Upravljanje i programiranje CNC strojeva temelji se na koordinatnim sustavima. U prostoru svako kruto tijelo može se gibati po tri pravca i rotirati oko tri pravca. Koordinatni sustav je osnova za programiranje CNC-a.
Gibanje po pravcu naziva se translacija, a okretanje oko neke osi je rotacija.
Neka podjela najviše korištenih CNC strojeva u industriji može biti na:
- CNC tokarilice
- CNC glodalice
- CNC obradni centri
Standardna CNC tokarilica ima najjednostavniji koordinatni sustav. Dok više osni CNC obradni centri imaju složenije koordinatne sustave, jer osim gibanja po pravcu – translacija, postoji i rotacije.
Ovdje će biti riječi o standardnim CNC tokarilicama i troosnim CNC glodalicama.
- CNC tokarilica ima dvoosni koordinatni sustav
- CNC troosna glodalica ima troosni koordinatni sustav
Tokarilica ima koordinatni sustav u ravnini 2D (os X i os Z)
Glodalica ima koordinatni sustav u prostoru 3D (os, X,Y i Z)
2D i 3D pravokutni Kartezijev koordinatni sustav
U CNC tehnici najviše se koristi pravokutni Kartezijev koordinatni sustav u ravnini i u prostoru. Malo više o Kartezijevom sustavu na wikipediji.
Koordinatni sustav je “matematički alat” koji se sastoji od najmanje dva pravca sa jednakim numeričkim podjelama koji se sijeku pod pravim kutom.
Osim pravokutnih koordinatnih sustava postoje i neki drugi sustavi koji nisu toliko u primjeni s CNC tehnologijom, kao što je polarni koordinatni sustav, s polarnim koordinatama.
2D pravokutni sustav (dvodimenzionalni) ima dva pravca koji se sijeku u jednoj zajedničkoj točki. I ta točka se naziva ishodište koordinatnog sustava ili još i nultočka.
3D pravokutni sustav (trodimenzionalni) ima tri pravca koji se sijeku u jednoj točki. Ta se točka isto naziva ishodište koordinatnog sustava ili nultočka.
Osnovni elementi koordinatnog sustava
Kao što je iznad opisano svaki koordinatni sustav sastoji se os sljedećih elemenata:
- ishodište ili nultočka – radna nultočka
- koordinatne osi
- radne ravnine koordinatnog sustava
- orijentacija koordinatne osi – pozitivna ili negativna
Ishodište – nultočka i koordinatne osi
Ishodište je točka u kojoj se sijeku sve osi pravokutnog koordinatnog sustava. Ta se točka naziva i nultočka, ili još radna nultočka i označena je simbolom W.
Kako CNC stroj može imati više različitih specifičnih točki (tkz. referetnih nultočke) u svojem radnom prostoru, svaka ima svoju slovnu oznaku i specifičan naziv.
(više o tim nultočaka možete pročitati klikom na link malo iznad).
Nultočka koja se koristi kod programiranja i izradi programa naziva se radna nultočka i označava se simbolom W- work point.
Koordinatne osi (svih šest) označavaju se alfanumeričkim simbolima.
| red.broj | simbol | broj osi | vrsta gibanja |
| 1 | X | prva | translacija |
| 2 | Y | druga | translacija |
| 3 | Z | treća | translacija |
| 4 | A | četvrta | rotacija |
| 5 | B | peta | rotacija |
| 6 | C | šesta | rotacija |
Svaka os može imati pozitivan i negativan smjer (predznak).
Pravilo desne ruke
Pravilom desne ruke vrlo lako se odredi pravac svake osi u 3D sustavu. Tim jednostavnim pravilom svaki prst pokazuje jednu os i to njezin pozitivan predznak. Pravilo desne ruke je prilično primjenjivo i korisno u fizici i tehnici.
Pravilo desne ruke je “višenamjensko” pravilo i njime se mogu opisati i predočiti mnoge fizikalne pojave i pravila u fizici i tehnici općenito.
Radne ravnine i kvadranti koordinatnog sustava
Pravokutni koordinatni sustav – trodimenzionalni ima tri ravnine.
