой стрелки соответствует отрицательному направлению. В этом случае движение инструмента относительно детали происходит, на самом деле, по часовой стрелке и в соответствии с принятым соглашением поворотная координата должна «идти в минус».
Рис. 3.34. Смещение при повороте
Рис. 3.35. Вектор оси инструмента
Проще запомнить следующее правило. Если против часовой стрелки вращается:
узел с инструментом – «плюс»;
узел с деталью – «минус».
Программирование непосредственно в координатах поворота исполнительных органов имеет существенный недостаток. Поскольку при вращении стола с деталью или шпиндельной бабки есть определенное плечо поворота, изменяется не только угловое положение детали или инструмента, но и линейное (рис. 3.34). Возникшее смещение необходимо учесть. Эту задачу может решить постпроцессор, пересчитав и внеся в текст программы соответствующее положение. Но у каждого станка плечо поворота индивидуально и на каждый станок приходится разрабатывать свой постпроцессор.
Современный подход – это машинонезависимое программирование, когда рассчитывают только взаимное расположение инструмента и детали, а все нюансы, связанные с кинематикой станка, решает сам станок. Для этого используются функции так называемой пятиосевой трансформации. Основное преимущество такого подхода – абсолютная независимость управляющей программы от кинематики станков. Единственное ограничение состоит в том, что стойки ЧПУ должны быть одного производителя. Кроме того, программа уже не привязана к конкретному расположению детали на столе станка (точнее, к расстоянию от настроечных баз детали до осей поворота).
Пакет пятиосевой трансформации у каждого производителя выполнен по-разному, однако концепция использована одна. Кадры управляющей программы дополняют блоками, описывающими пространственную ориентацию оси инструмента в системе координат заготовки, а именно, проекциями вектора оси на координатные оси. Программу сопровождают командами, включающими и выключающими трансформацию. Для стойки Heidenhain управляющая программа имеет следующий вид:
Компенсация геометрии инструмента в случае пятиосевой трансформации требует включения информации о векторе нормали к обрабатываемой поверхности в точке контакта инструмента с деталью (рис. 3.35). Heidenhain использует следующий формат:
Siemens рассматривает две точки контакта, в начале кадра (A4, B4, C4) и в конце (A5, B5, C5):
Чтобы правильно рассчитать компенсацию, системе ЧПУ необходимо предварительно указать необходимую информацию о геометрии инструмента, для которого была рассчитана программа. Тогда можно без потери точности применить переточенный инструмент с измененной геометрией.
Системы числового программного управления непрерывно развиваются, следуя возрастающим требованиям современной индустрии. Совершенствуется как аппаратная, так и программная часть. Рост быстродействия системы (как генератора импульсов, так и обратной связи) позволяет повысить точность позиционирования и скорость перемещения исполнительных узлов станка.
Увеличение скорости обработки влечет динамические перегрузки станка, которые приходится сглаживать, регулируя процесс разгона-торможения. Эта задача решается программным обеспечением, которое развивается и в других направлениях, совершенствуя сервисные функции, удобство работы со стойкой.