Что такое ноль детали как правильно выбрать ноль детали
§ 3. Программирование ЧПУ. Нулевая точка станка
Однако инженер-программист при разработке управляющих программ не учитывает положение ноля станка, т.к. это потребовало бы обеспечить точное положение заготовки относительно данной точки отсчета, что значительно затрудняет процесс наладки станка на обработку.
Наиболее простым способом является задание некой ключевой точки на детали, когда все управляющие программы выводятся от данной точки. Как правило, такой ключевой точкой в плоскости XY являются угол заготовки, габаритный центр заготовки, центр отверстия, по оси Z – это либо верхняя плоскость, либо основание стола. Также в качестве точки отсчета предпочтительно иметь некую конструкторскую базу, от которой задается цепочка размеров, или технологическую базу, но не всегда это возможно осуществить на практике. На рисунке ниже показано создание начала отсчета УП в системе PowerMILL по ключевым точкам заготовки.
Как же произвести обработку, имея две нулевые точки: станка и детали?
Для этого оператор производит нахождение положения нулевой точки детали в системе координат станка. На рисунке ниже нулевая точка находится в левом верхнем углу, а ноль детали в углу заготовки, необходимо найти размеры Xd, Yd, Zd. Процесс нахождения данных размеров называется «привязкой» к заготовке или установкой ноля детали.
На рисунке ниже показано окно задания рабочих смещений для системы ЧПУ Siemens840D.
Фрагмент УП с заданием рабочей системы координат:
Что такое ноль детали как правильно выбрать ноль детали
ЦПК «Становление» – обучение на станках с ЧПУ запись закреплена
ЧТО ТАКОЕ НУЛЕВАЯ ТОЧКА СТАНКА И ДЕТАЛИ?
Любой станок с ЧПУ имеет точку отсчета пространства или начало осей координат, в которых перемещаются рабочие органы. Такая точка называется нолём станка, а координаты перемещения рабочего органа называются станочными или машинными. На дисплее ЧПУ его можно увидеть как MACHINE COORD.
Пользователь не может изменять положения нулевой точки. Ноль станка задается производителем и перепроверяется каждый раз при включении оборудования.
При этом инженер-программист при разработке управляющих программ не учитывает положение ноля станка, так как это затрудняет процесс наладки станка на обработку. Наиболее простой способ – это задание некой нулевой точки на детали, когда управляющая программа заводится от данной точки.
Нулевая точка, относительно которой производится расчет управляющих программ, называется нолем детали или нолем программы. Инженер-программист устанавливает данную точку на основе чертежа, технологического процесса, а также другой технической документации.
Нулевая точка детали
Нулевая точка деталиW (нуль детали) — точка на детали, относительно которой заданы ее размеры.
Начало СКД определяется технологом-программистом, исходя из анализа чертежа детали с учетом:
геометрии заготовки, простановки размеров, описывающих её контур;
базирования заготовки на станке и технологии её обработки;
удобства размерной настройки инструментов.
Если заготовка устанавливается в тиски, то необходимо учитывать несколько моментов. У тисков есть подвижная и неподвижная губки. При назначении нулевой точки на поверхности (грани), примыкающей к подвижной губке тисков (рис.2.9 б), размеры заготовок могут немного отличаться, и соответственно, оператор станка для получения правильных размеров должен каждый раз «перспривязываться», то есть заново находить координаты нулевой точки.
 |
Если же нулевая точка установлена на поверхности, примыкающей к неподвижной губке тисков (рис.11,а), то координаты нулевой точки не изменяться при любых отклонениях размеров заготовки.
В большинстве случаев нулевая точка устанавливается относительно уже подготовленных поверхностей. Хорошо, когда на станок с ЧПУ приходит заготовка с обработанным «в размер» наружным контуром. Это позволяет точно и надежно се закрепить и гарантировать постоянство координат нулевой точки.
В системе координат детали задается положение исходной точки. Обозначается буквой О. Исходная точка— точка, определенная относительно нулевой точки станка и используемая для начала работы по УП.
Исходная точка является первой точкой отработки управляющей программы. С ней совмещается базовая точка инструмента перед началом обработки, в нее выводится инструмент для автоматической смены. Исходная точка часто называется нулем программы.
