Обработка деталей на станках с ЧПУ не всегда происходит с помощью программ цикла. В некоторых случаях также обрабатываются координаты точек. В таких случаях в игру вступают коды G01, G02 и G03. Первая из них обеспечивает линейную интерполяцию, а две другие обеспечивают круговую интерполяцию. Основная цель интерполяции CNC заключается в определении точек пересечения между известными точками горизонталей. Интерполяция на основе метода численного анализа повышает качество обработки с ЧПУ. Это также предотвращает потери и повышает производительность. Интерполяционный расчет, который обеспечивает бесперебойную работу режущих инструментов продлевает срок службы машины и ее компонентов. В этой статье мы поделимся полезной информацией о линейной и круговой интерполяции в станках с ЧПУ.
Что такое интерполяция?
Прежде всего, давайте поговорим немного о интерполяции. Вкратце, интерполяция — это метод оценки возможных значений между точками с неизвестными значениями на основе имеющейся информации. Интерполяция, ветвь прикладной математики, в основном является методом прогнозирования. Однако это предсказание даёт почти идеальные результаты благодаря специальному набору алгоритмов. Существует два основных типа интерполяции. Один из них является линейным, другой — круговой интерполяцией. Существуют также различные типы, такие как полиномиальная, тригонометрическая и сплайновая интерполяция. Методы интерполяции различаются в зависимости от расстояния между двумя точками, плоскости, в которой находятся точки, и других переменных. В этом контексте линейная и круговая интерполяция в станках с ЧПУ являются двумя основными методами. В этой статье мы обсудим эти два с их основными характеристиками.
Что такое интерполяция CNC?
В процессе обработки на станках с ЧПУ необходимо рассчитать положение режущего инструмента по нескольким промежуточным точкам в разное время. Этот процесс называется интерполяцией CNC. Необходимые параметры для линии контура загружаются в программу обработки. Наиболее важными из них являются начальная и конечная точки. Но этого недостаточно, чтобы лучше понять профиль заготовки. Поэтому необходимо определить промежуточные позиции. Линейные и круговые методы интерполяции в станках с ЧПУ позволяют определить эти промежуточные положения. Таким образом, четко показано расположение режущих инструментов относительно заготовки. Другими словами, при внесении корректировок положения на токарных станках с ЧПУ и фрезерных станках, определение координат резца в различных ситуациях в соответствии с обрабатываемой деталью называется интерполяцией с ЧПУ. Благодаря этому процессу предотвращается много ошибок в обработке деталей.
В обрабатывающих деталях с ЧПУ необходимо учитывать различные линии. В зависимости от этого различия, интерполяционные вычисления отличаются. Метод интерполяции, в зависимости от скорости подачи, уточняет положение резца. Таким образом, форма линии обводки принимает соответствующую форму. Когда интерполяция рассчитана правильно, производительность токарного станка с ЧПУ и обрабатывающих центров увеличивается. Алгоритмы интерполяции, разработанные для облегчения вычислений, идеально определяют промежуточные положения для различных линий. В этих расчетах значение F указывает на заданную скорость подачи. Fc — фактическая скорость синтетического кормления. В некотором смысле расчет линейной и круговой интерполяции в станках с ЧПУ представляет собой преобразование значения F в значение Fc. Однако даже малейшая ошибка в алгоритме приводит к отклонению от значения Fc, которое должно быть.
Что такое индекс стабильности?
Те, кто интересуется, что интерполяция CNC особенно любопытно об индексе стабильности. Вкратце, индекс стабильности указывает на стабильность алгоритма интерполяции. Поэтому она является важной переменной в индексе оценки. Как известно, расчеты алгоритмов — это повторяющиеся операции. И каждый расчет, вне зависимости от того, насколько он безупречен, включает в себя определенное округление. По мере увеличения числа повторений величина округления естественно возрастает. Кроме того, ошибки вычислений вызывают отклонения в алгоритме. В этом контексте индекс стабильности ссылается на тот факт, что ошибки округления и расчета не накапливаются в обработке ЧПУ. Чем стабильнее алгоритм, тем выше качество обработки с ЧПУ.
Поскольку алгоритм интерполяции представляет собой повторяющийся расчет, он требует регулярного отслеживания ошибок округления и расчета. В каждом расчете неизбежно происходит некоторое округление. Приблизительные расчеты в этом отношении весьма подвержены ошибкам и отклонениям. Если оператор допустил ошибку при округлении, результат будет ещё более неточным. Вот почему важно наблюдать индекс стабильности в линейных и круговых расчетах интерполяции в станках с ЧПУ. Вероятность отклонения особенно высока при нелинейной интерполяции. Орбитальная ошибка не должна быть больше, чем минимально необходимое управление движением системы. Он также не должен превышать эквивалент воздействия. Когда эти значения не принимаются во внимание, проскальзывание в точках контура может достигать серьезных размеров.
