Что такое рабочая плоскость?
В трехмерном пространстве станка с ЧПУ мы имеем три основные оси: X, Y и Z. Однако многие операции, такие как круговое интерполяция (G02, G03) или коррекция радиуса инструмента (G41, G42), являются по своей природе двумерными (2D). Они работают в некоторой плоскости.
Рабочая плоскость — это виртуальная двумерная плоскость, в которой выполняются эти 2D-операции. Третья ось, перпендикулярная этой плоскости, становится на время осью глубины или осью высоты.
Система ЧПУ предоставляет три команды для выбора активной рабочей плоскости:
· G17 — Выбор плоскости XY
· G18 — Выбор плоскости XZ
· G19 — Выбор плоскости YZ
Подробный разбор каждой плоскости
G17 — Плоскость XY (Основная для фрезерных станков)
Назначение: Эта команда устанавливает плоскость X-Y в качестве рабочей.
Применение: Это плоскость по умолчанию для фрезерных станков. При включении станка или после сброса (M30, M02) обычно активна именно она.
Какие операции работают в этой плоскости:
Круговая интерполяция: G02 и G03 будут создавать дугу в плоскости XY. Параметр R или I, J будут относиться к осям X и Y.
Коррекция на радиус инструмента (G41, G42): Система будет рассчитывать смещение траектории инструмента именно в плоскости XY.
Визуализация:
Представьте лист бумаги, лежащий на столе станка. Движение по листу — это оси X и Y. Сверление вниз (или фрезерование по глубине) — это ось Z.
Рабочая плоскость: X-Y
Ось глубины/сверления: Z
Пример программы для фрезерования контура в плоскости XY:
O1000;
G90 G54 G17 G40 G80 (Безопасная строка: абсолютные координаты, смещение, плоскость XY, отмена коррекции, отмена циклов)
M03 S3000 (Включение шпинделя)
G00 X50 Y30 Z5 (Быстрое перемещение в начальную точку)
G01 Z-2 F100 (Подача на глубину резания)
G41 G01 X30 Y20 D01 F200 (Включение коррекции на радиус СЛЕВА от контура)
G03 X20 Y30 I-10 J0 (Дуга в плоскости XY, смещение по I и J)
G01 X10
... (и так далее, весь контур обрабатывается в плоскости XY)
G00 Z100 (Подъем инструмента)
M30 (Конец программы)
G18 — Плоскость XZ (Основная для токарных станков)
Назначение: Эта команда устанавливает плоскость X-Z в качестве рабочей.
Применение: Это плоскость по умолчанию и основная для токарных станков с ЧПУ. У токарного станка typically всего две оси: X (радиальная) и Z (продольная). Оси Y у них нет.
Какие операции работают в этой плоскости:
Круговая интерполяция: G02 и G03 будут создавать дугу в плоскости XZ. Параметры будут R или I, K.
Коррекция на радиус инструмента (G41, G42): Расчет смещения происходит в плоскости XZ.
Функция сверления/расточки: При G18 ось подачи будет осью Y, но на токарном станке это не используется для сверления (там сверло движется по Z). На фрезерном станке G18 может использоваться для бокового фрезерования или расточки.
Визуализация для токарного станка:
Представьте чертеж детали, который вы смотрите сбоку. Горизонтальная ось — это Z (длина детали), вертикальная ось — это X (диаметр/радиус).
Рабочая плоскость: X-Z
Ось, перпендикулярная плоскости: Y (на токарном станке не используется).
Пример программы для точения радиусной выемки на токарном станке:
% O2000 (ПРИМЕР G18 ДЛЯ ТОКАРНОГО СТАНКА)
G18 G99 G40 G21 (Плоскость XZ, подача на оборот, отмена коррекции, метрический режим)
G96 S200 M03 (Постоянная скорость резания, включение шпинделя)
G00 X50 Z5 (Быстрое перемещение)
G01 Z0 F0.2
G03 X60 Z-10 R5 F0.15 (Дуга в плоскости XZ. R5 - радиус дуги. Смещение по осям X и Z)
G01 Z-20
... (дальнейшая обработка)
M30
G19 — Плоскость YZ
Назначение: Эта команда устанавливает плоскость Y-Z в качестве рабочей.
Применение: Наименее часто используемая плоскость. Применяется на фрезерных станках для специфических операций, например, при обработке боковых поверхностей, когда основное движение происходит по осям Y и Z.
Какие операции работают в этой плоскости:
Круговая интерполяция: G02 и G03 будут создавать дугу в плоскости YZ. Параметры будут R или J, K.
Коррекция на радиус инструмента (G41, G42): Расчет смещения происходит в плоскости YZ.
Функция сверления: При G19 ось подачи будет осью X.
Визуализация:
Представьте, что вы стоите перед станком и обрабатываете торец детали, установленной на боковой стенке.
o Рабочая плоскость: Y-Z
o Ось глубины/сверления: X
Пример программы для фрезерования дуги в плоскости YZ:
O3000 (ПРИМЕР G19)
G90 G54 G19 G40 G80 (Внимание! Активирована плоскость YZ)
M03 S2500
G00 Y20 Z30 X5 (Быстрое перемещение, X - ось глубины)
G01 X-2 F100 (Врезание по оси X)
G03 Y40 Z20 J10 K0 F200 (Дуга в плоскости YZ. Смещение по J (Y) и K (Z))
G01 X5 (Отвод по оси X)
M30
Ключевые моменты
Параметры дуги (I, J, K):
В плоскости G17 (XY): Используются I (смещение по X) и J (смещение по Y). K не используется.
В плоскости G18 (XZ): Используются I (смещение по X) и K (смещение по Z). J не используется.
В плоскости G19 (YZ): Используются J (смещение по Y) и K (смещение по Z). I не используется.
Типичная ошибка: Указание параметров дуги не от той плоскости. Например, использование I и J при активной плоскости G18. Это приведет к аварии или обработке не по той траектории.
Смена плоскости в программе: Можно менять плоскости в течение одной управляющей программы. Это мощный инструмент для обработки сложных 3D-поверхностей или многокоординатной обработки.
G17 G02 X.. Y.. I.. J.. (Дуга в плоскости XY)
G18 G02 X.. Z.. I.. K.. (Дуга в плоскости XZ)
G19 G03 Y.. Z.. J.. K.. (Дуга в плоскости YZ)
Влияние на коррекцию: Если вы забыли сменить плоскость после включения коррекции (G41/G42), система будет рассчитывать смещение в неверной плоскости, что гарантированно приведет к поломке инструмента или браку детали.