წრფივი და წრიული ინტერპოლაცია

როგორ ამოძრავებს კონტროლერი ხელსაწყოს

G-კოდი განსაზღვრავს მოძრაობის ორ ფუნდამენტურ ტიპს:

G01: წრფივი ინტერპოლაცია: ხელსაწყო მოძრაობს სწორი ხაზით მისი ამჟამინდელი პოზიციიდან სამიზნე პოზიციამდე. კონტროლერი კოორდინაციას უწევს X, Y და Z ძრავებს ისე, რომ ყველა ერთდროულად მივიდეს საბოლოო წერტილში. G01 X2.0 Y1.0 Z-0.5 ხატავს სწორ ხაზს 3D სივრცეში.

G02 / G03: წრიული ინტერპოლაცია: ხელსაწყო მოძრაობს წრიული რკალით.

- G02 = საათის ისრის მიმართულებით

- G03 = საათის ისრის საწინააღმდეგო მიმართულებით

რკალები შეიძლება განისაზღვროს ორი გზით:

- რადიუსის ფორმატი: G02 X2.0 Y1.0 R0.5: გადადი (2.0, 1.0)-ზე 0.5 რადიუსიანი რკალით

- ცენტრის ფორმატი: G02 X2.0 Y1.0 I0.5 J0.0: I და J იძლევა ინკრემენტულ მანძილს ამჟამინდელი პოზიციიდან რკალის ცენტრამდე. ეს ფორმატი ცალსახაა და სასურველი ზუსტი სამუშაოსთვის.

კონტროლერის შიგნით, თვით წრიული რკალები იშლება მცირე სწორ-ხაზოვან სეგმენტებად (მიკრო-ხაზოვანი ინტერპოლაცია). კონტროლერი ითვლის ასეულობით ან ათასობით შუალედურ წერტილს და უგზავნის ბიჯ-და-მიმართულების იმპულსებს ძრავებს. გარჩევადობა იმდენად წვრილია, რომ შედეგად მიღებული მოძრაობა გამოიყურება და იზომება როგორც გლუვი მრუდი.

ასკეცი vs ჩვეულებრივი ფრეზირება

ასკეცი ფრეზირება vs ჩვეულებრივი ფრეზირება

გეომეტრია, თუ როგორ ერევა საჭრელი მასალაში, უზარმაზარი მნიშვნელობა აქვს ზედაპირის დამუშავებაზე, ხელსაწყოს სიცოცხლეზე და საჭრელ ძალებზე.

ჩვეულებრივი (ზევითა) ფრეზირება: საჭრელი ბრუნავს მიწოდების მიმართულების საწინააღმდეგოდ. ყოველი კბილი შედის მასალაში ნულოვანი ბურბუშელის სისქით და გამოდის მაქსიმალური სისქით. საჭრელი თავიდან ცდილობს მოშორდეს ნაწილს, შემდეგ ჭირავს და ეწევა. ეს ქმნის უფრო მეტ სითბოს (კბილი ისრესება ჭრამდე) და ზედაპირის უფრო უხეშ დამუშავებას.

ასკეცი (ქვევითა) ფრეზირება: საჭრელი ბრუნავს მიწოდების მიმართულების თანახმად. ყოველი კბილი შედის მაქსიმალური ბურბუშელის სისქით და გამოდის მინიმალურით. საჭრელი მაშინვე იჭერს მასალაში და ბიძგებს ნაწილს მაგიდის ქვემოთ. ეს იძლევა უკეთეს ზედაპირულ დამუშავებას, ნაკლებ სითბოს და ხელსაწყოს უფრო ხანგრძლივ სიცოცხლეს.

რატომ არ უნდა ვიფრეზოთ ყოველთვის ასკეცად? ასკეცი ფრეზირება ნაწილს საჭრელისკენ ეწევა. ძველ ხელით მანქანებზე უკუმცდენიანი კომპენსაციის გარეშე, ეს გაწევა შეიძლება მაგიდის უეცარი წინ წამოსვლის და ჩაჯახების მიზეზი გახდეს. CNC მანქანებს აქვთ ბურთულიანი ხრახნები მინიმალური უკუმცდენით, ამიტომ ასკეცი ფრეზირება სტანდარტულია. მაგრამ წვრილი ან ცუდად დამაგრებული ნაწილებისთვის, ჩვეულებრივი ფრეზირება შესაძლოა უფრო უსაფრთხო იყოს, რადგან ის ნაწილს გვერდით ბიძგებს.

