Специфичным для станков с ЧПУ является выбор исходной точки, или привязка систем координат детали (СКД) и инструмента (СКИ) к системе координат станка (СКС). Под исходной точкой (ИТ) понимается положение исполнительного органа, из которого он начинает перемещаться по программе. Ее координаты определяются относительно нулевой точки станка. Нулевая точка станка – это положение начала его координатной системы.
В станках с ЧПУ принята правосторонняя прямоугольная система XYZ. Ось Z всегда направлена параллельно оси вращения шпинделя (рис. 2.20). Положительное направление оси Z совпадает с направлением выхода сверла из детали. Ось У направлена перпендикулярно плоскости направляющих, которые параллельны оси Z (см. рис. 2.20). Ось X перпендикулярна плоскости ZY. Вращение вокруг осей X, Y, Z обозначают соответственно А, В, С. Если станок имеет несколько суппортов, шпинделей и т.д., то перемещения обозначаются U, V, W, а вращения – D и Е.
Положение нулевой точки стандартом не оговаривается. Для токарных станков рекомендуется за ноль станка (Оc) принимать точку пересечения левого торца заготовки с осью вращения при обработке в центрах и точку пересечения базового торца заготовки с осью вращения при обработке в патроне (см. рис. 2.20, а).
На сверлильно-фрезерно-расточных станках за ноль станка Ос принимают точку пересечения поверхности поворотного стола с его осью вращения (см. рис. 2.20, б). На фрезерных и сверлильных станках с крестовым столом нулевую точку следует совмещать с точкой пересечения базовых поверхностей узла, несущего заготовку.
Система координат детали служит для задания опорных точек траектории взаимного перемещения заготовки и инструмента. Под опорными точками понимаются точки, в которых изменяется либо скорость, либо направление перемещения. При рас
чете перемещений используют правую прямоугольную систему координат. В частных случаях применяют полярные координаты.
Начало СКД (ноль детали) рекомендуется располагать так, чтобы все или большая часть координат опорных точек имели положительное значение, а оси совмещать или располагать параллельно технологическим базам детали. При прочих равных условиях следует совмещать ноль детали (Од) с нулем станка (Oс) (см. рис. 2.20, а).
Систем координат инструмента предназначена для задания положения его формообразующих элементов. Ось СКИ располагают параллельно и в том же направлении, что и оси СКС. Начало СКИ (Ои) токарных станков, у которых ось поворота инструментальной головки параллельна оси OZ, выбирают в точке пересечения оси поворота базовой плоскости, на которую опирается инструмент (см. рис. 2.20, а). При установке инструмента в шпиндель Ои располагается в точке пересечения торца шпинделя и оси его вращения (см. рис. 2.20, б).
В некоторых конструкциях токарных станков исходная точка постоянна. В остальных же случаях ее следует выбирать с учетом следующих соображений:
· с одной стороны, инструмент должен располагаться максимально близко к заготовке, чтобы уменьшить время холостых перемещений;
· с другой – необходимо исключить опасность удара по заготовке при его смене и обеспечить удобство установки и снятия заготовки.
Таким образом, координаты исходной точки при обработке заготовки в центрах на токарном станке (см. рис. 2.20, а) можно определить из следующих выражений:
;
,
где Lmax, Dmax – соответственно максимальные длина и диаметр заготовки; l1 – глубина входа переднего центра в заготовку; Wz max, Wx max – соответственно максимальные вылеты инструментов в наладке по координатам Z и X; а = 0…2 мм, b = 1…2 мм – величины, гарантирующие удобство установки заготовки; dmax – максимальный диаметр центрового отверстия.
Для сверлильно-фрезерно-расточного станка (см. рис. 2.20, б) координаты исходной точки определяются из выражений:
xн = Dx – В;
yн = Dy + Н;
zн = Amax – Dz + Lmax + l’¢
где Dx, Dy Dz – величины, характеризующие положение СКД в СКС; В, Н – координаты оси обрабатываемого отверстия в СКД; Amax – максимальный размер заготовки в направлении оси OZ; Lmax – максимальный вылет инструмента; l¢¢ – глубина входа инструмента в шпиндель.