При многоинструментальной обработке исходных точек может быть несколько (по количеству инструментов).
Исходная точка выбирается при разработке траектории движения инструмента по программе обработки, исходя из условий удобства установки заготовки и замены инструмента, минимизации холостых ходов.
Задание координат исходной точки в системах координат станка и детали, позволяет связать эти системы координат.
11 способов найти нулевую точку на вашем станке с ЧПУ
Первое, что вам нужно сделать, прежде чем вы начнете обработку детали, это сообщить станку, где находится ноль детали. Ноль детали — это точка отсчета, соответствующая координате 0, 0 на чертеже САПР, который вы использовали для всей своей работы CAM или для генерации g-кода вашей программы обработки детали. Она также называется «Program Zero», или X0Y0Z0 в программе g-code или Part Zero. Между прочим, определение местоположения нулевой точки часто называют «касанием». Каждый оператор ЧПУ станка должен уметь выполнить этот простой шаг, и часто полезно иметь более одного способа нати нулевую точку. Трудоемкость не одинакова для каждого из этих способов, и некоторые из них лучше подходят для одних случаев, а другие — для других. Понимание всего арсенала методов поможет вам стать эффективнее, выбирая лучший для каждой новой задачи.
Вот несколько методов на выбор:
Метод 1: используйте Edge Finder
Edge Finders — это, безусловно, самый распространенный способ найти нулевую деталь, поэтому мы начнем с этого. Чтобы использовать этот метод, вставьте деталь в тиски или приспособление для фрезерования. Обычно угловую часть делают нулевой. Поскольку вы будете начинать (обычно) с необработанного материала, важно оставить некоторый припуск на обработку в вашем чертеже САПР.
Edge Finders бывают разных видов, но мы сгруппируем их по механическим и электрическим категориям. Электрические кромкоискатели загораются и / или издают звуковой сигнал при контакте с заготовкой. Они полагаются на то, что заготовка является электропроводной, поэтому цепь замыкается, когда кромкоискатель касается заготовки. Вот типичный электрический кромкоискатель:
Подобные электрические кромкоискатели чрезвычайно просты в использовании и относительно дешевы. Основные их недостатки, низкая точность у тех, где есть подвижные шарики, и чрезмерная хрупкость у тех где нет подвижных частей. Их довольно легко сломать, если вы двигаетесь слишком далеко или слишком быстро.
Механические кромкоискатели существуют уже давно. Они работают, вращаясь на довольно низких оборотах (осторожно!), И когда вы чуть-чуть проезжаете край, они «выскакивают». Это видео от Tormach дает отличный пример механических и электронных кромкоискателей в действии:
При использовании кромкоискателя, вы просто ищите кромку, соответствующую каждой оси, X и Y, и обнуляете координаты станка. Обратите внимание, что при обнулении необходимо учитывать радиус наконечника!
Метод 2: используйте 3D-тестер
Я заплатил больше, когда купил свой — на самом деле, намного больше, так как сначала я купил дешевый китайский клон, пожалел об этом, а затем купил настоящую вещь. Это популярный, но чрезвычайно точный и простой в использовании кромкоискатель. Вы вставляете его в свой шпиндель и используете, чтобы найти нулевую точку детали, кромки, углы, щечки тисков и всевозможные другие общие задачи настройки. Секрет популярности в том, что этот способ быстрее и проще, чем другие методы.
Эти прецизионные измерительные инструменты немецкого производства настолько удобны для выполнения множества задач по настройке, что я постоянно держу один в держателе инструмента и видел, как многие другие специалисты с ЧПУ делают то же самое.
Для поиска Part Zero используйте 3D Taster так же, как и кромкоискатели.
Метод 3: выберите фиксированное место на тисках или приспособлении
Это мой любимый метод, потому что он требует меньше всего времени и усилий для каждой настройки, хотя требует небольшой предварительной настройки один раз.
