Хотя сама концепция наличия оси Y на многоосевом приводном инструменте токарного станка с ЧПУ проста, неортогональное движение этой оси и все нюансы таких перемещений могут быть сложнее, чем кажется на первый взгляд. В этой статье я объясню движение по оси Y и расскажу, как может возникать превышение хода.
Когда мы перемещаем ось X или ось Z на токарном станке, легко понять, как будет вести себя машина при этих движениях. Обе оси перемещаются по высокоточным линейным направляющим, которые обеспечивают полный диапазон хода каждой оси. Длинаещения этих осей влияет на общие габариты станка. Например, чем больше ход оси Z, тем длиннее станина станка. Однако при перемещении по оси Y всё не так однозначно (рисунки 1b и 1c).
На большинстве многоосевых токарных станков с осью Y движение этой оси осуществляется неортогонально, то есть не под прямым углом и не по прямой линии. Перемещение по оси Y реализовано с помощью клиновой конструкции, при которой перпендикулярное движение достигается за счёт одновременного перемещения двух отдельных частей механизма (рисунок 1a).
Когда система управления получает команду на движение по оси Y, именно совокупное перемещение этих двух элементов, образующих клин, обеспечивает нужное смещение рабочей части инструмента (рисунки 2a, 2b и 2c). В итоге мы получаем кажущееся перпендикулярное движение оси, которое становится возможным благодаря неортогональному перемещению компонентов станка.
Такое движение по оси Y позволяет использовать несколько инструментов в каждой позиции револьверной головки за счёт возможности смещения оси и задания различных коррекций инструмента для одной и той же позиции (рисунок 4a). Эта функция доступна не только для приводных инструментов, но и для статических резцов как с двойными, так и с четырёхпозиционными держателями. Четырёхпозиционные держатели дополнительно расширяют возможности использования нескольких инструментов, в том числе на субшпиндельных станках для выполнения вторичных операций (рисунок 4b).
Теперь, когда мы разобрались с особенностями движения по оси Y, давайтеим одну из проблем, которая может возникнуть при перемещении револьверной головки в заданную позицию для смены инструмента. Поскольку заданная позиция оси X для смены инструмента определяется относительно рабочей части инструмента, предположим, что ось Y НЕ находится в нулевой позиции (центре хода оси Y), а заданная позиция по оси X находится в пределах разрешённого диапазона перемещений станка. Однако всё равно появляется сигнал об ошибке «превышение хода», и станок останавливается. Почему возникает эта ошибка?
На изображениях ниже показано, почему возникает ошибка превышения хода. На рисунке 3a видно, что ось X находится в крайнем положении хода, а ось Y — в нулевой позиции. На рисунке 3b видно, что рабочая часть инструмента перемещается в положительное положение Y 50. Револьверная головка легко достигает этой позиции, просто перемещаясь по клину без необходимости сдвигать суппорт по оси X.
Однако на рисунке 3d видно, что для достижения заданной позиции необходимо сместить и клин, и суппорт по оси X: клин — в отрицательном направлении, а суппорт по оси X — в положительном. Но если суппорт по оси X уже находится в крайнем положении хода и не может двигаться дальше, система выдаёт ошибку и останавливает станок.
Если такая ситуация возникает во время выполнения обработки, и заданная позиция выходит за пределы возможностей станка, требуется внести коррективы в программу. Кроме того, решить проблему может изменение длины используемого инструмента или типа держателя. В любом случае решение остаётся за программистом и оператором.
С другой стороны, если ошибка возникает при перемещении станка в заданную позицию для смены инструмента, её можно устранить средствами управляющего программного обеспечения. Когда система управления получает команду переместить револьверную головку в позицию для смены инстру, ось Y автоматически возвращается в нулевое положение, чтобы исключить возможность ошибки превышения хода.
