Dnešní kapitola volně navazuje na předchozí informativní příklady a věnuje pozornost rovinám a bodům důležitým pro programování CNC obráběcích strojů i center.
Obr. 1: Vztažné body při soustružení
Například již dříve popsaná kartézská soustava souřadnic je tvořena souřadnými osami. Každá dvojice těchto os definuje jednu ze tří základních rovin a třetí souřadná osa je vždy na příslušnou rovinu kolmá. Tato normála určuje směr přísuvu nástroje např. při 2,5D frézování. Definice roviny obrábění je ale také důležitá pro automatický výpočet korekcí řezných nástrojů, pro správnou realizaci kruhové interpolace a pro práci v polárních souřadnicích. Programové funkce pro volbu zmiňovaných rovin jsou G17, G18 a G19 a prvním dnešním zamyšlením, jehož řešení bude uveřejněno v následujícím čísle tohoto čtrnáctideníku, je určení polohy těchto rovin. Pokusme se tedy přiřadit jednotlivé osy kartézského souřadného systému k funkcím rovin a stanovit směr přísuvu nástroje ke každé této rovině. S ohledem na přesně stanovenou návaznost jednotlivých souřadných os je možno zamyslet se i nad tzv. pravidlem pravé ruky.
Významu pojmů absolutní a inkrementální NC programování se již věnovaly předchozí příklady. U častěji užívaného absolutního programování byly všechny souřadnice vztaženy k lokálnímu počátku souřadného systému (obr. 1 - bod W). Tento počátek (bod) však není při programování ani zdaleka jediný, který se běžně užívá. Takzvané vztažné (nulové) body CNC stroje jsou místa, která určují vzájemnou polohu jednotlivých částí soustavy S-N-O (obr. 1). Dělí se do dvou skupin, a to na vztažné body souřadného systému, které jsou stanoveny výrobcem a jejich polohu nelze měnit (např. R, M), a na body, jejichž polohu volí programátor dle obráběné součásti (např. W, C).
Význam základních nulových bodů
R - referenční bod:
V referenčním bodě dochází k přesnému sladění polohy nástroje s odměřovacím systémem. Nájezd do tohoto bodu je nutno provést po zapnutí stroje a ve specifických případech je možno realizovat i najíždění reference z NC programu. Hledání bodu je automatické a zpravidla probíhá postupně po jednotlivých ručně volených osách (na soustruhu X, Z, C nebo na frézce Z, Y, X). Metodika najíždění referenčního bodu však může být na jednotlivých CNC strojích výrazně odlišná. Například u strojů s absolutními pravítky je reference provedena automaticky, aniž by došlo k jakémukoli pohybu nástrojové hlavy (vřetena), a to ještě před zapnutím pohonů.
W - nulový bod obrobku:
Pozici bodu stanovuje programátor. U soustružení (viz obr. 1) je možno polohu v ose Z libovolně měnit, ale zpravidla se jedná o bod na součásti (v ose rotace obrobku), ke kterému jsou vztaženy výkresové kóty. Souřadnice nulového bodu (nulových bodů) je vepsána do tabulky řídicího systému Posunutí počátku a v NC programu je zapsána pouze funkce, např. G54. Jeden nulový bod se nemusí vztahovat pouze k jedné součásti, ale může být použit i mimo rámec jednoho NC programu. V jednom NC programu může být použito i více nulových bodů obrobku.
C - výchozí bod programu:
Jeho poloha je stanovena programátorem mimo obrobek, aby mohla bez problémů proběhnout např. výměna nástroje nebo obrobku. Pozice bodu je zapsána v NC programu zpravidla prostřednictvím pohybové funkce G0.
A - dorazový bod:
Jedná se o bod, na který dosedá součást např. v upínacím přípravku. Tento bod je volen zpravidla technologem, případně programátorem.
F - nulový bod nástroje:
Stanovuje se např. střed držáku nástroje. K tomuto bodu jsou vztahovány korekce jednotlivých řezných nástrojů. Je zpravidla volen seřizovačem stroje nebo programátorem.
M - nulový bod stroje:
Z hlediska programátora se jedná o pevný bod, jehož polohu není možno měnit. Poloha je stanovena při montáži CNC stroje a je fixována polohou měřicích systémů (počátek strojního souřadného systému).
Výše stručně popsané roviny i nulové body se vyskytují na soustružnických, frézovacích i vyvrtávacích strojích atd. a souvisí např. s koncepcí framů. Není zde uveden kompletní výčet všech bodů, a proto dalším dnešním zamyšlením může být: „Jaké další vztažné body se při práci s CNC stroji užívají?“ Odpovědi a mnoho dalšího však až někdy příště.
Článek vznikl za spolupráce Vysokého učení technického v Brně, FSI, ÚST, Odboru technologie obrábění, s firmou Siemens a redakcí Technického týdeníku.
Ing. Aleš Polzer, Ph.D.