Те, кто интересуется, как интерполяция CNC делается также задаются вопросом о связи индекса стабильности со скоростью и осями в обработке CNC. Короче говоря, если скорость синтеза однородна по интерполяции, то выходное значение каждой оси постоянное. Это называется индексом однородности скорости синтеза. В этом контексте также необходимо учитывать оси ЧПУ и режущие инструменты. На самом деле, чтобы избежать отклонений в движениях оси, необходимо использовать большие режущие инструменты на близком расстоянии в крупных деталях. Наиболее важной причиной этого является то, что в больших командах корпус вала большой. Таким образом, уменьшается потребность в длинных и тонких инструментах и уменьшается возможность ошибки. При учете скорости и осей и режущих инструментов для линейной и круговой интерполяции на станках с ЧПУ оптимизирована стабильность обработки.
Линейная интерполяция на станках с ЧПУ
Линейная интерполяция, также известная как линейная интерполяция, выполняет движение резания в линейной плоскости. Эта форма выреза доступна как в токарных станках с ЧПУ, так и в обрабатывающих центрах. Линейная интерполяция, также известная как прямое резание, происходит с G-кодами, как и в других процессах. Фактически код G01 является линейным интерполяционным кодом. Фактически, это один из наиболее часто используемых кодов среди G-кодов. Обработка на токарных станках с ЧПУ и фрезерных резцах не всегда проходит в циклах. Обработка также происходит с точечной системой координат. Поэтому станки с ЧПУ требуют линейной и круговой интерполяции. В этом контексте движение линейного резания является одним из наиболее распространенных движений при обработке деталей. Параметры C и R, используемые с кодом G01, выполняют операции фаски и радиуса.
Код G01 в линейной интерполяции
Возможно, потребуется выполнить точечную обработку вместо производства циклов для траекторий инструмента на станке с ЧПУ. В этом случае для линейной интерполяции необходимо использовать код G01. Введите этот код и ваш токарный станок или обрабатывающий центр будет резать прямо без циклов производства. G00 или другой код продолжается до тех пор, пока вы не введете его. Если ввести код G00, режущий инструмент начнет работать быстро на холостом ходу, не снимая стружки. Это обычная ситуация для линейной и круговой интерполяции в станках с ЧПУ. Если требуется выполнить криволинейное движение детали, необходимо ввести коды G02 или G03 на экране командной строки.
Среди G-кодов код G01 устанавливает режущий инструмент в контакт с обрабатываемой деталью, удаляя стружки в линейной плоскости. Однако для достижения прогресса необходимо также ввести параметр F (Feedrate). В этой точке линейную интерполяцию не следует путать с быстрым позиционированием. На самом деле, быстрое перемещение инструмента перемещается между двумя позициями на рабочей области без резки. Однако при линейной интерполяции, при значении F, на поверхности производятся контурные или каркасные операции фрезерования и т. д. В станках с ЧПУ значение F имеет важное свойство в контексте линейной и круговой интерполяции. Если это значение не введено, режущий инструмент основан на значении F, которое использовалось в последний раз в системе. Скорость выполнения команды G01 будет зависеть от текущего значения F до тех пор, пока не будет введено новое значение F.
Коды G90 и G91 в линейной интерполяции
Коды G90 и G91, которые используются в ЧПУ фрезерования с кодом G01, обеспечивают, что движение является абсолютным или инкрементным. Из этих кодов код G90 является абсолютным (абсолютным). В токарных станках с ЧПУ, G90 обеспечивает один цикл поворота прохода с конической или прямой законопроект на наружный диаметр или диаметр работы. В абсолютном программировании движения необходимо вводить значения X и Z. Код G91 — код инкрементного программирования. Однако этот код действителен только в обрабатывающих центрах с ЧПУ. Вместо использования G91 на токарных станках, необходимо изменить имена осей в командной строке. Затем, при выборе типа движения, линейная интерполяция прогрессирует с шагом. Однако в программировании необходимо использовать значения U и W. В обрабатывающих центрах перед G01 могут стоять G90 или G91.
Формат токарного станка CNC G01:
- G01 X… Z … F … (Абсолютная Система)
- G01 У… П … F … (Инкрементная Система)
Формат G01 в обрабатывающем центре с ЧПУ:
- G90 G01 X… Y … Z … F … (Абсолютная Система)
- G91 G01 X… Y … Z … F … (Инкрементная Система)
Обработка фасок и радиусов в линейной интерполяции
Интерполяция в станках с ЧПУ также является важным вопросом в обработке фаски и радиуса. На самом деле, те, кто интересуется, как интерполировать в ЧПУ также любопытно о фаски и радиус обработки. Кратко говоря, параметры C и R, которые используются на тех же линиях, выполняют фаску и радиус. Из них С означает количество отрубов под фаской. R — это мера радиуса. Если в командной строке ввести линии N перед G01, то на пересечении создается фаска. При вводе значения R вместо значения C выполняется вырезание радиуса. Например:
- N8 G01 X… Y … C … ; N9 G01 X … Y… срезает фаски по C на пересечении N8 и N9.
- N8 G01 X… Y … R … ; N9 G01 X … Y … пересекает столько радиуса, сколько R на пересечении.