მხები რკალები და მომრგვალებები

მხები რკალები, მომრგვალებები (ფილეტები) და ჩამოჭრები

რეალურ ნაწილებს იშვიათად აქვთ სრულყოფილად მკვეთრი კუთხეები. მათ აქვთ ფილეტები (მომრგვალებული შიდა კუთხეები), რადიუსები (მომრგვალებული გარე კუთხეები) და ჩამოჭრები (კუთხოვანი ჭრილები, რომლებიც ხსნიან მკვეთრ კიდეებს).

მხები რკალი არის რკალი, რომელიც ხვდება სწორ ხაზს (ან სხვა რკალს) მიმართულებით განუწყვეტლად. იმ წერტილში, სადაც რკალი იწყება, მას აქვს იგივე დახრილობა, რაც იმ ხაზს, რომელსაც უერთდება. ეს ქმნის გლუვ, განუწყვეტელ პროფილს მოულოდნელი მიმართულების ცვლილებების გარეშე.

რატომ აქვს მნიშვნელობა მხებობას დამუშავებისთვის:

- მკვეთრი კუთხე აიძულებს ხელსაწყოს გაჩერდეს, შეცვალოს მიმართულება და კვლავ აჩქარდეს. ეს ტოვებს დაყოვნების კვალს (ხელსაწყო ერთ წერტილშია მაშინ, როცა შენელდება, ზედაპირი იწვება).

- მხები რკალი ხელსაწყოს ნებას აძლევს გადასვლა გადახვიდეს სიჩქარით. შენელება არ არის, დაყოვნების კვალი არ არის, ზედაპირული დამუშავება უკეთესია.

- დაძაბულობის კონცენტრატორები: მკვეთრი შიდა კუთხეები აკონცენტრირებს დაძაბულობას და სწორედ იქ ბზარდება ნაწილები. ფილეტები ანაწილებს დაძაბულობას მრუდე ზედაპირზე.

ჩამოჭრები უფრო მარტივია: სწორი ჭრა 45 გრადუსზე (ან სხვა კუთხეზე), რომელიც ხსნის მკვეთრ კიდეს. იპროგრამება G01 მოძრაობებით კუთხით. ჩამოჭრები უფრო მარტივია დასამუშავებლად, ვიდრე ფილეტები, მაგრამ არ ანაწილებს დაძაბულობას ისე კარგად.

საჭრელის რადიუსის კომპენსაცია

ხელსაწყოს რადიუსის კომპენსაცია (G41 / G42)

როცა აპროგრამებთ ნაწილის პროფილს, აღწერთ მზა ნაწილის ზედაპირის გეომეტრიას. მაგრამ ხელსაწყოს აქვს რადიუსი: მისი ცენტრი უნდა მიჰყვეს ტრაექტორიას, რომელიც ნაწილის ზედაპირიდან ამ რადიუსით არის გადანაცვლებული.

G41: საჭრელის კომპენსაცია მარცხნივ: ხელსაწყოს ცენტრი ინაცვლებს დაპროგრამებული ტრაექტორიის მარცხნივ (მოძრაობის მიმართულების მიხედვით). გამოიყენება გარე პროფილების ასკეცი ფრეზირებისთვის.

G42: საჭრელის კომპენსაცია მარჯვნივ: ხელსაწყოს ცენტრი ინაცვლებს მარჯვნივ.

G40: საჭრელის კომპენსაციის გაუქმება.

საჭრელის კომპენსაციის აქტიურობისას, თქვენ აპროგრამებთ ზუსტ ნაწილის გეომეტრიას (მზა ზედაპირი) და კონტროლერი ავტომატურად ითვლის გადანაცვლებულ ტრაექტორიას ხელსაწყოს ცენტრისთვის. ამას აქვს ორი ძირითადი უპირატესობა:

1. პროგრამა შეესაბამება ნახაზს. ნახაზზე მოცემული ზომები ემთხვევა კოდში არსებულ ზომებს. ხელით გადანაცვლების გათვლები არ არის.

2. ხელსაწყოს ცვეთის რეგულირება. როცა ხელსაწყო ცვდება და ოდნავ უფრო დიდს ჭრის, ოპერატორი აკორექტირებს საჭრელის კომპენსაციის მნიშვნელობას ოფსეტების ცხრილში: პროგრამის რედაქტირება საჭირო არ არის. უფრო მცირე კომპენსაციის მნიშვნელობა ხელსაწყოს უფრო ახლოს მიწევს ნაწილის ზედაპირთან, კომპენსაციას უწევს ჭრას.

