¿Sabe cuántos métodos existen para el ajuste preciso de herramientas en tornos CNC?
Método de sonda táctil: - Este método utiliza una sonda que toca la herramienta para medir su posición con respecto al punto de referencia de la máquina. Proporciona datos precisos sobre el diámetro y la longitud de la herramienta.
Predefinidor de herramientas:Se utiliza un dispositivo de ajuste previo de herramientas para medir las dimensiones de la herramienta fuera de la máquina. Este método permite una configuración rápida y precisa de la herramienta.
Método de compensación de herramienta:– En este método, un operador mide la longitud y el diámetro de la herramienta utilizando herramientas como calibradores y micrómetros. Luego, los valores se ingresan en el sistema de control de la máquina.
Medición de herramienta láser:Los sistemas láser se utilizan para configurar y medir las dimensiones de las herramientas. Al proyectar un rayo de luz láser sobre el filo de la herramienta, proporcionan datos precisos y rápidos sobre la herramienta.
Método de reconocimiento de imágenes:Los sistemas informáticos avanzados pueden utilizar tecnología de reconocimiento de imágenes para calcular automáticamente las dimensiones de las herramientas. Lo hacen tomando imágenes de la herramienta, analizando sus características y luego calculando las medidas.
Este es un artículo muy útil. El artículo presenta primero los principios e ideas detrás del “método de ajuste de herramientas de corte de prueba” que se usa comúnmente con los tornos CNC. Luego presenta cuatro métodos manuales de configuración de herramientas de corte de prueba para sistemas de torneado CNC. Para mejorar la precisión de la configuración de sus herramientas, se desarrolló un método de corte de prueba automático controlado por programa basado en "corte automático, medición y compensación de errores". También se han resumido cuatro métodos precisos de ajuste de herramientas.
1. El principio y las ideas detrás del método de ajuste de herramientas para tornos CNC
Comprender los principios de ajuste de herramientas del torno CNC es importante para los operadores que desean mantener ideas claras sobre el ajuste de herramientas, dominar las operaciones de ajuste de herramientas y sugerir nuevos métodos. La configuración de la herramienta determina la posición de origen del sistema de coordenadas de la pieza de trabajo, que cambia al programar el sistema de coordenadas de la máquina herramienta. La configuración de herramientas implica obtener las coordenadas de la máquina para el punto inicial de un programa de herramienta de referencia y determinar el desplazamiento de la herramienta en relación con esa herramienta.
Las siguientes convenciones se utilizan para demostrar los conceptos e ideas detrás del ajuste de herramientas utilizando el método de corte de prueba. Utilice el sistema de torneado de enseñanza Hua Medieval Star (versión número 5.30 del software de la aplicación); utilice el centro de la cara del extremo derecho de la pieza de trabajo para el origen del programa y configúrelo con el comando G92. Programación del diámetro, las coordenadas de la pieza del punto de inicio del programa H son (100,50); Instale cuatro herramientas en el portaherramientas. La herramienta n.º 1 es una herramienta de torneado desbaste de 90 grados y la herramienta de referencia n.º 2 es una herramienta de torneado fino de círculo exterior de 90 grados. cuchillo, No. No. El cuarto cuchillo es un cuchillo de rosca triangular con un ángulo de 60 grados (los ejemplos en el artículo son todos iguales).
Para el ajuste de la herramienta se utilizan las coordenadas de la “máquina herramienta”. Como se muestra en la figura 1, la herramienta de referencia “corta manualmente el círculo exterior y la cara final de la pieza de trabajo y registra las coordenadas de la máquina herramienta XZ en la pantalla. Las coordenadas de la máquina herramienta para el origen del programa O se derivan de la relación entre las coordenadas de la máquina herramienta en el punto A y O: XO=XA – Phd, ZO=ZA. Usando las coordenadas de la pieza de trabajo para H en relación con el punto O (100,50), finalmente podemos derivar las coordenadas de la máquina herramienta para el punto H: XH=100 – Phd, ZH=ZA+50. Este sistema de coordenadas de la pieza de trabajo se basa en la posición de la punta de la herramienta en la herramienta de referencia.
