Как устроены оси станка с ЧПУ?

Чертеж любой детали возможно сделать в осях X, Y и Z. Данная система координат записывает положение любой точки в пространстве. С ее помощью можно сделать деталь на станке, где рабочая часть резца перемещается во всех трех осях.

Устройство трехосевого станка с ЧПУ

фото станка

 Трехосевой фрезерный станок с ЧП У дает больше возможностей в отличие от устройства с фиксированным шпинделем. Он способен автоматически сменять инструмент и не останавливать при этом процесс работы. Каждая ось станка с ЧПУ включает в себя следующие моменты:

  • Целевые элементы аппарата. Они должны выполнять три главные задачи:
  • двигаться в направлении заданной оси;
  • обеспечивать точное перемещение, исключая люфты и вибрации.

В зависимости от формы профиля существует несколько типов направляющих:

  • Цилиндрической формы. По шлифованному валу двигаются каретки с целыми втулками и подшипниками. Рельсы закрепляются на несущую конструкцию корпуса. Точность аппарата с этими направляющими будет ниже из-за высоких люфтов и небольшого сопротивления повторным нагрузкам.
  • Коробчатой формы. Такие направляющие отличаются размером сечения, но система работы у них одинаковая. После подгонки они прикрепляются к станине устройства. Движение происходит за счет каретки, которая точно подогнана по размеру к рельсе.
  • Профильной формы. Такой вид направляющих по своей работе похож на предыдущий вид, но имеет несколько различий:
  • Скольжение происходит по профилям.
  • Трение осуществляется за счет шариков внутри каретки.
  • По боковым сторонам каретки расположены пыльники, что исключает попадание мусора внутрь элементов.
  • Винтовой вал. Его задача образовывать круговые движения вдоль оси с небольшим трением и люфтом.
  • Шаровый двигатель. Он нужен, чтобы перемещаться по дискретным шагам. В зависимости от вида двигателя число шагов колеблется от ста до четырехсот, а угол одного шага — от 0,9 до 3,6 градусов.

Справка: у шарового движка прочный стальной корпус, поэтому в случае протекания он не выйдет из строя.

  • Сервомотор. Он имеет замкнутую конструкцию, и к нему прикреплено устройство под названием энкодер. Это датчик, сообщающий, сколько шагов сервомотор сделал. Сигнал подтвердит обратную связь с контроллером, благодаря чему значительно увеличится производительность.

Оси координат ЧПУ станка

Работоспособность аппарата с ЧПУ тесно связана с координатной системой. Оси находятся параллельно направляющих устройства, что позволяет в процессе обработки деталей указывать необходимые направления и движение рабочих элементов. Для всех устройств с ЧПУ принята одна система, по которой оси X, Y и Z указывают направление передвижения элементов.

Аппараты с ЧПУ строят детали по направлению снизу вверх. И тут не стоит вопрос о том, в каком именно месте начинается деталь на сборочной пластинке. Но аппарат должен уметь понять положение заготовки в пространстве. Увы, но просто положить кусок металлической детали в ЧПУ станок и нажать на «Пуск» недостаточно.

Все усложняется еще больше, когда нужно обработать несколько инструментов. У каждого из них разная длина, изменяющая расстояние между основной точкой шпинделя и заготовкой.

Система координат — это метод восприятия пространства устройством с ЧПУ. Без нее устройство не узнает:

  • где заготовка;
  • насколько далеко от нее расположен инструмент;
  • какие движения применять для обработки детали.

Как ЧПУ станок применяет координаты?

После того как будет подано питание и прогрузится система управления, запускается инициализация начальных координат положения шпинделя устройства. У любого станка существует начальная точка. Она инициализируется в автоматическом режиме при включении аппарата. Далее все рабочие элементы станка по очереди вращаются по оси до выключателей. Сначала движение осуществляется по оси Z до упора вверх, далее в крайнее положение по оси X, Y. Когда шпиндель достигнет края по одной из осей, сработает конечный датчик и произойдет инициализация начальной точки.

Обтачивание самой заготовки происходит относительно начальной точки, которую настроил оператор в зависимости от ее месторасположения. Чтобы переключиться между системами координат в процессе выполнения системных программ, применяются команды, которые закладываются в постпроцессор во время его предварительной настройки.

Исходная точка

детали станка

У каждого устройства с ЧПУ своя основная точка под названием Machine Home. Когда устройство в первый раз запускается, то не знает, где находится в пространстве, поэтому его нужно откалибровать.

Когда данный процесс осуществляется, то все три оси аппарата двигаются к максимальному пределу. Когда он будет достигнут, сигнал отправится к контроллеру, который запишет положение для определенной оси. Когда данный процесс произойдет для всех осей, то машина будет находиться в режиме ожидания.

Процесс переходит от ЧПУ к ЧПУ. Для многих из них есть физический выключатель, сигнализирующий контроллеру, что аппарат достиг предела оси.

Как использовать оси координат в станках с ЧПУ?

фото

Система координат для всех устройств с ЧПУ принята одна, при которой оси X, Y и Z указывают движение заготовок относительно подвижных элементов аппарата.

Положительные варианты оси координат возможно определить согласно правилам правой руки. Большой палец означает направление оси X, указательный — Y, средний — Z. Вращаются эти оси так: если повернуть большой палец по направлению оси, то те, которые согнуты, укажут направление движения.

Взаимодействие направления осей координат станков с ЧПУ и заданных координат оператором

Система координат устройства главная, и в ней определяются максимальные движения, текущие и начальные положения рабочих элементов устройства. При этом их положение характеризуют основные точки, которые выбирают, учитывая особенности узлов аппарата. Таким образом, основными точками служат:

  • для шпиндельной части — точка пересечения его торца с осью его вращения;
  • для токарно-револьверного устройства — центральная часть резцедержателя в плоскости или же основная точка блока;
  • для крестового стола — настроечная точка, которая определяется конструкцией ЧПУ;
  • для поворотного стола — центральная часть поворота на зеркале стола.

Коррекция оси ЧПУ станка на примере токарного

Коррекция оси ЧПУ токарного станка происходит следующим образом: аппарат фиксирует отклонения верха режущей кромки инструмента из-за перепадов температуры или полного изнашивания; отклонение положения верха резца замеряется в двух направлениях, которые соответствуют линейным и радиальным положениям детали.

Измерение происходит по одной из программ устройства ЧПУ. По команде ЧПУ-системы головка выводится в одно положение, при которой резец будет установлен в позицию измерения. Дальше револьверная головка перемещается до момента касания режущей кромкой прибора измерения. Затем она возвращается в позицию измерения, и после этого перемещение происходит для другой координаты.

На основании итогов измерения и происходит коррекция в блоке ЧПУ, которая компенсирует смену положения режущей кромки инструментов.

 Справка : такую коррекцию лучше всего проводить перед чистовым проходом.

Станки с ЧПУ используются в разных сферах промышленной и непромышленной деятельности. Это оборудование способно обрабатывать заготовки из металла, дерева и пластмассы. Главное достоинство аппаратов заключается в точности, многофункциональности и повторяемости.

  • 03 октября 2020
  • 114
Получите консультацию специалиста

Комментарии

  • Ещё никто не оставил отзывов к записи.

Написать комментарий

Оцените статью

Подпишитесь
на полезные статьи