Корекція радіусу інструменту, СевНТУ - севастопольський національний технічний університет
Основні принципи
Для того щоб вам простіше було зрозуміти, що таке автоматична корекція радіусу інструменту і як з нею працювати, складемо програму для обробки зовнішнього контуру деталі.
Малюнки до верстатів з ЧПУ Рис. 9.1. Необхідно обробити зовнішній контур цієї деталі.
Отже, необхідно фрезерувати зовнішній контур деталі фрезою діаметром 10 мм. Так як різання відбувається бічний (циліндричної) частиною фрези, то центр фрези буде зміщений на відстань, рівну радіусу (5мм) вліво щодо оброблюваного контуру. Фреза переміщається послідовно через точки 1, 2, 3 і 4 (ріс.9.2). Так як в програмі обробки вказуються координати центру інструменту, то її можна представити спрощено в такому вигляді:
GOl Х-5 Y-5 GOl Х-5 Y30 GOl Х55 Y30 GOl Х55 Y-5
Ми розрахували координати опорних точок для фрези діаметром 10 мм Припустимо, що з якихось причин такої фрези не виявилося в наявності. Зате в інструментальній коморі знайшлася кінцева фреза діаметром 9 мм. Доведеться скласти ще одну програму для нової фрези, то
тобто перерахувати всі координати траєкторії. При обробці контуру нової фрезою її центр буде зміщений вліво вже не на 5, а на 4.5 мм (рис. 9.3). Нову програму можна представити в наступному вигляді.
GOl Х-4.5 Y-4.5 G01 Х-4.5 Y29.5 GOl Х54.5 Y29.5 GO 1X54.5 Y-4.5
(-5; 30) (55,30)
Малюнки до верстатів з ЧПУ Рис. 9.2. Вихідний контур і еквідистантним траєкторія для фрези діаметром 10 мм.
(-4.5,29.5) (54.5: 29.5)
фреза Ф9
Малюнки до верстатів з ЧПУ Рис. 9.3. Вихідний контур і еквідистантним траєкторія для фрези діаметром 9 мм.
код програми
пояснення
%
О0004 N100 G21
N102 GO G17 G40 G49 G80 G90 N104 Т2 Мб
N106 G54 Х-18. Y-9. S1200 МОЗ
N108 G43 H2Z100.
N110 Z10.
N112 Gl Z-l. F120
N114G41 D2 Х-9. F200
N116G3X0. YO. R9.
N118 Gl Y25.
N120 Х50.
N122 Y0.
N124 G3 Х59. Y-9. R9. N126 Gl G40 Х68. N128 Z9. F300 N130 G0Z100. N132 М5 N138 МОЗ%
номер програми
Робота в метричній системі
рядок безпеки
Виклик інструменту №2
Ускор. переміщення в поз. №1
Компенсація довжини інструменту
Ускор. переміщення BZIO
Переміщення в Z-1 з F = 120 мм / хв
Переміщення з корекцією в поз. №2
Підхід до контуру по дузі в поз. №3
Переміщення в поз. №4
Переміщення в поз. №5
Переміщення в поз. №6
Відведення від контуру по дузі в поз. №7
Переміщення і скасування корекції
Підйом інструменту в Z9
Ускор. переміщення BZIOO
зупинка шпинделя
кінець програми
У кадрі N114 активується автоматична корекція радіусу інструменту. Код G41 включає корекцію зліва, a D слово даних позначає номер коректора, що містить значення радіусу інструменту. У пам'яті будь-якої сучасної СЧПУ існує область (таблиця інструментів), в якій зберігаються значення довжин і радіусів інструментів.
Якщо ми працюємо фрезою №2 діаметром 9 мм, то у відповідному коректорі №2 повинно знаходитися значення 4.5 мм (табл. 14). Саме на цю величину і відбувається зміщення центру інструменту вліво щодо «програмованого контуру.
Таким чином, якщо на малюнку 9.5 ви бачите розрахункову траєкторію, збігається з вихідним контуром, то на малюнку 9.6 показана реальна траєкторія обробки фрезою діаметром 9 мм, зміщена на 4.5 мм вліво щодо вихідного контуру.
Таблиця 14. Область коректорів (таблиця інструментів) системи ЧПУ
№ інструменту довжина радіус інші параметри
1 100. 82 5
2 87.67
3 133.45 6
Малюнки до верстатів з ЧПУ Рис. 9.6. Реальна траєкторія при обробці з корекцією
Малюнки до верстатів з ЧПУ Рис. 9.7. Корекція зліва (G41) від контуру.
Малюнки до верстатів з ЧПУ Рис. 9.8. Корекція справа (G42) від контуру.
Використання автоматичної корекції на радіус інструменту
Для чого насправді застосовується функція автоматичної корекції радіусу інструменту? Для роботи різними інструментами по одній програмі? Не тільки. Головне призначення цієї функції полягає в управлінні розмірами деталі при фрезеруванні.
