Предварительная наладка всех эле­ментов станка, приспособления и инстру­мента. В ряде случаев обязательно решение достаточно сложных размерных цепей.

В станках, налаженных по предвари­тельным расчетам размерных цепей, выход инструмента в нуль программы (если положение нуля программы за­ранее точно определено координатами) может быть запрограммирован в одном из первых кадров УП. Однако напомним, что при наладке станка приспособление для крепления детали должно быть уста­новлено на столе станка и его базовые поверхности должны быть выверены по осям относительно базовой точки стола, а инструмент заранее налажен относи­тельно базовых точек (см. рис. 13.11).

Рассмотренный метод не всегда удо­бен. Во-первых, он требует сложных рас­четов и сравнительно длительной наладки станка, а во-вторых, не гарантирует от ряда ошибок (ошибки расчетов, ошибки наладки и т. п.).

Разработка УП, в которой за нуль программы принимают какой-либо эле­мент приспособления или детали. Подоб­ный Элемент приспособления
Может быть выполнен, например, в виде точной втулки 2 (рис. 13.15, а), запрес­сованной в корпус 1 приспособления. Во втулку при настройке станка вводят оправку 3, установленную в конусе шпинделя станка. Это позволяет выве­рить исходные положения рабочих орга­нов по осям X и Y. Затем оправку выводят из втулки и заменяет фрезой 4 (рис. 13.15,6). Исходное положение по вертикали (ось Z) выверяют по торцу фрезы с помощью концевой меры 5 за­данной высоты H.

Оправка для выверки может быть выполнена с конусом, а соответствующая базовая втулка — с центровым отвер­стием (рис. 13.15, в).

При наладке приспособлений положе­ние базовых втулок может быть точно выверено относительно начала координат станка, если предполагается работа в абсолютной системе координат. Подоб­ные втулки быстро обеспечивают уста­новку инструмента в нуль программы, если работа ведется в приращениях.

Если за нуль программы принимается какой-либо элемент обрабатывае­мой детали, то инструмент выверяют относительно этого элемента. В случае, если за нуль программы принят центр какого-то заранее выполненного в заго­товке базового отверстия, для установки инструмента в нуль программы исполь­зуют различные центроискатели (см. выше).

Рис. 13.15. Установка элементов станка в ис­ходное положение с использованием базовых втулок

Наладка станков, УЧПУ которых снабжены плавающим нулем. Смысл плавающего нуля в том, что начало отсчета в системе координат станка можно смещать в пространстве во всем диапазоне перемещений рабочих органов. Если при любом положении рабочих органов на пульте УЧПУ нажать соот­ветствующую кнопку сброса геометриче­ской информации, то на табло цифровой индикации загорятся нули. Начало отсче­та координат при этом смещается в новую точку, соответствующую данному распо­ложению рабочих органов. Положение этой точки относительно нуля станка можно зафиксировать с помощью имею­щегося на пульте УЧПУ набора декадных переключателей, которые называются переключателями смещения нуля и сдвига нуля.

XMN,

Рис. 13.16. Установка элементов станка в ис­ходное положение по осям X и У с помощью мерной калиброванной оправки

При наличии у системы плавающего нуля наладка рассматриваемого станка заключается в следующем. Деталь (или приспособление) устанавливают на столе станка без строгой фиксации положения относительно базовой точки стола. Необ­ходимо лишь обеспечить параллельность базовых плоскостей соответствующим осям. Далее при ручном управлении перемещениями стола боковой поверх­ностью калиброванной (мерной) оправки диаметром d, закрепленной в шпинделе, поочередно касаются боковых плоскостей установленной детали (рис. 13.16). Вмес­то калиброванной оправки можно ис­пользовать любой калиброванный режу­щий инструмент, например фрезу, и определять момент касания вращающе­гося инструмента по следу базовой по-

Чндикаиия noZ

0

Zo

0(Вточке N'o)

Рис. 13.17. Установки нуля по оси Z

Верхности. При этом на табло индикации фиксируют цифровые значения коорди­нат XMNx и YMNy. Совершенно ясно, что искомые координаты нулевой точки детали составят:

X0 = xMNx — B — d/2 yo^yMNy — — H — d/2.