Figura 1 Diagrama esquemático para corte de prueba manual y configuración de herramientas
En la Figura 2, el desplazamiento entre el punto A y la punta de la herramienta B se produce debido a las diferencias en las extensiones y posiciones en las direcciones X y Z de las herramientas sujetas en el portaherramientas. El sistema de coordenadas original de la pieza ya no es válido. Cada herramienta también se desgastará a un ritmo diferente durante el uso. Por lo tanto, se deben compensar las compensaciones de herramienta y los valores de desgaste de cada herramienta.
Para determinar la compensación de la herramienta, cada herramienta debe estar alineada con un punto de referencia específico (punto A o B en la Figura 1) en la pieza de trabajo. El CRT muestra las coordenadas de la máquina herramienta que son diferentes de las compensaciones de herramientas de las herramientas sin referencia. Por tanto, están posicionados en el mismo punto. Mediante cálculos manuales o cálculos de software, las coordenadas de la máquina herramienta se restan de las de la herramienta de referencia. Luego se calcula la compensación de herramienta para cada dispositivo no estándar.
Figura 2 Compensación por compensación y desgaste de herramienta
La precisión de los ajustes manuales de las herramientas de corte de prueba es limitada. Esto se conoce como herramientas en bruto. Como se muestra en la Figura 3, para lograr resultados más precisos dentro de los márgenes de mecanizado delpieza de automóvil cnc, se puede diseñar un programa de corte de prueba automatizado simple. La cuchilla de referencia se modifica continuamente utilizando el concepto de “compensación automática de errores de medición de corte”. La compensación de la herramienta y el punto de inicio del programa de la herramienta sin referencia se utilizan para garantizar que la diferencia entre el valor de la instrucción de procesamiento y el valor medido real cumpla con los requisitos de precisión. El ajuste de herramienta de precisión es el ajuste de herramienta que se produce en esta etapa.
Es común corregir las compensaciones no estándar después de la corrección inicial. Esto se debe a que garantizar que la posición del punto inicial de la herramienta de referencia sea precisa es un requisito previo para obtener compensaciones precisas de la herramienta.
Este proceso básico de configuración de herramientas se logra combinando estas dos etapas: probar manualmente el corte de la cuchilla con la referencia para obtener las coordenadas de la máquina herramienta para la referencia de configuración de la herramienta. – Calcular o calcular automáticamente los correctores de herramienta de cada herramienta sin referencia. – La cuchilla de referencia se encuentra aproximadamente al inicio del programa. – La cuchilla de referencia activa repetidamente el programa de corte de prueba. El portaherramientas se moverá en modo MDI o paso a paso para compensar errores y corregir la posición del punto inicial. Después de medir el tamaño, la cuchilla sin base llamará repetidamente al programa de corte de prueba. La compensación de la herramienta se corrige en función de esta compensación. Esto significa que la herramienta de referencia estará parada exactamente al inicio del programa.
Figura 3 Diagrama esquemático de ajuste de herramientas para corte de prueba con múltiples cuchillas
Descripción general de las técnicas de ajuste de cuchillos en bruto
Para prepararse para la configuración de la herramienta, puede utilizar cualquiera de los siguientes métodos: presione la tecla F2 en el submenú del sistema MDI para acceder a la tabla de compensación de herramientas. Utilice las teclas para mover la barra resaltada a la posición del número de herramienta que corresponde a cada herramienta y presione el botón F5. Modifique los valores de compensación X y Z de los números de compensación de herramienta #0000 y #0001, luego presione la tecla F5.
1) Configure automáticamente el método de compensación de la herramienta seleccionando la herramienta de referencia.
Los pasos para configurar la herramienta se muestran en las Figuras 1 y 4.
La barra azul resaltada con las teclas se puede mover para alinear la compensación de herramienta n.° 0002 para la herramienta de referencia n.° 2. Herramienta de referencia 2. Para configurar el número 2, presione la tecla F5. La herramienta 2 se establecerá como herramienta predeterminada.
2) Cortar el círculo exterior con la herramienta de referencia y anotar las coordenadas X de la máquina-herramienta. Después de retraer la herramienta, detenga la máquina y mida el diámetro exterior del segmento del eje.
