Geometryczne podstawy obrbki CNC. Ukady wsprzdnych, punkty zerowe i referencyjne. Korekcja narzdzi

1 Geometryczne podstawy obrbki CNC

1.1. Ukady wsprzdnych.

Ukady wsprzdnych umoliwiaj dokadne opisanie wszystkich punktw na powierzchni i w przestrzeni. Rozrniamy ukady:

a) Ukad wsprzdnych prostoktny.

Rysunek 1. Ukad wsprzdnych prostoktnych.1

b) Ukad wsprzdnych biegunowych.

Rysunek 2. Ukad wsprzdnych biegunowych.1

W ukadzie prostoktnym punkty powierzchni ustala si poprzez podanie pary wsprzdnych ( x,y) lub w ukadzie przestrzennym ( x,y,z) Przykady przedstawiaj rysunki 1, 2, 3.

Ukad wsprzdnych biegunowych charakteryzuje si tym e punkty opisujemy poprzez podanie odlegoci czyli promienia r do punktu pocztkowego oraz kt .

Rysunek 3. Ukad wsprzdnych przestrzenny.1

1.2 Ukady wsprzdnych maszyny i przedmiotu obrabianego.

Definicja ukadu wsprzdnych obrabiarki CNC uzaleniona jest od jej konstrukcji.Frezarki posiadaj o wrzeciona oznaczon Z z tym e dodatni znak wsprzdnych wystpuje gdy narzdzie przesuwa si od materiau w kierunku grnym. W przypadku osi X i Y zwroty dodatnie wystpuj gdy stojc przed maszyna widzimy narzdzie ktre przemieszcza si w prawo + X za +Y gdy narzdzie odjeda od obserwatora.

Rysunek 4. Osie frezarki pionowej.1 Rysunek 5. Osie frezarki poziomej.1

Tokarki CNC o wrzeciona jest osi Z i pokrywa si z osi obrotu. Prostopadle do Z znajduje si o X. Odjazd narzdzia od materiau obrabianego opisuje si poprzez wsprzdne dodatnie ( +Z, +Y).

Rysunek 6. Osie tokarki.1

Ukad wsprzdnych maszyny jest ustalany przez producenta i jest niezmienny

Rysunek 7. Ukad wsprzdnych obrabiarki (frezarka).1

Rysunek 8. Ukad wsprzdnych przedmiotu obrabianego ( frezarka).1

Ukad wsprzdnych przedmiotu obrabianego ustala programista. Pooenie jego moe by zmienne w zalenoci od wykonywanej czci.

1.3 Wymiarowanie czci do obrbki CNC.

Wymiarowanie czci mona wykona dwojaki sposb

a) wymiarowanie absolutne

Rysunek 9. Wymiarowanie absolutne.1

Wymiarowanie absolutne polega na przyjciu bazy od ktrej okrelamy wszystkie wymiary.

b) wymiarowanie inkrementalne

Rysunek 10. Wymiarowanie inkrementalne.1

Wymiarowanie inkrementalne polega na tym i koniec wymiaru poprzedniego jest pocztkiem nastpnego.

Obydwie metody s dobre jednak wymiarowanie absolutne posiada wicej zalet do ktrych mona zaliczy

tolerancje wymiarw nie sumuj si, zmiany wymiarw nie maj wpywu na nastpne wymiary, bdy jednych wymiarw nie prowadz do bdw kolejnych wymiarw.

1.4 Obliczanie wsprzdnych.

Podczas okrelania wsprzdnych przedmiotu naley dokona rnych oblicze Do tego celu uywamy zalenoci wystpujcych w trjkcie. Figura ta skada si z wierzchokw A, B, C, katw ,, i bokw a,b,c.

Rysunek 11. Trjkt rnoboczny.1

Summa ktw w trjkcie wynosi 180 o czyli majc dane dwa kty mona wyliczy trzeci.

Trjkt prostoktny

Rysunek 12. Trjkt prostoktny.1

W trjkcie prostoktnym moemy obliczy dugo brakujcego boku majc dane dwa pozostae stosujc twierdzenie pitagorasa.

a 2 +b 2 =c 2

skd: a= 22 bc b= 22 ac c= 22 ba +

Funkcje trygonometryczne.Funkcje trygonometryczne opisuj zalenoci pomidzy ktami i bokami trjkta

rwnobocznego. Majc dany jeden bok i kt moemy wyliczy drugi. Ponisze zalenoci przedstawiaj rysunki.

Rysunek 13 . Funkcja sinusa.1

Rysunek 14 . Funkcja cosinusa.1

Rysunek 15 . Funkcja tangensa 1.

Przykady zastosowa funkcji trygonometrycznych i twierdzenia pitagorasa.1

c) Punkty zerowe i referencyjne obrabiarek CNC

Punkt zerowy obrabiarki jego pooenie jest stae niezmienne , okrelone przez producenta.

