Transformace souřadných systémů

Z teorie Geometrických transformací souřadnic v prostoru, lze vyvodit několik goniometrických rovnic, které umožní přepočet souřadnice libovolného bodu v prostoru podle libovolného souřadného systému, ať už má jakoukoliv pozici či natočení.
Z těchto kalkulací vlastně vycházejí tvůrci řídících systémů pro obráběcí stroje. Pokud tedy máte 4, nebo 5-ti osý stroj a máte na něm podporu naklápění a posunu rovin, pak někde uvnitř dochází k přepočtu rovin podle výše zmíněných rovnic. V takovém případě lze CAM systémy programovat s libovolně definovaným počátkem a při natočení os a změně polohy počátku si stroj všechno pohlídá sám.
 Pro HEIDENHAIN se využívá např. PLANE SPATIAL SPA+0 SPB+45 SPC+0 , pro SINUMERIC pak CYCLE800

 

Co ale, když nemáte takovou podporu v systému? Klasickým příkladem jsou horizontální stroje s otočným stolem, nebo tříosé stroje s děličkou. U takových strojů je k dispozici „pouze tříosý“ řídící systém, který sice dovolí posunout počátek do libovolného bodu, netuší ale nic o natočení.
Obsluha tedy musí dbát na to, aby nulový bod na obrobku ležel na rotačních osách stroje a nikdy nebyl měněn. Docílit tohoto stavu v CAM aplikacích je snadné. Horší je upnout obrobek na stroji tak, aby vše odpovídalo potřebnému stavu.
Taky se pak člověk musí smířit s faktem, že souřadnice na vykloněných plochách nebývají  pěkná čísla, ale divné hodnoty s čísly na několika desetinných místech a jejich správnost se dá pouze odhadovat.

Řešením je rozšíření řídícího systému. To je ale drahé a v některých případech to ani nelze.
Jinou možností je zapracování oněch goniometrických rovnic do vašeho stroje . Lze  to provést buď pomocí samostatného programu ve stroji, nebo podprogramem v generovaném NC kódu.

Tento podprogram je vlastně jakoby nová funkce stroje, která přepočítá polohu nulového bodu, řekněme G54,  v závislosti na jeho původní vzdálenosti od rotačních os a na zadaných úhlech natočení. Veškeré potřebné hodnoty o počátcích a umístění rotačních os jsou definovány v parametrech stroje. V NC kódu je pouze hodnota posunutí počátku na obrobku a natočení os.


Podprogram pak zavede pomocný bod, např. G59, který je od G54 posunut ve třech osách. Vzdálenosti posunu je závislá na poloze obrobku na stroji a musí tedy být přepočítávána až po jeho ustavení a najetí nuly.
V případě, že se využívá dělička, která se někdy ze stolu stroje sundá a jindy zase umístí na jiné místo,  stačí pouze zaměřit novou polohu rotačních os a přepsat ve stroji tři parametry nutné pro výpočet.
Již dříve vygenerované kódy zůstávají shodné a lze je znovu spustit.

Takový podprogram se dá snadno vytvořit, jeho kód ale závisí na konfiguraci stroje, řídícím systému, volných parametrech ve stroji pro pomocné výpočty a také adresami pro definici některých systémových hodnot.

Nejedná se ale o žádnou složitou vědu a drobnou úpravou v postprocesoru pro CAM systémy lze dosáhnout maximálního pohodlí při práci až v 5-ti osách. Při tvorbě postupu v CAM systému můžete využívat posunů počátku a natočení souřadnic tak aby byl kód přehledný pro obsluhu a ta neztrácí čas složitým polohováním obrobku na stroji.
Navíc můžete těchto přepočtů využít i při ovládání 5-osého plynulého obrábění bez toho, abyste měli podporu tohoto způsobu obrábění přímo ve stroji. Stačí plynule řízená dělička a CAM umožňující definování 5-osého plynulého pohybu. O všechno další se postará matematika.