التحويل الخطي والدائري

كيف يتحرك المcontrooller الأداة

الكود G يحدد نوعين أساسيين من الحركة:

G01: التحويل الخطي: يتحرك الأداة في خط مستقيم من موقعها الحالي إلى الموقع المستهدف. يتحكم المcontrooller في محركات X وY وZ حتى يصلوا جميعا إلى النقطة النهائية في نفس الوقت. G01 X2.0 Y1.0 Z-0.5 يرسم خط مستقيم في الفضاء ثلاثي الأبعاد.

G02 / G03: التحويل الدائري: يتحرك الأداة على دائرة دائرية.

- G02 = دائرة عقدي

- G03 = دائرة عكسية

يمكن تحديد الدائرتين طريقتين:

- تنسيق النصف القطر: G02 X2.0 Y1.0 R0.5: يتحرك إلى (2.0, 1.0) على دائرة نصف قطرها 0.5

- تنسيق المركز: G02 X2.0 Y1.0 I0.5 J0.0: I وJ يعطيان المسافة التزادية من الموقع الحالي إلى مركز الدائرة. هذا التنسيق غير مشكوك فيه ويفضل في العمل الدقيق.

خلال المcontrooller، حتى الدائرين الملتويين يتم تقسيمهم إلى خطوط مستقيمة صغيرة (الميكرو-خط). يتحسب المcontrooller مئات أو آلاف النقاط المتوسطة & يرسل نبضات الخطوة-التوجيه إلى المحركات. يبدو التحول الناتج وكأنه مجتمعة وقياسها كمسار دائري سلس.

Climb vs Conventional Milling

Climb Milling vs Conventional Milling

The geometry of how the cutter engages the material matters enormously for surface finish, tool life, & cutting forces.

Conventional (Up) Milling: The cutter rotates against the direction of feed. Each tooth enters the material at zero chip thickness and exits at maximum thickness. The cutter tends to push away from the work initially, then grab and pull. This creates more heat (the tooth rubs before it cuts) and a rougher surface finish.

Climb (Down) Milling: The cutter rotates with the direction of feed. Each tooth enters at maximum chip thickness and exits at minimum. The cutter immediately bites into material and pushes the work downward into the table. This produces a better surface finish, less heat, and longer tool life.

Why not always climb mill? Climb milling pulls the workpiece into the cutter. On older manual machines without backlash compensation, this pull can cause the table to lurch forward & crash. CNC machines have ballscrews with minimal backlash, so climb milling is standard. But for thin or poorly fixtured parts, conventional milling may still be safer because it pushes the work away.

المحاور المنحرفة والملتوية

المحاور المنحرفة والملتوية والملوءات

الأجزاء الفعلية نادرًا ما لديها زوايا حادة تمامًا. لديها ملتوية (زوايا داخلية مرفوعة)، شعاع (زوايا خارجية مرفوعة)، & الملوءات (قطع زاوية يزيل الشARP edges).

المحور المنحرف هو محور يلتقي خط مستقيم (أو محور آخر) بدون انقطاع في اتجاهه. في نقطة بدء المحور، يكون اتجاهه متطابقًا مع الخط الذي يصل إليه. هذا ينتج شكل سلس ومتواصل بدون تغيير مفاجئ في الاتجاه.

لماذا يهم المنحني للمطاحن:

- الزاوية الحادة تفرض على الأداة وقفها، تغيير اتجاهها، وتسريعها مجددًا. هذا يترك علامات التوقف (الأداة تتوقف في مكان ما بينما تتسارع وتتحرك ببطء، وتشعل السطح).

- المحور المنحرف يتيح للأداة مرور عبر التحول بسرعة. لا تسارع، لا علامات التوقف، سطح أفضل.

- مركز التوتر: الزوايا الحادة تتركز القوة وتكون مكان كسر الأجزاء. الملتويات توزع القوة على سطح مفرود.

الملوءات أسهل: قطعة زاوية 45 درجة (أو زاوية أخرى) تزيل حافة حادة. يتم برمجتها مع حركات G01 بزاوية. الملوءات أسهل في الطحن من الملتويات ولكنها لا توزع القوة جيدًا.

تعويض نصف قطر المزلق

تعويض نصف قطر المزلق (G41 / G42)

عند توجيه الجزء الملف، تشرح الجيومتروية لسطح الجزء المكتمل. لكن المزلق لديه نصف قطره: يجب أن يتبع مركز المزلق مسارًا يتناسب مع هذا النصف القطر.

G41: تعويض المزلق يسار: مركز المزلق يتجه إلى اليسار من المسار المبرمج (نظرًا في اتجاه السير). تستخدم في تلميع الملفات الخارجية بالطريقة العكسية.

G42: تعويض المزلق يمين: مركز المزلق يتجه إلى اليمين.

G40: إلغاء تعويض المزلق.

بوجود التعويض المزلق، تتم الإشارة إلى الجيومتروية للجزء المكتمل (السطح المطلوب) & يحتسب المدمر المسار التالي تلقائيًا. وهذا له مزايا رئيسيتين:

1. تطابق البرنامج مع الطباعة. يتم تطابق الأبعاد المرسومة مع الأبعاد في الكود. لا حاجة لتقدير المنحنيات اليدوية.

