Na osách stroje se nacházejí odměřovací zařízení, která zjišťují polohy stolu stroje, resp. nástroje. Na lineárních osách jsou obvykle namontovány lineární odměřovací systémy, na otočných stolech a naklápěcích osách rotační odměřovací zařízení.
Když se některá osa stroje pohybuje, generuje příslušný
odměřovací systém elektrický signál, z něhož řídicí systém vypočte přesnou aktuální polohu této osy stroje.
Při výpadku napájení dojde ke ztrátě přiřazení mezi polohou suportu stroje a vypočtenou aktuální polohou. Aby se toto přiřazení opět obnovilo, jsou inkrementální (přírůstkové) odměřovací systémy vybaveny referenčními značkami. Při přejetí referenční značky dostane řídicí systém signál, který označuje pevný vztažný bod stroje. Řízení tak může opět obnovit přiřazení aktuální polohy k aktuální poloze stroje. U lineárních odměřovacích systémů s distančně kódovanými referenčními značkami musíte popojet strojními osami maximálně o 20 mm, u rotačních odměřovacích systémů maximálně o 20°.
U absolutních odměřovacích systémů se po zapnutí přenese do řízení absolutní hodnota polohy. Tím je možné přímé přiřazení mezi aktuální polohou a polohou suportu po zapnutí, bez pojíždění osami stroje.
Základy, správa souborů | Základy
3
HEIDENHAIN | TNC 320 | Příručka pro uživatele programování s popisným dialogem | 10/2017
115 Vztažné soustavy
Aby mohlo řízení pojíždět osou o definovanou dráhu, potřebuje Vztažný systém.
Jako jednoduchý vztažný systém pro přímé osy slouží u obráběcího stroje lineární snímač, který je namontován rovnoběžně s osou.
Lineární snímač představuje číselnou osu, jednorozměrný souřadnicový systém.
Aby najelo řízení do bodu v rovině, vyžaduje dvě osy a tím vztažný systém se dvěma rozměry.
Aby najelo řízení do bodu v prostoru, vyžaduje tři osy a tím vztažný systém se třemi rozměry. Jsou-li tři osy navzájem kolmé, vznikne takzvaný trojrozměrný kartézský souřadnicový systém.
Podle pravidla pravé ruky ukazují konečky prstů v kladném směru tří hlavních os.
Aby šlo jednoznačně určit bod v prostoru, je potřeba kromě
uspořádání tří rozměrů navíc počátek souřadnic. V trojrozměrném souřadnicovém systému slouží společný průsečík jako počátek souřadnic. Tento průsečík má souřadnice X+0, Y+0 a Z+0.
Aby řízení provádělo např. výměnu nástroje vždy na stejné pozici, zpracování ale vztažené vždy k aktuální poloze obrobku, musí řízení rozlišovat různé vztažné systémy.
Řízení rozlišuje následující vztažné systémy:
Strojní souřadný systém M-CS:
Machine Coordinate System Základní souřadný systém B-CS:
Basic Coordinate System
Obrobkový souřadný systém W-CS:
Workpiece Coordinate System
Souřadný systém obráběcí roviny W-CS:
Working Plane Coordinate System Zadávací souřadný systém I-CS:
Input Coordinate System
Nástrojový souřadný systém T-CS:
Tool Coordinate System
Všechny vztažné systémy se staví na sebe. Podléhají kinematickému řetězci příslušného stroje.
Strojní souřadný systém je přitom referenční vztažný systém.
X
∆
Základy, správa souborů | Základy
3
Strojní souřadný systém M-CS
Strojní souřadný systém odpovídá popisu kinematiky a tedy skutečné mechanice stroje.
Protože mechanika obráběcího stroje nikdy zcela neodpovídá kartézskému souřadnicovému systému, skládá se strojní souřadný systém z několika jednorozměrných souřadných systémů.
Jednorozměrné souřadné systémy odpovídají fyzickým osám stroje, které nejsou nutně kolmé k sobě navzájem.
Poloha a orientace jednorozměrných souřadných systémů jsou definovány pomocí posunů a otáčení v popisu kinematiky, vycházeje ze špičky vřetena.
Výrobce stroje definuje v konfiguraci stroje polohu počátku
souřadnic, takzvaný nulový bod stroje. Hodnoty v konfiguraci stroje definují nulové polohy měřicích systémů a odpovídajících strojních os. Nulový bod stroje není nutně umístěn v teoretickém průsečíku fyzických os. Může tak ležet i mimo rozsah pojezdu.
Protože hodnoty v konfiguraci stroje uživatel nemůže změnit, používá se strojní souřadnicový systém pro stanovení stálých pozic, jako například bodu pro výměnu nástroje.
MZP
Strojní nulový bod MZP:
Machine Zero Point Softtlačítko Použití
Uživatel může definovat osové posuny ve strojním souřadném systému, pomocí hodnot OFFSET tabul-ky vztažných bodů.