კონტროლერი ამუშავებს მთელ გეომეტრიულ კომპლექსურობას: სწორი ხაზების გადანაცვლებას, რკალის რადიუსების ხელახალ გაანგარიშებას გადანაცვლებული ტრაექტორიისთვის და კუთხეებში გადასვლის გეომეტრიის მართვას.

რატომ ეყრდნობა GD&T გეომეტრიას

GD&T: გეომეტრია, არა მხოლოდ ზომები

ტრადიციული დიმენსიონირება ამბობს: 'ეს ხვრელი არის 0.500 ინჩი დიამეტრით, განთავსებულია მარცხენა კიდიდან 2.000 ინჩზე, პლუს ან მინუს 0.005 ინჩი.'

პრობლემა: პლუს-მინუს ტოლერანსირება ქმნის კვადრატულ ტოლერანსის ზონას. ხვრელის ცენტრი უნდა მოხვდეს 0.010 x 0.010 ინჩიან კვადრატში. მაგრამ კვადრატული ზონა სამართლიანი არ არის: ხვრელი, რომლის ცენტრი არის კვადრატის კუთხეში (0.005 მარჯვნივ ДА 0.005 ზევით ნომინალიდან), რეალურად 0.007 ინჩზე არის ჭეშმარიტი პოზიციიდან (პითაგორას თეორემა: 0.005 კვადრატის და 0.005 კვადრატის ჯამის კვადრატული ფესვი). თქვენ უარყოფდით ამ ნაწილს, თუმცა ხვრელი 0.007-ზე ნომინალიდან ერთი მიმართულებით დაიდასტურებოდა.

GD&T ცვლის კვადრატულ ზონას ცილინდრული ტოლერანსის ზონით. ხვრელის ცენტრი უნდა მოხვდეს მითითებული დიამეტრის წრეში ჭეშმარიტი პოზიციის გარშემო. ეს გეომეტრიულად სამართლიანია: 0.007 ნომინალიდან არის 0.007 ნომინალიდან, მიმართულების მიუხედავად.

GD&T არის სრული გეომეტრიული ენა იმის აღსაწერად, თუ რამდენად შეიძლება ელემენტი გადაიხაროს მისი იდეალური ფორმისგან, ორიენტაციისგან და ადგილმდებარეობისგან. ის იყენებს ელემენტის კონტროლის ჩარჩოებს: ის მართკუთხა ყუთები სიმბოლოებით, რომლებსაც ხედავთ საინჟინრო ნახაზებზე.

ფორმის და ორიენტაციის ტოლერანსები

ფორმის ტოლერანსები: ფორმის კონტროლი

პოზიცია აკონტროლებს, სად არის ელემენტი. ფორმის ტოლერანსები აკონტროლებს, რა ფორმისაა იგი.

სიბრტყობა: ზედაპირი უნდა იწვა ორ პარალელურ სიბრტყეს შორის, რომლებიც გამოყოფილია ტოლერანსის მნიშვნელობით. თუ სიბრტყობა არის 0.002, ზედაპირის ყოველი წერტილი უნდა იყოს 0.002-ინჩიანი სიმაღლის ზონაში ორ სრულყოფილად ბრტყელ, პარალელურ სიბრტყეს შორის. დატუმის (datum) მითითება საჭირო არ არის: სიბრტყობა თვით-რეფერენცირებადია.

პერპენდიკულარობა: ზედაპირი ან ღერძი უნდა იყოს ტოლერანსის ზონაში დატუმის (საცნობარო ზედაპირის) მიმართ. ზედაპირისთვის, ზონა არის ორი პარალელური სიბრტყე დატუმისადმი პერპენდიკულარული, გამოყოფილი ტოლერანსის მნიშვნელობით. ღერძისთვის (როგორც ხვრელისთვის), ზონა არის ცილინდრი დატუმისადმი პერპენდიკულარული.

კონცენტრულობა: ორ ცილინდრულ ელემენტს უნდა ჰქონდეთ იგივე ღერძი ტოლერანსის ზონაში. ერთი ცილინდრის მედიანური წერტილები უნდა მოხვდეს ცილინდრულ ტოლერანსის ზონაში, რომელიც ცენტრირებულია დატუმის ღერძზე. კონცენტრულობა ძვირია შესამოწმებლად (საჭიროებს მედიანური წერტილების გათვლებს): საამქროების უმეტესობა ნაცვლად იყენებს რანაუტს.