Круговая интерполяция в станках с ЧПУ
В этой части нашей статьи о линейной и круговой интерполяции в станках с ЧПУ, мы кратко поговорим о круговой интерполяции. На самом деле, интерполяция в ЧПУ не только линейная. Также возможно выполнить циклическую интерполяцию, используя команды G02 и G03. Эти коды применяются к токарным и обрабатывающим центрам. Однако команды G90 и G91 используются только в обрабатывающих центрах с ЧПУ. Более того, коды с круговой интерполяцией работают плавно на двуосных машинах. В обрабатывающих центрах с ЧПУ с тремя и более осями необходимо выбрать оси для интерполяции по окружности. Этот выбор происходит с кодами G17, G18 и G19.
Коды G02 и G03 в круговой интерполяции
Оба кода выполняют круговую интерполяцию на станках с ЧПУ. Единственная разница между ними — это их направление. На самом деле код G02 работает по часовой стрелке (CW). Код G03 обеспечивает движение в обратном направлении (CCW). Эти коды можно использовать для радиальных и дуговых разрезов, а также для круговых разрезов. Эти коды поддерживают циклическую интерполяцию до прихода команд G00 или G01. Чтобы переключиться с циклической интерполяции на линейную, нужно ввести команду G01. Общей характеристикой для линейной и круговой интерполяции в станках с ЧПУ является значение F. Если перед началом процесса не ввести новое F-значение, система будет работать с текущим F-значением
Коды G90 и G91 в круговой интерполяции
Когда коды G02 и G03 используются на станках с ЧПУ вместе с кодами G90 или G91, движение происходит абсолютно или поэтапно. Как и в случае с линейной интерполяцией, код G90 обеспечивает абсолютный ход выполнения, а код G91 — инкрементный. Однако, поскольку эти коды не могут быть использованы в токарных станках, необходимо изменить названия осей в строке.
Формат токарного станка CNC G02:
- G02 X… Z … F … (Абсолютная Система)· G02 U… П … F … (Инкрементная Система)
Формат G02 и G03 в обрабатывающем центре с ЧПУ:
- G90 G02 X… Y … Z … F … (Абсолютная Система По Часовой Стрелке)
- G91 G02 X… Y … Z … F … (Система Приращения По Часовой Стрелке)
- G90 G03 X… Y … Z … F … (Абсолютная Система Против Часовой Стрелки)
- G91 G03 X… Y … Z … F … (Система Приращения Против Часовой Стрелки)
Выбор плоскости и вспомогательные параметры в интерполяции по окружности
Коды G02 и G03 в основном выполняют круговую интерполяцию по двум осям. Таким образом, не нужно выбирать плоскость во время использования двухосного станка с ЧПУ. Если машина имеет большее количество осей, то нужно выбрать плоскость. Для выбора доступны три G-кода. Эти коды и их задачи таковы:
- G17: Выбор плоскостей X-Y.
- G18: X-Z делает выбор плоскости.
- G19: Выбор плоскости Y-Z.
При использовании циклической интерполяции с параметром R выполняется обработка радиуса. В этом случае непосредственно определяется сумма R. Однако параметр R недостаточен для определения центра радиуса. Вспомогательные параметры также важны в контексте линейной и круговой интерполяции в станках с ЧПУ. Сегодня во многих обрабатывающих центрах с ЧПУ можно использовать вспомогательные параметры для определения радиуса центра. Эти параметры представлены выражениями I, J и K. Их значение следующее:
- I: Показывает расстояние от начальной точки широковещательного сообщения до центра по оси x.
- J: Показывает расстояние от начальной точки вещания до центра по оси Y.
- K: Показывает расстояние от начальной точки широковещательного сообщения до центра по оси Z.
На что следует обратить внимание при интерполяции в станках с ЧПУ?
- Для линейной и круговой интерполяции на станках с ЧПУ, прежде всего, необходимо ввести правильные значения. Коды G01, G02 и G03, а также G90 и G91 являются наиболее важными кодами в этом контексте. Способ использования этих кодов зависит от типа компьютера и характера операции, которую необходимо выполнить.
- При использовании G-кодов для линейной и круговой интерполяции в ЧПУ важно помнить о параметре F. Фактически, если не ввести новое значение F, система будет работать с текущим значением F.
- «При преобразовании координат «F» в «Fc» для интерполяции не следует допускать даже малейших ошибок вычислений.» В противном случае, к сожалению, происходит отклонение в алгоритме интерполяции. Оптимизация индекса стабильности снижает риск ошибок.
- Через некоторое время отклонения в Fc вызывают колебания F. Эти волны, направленные вверх или вниз, иногда достигают серьезных уровней. Это приводит к потере качества и эффективности при обработке с ЧПУ. Это также сокращает срок службы машины.
- Если ваша машина делает слишком много шума во время работы, это может быть связано с линейной и круговой ошибки расчета интерполяции на станках с ЧПУ. В таких случаях срок службы режущего инструмента сокращается. Если значение Fc верно, станок с ЧПУ продолжает обработку плавно и спокойно.