Výrobce stroje konfiguruje sloupce OFFSET tabulky vztažných bodů, aby odpovídaly stroji.
Další informace: "Správa vztažných bodů", Stránka 553 Pouze výrobce stroje má k dispozici takzvaný OEM-OFFSET. Tímto OEM-OFFSETem se mohou definovat přičítaná osová posunutí pro rotační a paralelní osy.
Všechny hodnoty OFFSET (všechny uvedené možnosti zadání OFFSETu) dávají společně rozdíl mezi AKT. a REFAKT polohou osy.
Řízení převádí všechny pohyby do strojního souřadného systému, bez ohledu na to ve kterém vztažném systému se provádí
zadávání.
Příklad pro 3osé stroje s osou Y jako klínovou osou, která není kolmá k rovině ZX:
V režimu Polohování s ručním zadáním zpracovat NC-blok s L IY+10
Řízení vyhodnotí z definovaných hodnot požadované hodnoty os.
Základy, správa souborů | Základy
3
HEIDENHAIN | TNC 320 | Příručka pro uživatele programování s popisným dialogem | 10/2017
117
Řízení pohybuje během polohování strojními osami Y a Z.
Indikace REFAKT a REFNOM ukazují pohyby os Y a Z ve strojním souřadném systému.
Indikace AKT. a Cíl ukazují výlučně pohyby osy Y v zadávacím souřadném systému.
V režimu Polohování s ručním zadáním zpracovat NC-blok s L IY-10 M91
Řízení vyhodnotí z definovaných hodnot požadované hodnoty os.
Řízení pohybuje během polohování pouze strojní osou Y.
Indikace REFAKT a REFNOM ukazují výlučně pohyby osy Y ve strojním souřadném systému.
Indikace AKT. a Cíl ukazují pohyby os Y a Z v zadávacím souřadném systému.
Uživatel může programovat polohy vztažené ke strojnímu nulovému bodu, například pomocí přídavné funkce M91.
Základy, správa souborů | Základy
3
Základní souřadný systém B-CS
Základní souřadný systém je trojrozměrný kartézský souřadný systém, jehož počátek je koncem popisu kinematiky.
Orientace základního souřadného systému je ve většině případů stejná jako u strojního souřadného systému. Mohou existovat výjimky, pokud výrobce stroje používá další kinematické transformace.
Výrobce stroje definuje v konfiguraci stroje popis kinematiky a tím polohu počátku souřadnic pro základní souřadný systém. Hodnoty v konfiguraci stroje nemůže uživatel měnit.
Základní souřadný systém slouží k určení polohy a orientace obrobkového souřadného systému.
W-CS
B-CS
Softtlačítko Použití
Uživatel zjišťuje polohu a orientaci obrobkového souřadného systému, například pomocí 3D-dotyko-vé sondy. Zjištěné hodnoty řízení ukládá vztaže-né k základnímu souřadvztaže-nému systému jako hodno-ty ZÁKLADNÍ TRANSFORM. ve správě vztažných bodů.
Výrobce stroje konfiguruje sloupce
ZÁKLADNÍ TRANSFORM. správy vztažných bodů tak, aby odpovídaly stroji.
Další informace: "Správa vztažných bodů", Stránka 553
Základy, správa souborů | Základy
3
HEIDENHAIN | TNC 320 | Příručka pro uživatele programování s popisným dialogem | 10/2017
119
Obrobkový souřadný systém W-CS
Obrobkový souřadný systém je trojrozměrný kartézský souřadný systém, jehož počátek je aktivním vztažným bodem.
Poloha a orientace obrobkového souřadného systému jsou závislé na hodnotách ZÁKLADNÍ TRANSFORM. aktivní řádky tabulky vztažných bodů.
Softtlačítko Použití
Uživatel zjišťuje polohu a orientaci obrobkového souřadného systému, například pomocí 3D-dotyko-vé sondy. Zjištěné hodnoty řízení ukládá vztaže-né k základnímu souřadvztaže-nému systému jako hodno-ty ZÁKLADNÍ TRANSFORM. ve správě vztažných bodů.
Další informace: "Správa vztažných bodů", Stránka 553 Uživatel definuje v obrobkovém souřadném systému pomocí transformací polohu a orientaci souřadného systému roviny obrábění.
Transformace v obrobkovém souřadném systému:
3D ROT-funkce PLANE-funkce
Cyklus 19 ROVINA OBRABENI Cyklus 7 NULOVY BOD
(posun před naklopením roviny obrábění) Cyklus 8 ZRCADLENI
(zrcadlení před naklopením roviny obrábění)
Výsledek po sobě následujících transformací je závislý na pořadí programování!