2. تعديل ارتداد الأداة. عند ارتداء الأداة وغلقها قليلاً بشكل أكبر من الحجم الصحيح، يقوم المشغل بتعديل قيمة comp المتصلة للقطعة في الجدول المحسوب: لا حاجة لإعادة كتابة البرنامج. قيمة comp أصغر سيجعل الأداة أقرب إلى سطح الجزء، مما يتعويض عن القطع غير الكافية.

تحتكر وحدة التحكم في جميع التعقيدات الجيومترية: إضافة المنحنيات المباشرة، وتقدير نصف القطر لمنحنيات الارتداد للمسار المضاد، وإدارة الجيومتروي الأشكال عند زوايا المنحنيات.

لماذا تعتمد GD&T على الجيومتروي

GD&T: الجيومتروي وليس فقط الأبعاد

تقييم الأبعاد التقليدية تقول: 'هذه الفجوة 0.500 إنش في القطر، وموضحة 2.000 إنش من الحافة اليسرى، بضبط ناقص 0.005 إنش.'

ال문제: التماسك بالإضافة إلى أو دون التماسك يخلق منطقة تحمل مستطيلة. يجب أن تسقط مركز الفجوة داخل مستطيل تحمل 0.010 × 0.010 إنش. لكن منطقة تحمل مستطيلة ليست عادلة: فجوة مركزها في ركن المربع (0.005 إلى اليمين و 0.005 إلى الأعلى من الحالة الطبيعية) هي في الواقع 0.007 إنش من الوضع الصحيح (نظرية البورترAIT: الجذر التربيعي ل (0.005)raised إلى مربع + (0.005)raised إلى مربع). سترفض تلك الجزء بالرغم من أن فجوة في 0.007 من الحالة الطبيعية في اتجاه واحد ستقبل.

GD&T يبديل المستطيل مع منطقة تحمل دائرية. يجب أن تسقط مركز الفجوة داخل دائرة محددة قطرها حول الوضع الصحيح. هذا عادل هندسيا: 0.007 من الحالة الطبيعية هي 0.007 من الحالة الطبيعية بغض النظر عن الاتجاه.

GD&T هو لغة هندسية كاملة لوصف كم يمكن أن يتعدى ميزة من شكلها، ووضعيتها، وموقعها. يستخدم إطار التحكم بالميزة: تلك الصندوقات المربعة مع الرموز التي ترى على الرسوم الهندسية.

! [GD&T tolerance position with cylindrical zone and MMC](/static/diagrams/geometry_gdt_position.svg)

تساميات الشكل والوضع

تساميات الشكل: التحكم في الشكل

تحكم الموقع أين يوجد ميزة. التحملات الشكلية تحكم شكل الميزة.

المنتهية: يجب أن تتناسب السطح بين سطحين موازيين يتباعدان بحجم قيمة التحمل. إذا كانت المنتهية 0.002، يجب أن يكون كل نقطة على السطح داخل منطقة 0.002 بوصات بين سطحين موازيين مستويين تماما. لا يحتاج التحليل إلى مرجعية بيانات: المنتهية تتم الإشارة إليها بنفسها.

الانزلاق: يجب أن يكون السطح أو المحور داخل منطقة التحمل relative إلى مرجعية (السطح المرجعي). بالنسبة للsurface، المنطقة هي سطحين مستويين موازيين للانزلاق إلى السطح المرجعي، ويتباعدان بحجم قيمة التحمل. بالنسبة للمحور (مثل الثقوب)، المنطقة هي أنبوب يقع موازيا للانزلاق.

التوافق: يجب أن يشارك الميزتين الدائرية نفس المحور داخل منطقة التحمل. يجب أن تسقط النقاط الوسطى للهيئة الدائرية داخل منطقة التحمل الموجودة بالمحور. التوافق مكلف للتحليل (يحتاج إلى حسابات النقاط الوسطى): معظم الأعمال تستخدم الانزلاق بدلا عنه.

جميع هذه التحكمات هي تحكمات هندسية. إنها تعرف مناطق التحمل التي هي أشكال (السطوح، الأنابيب، الأحجام)، وليس مجرد أرقام. تحمل المنتهية 0.002 هو زوج من السطوح المستوية. تحمل الموقع 0.014 في القطر هو أنبوب. هذا ما يجعل GD&T هندسية: كل تحمل هو شكل في الفضاء.

حدود السفر للآلة

مستوى العمل: المساحة التي يمكن للآلة الوصول إليها

يحتوي كل جهاز CNC على سفر محدود في كل محور. قد يكون مركز الطحن العمودي التقليدية مثل:

- السفر في X: 30 بوصة

- السفر في Y: 16 بوصة

- السفر في Z: 20 بوصة

المستوى العام للعمل هو الحجم الثلاثي المحدد بواسطة هذه حدود السفر: مربع مستطيل (للملة الثلاثية) أو شكل أكثر تعقيدًا (للماكينات التي تحمل المحاور الدوارية). يجب أن تسقط أي ميزة ترغب في طحنها داخل هذا المستوى العام.

