CNC de 5 ejes:programación de planos de transformación de 5 ejes mediante vectores IJK UVW

Hace un tiempo recibí un comentario en una de mis publicaciones de blog anteriores, "Programación de 5 ejes:programación con vectores de herramientas", preguntando cómo designar un plano de transformación de 5 ejes usando tokens vectoriales IJK UVW, en lugar de los designaciones tradicionales de ejes rotativos ABC en su máquina CNC de 5 ejes. En lugar de simplemente responder a ese comentario, pensé en escribir esta publicación como respuesta. Dado que esta será una continuación de la serie de conceptos básicos de CNC de 5 ejes, le sugiero que lea y comprenda el uso de vectores de herramientas IJK como un precursor de este artículo.

La idea detrás de la creación de un plano de transformación de 5 ejes usando vectores es exactamente la misma que programar el movimiento de herramientas con vectores de herramientas IJK en cualquier máquina con un 5.° eje; sin embargo, la diferencia radica en el hecho de que tendrá dos vectores separados... usando IJK para uno y UVW para el segundo. La razón por la que necesita dos "patas" separadas para esta función es porque no puede designar un plano con un solo eje. Usaré el piso dentro de una habitación como mi analogía... no podrías crear un piso en una habitación sin tener al menos dos paredes. Con solo uno, el piso simplemente giraría alrededor de ese único eje y podría apuntar literalmente en cualquier dirección. Para acomodar las dos piernas del plano de transformación, y porque queremos determinar la dirección del eje Z en última instancia, usaremos el eje X y el eje Y como nuestras piernas o paredes del plano de transformación deseado.

A continuación, se muestra un ejemplo del código G utilizado para designar el plano de transformación que se muestra en la imagen de arriba utilizando vectores IJK UVW (girando 90 grados alrededor del eje Y) en nuestra fresadora CNC de 5 ejes. La parte cero original era el centro superior de un cubo de 6" x 6" x 6":

G68.2 X3.0 Y-3.0 Z-6.0 I0 J0 K-1 U0 V1 W0

El IJK designa la orientación de la flecha ROJA (eje X). La dirección X e Y de la flecha no se ha movido de su orientación original y todavía están en línea con el punto de origen en ambas direcciones. Solo ha cambiado la dirección del eje Z... ahora apunta hacia abajo en la dirección Z negativa... por lo tanto, usamos la dirección negativa (-1). Si hubiera sido positivo (+1) (I0 J0 K1), la flecha roja habría apuntado HACIA ARRIBA y el eje Z habría estado orientado hacia el lado izquierdo de la pieza.

El UVW designa la dirección de la flecha VERDE (eje Y). Para designar la dirección de la flecha, solo necesitamos usar un valor de uno positivo (+1) en la dirección del eje Y, que coincidentemente sería la misma orientación del eje Y si estuviéramos mecanizando en la parte superior de la pieza... este vector UVW sería el mismo para cualquier plano de transformación donde el eje Y aún esté alineado en su orientación original. Sin embargo, si se hubiera usado uno negativo (-1) para el token V (U0 V-1 W0), entonces la flecha VERDE estaría apuntando hacia el frente de la pieza (diferencia de 180 grados) y el eje Z tendría se ha orientado hacia el lado izquierdo de la pieza.

Como puedes ver, con un poco de comprensión, esto realmente no es tan difícil de visualizar o programar. En este ejemplo, usamos una rotación simple de 90 grados alrededor de un eje, pero este mismo principio podría usarse para designar cualquier ángulo compuesto de rotación necesario para cualquier plano de transformación requerido. Es tan simple como apuntar las flechas ROJA y VERDE en la dirección en la que deben apuntar, y el eje Z siempre apuntará perpendicular al plano creado.

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