Практически за положительное направление движения всегда выбирается такое направление, при котором инструмент и заготовка удаляются друг от друга

В технических характеристиках большинства современных систем программного управления указывается число управляемых координат и число одновременно управляемых координат. Число управляемых координат может достигать 12, а число одновременно управляемых координат – от 2 до 6. Это означает, что в станке может осуществляться движения различных узлов по указанному количеству направлений, причём часть из них одновременно.

Для обозначения направления перемещения других (дополнительных) рабочих органов вдоль принятых осей используют так называемые вторичные оси, которые обозначаются: U – параллельно X, V –параллельно Y, W – параллельно Z.

В случае, когда в станке предусмотрены три перемещения в одном направлении, добавляются так называемые третичные оси: P, Q, R.

Кроме линейных перемещений в работе станка могут участвовать круговые перемещения, например, поворот стола расточного станка или угловое смещение оси шпинделя фрезерного станка. Круговые перемещения обозначаются А, В, С соответственно для поворота вокруг осей X, Y, Z.

В случае выполнения кругового перемещения заготовки обозначения принимают вид А', В', С'.

Примечание. В понятие "круговое перемещение" не входят вращение шпинделя токарного станка и шпинделя, несущего обрабатывающий инструмент.

Система координат станка является главной расчётной системой, в которой определяются все перемещения, начальные и текущие положения рабочих органов станка. Рабочие органы в свою очередь имеют базовые (нулевые по определению ГОСТ – 20523-80) точки, которые определяются конструктивными особенностями отдельных узлов, управляемых по программе. Так, для шпиндельного узла базовой точкой является точка пересечения торца шпинделя с осью его вращения, для крестового стола фрезерного станка – точка пересечения его диагоналей или конструктивно заданная специальная настроечная точка.

Рис. 3.2. Расположение базовой точки станка.

Базовая точка может быть виртуальной, а может быть материализована каким либо элементом станка, например, точным базовым отверстием в центре стола. Относительно этой точки задаются абсолютные размеры перемещений рабочих органов станка. Кроме базовой (нулевой) точки для разработки программы и наладки станка используются ещё две характерные точки - исходная и фиксированная. Исходная точка выбирается при разработке траектории движения инструмента по программе обработки исходя из условий удобства установки заготовки и замены инструмента, минимизации холостых ходов. Исходная точка определяется относительно базовой точки станка и является началом обработки по управляющей программе. Фиксированная точка служит для нахождения положения рабочего органа относительно базовой точки станка и может служить координатой смены инструмента. Совмещение базовых и фиксированных точек производится с помощью датчиков положения.

У станков различных типов и моделей системы координат располагают по-разному, определяя положительное направление осей и положение начала координат. В стандартной системе координат положительные направления осей определяют по правилу правой руки. Большой палец указывает положительное направление оси Х (абсцисс), указательный – Y (ординат), средний – Z (аппликат).

Ось Z всегда связана со шпинделем станка, ось Х всегда соответствует направлению большего перемещения и располагаетсягоризонтально.

Для определения положительного направления вращений вокруг этих осей пользуются другим правилом правой руки, по которому большой палец указывает положительное направление оси, а остальные согнутые пальцы укажут положительное направление вращения.

Рис. 3.3. Правило правой руки.

Непосредственно с системой координат станка связана система координат инструмента, которая предназначена для задания положения режущей кромки относительно державки. Поскольку на станке с ЧПУ используется большое разнообразие инструментов, положение каждого из них определяется в своей системе координат, оси которой параллельны стандартной системе координат станка и направлены в ту же сторону. Начало системы координат инструмента располагают в базовой точке инструментальной головки, которая выбирается с учётом установки его на станке и совмещается с базовой точкой элемента станка, несущего инструмент. Такой точкой может служить, например, ось поворота револьверной головки токарного станка или точка пересечения оси шпинделя с торцом для вращающегося инструмента. Положение вершины режущей кромки инструмента задаётся относительно начала инструментальной системы координат и обеспечивается настройкой инструментального блока на специальном приспособлении вне станка.

В разработке траектории перемещения инструмента, участвующего в формообразовании обрабатываемых поверхностей, используется так же система координат детали. Эта система предназначена для задания координат опорных точек траектории инструмента и в которой определены все размеры обрабатываемой детали.

Опорными точками называются точки, которые составляют контур детали и в которых происходит изменение направленияперемещения вершины инструмента.

Для удобства работы при составлении программы систему координат детали устанавливают так, что бы направление осей координат совпадало с направлением координат станка, а координатные оси по возможности совпадали с осями симметрии.

Все эти системы координат связаны между собой в единую систему, в которой удобно представлять расположение заготовки при обработке и траекторию перемещения инструмента.

Рис 3.4. Связь систем координат токарного станка.

Начало координатной системы станка располагается в точке пересечения оси шпинделя с базовой плоскостью торца шпинделя. Эта точка носит название нулевая точка станка – точка М. Плоскость ХОZ проходит через ось шпинделя и располагается параллельно плоскости направляющих станка.

Точка А – точка, в которой расположены упоры, по которым производится привязка всех координатных систем при включении станка.

Точка W – нулевая точка детали. Она может совпадать с точкой расположения упоров или выбирается из условия выполнения размеров при обработке без пересчётов размеров. Точка W является началом системы координат заготовки. В процессе разработки траектории перемещения инструмента система координат заготовки может изменять своё положение по отношению к базовой системе координат станка. Это позволяет программировать перемещения в соответствии с простановкой размеров на чертеже детали без выполнения дополнительных пересчётов.

Точка В – точка начала программы или стартовая точка. Из этой точки начинается отработка управляющей программы. Обычно эта точка задаётся оператором исходя из условия удобства установки заготовки на станок и снятия готовой детали.

Точка R – точка смены инструмента. Она привязывается через систему измерения к нулевой точке станка и выбирается таким образом, чтобы при повороте револьверной головки ни один из инструментов не задевал установленную заготовку. При поступлении команды на смену инструмента рабочий орган станка автоматически выезжает в эту точку и происходит поворот револьверной головки.

В случае, когда перемещения программируются в базовой системе координат станка, с которой совпадает система координат заготовки, обработка ведётся в абсолютной системе координат. Поместив начало координатной системы заготовки в точку, в которой находится инструмент по окончании данного перехода, устанавливаем относительную систему координат, привязанную к базовой системе координат станка. Перейдя в новую систему координат, перемещения инструмента программируются относительно базовой системы.

Рис 3.5 Системы координат станков