В двух других методах вы должны находить нулевую точку каждый раз, когда вы устанавливаете новую деталь на станок. С помощью этого метода вы найдете нуль один раз, потому что он связан с удержанием заготовки. Приведу пример. Предположим, вы используете угол фиксированной губки тисков:
Это огромная экономия времени, потому что большую часть времени тиски находятся на вашем рабочем столе. Пока вы проектируете свои детали с идеей, что угол губок тисков представляет собой нулевую точку, вы можете вставить деталь в губки и начать обработку без измерения нулевой точки детали, по крайней мере, без измерения X и Y. В Измерить и обнулить начало координат вам необходимо только если тиски двигаются или вы меняете исходное положение. Возможно, вам придется провести повторные измерения, если на ваших машинах также отсутствуют переключатели исходного положения. Но в любом случае, вы будете устанавливать ноль детали намного реже, и это сэкономит ваше время.
Метод 4: Чтобы найти нулевую точку используйте какой-либо стоп
На картинке выше показан стопор тисков, который я сделал давным-давно. Вы можете установить упор, чтобы повторно выставить деталь по некоторому нулю, относительно которого вы выставляете заготовку.
Вы можете разместить упоры на крепежной пластине. Наконец, вы даже можете получить стопы, которые подходят для Т-образных пазов, например, такие:
Метод 5: используйте камеру или прицел чтобы найти нулевую точку
Центрирующие прицелы существуют уже давно, и при достаточном внимании и увеличении они могут быть довольно точными:
Предупреждаю, что эти центрирующие прицелы трудно увидеть. Иногда оптика не ахти и изображение может быть довольно тусклым. Помогает достаточное освещение, возможно, от дополнительной лампы. Но более современный подход — использовать цифровую камеру с увеличением. Этот снимок центрирующего прицела фрезерного станка Beatty Robotics:
Обратите внимание, что камера смещена от оси шпинделя. Это смещение фиксировано и может быть учтено при обнулении. Есть также камеры, которые устанавливаются прямо в держателе инструмента и смотрят вниз по оси шпинделя.
Метод 6: обнуление элемента детали
Это не полностью независимый метод, потому что вам нужно использовать один из других методов для правильного определения местоположения детали. Но это чрезвычайно полезно для второстепенных операций и случаев, когда вам нужно положить на машину что-то для ремонта или переделки, а не грубый кусок материала. Идея сводится к нулю какой-то особенности детали. Например, мы использовали точечное сверление ямочки с цифровой камерой выше. Фактически, определение местоположения отверстий может быть выполнено очень точно, так что это довольно распространенный тип функции. Конечно, функция не обязательно должна быть нулевой. Он просто должен быть расположен по известному смещению, чтобы после того, как вы нашли элемент, вы могли применить смещение, чтобы получить ноль детали.
Метод 7: бумага Endmill Plus, датчик или измерительный блок
Поиск нулевой детали с помощью концевой фрезы — еще один очень распространенный подход. Идея состоит в том, чтобы подойти к детали с помощью концевой фрезы и использовать какую-либо прокладку, чтобы концевая фреза фактически не контактировала с деталью. Обычные прокладки включают лист бумаги, щуп или измерительный блок. За исключением бумаги, шпиндель должен оставался неподвижным.
Однажды я провел несколько экспериментов, чтобы попытаться определить, насколько точен такой метод. Вот что я нашел из нескольких методов касания в Z:
Прикосновение на ощупь : для моего 1-го метода при остановленном шпинделе подведите резак на верхнюю часть заготовки. Обнулите УЦИ и двигайтесь оттуда. Это дало результат с ошибкой 0,3 мм. Не очень хорошо! Ошибка была относительно повторяемой. В итоге разрез оказался на 0,3мм дюйма глубже, чем хотелось. Это также не особенно хорошо для фрезы или подшипников шпинделя, если вы не будете осторожны.
Отключение по звуку : во второй попытке я осторожно опустил шпиндель под напряжением и прислушался, когда резак начал резать. Этот метод оказался немного более точным, и в результате получился разрез на 0,2 мм. Все еще не очень хорошо.
