Смещения ЧПУ станка

Этот пост предназначен для разъяснения понятия смещений в ЧПУ: что это такое, как их применять и как они соотносятся с контрольной точкой станка или его исходной позицией. Сначала важно понять основные принципы работы станков с ЧПУ.

Оси ЧПУ и их направления

Система Декартовых координат описывает каждую точку пространства через координаты чисел.

Чтобы определять позиции в 3D-пространстве, система использует три оси: X, Y и Z.

Точка, где встречаются эти оси, именуется началом координат.

Ось X движется слева направо, Y — спереди назад, а Z — вверх и вниз. Когда задаются позиции по осям X, Y и Z, можно точно указать точку в пространстве относительно начала координат.

Использование осей ЧПУ

Эти позиции позволяют ЧПУ-станку перемещаться в нужные точки.

Значение X15 укажет на положение справа от начала координат, а X-1.5 — слева.

Значение Y8 определит позицию перед началом координат, а Y-1.5 — позади.

Значение Z2 укажет положение выше начала координат, Z-1.5 — ниже.

Направления движений описывают перемещения инструмента.

При движении стола вправо происходит перемещение инструмента влево относительно детали.

Точно так же при движении стола назад инструмент движется в положительном направлении Y.

Что представляет собой нулевая точка станка?

Нулевая точка станка, также известная как исходная позиция, — это точка, где все оси установлены на ноль.

Эту позицию лучше всего разместить максимально в положительном направлении по оси Z. Если станок движется в положительном направлении по X и Y, то инструмент отведен как можно дальше от детали.

Вернув станок в исходную точку, шпиндель отходит в сторону, что облегчает подготовку деталей.

Обычно исходная позиция не требует изменений.

Большинство промышленных станков оборудованы концевыми выключателями, предотвращающими повреждения при максимальных перемещениях.

В случае хобби-станков ЧПУ возможна установка концевых выключателей с помощью ПО, что можно сделать дополнительно, если необходимо.

Рекомендуется возвращать станок в исходное положение перед выключением.

Таким образом, при повторном включении, начальной точкой будет ранее установленное положение.

Поддержание одного и того же исходного положения позволяет быстро возобновить работу с незавершенной деталью.

Включение команды возврата в конце программы автоматизирует возврат станка в начальную точку.

Смещения ЧПУ-станка

Смещения или рабочая система координат (WCS) указывают на позиции, которые определяются относительно исходной точки станка.

В программе можно использовать несколько смещений, которые применяются для многозадачной обработки деталей. Для обозначения смещений используются G-коды от G54 до G59.

Установка G54 задает позиции для каждой оси относительно детали. Программа управляет положением станка, компенсируя смещения от исходной точки.

Если смещение отключено командой G53, станок начнет программу с исходной точки. Эта настройка отображается и в программном обеспечении.

Все значения смещений будут отрицательными, если контрольная точка станка находится в самой высокой точке по осям X, Y и Z.

Это знание позволяет легко проверить, нет ли отклонений в смещениях.

Например, если ось Z имеет диапазон 4 дюйма, а смещение Z равно -5,423, установите его правильно для предотвращения ошибок.

Проведение таких проверок позволяет избежать сбоев и повреждений станка.

Подробнее о настройке нулевых точек можно узнать здесь.

Виды смещений и их использование

Существует несколько типов смещений, которые используются в ЧПУ-станках для обеспечения точности и гибкости обработки деталей. Рассмотрим их подробнее:

Рабочее смещение (Work Offset)

Рабочее смещение, или G54 – G59, позволяет определить начальные координаты детали, которые станок будет использовать как отправную точку для обработки. Это особенно полезно, когда необходимо выполнить операции с несколькими заготовками или изменить точку отсчета на одной детали. Обычно каждая деталь имеет своё смещение, что позволяет обрабатывать несколько элементов одновременно или поочередно, не изменяя основную настройку координат.

Инструментальное смещение (Tool Offset)

Смещение инструмента используется для компенсации разницы в длине и диаметре различных режущих инструментов. Например, при замене фрезы на более длинную или короткую можно настроить станок на новое смещение, чтобы избежать неточностей в процессе обработки. Чаще всего инструментальное смещение используется для оси Z, чтобы установить правильную глубину резания.

Смещение прижима (Fixture Offset)

Смещение прижима применяется для учёта положения держателей и креплений детали на столе станка. Поскольку крепежные элементы занимают определенное место на столе, они могут влиять на свободное движение инструмента, особенно если требуется обрабатывать разные части детали без её перемещения. Это смещение используется для коррекции этих нюансов, чтобы обработка была точной, независимо от положения креплений.

Преимущества использования смещений в ЧПУ

Работа со смещениями значительно упрощает и ускоряет производственный процесс. Вот основные преимущества:

• Гибкость настройки: операторы могут использовать одно и то же программное обеспечение для нескольких задач, просто изменяя смещения для разных заготовок.
• Экономия времени: вместо того, чтобы вручную задавать новую начальную точку для каждой операции, можно использовать заранее установленные смещения.
• Минимизация ошибок: настроенные смещения помогают предотвратить ошибки, возникающие из-за необходимости постоянного перенастроя станка.
• Автоматизация: при интеграции с программами автоматизации смещения позволяют быстро переходить между этапами обработки без задержек и простоев.

Практические советы по настройке смещений

Чтобы смещения работали эффективно, важно правильно их настроить и регулярно проверять на точность. Вот несколько рекомендаций:

• Перед началом работы всегда убеждайтесь, что все смещения заданы корректно и соответствуют требованиям текущей задачи.
• Регулярно калибруйте инструменты и обновляйте значения инструментального смещения.
• После каждой замены заготовки или инструмента проводите тестирование на наличие отклонений и ошибок в смещениях.
• Используйте команды G53 и G28 для возвращения станка в исходное положение при необходимости сброса смещений.

Следуя этим рекомендациям, можно обеспечить точность и надёжность работы ЧПУ-станка, а также избежать возможных повреждений оборудования или заготовок.

Заключение

Смещения в ЧПУ — это мощный инструмент, позволяющий значительно повысить производительность и точность обработки. Знание того, как настраивать и использовать смещения для каждой конкретной задачи, помогает оптимизировать рабочий процесс и сократить издержки на настройку и перенастройку оборудования. С правильными смещениями станок становится универсальным и позволяет адаптироваться к различным типам операций и материалов.