Припустимо, ви обробили контур фрезою діаметром 9 мм по програмі з корекцією на радіус. Природно, що в коректорі знаходиться значення радіуса фрези, рівне 4.5 мм. При вимірі розмірів деталі ви виявили, що розмір 25 мм (сторони прямокутного контуру, рис. 9.1) виконано "в плюсі", наприклад 25.02 мм. Може бути, діаметр фрези виявився трохи меншим (наслідки зносу або похибка вимірювання), а може, її трохи віджимають при обробці. У будь-якому випадку інструменту з ідеальними розмірами не існує. Однак креслення вимагає, щоб цей розмір був виконаний "в номіналі" або "в мінусі", наприклад 25-0.02 мм. Що ж робити? Потрібно просто зменшити значення радіуса в коректорі з 4.5 мм до 4.49 мм (табл. 15) і запустити програму на виконання ще раз. В цьому випадку, система ЧПУ буде вважати, що ми використовуємо інструмент з меншим радіусом і змістить (наблизить) траєкторію центру інструменту на 4.49 мм щодо вихідного контуру. Так як насправді використовується фреза з радіусом 4.5 мм, то контур після обробки виявиться менше на 0 02 мм (при обробці зменшиться по 0.01 мм з кожного боку), тобто ми отримаємо необхідний розмір 25 мм.
Таблиця 15. Нове значення в коректорі для інструменту №2
№ інструменту довжина радіус інші параметри
1 100. 82 5
2 87.67 4.49
3 133.45 6
Якщо збільшити числове значення в коректорі, наприклад до 5 мм, то фреза не дійде 0.5 мм до оброблюваного контуру. Таким чином, "граючи" значеннями радіусів в коректорах можна отримувати розміри деталі в межах допусків, зазначених на кресленні, без перерахунку програми.
Ще однією перевагою від використання функції автоматичної корекції радіусу інструменту є можливість працювати безпосередньо з креслярським контуром деталі. Тобто координати практично всіх опорних точок очевидні, їх можна "взяти" прямо з креслення без будь-яких додаткових розрахунків. Це значно спрощує процес написання програми обробки.
Активація, підведення і відведення
Для того щоб система ЧПУ встигла виконати зсув щодо запрограмованого контуру необхідно додати до вихідної траєкторії ділянку підведення. На цій ділянці відбувається активація автоматичної корекції радіусу інструменту.
Більшості систем для активації корекції потрібно пройти відстань, одна з величини радіусу інструменту. Тобто, якщо діаметр інструмента дорівнює 9 мм, то перш ніж приступити до обробки контуру з корекцією, необхідно запрограмувати прямолінійне переміщення на відстань не менше 4.5 мм. До речі, перш ніж активувати корекцію на радіус, не забудьте виконати компенсацію довжини інструменту. Подивіться уважно на кадр N114 в створеній раніше програмі:
N114G41D2 Х-9. F200
У цьому кадрі знаходиться код G41, слово даних D2 і запрограмовано лінійне переміщення в Х-9 (переміщення з позиції №1 в позицію №2). Код G41 включає корекцію зліва, D2 зчитує значення радіусу інструменту з коректора №2, а на ділянці прямолінійного переміщення відбувається зміщення інструменту вліво щодо запрограмованого контуру. Таким чином, до позиції №2 інструмент підходить вже по зміщеною (еквідістантой) траєкторії. Далі зазвичай програмують ділянку плавного підходу інструмента до оброблюваної контуру - по дотичній (з позиції №2 в позицію №3, до першої точки контуру). Слід зауважити, що якщо підхід до контуру здійснюється по прямій лінії, то кут підходу повинен бути не менше 90 градусів.
101 5
102 4J5
103 23.08
В цьому випадку, числові значення для D і Н слів даних будуть різними.
N108 G43 H2Z100. N114 G41 D102 Х-9. F200
Після того, як інструмент обійшов контур повністю, необхідно плавно відвести інструмент і скасувати корекцію за допомогою коду G40 або D00. Як і в разі початкового підведення інструменту до контуру, відведення від контуру виконується з тими ж принципами і умовами. Оптимальний варіант - спочатку відхід по дотичній, і потім кадр, що містить лінійне переміщення з кодом скасування корекції:
N124 G3 Х59. Y-9. R9. Відхід від контуру по дотичній
N126 Gl G40 Х68. Скасування корекції на радіус
Функція автоматичної корекції дозволяє працювати за однією програмою інструментами з різним діаметром. Однак, виходячи з перерахованих обмежень, рекомендується, щоб розрахункові та фактичні діаметр інструмента відрізнялися не сильно. Наприклад, ви розраховували працювати фрезою діаметром 10 мм і відповідним чином склали програму обробки. Ви сміливо можете змінити значення радіуса в коректорі з 5 мм до 4.5 мм і працювати фрезою діаметром 9 мм. Але зміна значення радіуса в коректорі, наприклад, на 30 мм може призвести до повідомлення про помилку або зарізу контуру.