ეს ყველაფერი არის გეომეტრიული კონტროლები. ისინი განსაზღვრავენ ტოლერანსის ზონებს, რომლებიც არის ფორმები (სიბრტყეები, ცილინდრები, კონუსები), არა მხოლოდ რიცხვები. სიბრტყობის ტოლერანსი 0.002 არის წყვილი პარალელური სიბრტყე. პოზიციის ტოლერანსი 0.014 დიამეტრი არის ცილინდრი. სწორედ ეს ხდის GD&T-ს გეომეტრიულს: ყოველი ტოლერანსი არის ფორმა სივრცეში.

მანქანის გადაადგილების ლიმიტები

სამუშაო გარსი: სივრცე, რომელზეც მანქანას მიწვდენა შეუძლია

ყოველ CNC მანქანას აქვს სასრული გადაადგილება ყოველ ღერძში. ტიპიური ვერტიკალური დამუშავების ცენტრს შეიძლება ჰქონდეს:

- X გადაადგილება: 30 ინჩი

- Y გადაადგილება: 16 ინჩი

- Z გადაადგილება: 20 ინჩი

სამუშაო გარსი არის 3D მოცულობა, რომელიც განსაზღვრულია ამ გადაადგილების ლიმიტებით: მართკუთხა ყუთი (3-ღერძა ფრეზისთვის) ან უფრო რთული ფორმა (ბრუნვადი ღერძების მქონე მანქანებისთვის). ნებისმიერი ელემენტი, რომლის გამოყვანასაც აპირებთ, უნდა მოხვდეს ამ გარსში.

ჩაჯახების თავიდან აცილება არის გეომეტრია იმისა, რომ დარწმუნდეთ, რომ ხელსაწყო, ხელსაწყოს მფლობი, შპინდელის თავი, ფიქსატორი და სამუშაო ნაწილი არ შეეჯახებიან პროგრამის დროს. კონტროლერმა თვითონ არ იცის, სად არის ამწე, ჩასაჭიდები ან ფიქსატორები. ჩაჯახების თავიდან აცილება პროგრამისტის პასუხისმგებლობაა.

კრიტიკული ჩაჯახების გეომეტრიები:

- ხელსაწყოს სიგრძე vs ჯიბის სიღრმე: გრძელი ხელსაწყო, რომელიც ღრმა ჯიბეში წვდება, შეიძლება შეეჯახოს ხელსაწყოს მფლობს ან შპინდელის თავს ნაწილის კედლებთან.

- ფიქსატორის ჩარევა: ხელსაწყოს ტრაექტორიამ უნდა გვერდი აუაროს ჩასაჭიდებს, პარალელებს და ამწის ყბებს. სწრაფი მოძრაობა (G00) ნაწილის თავზე არასწორ Z სიმაღლეზე შეიძლება ხელსაწყო ჩასაჭიდში ჩარტყას.

- სწრაფი სიბრტყე: პროგრამების უმეტესობა განსაზღვრავს 'სწრაფ სიბრტყეს': უსაფრთხო Z სიმაღლეს ყველა დაბრკოლების ზემოთ. სწრაფი მოძრაობები ხდება ამ სიბრტყის ზემოთ. არასოდეს არ გააკეთოთ სწრაფი მოძრაობა მის ქვემოთ.

ბრუნვადი ღერძები და გეომეტრიული თავისუფლება

მე-4 და მე-5 ღერძი: ბრუნვა აფართოებს გეომეტრიას

3-ღერძა ფრეზს შეუძლია სამუშაო ნაწილს მიუახლოვდეს მხოლოდ ზემოდან (Z-ის გასწვრივ). ნებისმიერი ელემენტი, რომელიც მოითხოვს გვერდიდან ან ქვემოდან წვდომას, საჭიროებს ცალკე მოწყობას: ნაწილი გადააქციეთ, ხელახლა დააფიქსიროთ, ხელახლა მიეხეთ და ილოცეთ რომ ელემენტები ერთმანეთს ემთხვევა.

მე-4 ღერძი: ამატებს ერთ ბრუნვად ღერძს (ჩვეულებრივ A, რომელიც ბრუნავს X-ის გარშემო). ნაწილი შეიძლება შეიქცეს, რათა ხელსაწყოს სხვადასხვა მხარე უჩვენოს. მე-4 ღერძი ჩვეულებრივ არის ბრუნვადი მაგიდა, რომელიც დამაგრებულია ფრეზის მაგიდაზე. ეს გაძლევთ ცილინდრის გარშემო ან მრავალ მხარეზე ელემენტების დამუშავების საშუალებას ხელახლა დაფიქსირების გარეშე.