Прикосновение к бумаге : традиционный метод старой школы заключается в том, чтобы держать кусок сигаретной бумаги (по слухам, толщиной ровно 0,1 мм) на заготовке и постепенно опускать резак, пока он не начнет захватывать бумагу. Добавьте еще 0,01мм, и вы на нуле! Не имея сигаретной бумаги, я использовал стандартную бумагу для лазерных принтеров. Я отрезал полоску шириной 20 мм, чтобы я мог держаться за один конец с безопасного расстояния, и ждал, пока резак схватится. В моем случае я получил 0,25, а не 0,1 ″, но, по крайней мере, это было красивое круглое число и довольно повторяемое.
Устройство предварительной настройки оси Z : Последним в тестах был дешевый модуль предварительной настройки оси Z, который я купил на eBay.
Как это работает? Просто! Если вы нажмете пальцем на наковальню сверху до упора, у вас будет ровно 2 дюйма от верха наковальни до низа гаджета. В этом положении вы поворачиваете циферблат до нуля. Установите его на заготовку, опустите резак, пока игла не зарегистрируется, обнулите стрелку, обнулите координаты, и вы должны быть точно на 2 дюйма выше того места, на котором находится устройство предварительной настройки.
Так что, не ожидая многого, я поставил устройство на мой алюминиевый куб в тисках на столе и повернул головку, пока фреза почти не коснулась. Заблокировал шпиндель и проворачивал стрелку с точной регулировкой до тех пор, пока стрелка не обнулилась, обнулил мою нулевую точку, снял устройство предварительной настройки, отмерял еще 2 дюйма с помощью точной настройки, снова обнулил УЦИ, прибавлял 0,010 дюйма для ровного разреза.
Желаемый результат — 2,396 дюйма. Я опустил высотомер, чтобы снять показания, которые были, пожалуйста, барабанная дробь 2.396 ″! Святая сверхъестественная точность, Бэтмен! Китайский предустановщик действительно работал, и он работал хорошо, и хотя стрелка прошла 2 дюйма, а я ожидал худшего, все получилось правильно.
Есть более дорогие и гораздо более приятные и точные устройства, чем то, что есть у меня, поэтому я не вижу ценности в других методах, которые я пробовал. Я скажу, что измерительный блок может быть очень точным. Просто убедитесь, что вы используете првильно Не совершайте толчковые движения с установленным измерительным блоком, так как это плохо для измерительного блока и фрезы.
Метод 8: Найти нулевую точку с помощью лазерного прицела
Этот метод очень нагляден, но не очень точен. Для того чтобы найти нулевую точку. Вы можете установить дешевый лазер в оправку, которая будет проецировать красивое красное лазерное пятно на вашу заготовку, находящуюся на оси шпинделя.
Метод 9: зонд с ЧПУ
Я оставил лучшее напоследок — высококачественный датчик с ЧПУ автоматизирован и может быть более точным, чем любой другой метод. Зонды входят в шпиндель и используют наконечник щупа для измерения детали:
Метод 10: Найти нулевую точку «На глазок»
Используя этот метод, вы написали свою программу обработки детали, предполагающую, что деталь находится на некотором расстоянии внутри заготовки. Это расстояние определяет, насколько точно вы должны определить нулевую точку детали.
Если программа обработки детали написана так, что деталь находится на 4 мм внутри заготовки, нам нужно только убедиться, что заготовка достаточно велика, и что ноль детали заготовки находится в пределах 4 мм от фактическая нулевой точке. Это такая большая погрешность, что вы легко можете увидеть ноль.
Бонус: метод 11: используйте машину для остановки
Вот метод, предложенный нашими читателями — спасибо, ребята!
Вставьте штифт в держатель инструмента, установите его в соответствии с программой обработки детали и позвольте штифту быть упором, когда вы вставляете деталь в тиски. Вам нужно будет компенсировать диаметр штифта в вашей программе.
Это позволяет легко изготавливать детали, которые намного короче или намного длиннее, чем ваши губки тисков. Я делаю нечто подобное на своем токарном станке с ЧПУ все время, когда устанавливаю инструмент так, чтобы я мог подтянуть пруток вверх и использовать инструмент в качестве упора для начала новой детали.