Punkt zerowy przedmiotu obrabianego okrelajcy pocztek ukadu wsprzdnych czci obrabianej ustalany przez programist.

Punkt referencyjny jest to punkt wyjciowy obrabiarki sucy do kontroli ruchw przedmiotu obrabianego i narzdzia. Po wczeniu obrabiarki naley na niego najecha wrzecionem.

Punkt odniesienia narzdzia jest to punkt stay lecy na saniach narzdziowych wzgldem ktrego okrela si wymiary narzdzia w zamocowaniu.

Punkt ustawienia narzdzia

Punkt chwytu narzdzia

Punkt wymiany narzdzia jest to punkt w ktrym moe nastpi bezkolizyjna wymiana narzdzia okrelany jest przez operatora lub programist.

Rysunek 16. Usytuowanie punktw charakterystycznych obrabiarki tokarka.1

Rysunek 17. Usytuowanie punktw charakterystycznych obrabiarki frezarka1 .

2 Korekcja narzdzia.

Dziki wartociom korekcyjnym mona zaprogramowa obrabiark bez ponownych zmian w procesie wynikych z zuywania si narzdzia ( np. cieranie). Obrabiarka sama dokonuje odpowiednich korekt zwizanych z dugoci narzdzia, promieniami frezw pytek wieloostrzowych.

Korekcja dugoci narzdzia przy frezowaniu i toczeniu. Korekcja dugoci narzdzia dotyczy pewnego punktu odniesienia umoliwiajcego wyrwnanie wartoci zadanej i rzeczywistej dugoci narzdzia powstaej przez zeszlifowanie elementw skrawajcych. Dugo ta musi by znana ukadowi sterowania. W tym celu obowizkowe jest dokonanie pomiaru narzdzia czyli zmierzenia odlegoci pomidzy ptk. B i wierzchokiem narzdzia (rysunek 18, 19).

Rysunek 18. Wartoci korekcyjne narzdzia frezarskiego1.

Rysunek 19. Wartoci korekcyjne narzdzia tokarskiego1

Gdzie: B - punkt odniesienia narzdziaL - dugoR - promie narzdzia ostrza, narzdzia frezarskiegoQ - odlego w kierunku osi X pomidzy punktem odniesienia i teoretycznym punktem wierzchoka ostrza.

Korekcja promienia narzdzia

Aby narzdzie wykonao z du dokadnoci zaprogramowany kontur, punkt rodkowy narzdzia musi przemieszcza si rwnolegle do zapisanego w programie toru. Tor ruchu jest krzyw rwnoleg od krzywej.Ukad sterowania oblicza tor ruchu punktu rodkowego narzdzia frezarskiego. Podstawow informacj do oblicze jest promie danego narzdzia znajdujcy si w pamici obrabiarki. Obrbka moe odbywa si w dwojaki sposb (dwie moliwoci pooenia narzdzia) dlatego ukad starowania NC musi otrzyma informacje czy obrbka nastpi na lewo czy prawo od zaprogramowanego konturu.

Rysunek 20. Wierzchoki i tor ruchu podczas frezowania wewntrznego.

Rysunek 21. Wierzchoki i tor ruchu podczas frezowania zewntrznego.

Rysunek 22. Przykady obrbki w prawo i lewo.

Korekcja promienia ostrza

W czasie obrbki ukad sterowania dokonujc wielu oblicze bdzie kierowa narzdzie po zarysie obliczonym na podstawie teoretycznej krawdzi narzdzia. Poniewa nie zostaj wtedy uwzgldnione rzeczywiste wymiar narzdzia.

Rysunek 23. Przejcie narzdzia po stoku. Rysunek 24. Przejcie narzdzie .

Aby ukad sterowania dokona odpowiednich korekt a co za tym idzie przedmiot zosta wykonany zgodnie z wymiarami naley speni trzy zaoenia:

promie ostrza narzdzia musi by zapisany w pamici korekcyjnej ukadu sterowania CNC.

pooenia ostrza narzdzia musi by znane ukadowi sterowania CNC kierunek obrbki przy pomocy narzdzia w odniesieniu do konturu musi zosta

zaprogramowany w programie.

eby ukad sterowania by w stanie wyliczy rzeczywisty punkt krawdzi ostrza opisuje si naroe ostrza przez podanie wartoci I i K ktre podajemy w czasie pisania programu.

Rysunek 25. Wektor wartoci promienia ostrzac) Ostrze teoretyczned) Teoretyczny wierzchoek ostrzae) Ostrze rzeczywistef) Wektor wartoci promienia ostrzag) R promie ostrza

Literatura

1. Podstawy obrbki CNC rea MTS

Powysza prezentacja zostaa wykonana na podstawie i wykorzystaniem wiadomoci i rysunkw znajdujcych si w pozycji nr 1.