Системы координат станка и детали, G54 и коррекции инструмента

Система координат станка

У станка есть собственная система координат с нулём станка — точкой, от которой система ЧПУ отсчитывает положение осей. По руководству Heidenhain, положение нуля станка задаёт изготовитель при настройке станка, пользователь его не меняет. Нуль даже не обязан лежать внутри зоны перемещений. От него задают постоянные позиции, например точку смены инструмента.

На Fanuc система координат станка устанавливается возвратом в референтную точку после включения. До этого, как предупреждает руководство, не работает и программная защита от выхода за пределы хода. В координатах станка можно двигаться прямо из программы: в Fanuc-подобных системах это G53, команда действует только в своём кадре. Так безопасно отводят шпиндель в точку смены инструмента.

Нуль детали и смещения G54–G59

Программировать от нуля станка неудобно: деталь каждый раз закрепляют в новом месте. Поэтому программу пишут от нулевой точки детали — обычно от базы, от которой проставлены размеры на чертеже: угла, оси отверстия, верхней грани.

При наладке оператор находит нуль детали щупом или индикатором и записывает его координаты в системе станка в таблицу смещений. Программа вызывает нужную строку таблицы: G54 — первое смещение, G55 — второе и так далее. ГОСТ 20999-83 называет эти функции «заданное смещение 1–6». Несколько смещений нужны, когда на столе стоят несколько тисков или деталь обрабатывают с разных установов.

Коррекция на длину: G43 и G49

Инструменты в магазине разной длины, а программа задаёт положение вершины инструмента. Разницу учитывает коррекция на длину. В Fanuc-подобных системах кадр G43 H01 Z5. означает: взять длину из корректора № 1, прибавить её к координате и поставить вершину инструмента на 5 мм над нулём детали. G44 вычитает длину, G49 отменяет коррекцию. По данным Haas, коррекцию снимают также H00, G28, M30 и сброс.

Длину измеряют одним из двух способов. Их нельзя смешивать на одном станке:

Второй способ удобнее: инструмент меряют вне станка или один раз на станке, и его длина не зависит от детали. Heidenhain требует именно абсолютную длину: от неё работают симуляция съёма материала и контроль столкновений.

В других системах команды иные:

• Sinumerik — корректор выбирают номером D вместе с инструментом T. Длина учитывается с первым перемещением по оси коррекции, D0 отключает корректор.
• Heidenhain — коррекция на длину включается сама при TOOL CALL. Руководство предупреждает: после TOOL CALL 0 и для инструмента с нулевой длиной коррекции и контроля столкновений нет.

Коррекция на радиус: G41, G42, G40

Без коррекции программист считает путь центра фрезы — смещённый от контура на радиус. С коррекцией на радиус программируют сам контур по чертежу, а смещение делает система ЧПУ по значению в корректоре D.

• G41 — инструмент слева от контура, если смотреть по направлению движения.
• G42 — справа.
• G40 — отмена.

У Heidenhain то же обозначают RL, RR и R0. Фреза с правым вращением (M03), идущая слева от контура (G41), работает попутным фрезерованием — его обычно выбирают на станках с ЧПУ, подробнее в статье «Виды фрез и как выбрать».

Правила включения и отмены по учебнику Haas:

1. Выйти в точку старта без коррекции — в стороне от детали не меньше чем на половину диаметра фрезы.
2. Опустить инструмент по Z тоже без коррекции.
3. Включить G41 или G42 вместе с номером D в кадре линейного перемещения по X и/или Y. Включать и отменять коррекцию на дуге G02/G03 или ходом только по Z нельзя.
4. Отменять G40 только после выхода с детали, не в кадре, который ещё режет.

Heidenhain добавляет: коррекция начинает действовать в конце первого кадра с RL/RR, и при включении и отмене инструмент встаёт перпендикулярно к начальной или конечной точке. Между кадрами с RL и RR нужен хотя бы один кадр с R0.

Типичные ошибки при наладке

Ещё одно предупреждение Fanuc: если при включённой коррекции выполнить команду в координатах станка или возврат в референтную точку, коррекция временно снимается и станок ведёт себя неожиданно. Перед G28 и G53 коррекцию отменяют.

Как проверить наладку перед первой деталью

1. Сверить на экране активное смещение и его значения с картой наладки.
2. Для каждого инструмента проверить, что корректоры H и D соответствуют T и содержат фактическую длину и радиус.
3. Отвести инструмент над деталью и сравнить показания по Z с ожидаемыми.
4. Первую деталь вести покадрово, с пониженной скоростью ускоренного хода. Особое внимание — первым подходам по Z и кадрам включения коррекции.

Из чего состоит программа и что делают остальные G- и M-коды — в статье «Структура управляющей программы». Как нуль детали и корректоры задаются при подготовке программы в CAM — в статье «CAM и постпроцессор».