Диаметр калиброванной оправки из­вестен, известны также размеры Н и В Заготовки (или детали).

Значения х0 и у0, полученные расче­том, необходимо набрать на соответст­вующих декадных переключателях сдвига нуля на пульте УЧПУ. Это означает, что начало системы координат станка (точка М) совместилось с нулевой точкой детали W и все отсчеты координат будут выполняться относительно нее. Теперь для совмещения оси инструмента с нулевой точкой достаточно (ручным управлением) добиться положения рабо­чих органов, при котором на табло

М

Цифровой индикации будут нули. Кроме того, пользуясь индикацией, можно уста­новить инструмент в любой точке, опре­деленной в системе координат детали, т. е. в той системе, в которой рассчи­тана УП.

Еще проще устанавливается нуль по оси Z. Для этого инструментом, закреп­ленным в шпинделе (при этом не обяза­тельно знать его вылет), касаются зер­кала стола или базовой (по оси Z) по­верхности приспособления. Затем на де­кадном переключателе смещения нуля по оси Z набирают цифры, которые были зафиксированы на табло цифровой инди­кации. Например, если табло показало цифры zo, то они со знаком минус и должны быть набраны. Это и определит новый нуль по оси Z (рис. 13.17).

Установка истинного положения де­тали или базовых элементов приспособ­ления с помощью съемного настроечного кубика с мерным пазом на одной из сторон. За счет встроенных в поверх­ность корпуса I постоянных магнитов 2, 3 и 4 (рис. 13.18, а) кубик может довольно устойчиво прикрепляться к ба­зирующим поверхностям приспособле­ний. Для повышения износостойкости кубик закален до высокой твердости. Он предназначен для отсчета размера К от плоскости, к которой прикреплен. В шпиндель станка устанавливают оп­равку с закрепленным в ней рычажным индикатором (рис. 13.18, б) . Наконечник индикатора вводят в паз кубика, каса­ются одной из боковых сторон паза, настраивают индикатор на нуль, пово­рачивают шпиндель на 180° и фиксируют показания индикатора при касании нако-

Рис. 13.18. Установка элементов станка с использованием мерного кубика

X

Нечником противоположной стороны паза. Смещая шпиндель относительно стола, добиваются положения, когда ось шпинделя совпадает с осью симметрии паза. Это означает, что шпиндель по соответствующей координате отстоит от базовой поверхности приспособления, к которой кубик прикреплен, на расстояние К (размер К отгравирован на кубике). Используя показания цифровой инди­кации (индицируется размер yMN), Легко подсчитать расстояние yMW от начала координат станка до базирующей поверхности приспособления в данном координатном направлении: YMW = = yMN — К. Величина YMW и будет размером, на который надо сместить нуль по оси У.

Рассмотренный метод установки эле­ментов стали в исходное положение при использовании мерной оправки достаточ­но точен, если размеры Н и В заготовки в процессе обработки на данном станке не изменяются и две из сторон заготовки приняты за базовые, а оси координатной системы детали совпадают с ними.

В ряде случаев при программирова­нии начало координатной системы связы­вают с деталью, т. е. с элементами поверх­ностей, которые обрабатываются на данном станке, поскольку большей частью программирование (составление РТК) ведется исходя из чертежа готовой детали. Поэтому на практике применяют другие методы установки элементов стан­ка с ЧПУ в исходное положение.

Отыскание нуля программы путем проб. Оператор (наладчик) с малым опытом чаще всего отыскивает положе­ние нуля программы путем нескольких проб. По карте наладки он выясняет, на каком расстоянии от обрабатываемой поверхности заготовки располагается точка, характеризующая исходное поло­жение рабочих органов. В эту точку он с большой долей приближенности сме­щает рабочие органы, отмеряя расстоя­ние между инструментом и заготовкой универсальными измерителями (линей­кой, штангенциркулем). Во избежание брака оператор несколько отдаляет за счет положения нуля программы инстру­мент от заготовки, проводит по програм­ме пробную обработку некоторых поверх­ностей, проверяет результаты обработки, замеряя размеры обработанных поверх­ностей. По результатам пробной обра­ботки и замера уточняется нулевое поло­жение программы путем изменения фак­тического расположения рабочих орга­нов. После повторной обработки оператор вносит поправку в положение нуля программы. Убедившись в правильности расположения нуля программы, надо сбросить показания цифровой индикации и, нажимая на кнопки, направить рабо­чие органы в нуль станка. Показания цифровой индикации означают расстоя­ния между нулем станка и нулем про­граммы. Очевидно, что описанный метод наладки не является самым рациональ­ным, так как требуемое положение нуля программы достигается в результате нескольких проб.