Ravnina se dobije sjecištem dvaju pravaca. Površina između ta dva pravca je ravnina, a svaka točka na toj površini je točka te ravnine.
U G kodu imamo tri G funkcije koje definiraju radne ravnine 3D koordinatnog sustava:
- G17 (radna X-Y ravnina)
- G18
- G19
Glodanje se izvodi u X-Y ravnini, funkcija G17. Iz razloga što je to ravnina po kojoj se pomiče radni stol glodalice. Gornja slika ilustrira upravo to!
Dok je tokarenje u X-Z ravnini. Jer su samo dvije koordinatne osi X i Z (drugačije je ako se radi o nekom tipu obradnog centra, ili više specijalnom stroju).
Kvadranti koordinatnog sustava
Trodimenzionalni koordinatni sustav ima tri ravnine. Svaka ta ravnina kada se postavi u 2D, ima ukupno 4 kvadranta. Kvadranti su „četvrtine” 2D koordinatnog sustava.
Kada se programira glodalica, ona se može programirati u bilo kojem kvadrantu radne ravnine G17 (X-Y).
Ali je najbolje u prvom kvadrantu, čisto iz razloga jer su tu predznaci obadvije osi te ravnine pozitivne (ne treba razmišljati o negativnom predznaku u koordinatama). Izbjegava se jedna mogućnost za greškama u programu i znatno olakšava naknadno prepravljanje programa i eventualne dorade.
Tako se obično radna nultočka na kvadratičnim predmetima obrade postavlja u donji lijevi kut predmeta obrade.
Isti slučaj bi trebao biti i na radioničkom crtežu, što se tiče položaja radne nultočke.
Apsolutni i inkrementalni koordinatni sustav
Kod izrade programa može se koristiti apsolutni inkrementalni koordinatni sustav.
Evo u čemu je razlika!
- Apsolutni koordinatni sustav ima jednu fiksnu nultočku (ishodište). I ta točka je cijelo vrijeme ista, bez ikakvih promjena njezine pozicije. Programiranje svih koordinatnih pozicija je uvijek od te nultočke.
- Inkrementalni koordinatni sustav ima promjenjivu nultočku, koja se zamiče svaki put za jednak iznos pomaka. Zato se još naziva i koračni sustav, jer radi svaki put jednak korak, odnosno pomak. Tako da svaka trenutna točka je ujedno i nultočka takvog koordinatnog sustava.
Programiranje sa apsolutnim koordinatnim sustavom je više korišteno u praksi. Inkrementalni se koristi samo u slučajevima kada je programiranje na takav način jednostavnije i brže. A i dobije se kraći program s manje G koda.
Inkrementalni se može koristiti kada je potrebno napraviti nekoliko provrta koji su jednako razmaknuti i nalaze se na istom pravcu. Ili isto tako sličnih primjeri.
Koordinatni sustav i njegova važnost za rad na CNC stroju
Osnovno znanje za rad na nekom CNC stroju je koordinatni sustav. Bez toga se ne može ništa napraviti.
Operater treba razumjeti koordinatni sustav i znati pravac svake osi i kada se pojedina os kreće u pozitivnom smjeru, a kada u negativnom.
Potrebno je znati pravilno umjeriti radnu nultočku koordinatnog sustava. Ona ne mora biti uvijek na istom uglu predmeta obrade. Već onako kako je postavljeno na radioničkom crtežu, odnosno kako je predmet obrade kotiran.
Ishodišne bi trebalo biti ujedno i neka baza od koje su kotirane kote predmeta obrade. Kako bi strojni dio bio uskladiv i funkcionalan u nekom sklopu s ostalim pozicijama.
Zato pojedine pozicije koje idu u sklop moraju imati radnu nultočku na radioničkim crtežima na istim zajedničkim osima kako bi sklop bio ispravan i moguć za montažu.
Odnosno, drugim riječima. Izrađeni dijelovi i proizvodi moraju međusobno „štimat”.
Prilika za dodatnu edukaciju!
Za još više korisnih informacija prijavite se na online edukaciju za CNC programiranje. Prijaviti se možete putem donjeg obrasca, tako da unesete svoje ime i email adresu.