Programujte v každém souřadném systému výlučně uvedené (doporučené) transformace. To platí jak pro nastavení tak i pro rušení transformací. Jiné použití může vést k neočekávané nebo nežádoucí situaci.
Dbejte na následující pokyny k programování.
Připomínky pro programování:
Pokud jsou transformace (zrcadlení a posun) naprogramované před funkcemi PLANE (s výjimkou PLANE AXIAL), tak se tím změní poloha bodu natočení (původ roviny obrábění souřadného systému WPL-CS) a orientace os natočení
samotný posun změní pouze polohu bodu natočení
samotné zrcadlení změní pouze orientaci os natočení
Ve spojení s PLANE AXIAL a cyklem 19 nemají naprogramované transformace (zrcadlení, natáčení a změna měřítka) žádný vliv na polohu bodu natočení nebo orientaci osy natočení
W-CS
B-CS
WPL-CS
W-CS
WPL-CS
Základy, správa souborů | Základy
3
Bez aktivních transformací v obrobkovém souřadném systému jsou umístění a orientace souřadnicového systému roviny obrábění a obrobkového souřadnicového systému totožné.
U 3osového stroje nebo při čistě 3osém obrábění neexistuje žádná transformace v obrobkovém
souřadném systému. Hodnoty ZÁKLADNÍ TRANSFORM.
aktivní řádky tabulky vztažných bodů působí při tomto předpokladu bezprostředně na souřadný systém obráběcí roviny.
V souřadném systému obráběcí roviny jsou samozřejmě možné další transformace. Další informace: "Souřadný systém obráběcí roviny WPL-CS", Stránka 121
Základy, správa souborů | Základy
3
HEIDENHAIN | TNC 320 | Příručka pro uživatele programování s popisným dialogem | 10/2017
121
Souřadný systém obráběcí roviny WPL-CS
Souřadný systém obráběcí roviny je trojrozměrný kartézský souřadný systém.
Poloha a orientace souřadného systému obráběcí roviny jsou závislé na aktivních transformacích v obrobkovém souřadném systému.
Bez aktivních transformací v obrobkovém souřadném systému jsou umístění a orientace souřadnicového systému roviny obrábění a obrobkového souřadnicového systému totožné.
U 3osového stroje nebo při čistě 3osém obrábění neexistuje žádná transformace v obrobkovém
souřadném systému. Hodnoty ZÁKLADNÍ TRANSFORM.
aktivní řádky tabulky vztažných bodů působí při tomto předpokladu bezprostředně na souřadný systém obráběcí roviny.
WPL-CS
W-CS
WPL-CS
Uživatel definuje v souřadném systému obráběcí roviny pomocí transformací polohu a orientaci zadávacího souřadného systému.
Transformace v souřadném systému obráběcí roviny:
Cyklus 7 NULOVY BOD Cyklus 8 ZRCADLENI Cyklus 10 OTACENI
Cyklus 11 ZMENA MERITKA Cyklus 26 MERITKO PRO OSU PLANE RELATIVE
Jako funkce PLANE působí PLANE RELATIVE v
obrobkovém souřadném systému a orientuje souřadný systém obráběcí roviny.
Hodnoty přidávaných naklopení se vztahují vždy k aktuálnímu souřadnému systému obráběcí roviny.
Výsledek po sobě následujících transformací je závislý na pořadí programování!
Bez aktivních transformací v souřadném systému obráběcí roviny jsou poloha a orientace zadávacího souřadného systému a souřadného systému obráběcí roviny totožné.
U 3osového stroje nebo při čistě 3osém obrábění neexistuje mimoto žádná transformace v obrobkovém souřadném systému. Hodnoty ZÁKLADNÍ TRANSFORM.
aktivní řádky tabulky vztažných bodů působí při tomto předpokladu bezprostředně na zadávaný souřadný systém.
I-CS WPL-CS
I-CS
Základy, správa souborů | Základy
3
Zadávaný souřadný systém I-CS
Zadávaný souřadný systém je trojrozměrný kartézský souřadný systém.
Poloha a orientace zadávaného souřadného systému jsou závislé na aktivního transformacích v souřadném systému obráběcí roviny.
Bez aktivních transformací v souřadném systému obráběcí roviny jsou poloha a orientace zadávacího souřadného systému a souřadného systému obráběcí roviny totožné.
U 3osového stroje nebo při čistě 3osém obrábění neexistuje mimoto žádná transformace v obrobkovém souřadném systému. Hodnoty ZÁKLADNÍ TRANSFORM.
aktivní řádky tabulky vztažných bodů působí při tomto předpokladu bezprostředně na zadávaný souřadný systém.
I-CS WPL-CS
I-CS
Uživatel definuje v zadávaném souřadném systému pomocí pojezdových bloků polohu nástroje a tím polohu nástrojového souřadného systému.
Také indikace Cíl, AKT., VLEČ. a ACTDST se vztahují k zadávanému souřadnému systému.
