Что такое калибровка станка с ЧПУ?

Настройка любого станка с ЧПУ ( https://vektorus.ru/cnc/ ) — это необходимое подготовительное мероприятие, без которого не удастся нормально запустить оборудование. Производители используют стандартные системы ориентации, что позволяет вырабатывать единый подход. Калибровка станка ЧПУ является одним из этапов настройки, и ее необходимо провести по всем правилам.

• Система координат
• Калибровка станка ЧПУ
  • База данных станка ЧПУ
  • Начальные точки станка
• Как откалибровать станок CNC: пошаговая инструкция

Система координат

Система позиционирования места нахождения инструмента и рабочих органов станка с ЧПУ базируется на декартовой системе координат, т. е. с использованием осей X, Y, Z. Они определяют линейное перемещение. Если предусмотрено еще и круговое движение вокруг указанных осей, то дополнительно вводятся оси А (вращение вокруг Х), В (вращение вокруг Y) и С (вращение вокруг Z). Таким образом, станки могут иметь от 3 до 6 контролируемых осей движения. Помимо основных осей, в системе могут быть задействованы вспомогательные оси для передвижения дополнительных устройств и приспособлений.

Иллюстрирует расположение основных осей «правило правой руки». Если правую кисть со сжатыми пальцами расположить ладонью вверх, затем средний палец поднять вверх, указательный вытянуть вперед, а большой отставить в сторону, то средний палец укажет положительное направление оси Z, указательный — Y, большой — Х. Соответственно, противоположное направление будет считаться отрицательным. На практике, по оси Х осуществляется перемещение инструмента и узлов влево и вправо, по Y — вперед и назад, по Z — вверх и вниз.

Калибровка станка ЧПУ

Калибровка станка ЧПУ представляет собой обнуление всех основных и вспомогательных осей, т. е. установку начальной точки отсчета. Именно с нее управляющая программа начнет отсчет траектории движения инструмента или рабочего органа. Данная процедура может выполняться автоматически или вручную.

На простых трехосевых станках предусматривается ручная калибровка, заключающаяся в совмещении начала системы координат с осью вращения шпинделя. По оси Z обнуление может достигаться опусканием инструмента до поверхности рабочего стола или заготовки. Автоматизация процедуры обеспечивается с помощью специальной программы, например широко распространенного приложения CNC.

Для чего нужна калибровка? Управляющая программа выдает команду на движение инструмента по определенной траектории. Это движение должно осуществляться в нужную сторону. Если инструмент находится в произвольной точке, то программа не сможет сориентироваться в пространстве и не начнет работу. Только после обнуления всех предыдущих передвижений можно запустить ее со стартовой позиции.

База данных

Для составления алгоритма взаимосвязи всех рабочих органов станка при выполнении определенной операции необходимы сведения о параметрах и координатах рабочего инструмента, основных узлов, линии упора, инструментального магазина и других элементов системы в опорных точках. Эта информация помещается в базу данных станка. Все данные вводятся в виде числовых значений координат с учетом смещения относительно нулевой точки. По этим данным разрабатывается управляющая программа, которая и руководит движением всех основных и вспомогательных элементов станка.

Начальные точки станка

Начальная точка — это ноль в системе декартовых координат, где пересекаются все 3 оси. Именно от этой точки начинается отсчет траектории движения инструмента. Позиционирование его в любой момент осуществления операции производится относительно данной нулевой отметки. Для работы управляющей программы устанавливается не только абсолютная начальная точка с калибровкой всех осей, но и нулевые точки рабочего стола. Эти отметки позволяют производить отсчет программы обработки. Они особенно важны при наличии на станке нескольких линий упоров и при обработке нескольких заготовок одновременно.

Как правило, абсолютная начальная точка задается производителем станка, и она устанавливается с помощью специальных датчиков и концевых выключателей. Система координат рабочего стола может иметь такие нулевые точки:

1. Прямые «нули». Они устанавливаются по углу заготовки, расположенном на точке, соответствующей абсолютной начальной точке, в которой пересекаются линии упоров осей X и Y.
2. Симметричные или зеркальные начальные точки. Отсчет ведется от линии упора оси Y на рабочем столе, расположенной противоположно линии упоров абсолютного нуля.
3. Смещенные точки. При отсчете учитывается смещение на величину рабочего стола за вычетом размера заготовки.

 Важно!  Нулевые точки и линии упоров вводятся в управляющую программу, а инструмент и рабочие узлы возвращаются в них, после чего станок может начинать работать в заданном режиме.

Как откалибровать станок CNC: пошаговая инструкция

Автоматическую калибровку станков с ЧПУ обеспечивает программа CNC с пакетом Mach3. Она совмещается с операционными системами Windows 7, 2000 и XP. Для проведения калибровки необходимо совершить следующие действия:

1. Установить программу.
2. Проверить работу драйвера. Для этого запускается файл DriverTest.exe.
3. Установить порт. В меню «Конфигурации» отыскивается «Порты и Пины» и ставится отметка на выбранный порт.
4. Настроить пины управления шаговыми двигателями. Чтобы задействовать двигатели, надо найти вкладку «Выходы двигателей» и внести необходимые изменения. Если двигателей более трех, то следует добавить пины по дополнительным осям, например: A-axis = Enabled, Step Pin = 8, Dir Pin = 9. При необходимости изменения направления вращения двигателей ставится отметка в окне Dir Low Active соответствующей оси.
5. Настроить выходные сигналы. Устанавливается вкладка Output Signals, в которую вносятся нужные изменения. Включаются управляющие контроллеры путем нажатия кнопки Reset. Если контроллер не включается, надо задействовать поле Active Low.
6. Установить скорости холостых перемещений и передаточных чисел. В меню «Конфигурации» задействуется «Настройка двигателя». По каждой оси устанавливаются передаточные числа, скорости и ускорения.

Автоматическое определение параметров калибровки осуществляется путем введения в окошко «Шаги в мм» необходимых данных. По результатам расчета происходит перемещение калибруемой оси в нулевую точку. Далее надо перейти в режим настроек и запустить калибровку.

Калибровка станка ЧПУ необходима для его запуска. Без ее проведения управляющая программа просто не может определить истинное размещение инструмента. Калибровка обнуляет все предыдущие перемещения и приводит станок в исходное положение. После ее завершения программа запускается с нуля, и осуществляется полноценная обработка детали.