Отыскание нуля программы по цифро­вой индикации. Опытные операторы (на­ладчики) для быстрого и точного опре­деления расстояния между нулем станка и нулем программы в ручном режиме обрабатывают в размер крайние в сто­рону инструментов поверхности заго­товки и в этом положении сбрасывают на нуль показания цифровой индикации. Отведя рабочие органы в нуль станка, рассматривают показания цифровой ин­дикации по каждой из координат как сумму величин, где первая — искомое расстояние между нулем станка и нулем программы (смещение нуля), а вторая — перемещение по программе из нуля программы до обрабатываемых поверх­ностей. Вторую часть суммы берут из текста программы или карты наладки.

Пример 1. Отыскание положения нуля программы при наладке токарного станка. Программист в карте наладки указал, что программируемая отсчетная точка Fi (рис. 13.19) при положении суппорта в нуле программы отстоит от начала координат программы (точка W) на расстояние хо = = 195 мм и z0 = 365 мм. Начало координат программы выбрано на пересечении оси вращения и правого чистового торца детали. Нетрудно подсчитать, что вершине резца № 1 для достижения точки 0 нужно пройти по оси X путь X] =хо— Wx, =45 мм, а по оси Z — путь 21 = 2о — Wz 1=210 мм. Естественно, что положение вершины резца известно и задано относительно точки F2 резцедержателя величинами U7rl = 150 мм и 1Уг) = 155 мм.

Можно предложить следующий порядок работы:

переключатель режима работ устано­вить в положение «ручное управление»;

подвести резец к заготовке;

подрезать торец заготовки, проверяя полученный размер I, до выхода вершины резца на ось; центр револьверной поворотной головки занимает положение F3;

сбросить на нуль показания цифровой индикации;

передвинуть суппорт в положение Ft, Определенное заранее относительно нуля станка; центр поворотной головки смещается в положение F4;

записать показания цифровой инди­кации по осям X и Z (соответственно величины Хн и Z н ); они представляют собой координат­ные расстояния между точками F3 и К;

подсчитать размеры смещения нуля;

— 45 мм; zc» = z„ — 210 мм;

набрать на декадных переключателях устройства смещения нуля значения хси И гси со знаком минус.

Переход рабочих органов из нуля станка в исходную точку может быть заранее запрограммирован и осуществ­ляется автоматически при обработке про­граммы, причем команда на смещение нуля (например, G58M61) носит услов­ный характер, в ней нет размерной информации. При обработке этой коман­ды УЧПУ смещает рабочие органы в положение, которое определено число­выми значениями, набранными на декад­ных переключателях смещения нуля на пульте УЧПУ. Изменения чисел на пере­ключателях вызовет изменение смещения при той же самой команде (G58M61). После выполнения всех перемещений, заданных УП, рабочие органы вернутся в исходную точку, если в программе смещение нуля не было отменено. А это может быть осуществлено введением в УП соответствующей команды (напри­мер, G53M61).

Наладка в станках с оперативным управлением. Наладка расположения инструмента в координатной системе программы предельно облегчена в стан­ках с оперативным (ручным програм­мным) управлением. Здесь возможна работа не налаженным вне станка ин­струментом, так как УЧПУ имеет спе­циальный режим размерной привязки инструмента.