3) La pala de referencia vuelve al punto A registrado mediante el método “jog+step”. Ingrese PhD y cero en las columnas para el diámetro de corte de la prueba y la longitud de corte de la prueba, respectivamente.
4) Retraiga la herramienta estándar y seleccione el número de la herramienta no estándar. Luego, cambie manualmente la herramienta. La punta de la herramienta para cada herramienta no estándar debe alinearse visualmente con el punto A utilizando el método "jog+step". Ajuste el desplazamiento correspondiente después de que la herramienta esté alineada visualmente. Si ingresa cero y PhD en las columnas para la longitud y el diámetro de corte de prueba, los desplazamientos de las cuchillas de todas las cuchillas que no son de referencia se mostrarán automáticamente en las columnas de desplazamiento X y desplazamiento Z.
5) Una vez que la herramienta de referencia haya regresado al punto A, MDI ejecutará “G91 G00/o” G01 X[100 PhD] Z50 para llegar al punto de inicio del programa.
Figura 4 Diagrama esquemático de la herramienta de referencia que configura automáticamente el corrector de herramienta para la herramienta estándar
2. Establezca las coordenadas de la herramienta de referencia en cero en el punto de referencia de configuración de la herramienta y muestre automáticamente el método de compensación de la herramienta.
Como se muestra en la Figura 1 y la Figura 5, los pasos de configuración de la herramienta son los siguientes:
1) Igual que el paso (2) anterior.
2) La cuchilla de referencia regresa al punto de corte de prueba A mediante el método “jog + step” según el valor registrado.
3) En la interfaz que se muestra en la Figura 4, presione la tecla F1 para "poner el eje X a cero" y presione la tecla F2 para "poner el eje Z a cero". Entonces las “coordenadas reales relativas” mostradas por el CRT son (0, 0).
4) Cambie manualmente la herramienta sin referencia para que su punta esté alineada visualmente con el punto A. En este momento, el valor de las "coordenadas reales relativas" que se muestra en el CRT es el desplazamiento de la herramienta en relación con la herramienta de referencia. Utilice las teclas ▲ y para mover el azul. Resalte el número de compensación de la herramienta sin referencia, regístrelo e introdúzcalo en la posición correspondiente.
5) Igual que el paso anterior (5).
Figura 5 Diagrama esquemático de la compensación de herramienta que se muestra automáticamente cuando la herramienta de referencia se establece en cero en las coordenadas de los puntos de referencia de configuración de la herramienta.
3. El método de desplazamiento de la cuchilla se calcula calculando manualmente el corte de prueba con múltiples cuchillas del segmento del eje circular exterior.
Como se muestra en la figura 6, el sistema alinea manualmente las cuchillas 1, 2 y 4 y corta un eje. Luego registra las coordenadas de la máquina para los extremos cortantes de cada cuchilla. (Puntos F, D y E en la figura 6). Mida el diámetro y la longitud de cada segmento. Reemplace la cuchilla de corte n.° 1. Como se muestra en la imagen, corte un hueco para la herramienta. Alinee la hoja de corte con la punta derecha, registre las coordenadas del punto B y mida L3 y PhD3 según la figura. La relación de coordenadas incrementales entre los puntos F, E y D para cada herramienta y el origen O se puede determinar comparando los datos anteriores.
Se puede observar entonces que las coordenadas de la máquina herramienta son (X2-PhD2+100 y Z2-L2+50) y las coordenadas de la máquina herramienta para el punto de inicio del programa correspondiente a la herramienta de referencia. El método de cálculo se muestra en la tabla 1. En los espacios en blanco, ingrese los valores calculados y registrados. Nota: La distancia de corte de prueba es la distancia entre el punto cero de coordenadas de la pieza de trabajo y el punto final del corte de prueba en la dirección Z. Las direcciones positivas y negativas están determinadas por el eje de coordenadas.
Figura 6 Diagrama esquemático del corte de prueba manual con múltiples cuchillas
Tabla 1 Cálculo de compensaciones de herramientas para herramientas no estándar
Este método permite un procedimiento de corte de prueba simple, ya que elimina la necesidad de alinear visualmente los puntos de corte de prueba. Sin embargo, el desplazamiento de la cuchilla debe calcularse manualmente. Puede calcular el desplazamiento de la herramienta rápidamente si imprime la hoja con la fórmula y luego completa los espacios en blanco.