Заключение
Теперь у вас есть 11 способов найти нулевую точку для ваших проектов с ЧПУ. У каждого есть свои сильные и слабые стороны. Есть еще много других методов. Поиск нулевой детали для некоторых видов 5-осевой работы или работы с деталями сложной формы может быть очень сложной задачей.
Расскажите нам, какие ваши любимые методы, которые мы упустили, в комментариях — поделитесь опытом ваших собственных специальных приемов.
Установка нулевой точки на фрезерном станке с ЧПУ
Перед началом работы на любом станке с ЧПУ нужно выставить машинные координаты резки и то, с какой точки начнётся отсчёт пространства. В разных источниках точка может называться нулевой, реперной или исходной.
Установка нулевой точки на фрезерном станке с ЧПУ происходит каждый раз после того, как оборудование включается. И это операция, которую должен уметь производить каждый оператор ЧПУ.
Почему нельзя раз и навсегда установить нулевую точку во время написания программы для станка? Такая точность на уровне управления привела бы к высокому проценту брака. Каждый раз пришлось бы приводить заготовку в идеальное соответствие с точкой отсчёта. А это довольно сложно реализуемая задача.
Кроме того, программа создаётся с прицелом на то, что заготовка останется неподвижной, двигаться будет сама фреза.
Но есть в этом нюанс. Некоторые станки так и действуют, но другие, напротив, передвигают не инструмент, а сам рабочий стол с заготовкой. То есть, направления движения совершенно противоположные. Что при этом делать создателю программы — вопрос сложный. Но, к счастью, система станка сама выстроит наиболее эффективный маршрут без участия человека. Гораздо проще и надёжнее будет указать станку, откуда начинать перемещения, на этапе его запуска. Осложняется всё тем, что работа идёт не в одной системе координат, а сразу в трёх
Во-первых, это система координат самого ЧПУ станка. По отношению к остальным она является определяющей. Системы координат различаются в зависимости от:
Согласно этим системам координат происходят дальнейшие перемещения режущего инструмента. Нулевую точку от которой отсчитываются все передвижения задаёт производитель техники. Пользователь её изменять по своему желанию не может.
Вторая координатная система, с которой придётся работать — система координат самой детали. Она обычно прописывается в проектной документации, чертеже или эскизе.
В программе, которая загружается перед началом резки, прописаны:
По этим параметрам задаются координаты опорных точек будущих деталей. Под этим понятием мы имеем в виду точки начала геометрических элементов, их окончания или пересечения с другими объектами. От этого всего будет зависеть траектория движения режущего инструмента. Точка, от которой начинается отсчёт, называется нулём детали.
Третья система координат в которой ведётся отсчёт — координатная система самого инструмента. Она нужна, чтобы задавать положение режущей части во время обработки. Здесь отсчёт происходит с той точки, откуда начинает движение инструмент. Называется она нулём обработки, либо нулём инструмента.
Нулевую точку устанавливает производитель, помещая в неё все приводы, двигатели и винты. Система ЧПУ определит их, синхронизируется со станком. Обойтись без этого невозможно — если не выставить исполнительный механизм в нулевую точку, станок просто не будет работать. Но, к счастью, это не нужно делать руками. На всём ЧПУ оборудовании для этого есть специальная кнопка.
Какой способ настройки наименее хлопотный? Однозначно настройка нуля детали. Это не программная настройка станка, назначить её можно под нужды и особенности конкретной задачи.
Лучше всего совмещать точку отсчёта фактическую с той, что обозначена на чертеже. Обычно начинается движение с угла листа. Также отсчёт можно вести от габаритного центра заготовки или центра отверстия. По оси Z, то есть вверх, начинать отсчёт можно с верхней плоскости или основания стола.
Как установить нулевую точку детали
Прежде всего убедитесь, что нижний торец резца находится выше, чем поверхность заготовки.
Далее переместите режущий инструмент к тому месту, с которого планируете начать обработку. Перемещать его нужно в плоскости X-Y, то есть по горизонтали.
Сделайте острой частью отметку на поверхности заготовки, затем остановите резак.
В завершение нужно будет обнулить систему отсчёта координат по всем осям с помощью специальных клавиш, которые есть на станке.
После перезагрузки системы, понадобится внести новые координаты. Готово, можно начинать работу.