Pojezdové bloky v zadávaném souřadném systému:
Pojezdové bloky paralelně s osou
Pojezdové bloky s kartézskými nebo polárními souřadnicemi Pojezdové bloky s kartézskými souřadnicemi a vektory normál plochy
Příklad 7 X+48 R+
7 L X+48 Y+102 Z-1.5 R0
7 LN X+48 Y+102 Z-1.5 NX-0.04658107 NY0.00045007 NZ0.8848844 R0
Také u pojezdových bloků s vektory normál plochy je poloha nástrojového souřadného systému určena kartézskými souřadnicemi X, Y a Z.
Ve spojení s 3D-korekcí nástroje se může poloha nástrojového souřadného systému posunovat podél vektorů normál plochy.
Orientace nástrojového souřadného systému se může provádět v různých vztažných systémech.
Další informace: "Nástrojový souřadný systém T-CS", Stránka 123
Obrys vztahující se k počátku zadávaného souřadného systému se může velmi jednoduše libovolně transformovat.
Základy, správa souborů | Základy
3
HEIDENHAIN | TNC 320 | Příručka pro uživatele programování s popisným dialogem | 10/2017
123
Nástrojový souřadný systém T-CS
Nástrojový souřadný systém je trojrozměrný kartézský souřadný systém, jehož počátek souřadnic je vztažný bod nástroje. K tomuto bodu se vztahují hodnoty v tabulce nástrojů, L a R u frézovacích nástrojů a ZL, XL a YL u soustružnických nástrojů.
Další informace: "Zadání nástrojových dat do tabulky", Stránka 206
V souladu s hodnotami z tabulky nástrojů se počátek souřadnic nástrojového souřadného systému posune do vodicího bodu nástroje TCP. TCP znamená Střední Bod Nástroje (Tool Center Point)
Pokud se NC-program nevztahuje ke špičce nástroje, musí být vodicí bod nástroje posunutý. Potřebný posun se provádí v NC-programu pomocí delta hodnoty při vyvolání nástroje.
Poloha TCP znázorněná v grafice je povinná ve spojení s 3D-korekcí nástroje.
Uživatel definuje v zadávaném souřadném systému pomocí pojezdových bloků polohu nástroje a tím polohu nástrojového souřadného systému.
R R R
L
R2 R2
L L
TCP TCP TCP
TCP‘
Orientace nástrojového souřadného systému je při aktivní funkci TCPM nebo při aktivní přídavné funkci M128 závislá na aktuální poloze nástroje.
Polohu nástroje definuje uživatel buď ve strojním souřadném systému, nebo v souřadném systému obráběcí roviny.
Poloha nástroje ve strojním souřadném systému:
Příklad
7 L X+10 Y+45 A+10 C+5 R0 M128
Poloha nástroje v souřadném systému obráběcí roviny:
Příklad
6 FUNCTION TCPM F TCP AXIS SPAT PATHCTRL AXIS 7 L A+0 B+45 C+0 R0 F2500
7 LN X+48 Y+102 Z-1.5 NX-0.04658107 NY0.00045007
NZ0.8848844 TX-0.08076201 TY-0.34090025 TZ0.93600126 R0 M128
7 LN X+48 Y+102 Z-1.5 NX-0.04658107 NY0.00045007 NZ0.8848844 R0 M128
T-CS
W-CS
Základy, správa souborů | Základy
3
V zobrazených pojezdových blocích s vektory je 3D-korekce nástroje možná s použitím korekcí DL, DR a DR2 z bloku TOOL CALL.
Působení korektur závisí na typu nástroje.
Řízení rozpoznává různé typy nástrojů pomocí sloupečků L, R a R2 z tabulky nástrojů:
R2TAB + DR2TAB + DR2PROG = 0
→ Stopková fréza
R2TAB + DR2TAB + DR2PROG = RTAB + DRTAB + DRPROG
→ Rádiusová fréza nebo kulová fréza
0 < R2TAB + DR2TAB + DR2PROG < RTAB + DRTAB + DRPROG
→ Rohová rádiusová fréza nebo Torus-fréza Bez funkce TCPM nebo přídavné funkce M128 je orientace nástrojového souřadného systému a zadávaného souřadného systému totožná.
DR+
DR- DL-DL+
Základy, správa souborů | Základy
3
HEIDENHAIN | TNC 320 | Příručka pro uživatele programování s popisným dialogem | 10/2017
125 Označení os u frézek
Osy X, Y a Z na vaší frézce se označují také jako nástrojová osa, hlavní osa (1. osa) a vedlejší osa (2. osa). Uspořádání nástrojové osy je pro přiřazení hlavní a vedlejší osy rozhodující.
Osa nástroje Hlavní osa Vedlejší osa
X Y Z
Y Z X
Z X Y