Figura 7 Diagrama esquemático para la configuración automática de herramientas en el sistema CNC Century Star
Método de conjunto de herramientas automático multiherramienta para el sistema CNC 4th Century Star
Todos los métodos mencionados anteriormente para el desplazamiento de herramientas son métodos relativos. Después de que el personal profesional haya realizado la configuración de parámetros y las pruebas del sistema, el HNC-21T permite a los usuarios seleccionar el "método de compensación absoluta" al configurar las herramientas. En la programación de mecanizado, la compensación absoluta de la herramienta es un poco diferente al método de desactivación relativa de la herramienta. No es necesario utilizar G92 o G54 para los sistemas de coordenadas de pieza, ni cancelar la compensación de herramienta. Vea el programa O1005 para ver un ejemplo. Como se muestra en la Figura 6, después de que el sistema vuelva a cero, deje que cada cuchilla intente cortar manualmente una sección del cilindro.
Complete los números de compensación de la herramienta para cada cuchilla después de medir la longitud y el diámetro. La longitud de corte de prueba aparece en la columna de diámetro de corte de prueba. El software del sistema, utilizando el método descrito en “Corte con múltiples cuchillas de un segmento de eje externo – Cálculo manual para el desplazamiento de la cuchilla”, puede calcular automáticamente las coordenadas de la máquina herramienta para cada cuchilla según el origen del programa. Este método de ajuste de herramientas es el más rápido y especialmente adecuado para la producción industrial.
Resumen de cinco técnicas precisas de ajuste de herramientas
El principio de ajuste preciso de la herramienta es "medición automática, corte de prueba automático y compensación de errores". La compensación de errores se puede dividir en dos categorías: para la operación MDI de la herramienta de referencia, o postes de herramienta de movimiento paso a paso para compensar su posición inicial del programa; y para herramientas no estándar para compensar sus valores de compensación o desgaste. Para evitar confusiones, la Tabla 2 ha sido diseñada para calcular y registrar valores.
Tabla 2 Tabla de registro de configuración de herramientas para el método de corte de prueba (Unidad: mm
1. Modifique el método de compensación para cada herramienta no estándar después de que la herramienta de referencia haya corregido el punto inicial.
Los pasos para configurar la herramienta se muestran en la Figura 3.
Después de una calibración aproximada de la herramienta, la herramienta de referencia debe estar al inicio del programa. Ingrese el desplazamiento de cada herramienta no estándar en la posición apropiada de la tabla.
Utilice el programa O1000 para procesar PhD2xL2 y realizar un corte de prueba.
Luego, mida el diámetro y la longitud del eje de corte segmentado, compárelos con el valor en el programa de comando y determine el error.
Modifique el punto de inicio del programa si el valor de error de MDI o el movimiento del paso es mayor que el valor de error de MDI.
5) Modifique el valor del comando O1000 dinámicamente según las dimensiones medidas y guarde el programa. Repita los pasos (2) hasta que la posición inicial de la herramienta de referencia esté dentro del rango de precisión. Tenga en cuenta las coordenadas de la máquina herramienta para el punto de inicio del programa corregido. Establece las coordenadas en cero.
6) Marque el O1001(cuchilla nº 1, nº O1002 (cuchilla nº 3) para cada corte de prueba, y mida la longitud Li (i=1, 2, 3) y el diámetro PhDi de cada sección.
7) Compensar los errores utilizando el método de la tabla 3.
Repita los pasos 6 a 7 hasta que los errores de mecanizado estén dentro del rango de precisión y la herramienta de referencia se detenga en el punto inicial del programa y no se mueva.
Tabla 3 Ejemplo de compensación de error para corte de prueba automático de segmentos de eje cilíndrico (unidad: mm).
2. Modificar la posición inicial de cada herramienta individualmente
El principio de configuración de herramientas de este método es que cada herramienta ajusta su punto inicial del programa, alineándose así indirectamente con la misma posición de origen.
