W programowaniu obróbki na wieloosiowej obrabiarce CNC z układem sterowania Heidenhain, dla uzyskania wymaganego nachylenia płaszczyzny obróbki, czyli zdefiniowania układu współrzędnych płaszczyzny obróbki WPLCS [1-5], można użyć m.in. cyklu 19 PŁASZCZYZNA ROBOCZA, którego omawianie rozpoczęliśmy w części 8, a kontynuujemy w niniejszym artykule.
Rysunek 1 przedstawia przykładowy przedmiot obrabiany mający uzyskany już wcześniej frezowaniem kształt prostopadłościanu z ukośną powierzchnią, na której znajduje się przewidziana do dalszej obróbki prostokątna kieszeń; na rysunku tym zaznaczono:
- podpory stałe ustalające przedmiot obrabiany (w tym w kolorze czerwonym dodatkowy ogranicznik),
- wyjściowe położenie punktu zerowego W1 oraz w rzucie izometrycznym orientację przecinających się w tym punkcie osi układu współrzędnych przedmiotu W-CS,
- zmienione położenie punktu zerowego W2 (po wykonaniu cyklu 7 PUNKT ZEROWY) oraz w rzucie izometrycznym niezmienioną w stosunku do wyjściowej orientację przecinających się w tym punkcie osi układu współrzędnych przedmiotu W-CS (kolor niebieski),
- orientację osi układu współrzędnych płaszczyzny obróbki WPL-CS (kolor jasnobrązowy) po wykonaniu wokół aktywnego punktu zerowego W2 nachylenia płaszczyzny obróbki za pomocą cyklu 19 PŁASZCZYZNA ROBOCZA.
Przedmiot obrabiany przedstawiony na rysunku 1 może być powtarzalnie ustalony przykładowo w imadle, wyposażonym w dodatkową specjalną podporę ustalającą położenie przedmiotu obrabianego w kierunku osi Y; przedmiot obrabiany styka się bezpośrednio lub pośrednio (poprzez podkładki) z powierzchnią sań imadła prostopadłą do kierunku osi Z oraz z powierzchnią szczęki stałej imadła prostopadłą do kierunku osi X. Takie ustalenie przedmiotu obrabianego umożliwia powtarzalne położenie ewentualnych kolejnych sztuk przedmiotu przy ich ustawianiu do obróbki kieszeni (np. w ramach wykonywanej serii). Dociśnięcie tak ustalonego przedmiotu obrabianego do szczęki stałej imadła, przez wywarcie na przedmiot odpowiedniej siły za pomocą szczęki ruchomej imadła powoduje jego zamocowanie. Zagadnienia ustalania i mocowania przedmiotów obrabianych zostały obszerniej omówione w części 3 naszego cyklu.
Ustalony i zamocowany na obrabiarce przedmiot obrabiany znajduje się w konkretnej orientacji i położeniu w zdefiniowanych przez producenta obrabiarki CNC maszynowym układzie współrzędnych M-CS i bazowym układzie współrzędnych B-CS. Układ M-CS odzwierciedla rzeczywistą kinematykę obrabiarki i posiada osie zdefiniowane wzdłuż fizycznie istniejących prowadnic, czyli obarczone niedokładnościami wykonania obrabiarki, takimi jak np.: nieprostoliniowość i nieprostopadłość osi, czy brak przecięcia się osi obrabiarki w jednym punkcie. Ze względu na powyższe układ M-CS nie odpowiada dokładnie prostokątnemu układowi współrzędnych, lecz jest zbiorem jednowymiarowych układów współrzędnych odpowiadających fizycznym osiom obrabiarki, a konfigurowany przez producenta punkt zerowy obrabiarki „M”, przy braku przecięcia się osi obrabiarki w jednym punkcie, może leżeć poza rzeczywistym zakresem przemieszczenia. Układy sterowania obrabiarek CNC (np. Heidenhain iTNC 530, TNC 620 i TNC 640) umożliwiają kompensację niedokładności w fizycznych osiach obrabiarek, np. numerycznie poprzez wprowadzenie korekt dla poszczególnych pozycji osi obrabiarek; zadane położenia są automatycznie korygowane przez układ sterowania o wartości z tablicy kompensacji błędów, wprowadzone do niej na podstawie wcześniej wykonanych pomiarów. Producent obrabiarki (a podczas jej użytkowania autoryzowany serwis i/lub personel badawczy użytkownika) mają różnorodne możliwości kompensacji błędów geometrycznych obrabiarki CNC, które opisano w raporcie technicznym ISO/TR 16907:2015 (pod kątem terminologii, klasyfikacji i zastosowania numerycznej kompensacji błędów geometrycznych obrabiarek sterowanych numerycznie) oraz w normie ISO 230 (której kolejne części zawierają informacje dotyczące następujących metod: badania dokładności obrabiarek pracujących bez obciążenia i w warunkach quasi-statycznych, określania dokładności i powtarzalności pozycjonowania osi sterowanych numerycznie, testowania efektów cieplnych powodujących odkształcenia konstrukcji obrabiarki, określania odchyleń trajektorii kołowych lub o stałym promieniu przy dowolnej kombinacji jednocześnie sterowanych osi liniowych i obrotowych, badania dokładności osi obrotowych). Ponieważ osie maszynowego układu współrzędnych M-CS odpowiadają fizycznym osiom obrabiarki, które posiadają niezależne napędy i układy pomiarowe umożliwiające płynny ruch sań (suportów) wzdłuż prowadnic z dokładnym określaniem położenia, to dlatego w układzie współrzędnych M-CS odbywa się sterowanie ruchami obrabiarki, niezależnie w jakim układzie współrzędnych zadano wartości przemieszczeń. Wartości przemieszczeń zadane w innych układach współrzędnych są przeliczane na maszynowy układ współrzędnych M-CS przez układ sterowania obrabiarki CNC i odwrotnie, bieżące wartości położenia w układzie współrzędnych M-CS są przeliczane na inne układy współrzędnych [3-5].
Układ B-CS ma zwykle początek w punkcie zerowym obrabiarki „M” i jest dokładnie prostokątnym układem współrzędnych, którego osie X, Y i Z powinny być równoległe do głównych prowadnic obrabiarki (wyjątki mogą mieć miejsce, jeżeli producent obrabiarki wykorzystuje dodatkowe transformacje kinematyczne); układ ten stanowi podstawę do programowania obróbki. Użytkownik obrabiarki CNC nie ma możliwości zmiany konfiguracji obrabiarki, w tym zdefiniowanych przez producenta punktu zerowego obrabiarki „M” i orientacji bazowego układu współrzędnych B-CS, jednakże do prowadzenia obróbki przedmiotu ma możliwość zdefiniowania układu współrzędnych przedmiotu W-CS, którego położenie i orientacja określane są względem bazowego układu współrzędnych B-CS. Użytkownik obrabiarki CNC może w układzie współrzędnych przedmiotu W-CS definiować za pomocą transformacji położenie i orientację układu współrzędnych płaszczyzny obróbki WPL-CS. W opracowaniach spotykane są różne oznaczenia literowe układów współrzędnych określonych na obrabiarce; w tym cyklu artykułów przyjęto oznaczenia literowe układów współrzędnych M-CS, B-CS, W-CS i WPL-CS, tzn. zgodne z oznaczeniami i opisami zamieszczonymi w nowszych instrukcjach układów sterowania Heidenhain (od 2016 r.) [3-5].
cały artykuł jest dostępny w wydaniu płatnym 5/6 (224/225) maj/czerwiec 2026
