РАБОТНИ И УСТАНОВЪЧНИ ДВИЖЕНИЯ. СПОМАГАТЕЛНИ ДВИЖЕНИЯ И ДВИЖЕНИЯ ЗА ОБСЛУЖВАНЕ

За реализиране върху металорежещата машина (ММ) с ЦПУ на технологичния процес за обработване на повърхнините на заготовката с режещ инструмент са необходими работни, установъчни и спомагателни движения и движения за обслужване.

 

Работните движения служат за изпълнение на самия процес на формо- и размерообразуване.

Установъчните се изпълняват със скоростта на бързия ход и са предназначени да позиционират инструмента преди и след процеса на рязане.

Спомагателните са свързани със смяната и измерването на инструментите, заготовките и детайлите и др.

Движенията за обслужване са предназначени за отстраняване на стружката, почистване на повърхнините на машината и др. 

Работните и установъчните движения се извършват в дясноориентираната декартова координатна система XOYZ (фиг.1). Дясноориентирана означава, че гледано от върха на положителната полуос OZ завъртането на ос X към ос Y (по по-краткия път) става в посока, обратна на часовниковата стрелка (ОЧС)- фиг.2. Ос Z винаги е успоредна на оста на вретеното, а ос Х винаги е хоризонтална. Положението и ориентацията на координатната система е от изключителна важност за правилното функциониране на ММ с ЦПУ. Затова всяка машина притежава собствена базова координатна система, наречена основна машинна координатна система (ОМКС), която в общия случай се обозначава като XМOМYМZМ. Ориентацията на осите се подчинява на международен стандарт, което позволява универсалност на принципите за експлоатация на машините, независима от географските, езиковите и др. различия между отделните производители и потребители. Координатното начало т.ОМ се нарича машинна нула и е разположено в достъпни за метрологична идентификация повърхнини. В специална инструкция производителят посочва положението на ОМКС за всяка конкретна машина. 

Работните движения се разделят на главно и подавателно, които са показани на фиг.1 при обработване на повърхнина, определена от пространствената линията а-b.

Главното движение е предназначено да осигури скоростта на рязане Vc, то е ротационно и се извършва от вретеното (в което е установен режещият инструмент) с дадена честота на въртене n [min-1].

Подавателното движение е предназначено да разпространи процеса на рязане по цялата обработвана повърхнина на заготовката. В случая подавателното движение осигурява траектория на движение на инструмента, съвпадаща с линията a-b. Движението по траекторията е сложно и се състои от простите праволинейни транслационни движенията по осите X, Y и Z, които се изпълняват от работните органи (РО) на ММ с ЦПУ- шейни, супорти. Положението на произволна т. М от траекторията се определя от координатите x, y и z, които се изменят във функция от времето x(t), y(t) и z(t) и са закон за движението на РО. Скоростта на подавателното движение VF [mm/min] (чийто вектор лежи върху тангентата към траекторията в т.М) e векторна сума от скоростите VFX , VFY и VFZ на трите РО: 

VF = VFX + VFY + VFZ.

Формирането на функциите x(t), y(t) и z(t) и изчисляването по тях на VFX , VFY и VFZ  се извършва от системата за ЦПУ, която подава управляващи сигнали към подавателните двигатели на РО. Едновременното управление на няколко РО за подавателно движение по дадена линия се нарича интерполация.

Използват се различни интерполации, които са заложени в системното програмно осигуряване на системата за ЦПУ. Най-често използваните са линейната интерполация (движение по права линия) и кръговата интерполация (движение по дъга от окръжност). В редица съвременни системи за ЦПУ се използват интерполации за движение по по-сложни  линии-  хеликоидална интерполация (за движение по винтова линия), параболична интерполация (за движение по парабола) и др. За движение по особено сложни траектории се прилагат сплайнови интерполации. Най-често използваната сплайнова интерполация е NURBS-интерполацията. Точността на обработената повърхнина се подобрява, ако NURBS се съчетае с наноинтерполация. При обработване на сложни повърхнини в условията на високоскоростна обработка е препоръчително активирането на трохоидална интерполация. 

Освен РО, движещи се по праволинейни траектории, в ММ с ЦПУ се използват и РО, извършващи ротационно (въртеливо, кръгово) подавателно и установъчно движение. Тези РО се наричат въртящи маси (ако движението е без ограничение на ъгъла на завъртане) или обръщащи маси (при наличие на ограничение на ъгъла на завъртане). Названието на кръговите оси е свързано с оста на ротация. Ако въртенето е около ос Х, кръговата ос е ос А, ако е около ос Y- ос B и ако е около ос Z- ос  C (фиг.3).

При някои ММ с ЦПУ е възможно един РО да притежава функционалната възможност да изпълнява главно и подавателно движение. Например, при струговите центри вретеното, чиято основна функция е да реализира главното движение, може да извършва кръгово подавателно и установъчно движение по ос С. При някои многофункционални машини, базирани на обработващ център, въртящата маса  (кръгова ос С), в която е установена заготовката, може да извършва главно ротационно движение, което се използва за стругова обработка.