تجنب الاصطدام هو هندسة ضمان عدم الاصطدام بين الأداة والأداة المرفقة والرأس المخروطي والمنشفة والعملة خلال البرنامج. لا يعرف المفتاح الرئيسي أصلاً مكان المنفذ أو المحافظ أو الألواح. تجنب الاصطدام هو مسؤول المبرمج.

الجغرافيا الحرجة للاصطدام:

- طول الأداة مقابل عمق الحفرة: قد يصطدم الأداة المطولة بمنفذ عمق عميق مع رأس الأداة أو المنفذ بالجزء الحائط.

- تداخل الصندوق: يجب أن تمرر مسار الأداة حول الألواح والمنضدة ومفاصل الفك. قد يوجه تحرك السريع (G00) فوق الجزء في الارتفاع Z الخاطئ الأداة إلى محرك الفتيل.

- مخطط السريع: يحدد معظم البرامج مخطط سريع: ارتفاع آمن Z فوق جميع العقبات. يحدث السرعة فوق هذا المخطط. لا يحدث السرعة أدناه.

العناقيد الدوار والحرية الجيومترية

الرابع والخامس العمود: التدوير يوسع الجيومتري

يمكن لمنشار ثلاثي الأبعاد فقط الوصول إلى الجزء من الأعلى (بالطريقة Z). أي ميزة تتطلب الوصول من الجانب أو من الأسفل تتطلب إعدادًا فرديًا: إعادة توجيه الجزء ، إعادة الصندوق ، إعادة المعلمات العمل ، وآمل أن يتناسب الميزات.

الرابع: يضيف عمودًا دورانيًا واحدًا (عادة A ، الذي يدور حول X). يمكن أن يُقدم الجزء بأكمله لتقديم وجوه مختلفة للآلة. العمود الرابع هو عادةً طاولة دورانية مقبولة على مطحنة الطاولة. يتيح لك تلميع الميزات حول الأنبوب أو على وجوه متعددة بدون إعادة صياغة.

الخامس: يضيف عمودين دورانيين. يمكن للآلة (أو الطاولة) أن ترفع بزاوية في اتجاهين مستقلين. هذا يعني أن الأداة يمكن أن تصل من زوايا مختلفة.

ما الذي يجعل 5-العنق ممكنًا جيوتريًا لا يمكن 3-العنق:

- الانحناءات الخلفية: الميزات التي لا يمكن رؤيتها من وجهة علوية. ترفع الأداة لوصولها إلى الجيومتري المنسوب.

- الزوايا المركبة: السطح الذي ليس موازيًا أو مستوًا مع أي محور. سيتطلب منشار ثلاثي الأبعاد إطارًا مخصصًا الزوايا. يمكن أن ترفع 5-العنق فقط.

- مضخات ومرويات توربينية: السطوح الملتف والمستدق التي تتغير زاويتها بشكل مستمر. يمكن فقط 5-العنق المتناوب تلميعها في إعداد واحد.

- Reduced setups: A part that requires six setups on a 3-axis machine might need one setup on a 5-axis machine. Each setup is a chance for alignment error.

ملخص

الجيوميترية للتعدين CNC: المبادئ الأساسية

نظم الإحداثيات: MCS هي إطار مرجعي للآلة. WCS (G54-G59) هو إطار مرجعي لجزءك. القاعدة اليد اليمنى تعرف اتجاهات المحاور. Tool length offsets هي تعويض عن أطوال الأدوات المختلفة.

مسارات الأدوات: يتحرك G01 في خطوط مستقيمة. يتحرك G02/G03 في دائرية. تنفيذ مركز I/J يزيل مشكلة التوأم الدائري للتنسيق بالراديوس. الطحن الصاعد (دوران المزيل مع اتجاه الحمل) يعطي سطح أفضل ومساحة عمل أطول.

الدائرية والمشapes: الدائرية المتصلة تنتج انتقال سلس بدون علامات التوقف. يُعادل نصف قطر المزيل أقل سهم دائري. تعويض المزيل (G41/G42) يتيح لك توجيه هندسة الجزء بينما يتعويض المضرب المسار بواسطة التحكم.

الرموز الهندسية: التحمل الهندسي يحدد مناطق التحمل كشكل (سلندر، سطح مستو). مناطق التحديد الوظيفي دائرية وليس مربع: عادل هندسي. التكيف الإضافي للتسامح يعكس التكيف الفعلي للفراغ في التركيب.

مستوى العمل: لكل آلة حدود سفر محدود. الأxes الدورانية (الرابع والخامس) توسع ما هو قابل للوصول هندسيًا ويقلل من عدد الترتيبات. عدد الترتيبات الأقل يعني تحديدات أضيق بين الميزات لأن جميع الميزات تشترك في نفس أصل WCS.

الهندسة هي الأساس. كل أمر G-code وكل استدعاء للتسامح وكل قرار إعداد العرض هو عملية هندسية. استلم الهندسة، والمطاحن يتبع.