მე-5 ღერძი: ამატებს ორ ბრუნვად ღერძს. ხელსაწყოს (ან მაგიდას) შეუძლია დაიხაროს ორი დამოუკიდებელი ბრუნვითი მიმართულებით. ეს ნიშნავს, რომ ხელსაწყოს შეუძლია მიახლოება პრაქტიკულად ნებისმიერი კუთხიდან.

რა ხდება გეომეტრიულად შესაძლებელი მე-5 ღერძით, რაც 3-ღერძით შეუძლებელია:

- ქვედაჭრები: ელემენტები, რომლებიც დამალულია ზემოდან ხედვისგან. ხელსაწყო იხრება, რომ მიწვდეს დაკიდებული გეომეტრიის უკან.

- შერეული კუთხეები: ზედაპირები, რომლებიც არც პარალელური და არც პერპენდიკულარული არ არის რომელიმე ღერძისადმი. 3-ღერძა მანქანას დასჭირდება სპეციალური დახრილი ფიქსატორი. 5-ღერძა მანქანა უბრალოდ იხრება.

- იმპელერები და ტურბინის ფრთები: მოგრეხილი, მრუდი ზედაპირები, რომლებიც კუთხეს უწყვეტად იცვლის. მხოლოდ 5-ღერძა ერთდროული დამუშავებით შეიძლება დაიჭრას ეს ერთ მოწყობაში.

- შემცირებული მოწყობები: ნაწილს, რომელიც მოითხოვს ექვს მოწყობას 3-ღერძა მანქანაზე, შეიძლება დასჭირდეს ერთი მოწყობა 5-ღერძა მანქანაზე. ყოველი მოწყობა არის ჩასწორების შეცდომის შანსი.

შეჯამება

CNC დამუშავების გეომეტრია: ძირითადი დასკვნები

კოორდინატთა სისტემები: MCS არის მანქანის აბსოლუტური ჩარჩო. WCS (G54-G59) არის თქვენი საცნობარო ჩარჩო ნაწილისთვის. მარჯვენა ხელის წესი განსაზღვრავს ღერძების მიმართულებებს. ხელსაწყოს სიგრძის ოფსეტები კომპენსაციას უწევენ სხვადასხვა ხელსაწყოს სიგრძეებს.

ხელსაწყოს ტრაექტორიები: G01 მოძრაობს სწორი ხაზებით. G02/G03 მოძრაობს რკალებში. I/J ცენტრის ფორმატი ხსნის რადიუსის ფორმატის ორი-რკალის გაურკვევლობას. ასკეცი ფრეზირება (საჭრელის ბრუნვა მიწოდების მიმართულებით) იძლევა უკეთეს ზედაპირულ დამუშავებას და ხელსაწყოს სიცოცხლეს.

რკალები და პროფილები: მხები რკალები ქმნიან გლუვ გადასვლებს დაყოვნების კვალის გარეშე. უმცირესი შიდა ფილეტის რადიუსი ხელსაწყოს რადიუსის ტოლია. საჭრელის კომპენსაცია (G41/G42) გაძლევთ ნაწილის გეომეტრიის დაპროგრამების საშუალებას, ხოლო კონტროლერი ანაცვლებს ხელსაწყოს ტრაექტორიას.

GD&T: გეომეტრიული ტოლერანსები განსაზღვრავენ ტოლერანსის ზონებს ფორმებად (ცილინდრები, სიბრტყეები). პოზიციის ტოლერანსის ზონები წრიულია, არა კვადრატული: გეომეტრიულად სამართლიანი. MMC ბონუს ტოლერანსი ასახავს რეალურ ასაწყობ დასაშვებს. სიბრტყობა და პერპენდიკულარობა აკონტროლებენ ფორმას ზომებისგან დამოუკიდებლად.

სამუშაო გარსი: ყოველ მანქანას აქვს სასრული გადაადგილება. ბრუნვადი ღერძები (მე-4 და მე-5) აფართოებენ იმას, რა გეომეტრია არის მისაწვდომი და ამცირებენ მოწყობებს. ნაკლები მოწყობა ნიშნავს უფრო მჭიდრო ელემენტ-ელემენტ ტოლერანსებს, რადგან ყველა ელემენტი იზიარებს იგივე WCS წარმოშობას.

გეომეტრია არის საფუძველი. ყოველი G-კოდის ბრძანება, ყოველი ტოლერანსის მითითება, ყოველი ფიქსატორის გადაწყვეტილება არის გეომეტრიული ოპერაცია. დაეუფლეთ გეომეტრიას და დამუშავება მოჰყვება.