Los pasos para configurar la herramienta se muestran en la Figura 3.
Después de la calibración aproximada de la herramienta, la herramienta No. Después de la calibración aproximada de la herramienta y de registrar las compensaciones, la herramienta de referencia No. 2 debe estar al inicio del programa.
Los pasos 2) a (5) del primer método de ajuste preciso de herramientas son idénticos.
Utilice el programa O1000 para realizar un corte de prueba. Mida la longitud Li y el diámetro PhDi de cada sección.
La herramienta de movimiento escalonado o el portaherramientas MDI compensa los errores y ajusta el punto de inicio del programa de cada herramienta.
Repita los pasos (6) hasta que la posición inicial de cada herramienta de programa no estándar esté dentro del rango de precisión permitido.
Se puede acceder a la tabla de compensación de herramienta ingresando las coordenadas relativas que se muestran en el CRT en la columna de compensación X y compensación Z correspondiente al número de compensación de herramienta. Este método es cómodo y sencillo. Este método es simple y conveniente.
3. Modifique todos los métodos de compensación para herramientas no estándar al mismo tiempo después de modificar la posición inicial del programa de referencia de la herramienta.
El método es el mismo que el del primer método de ajuste preciso de herramientas. La única diferencia entre los dos es que en el paso 7, se llama al programa O1003, que llama a tres cuchillos simultáneamente (O1004 elimina el No. El programa O1003 reemplaza la sección No. 2 del procesamiento de la herramienta. Los pasos restantes son idénticos.
6. Con este método se pueden reparar cuatro cuchillos a la vez.
Para conocer el error de mecanizado, mida el diámetro de cada sección, PhDi, y la longitud de cada sección, Li (i=2, 1, 4), utilizando el método de compensación relativa de herramienta. Utilice MDI o movimiento paso a paso hacia el portaherramientas para la herramienta de referencia. Modifique el punto de inicio del programa. Para las herramientas no estándar, primero corrija el desplazamiento utilizando el desplazamiento original. Luego, ingrese el nuevo desplazamiento. En la columna de desgaste también se debe introducir el error de mecanizado de la herramienta de referencia. Llame al programa de corte de prueba O1005 si se utiliza la compensación absoluta de la herramienta para calibrarla. Luego, compense los errores de mecanizado de las herramientas en las columnas de desgaste de sus respectivos números de compensación de herramienta.
¿Qué impacto tiene la elección del método correcto de ajuste de herramientas para tornos CNC en la calidad dePiezas de mecanizado CNC?
Exactitud y precisión:
Las herramientas de corte estarán correctamente alineadas si la herramienta está configurada correctamente. Esto impacta directamente en la exactitud y precisión en las operaciones de mecanizado. La configuración incorrecta de la herramienta puede provocar errores dimensionales, acabados superficiales deficientes e incluso desechos.
Consistencia:
Los ajustes consistentes de las herramientas garantizan la uniformidad de las operaciones de mecanizado y una calidad constante en múltiples piezas. Reduce las variaciones en el acabado superficial y las dimensiones y ayuda a mantener tolerancias estrictas.
Vida útil y desgaste de la herramienta:
Al garantizar que la herramienta esté correctamente acoplada a la pieza de trabajo, una configuración correcta de la herramienta puede maximizar la vida útil de la herramienta. Los ajustes inadecuados de las herramientas pueden provocar un desgaste excesivo y rotura de las herramientas, lo que reducirá su vida útil.
Productividad y Eficiencia
Las técnicas efectivas de configuración de herramientas pueden reducir el tiempo de configuración de la máquina y aumentar el tiempo de actividad. Aumenta la productividad minimizando los tiempos muertos y maximizando el tiempo de corte. Esto permite cambios de herramientas más rápidos y reduce los tiempos generales de mecanizado.
Seguridad del operador
La seguridad del operador puede verse afectada al elegir el método correcto de ajuste de herramientas. Algunos métodos, como el reconocimiento de imágenes o la medición de herramientas láser, eliminan la necesidad de manipular las herramientas manualmente, lo que reduce la posibilidad de lesiones.
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Hora de publicación: 19 de octubre de 2023