На станках 16К20Т1 и 16КЗОФЗЗЗ, оснащенных устройством оперативного управления «Электроника НЦ-31», про­цедура размерной привязки осуществля­ется следующим образом:

выбирают начало координат про­граммы, например на правом чистовом торце детали;

вызывают нужный инструмент, например упорно-проходной резец;

включают вращение шпинделя и в режиме ручного управления резец подводят к заготовке;

Zn=365

Рис. 13.19. Установка элементов токарного станка в исходное положение

управляя маховичком, производят наружное обтачивание заготовки на длине, достаточной для измерения на­ружного диаметра;

останавливают шпиндель и изме­ряют диаметр проточенной поверхности;

УЧПУ переводят в режим размер­ной привязки инструментов и измеренный диаметр нажатием на клавиши вводят в память устройства;

включают вращение шпинделя, в режиме ручного управления резец под­водят к торцу заготовки и обрабатывают торец;

инструмент отводят по оси X, останавливают шпиндель, измеряют рас­стояния по оси Z от начала координат программы до проточенного торца;

УЧПУ переводят в режим размер­ной привязки инструментов и измеренную_ величину вводят в память.

УЧПУ обладают еще одним достоин­ством, близким по значению к плаваю­щему нулю; позволяют пересчитывать положение программируемой точки. Эту возможность используют при работе несколькими инструментами или при обработке деталей, закрепленных в многопозиционных приспособлениях. Она реализуется командой G92 управляющей программы при работе в абсолютной системе. Команда G92 подтверждает любое новое положение программируе­мой точки относительно начала коорди­нат программы (или наоборот). Суть использования этой команды покажем на примере.

Пример 2. Токарная обработка деталей двумя инструментами. Программируемая точ­ка F2 (см. рис. 13.19), принадлежащая суппорту, имеет относительно точки W коорди­наты: хо=195 мм; zo = 365 мм. Координаты вершины инструмента № 1 (резца) относи­тельно программируемой точки: Wx i = 150 мм; Wz, = 155 мм. Координаты инструмента № 2 (сверла): 1^*2= 119 мм; 1Уг2 = 348 мм. Коор­динаты вершины первого инструмента, когда он находится в нуле программы (точка 0) относительно начала координат (точки W): xi=45 мм; Zi=210 мм; вершина второго инструмента после поворота револьверной головки окажется в нуле программы, опре­деленном координатами х2 = 7& мм; г2— 17 мм.

Начало программы работы резца описы­вается таким кадром: G90 Х45 Z210 (геоме­трическая информация записана условно в миллиметрах). Этим кадром программируемая точка совмещается с вершиной резца, имею­щей координаты xi=45 мм; =210 мм, и одновременно подтверждается положение начала координат в точке W. Никаких пере­мещений суппорта не происходит. Все даль­нейшее программирование выполняется в удобном для расчета и проверки программы виде, например: приближение резца к торцу заготовки без смещения по оси X — кадр GOl Х45 Z0; перемещение вершины резца в точку W — кадр G01 ХО Z0; уход в нуль про­граммы — кадр GOl Х45 Z210 и т. д.

После смены инструмента рабочее поло­жение займет сверло. Координаты вершины сверла (jc2 = 76 мм; 22=17 мм) отличаются от координат резца, однако с помощью коман­ды G92 можно пересчитать положение про­граммируемой точки таким образом, что про­граммирование будет выполняться в удобном виде: G92 Х76 Z17. Происходит пересчет положения программируемой точки, которая смещается в точку с координатами х = 76 мм; 2=17 мм; тем самым она совмещается с вершиной сверла.

Таким образом, команда G92 предшест­вует работе каждого нового инструмента. По этой команде без фактических перемещений рабочих органов станка смещается положе­ние отсчетной программируемой точки (точ­ки F) относительно одного и того же начала координат (точки W) и происходит ее совме­щение с вершиной инструмента.

Можно использовать команду G92 также для облегчения программирования и отладки программы обработки несколь­ких деталей, установленных в разных позициях одного приспособления, или нескольких приспособлений на одном рабочем столе станка. В этом случае управляющую программу рассчитывают не в единой системе координат, а в не­скольких (для каждой обрабатываемой детали). Многопозиционную обработку часто выполняют на сверлильных, фре­зерных, расточных и многоцелевых станках.