Savez-vous combien de méthodes existent pour un réglage précis des outils sur les tours CNC ?
Méthode de sonde tactile : - Cette méthode utilise une sonde qui touche l'outil pour mesurer sa position par rapport au point de référence de la machine. Il donne des données précises sur le diamètre et la longueur de l'outil.
Pré-réglage d'outils :Un dispositif de préréglage d'outil est utilisé pour mesurer les dimensions de l'outil à l'extérieur de la machine. Cette méthode permet une configuration rapide et précise de l'outil.
Méthode de décalage d'outil :– Dans cette méthode, un opérateur mesure la longueur et le diamètre de l’outil à l’aide d’outils tels que des pieds à coulisse et des micromètres. Les valeurs sont ensuite saisies dans le système de contrôle de la machine.
Mesure d'outil laser :Les systèmes laser sont utilisés pour définir et mesurer les dimensions des outils. En projetant un faisceau de lumière laser sur le tranchant de l'outil, ils fournissent des données précises et rapides sur l'outil.
Méthode de reconnaissance d'images :Les systèmes informatiques avancés peuvent utiliser la technologie de reconnaissance d’images pour calculer automatiquement les dimensions des outils. Pour ce faire, ils prennent des images de l’outil, analysent ses caractéristiques puis calculent les mesures.
C'est un article très utile. L'article présente d'abord les principes et les idées derrière la « méthode de réglage des outils de coupe d'essai » qui est couramment utilisée avec les tours CNC. Il présente ensuite quatre méthodes manuelles de réglage des outils de coupe d'essai pour les systèmes de tournage CNC. Pour améliorer la précision des réglages de ses outils, une méthode de coupe d'essai automatique contrôlée par programme basée sur « coupe – mesure – compensation d'erreur automatique » a été développée. Quatre méthodes précises de réglage des outils ont également été résumées.
1. Le principe et les idées derrière la méthode de réglage des outils pour les tours CNC
Comprendre les principes de réglage des outils sur les tours CNC est important pour les opérateurs qui souhaitent garder des idées claires sur le réglage des outils, maîtriser les opérations de réglage des outils et suggérer de nouvelles méthodes. Le réglage de l'outil détermine la position d'origine du système de coordonnées de la pièce, qui change lors de la programmation du système de coordonnées de la machine-outil. Le réglage de l'outil implique l'obtention des coordonnées de la machine pour le point de départ d'un programme d'outil de référence et la détermination du décalage de l'outil par rapport à cet outil.
Les conventions suivantes sont utilisées pour démontrer les concepts et les idées derrière le réglage des outils à l'aide de la méthode de coupe d'essai. Utiliser le système de tournage d'enseignement Hua Medieval Star (numéro de version 5.30 du logiciel d'application) ; utilisez le centre de la face d'extrémité droite de la pièce à usiner comme origine du programme et configurez-le avec la commande G92. Programmation du diamètre, les coordonnées de la pièce au point de départ du programme H sont (100,50) ; installez quatre outils sur le porte-outil. L'outil n° 1 est un outil de tournage grossier à 90 degrés et l'outil de référence n° 2 est un outil de tournage fin à cercle extérieur de 90 degrés. couteau, Non. Non. Le 4ème couteau est un couteau triangulaire à filetage avec un angle de 60 degrés (les exemples dans l'article sont tous les mêmes).
Les coordonnées « machine-outil » sont utilisées pour le réglage de l'outil. Comme le montre la figure 1, l'outil de référence « teste manuellement les coupes du cercle extérieur et de la face d'extrémité de la pièce et enregistre les coordonnées XZ de la machine-outil sur l'écran. Les coordonnées de la machine-outil pour l'origine du programme O sont dérivées de la relation entre les coordonnées de la machine-outil aux points A et O : XO=XA – Phd, ZO=ZA. En utilisant les coordonnées de la pièce pour H par rapport au point O (100,50), nous pouvons finalement déduire les coordonnées de la machine-outil pour le point H : XH=100 – Phd, ZH=ZA+50. Ce système de coordonnées de pièce est basé sur la position de la pointe de l'outil sur l'outil de référence.
Figure 1 Diagramme schématique pour la coupe d'essai manuelle et les réglages des outils
Sur la figure 2, le décalage entre le point A et la pointe de l'outil B est dû aux différences d'extensions et de positions dans les directions X et Z des outils serrés dans le porte-outil. Le système de coordonnées d'origine de la pièce n'est plus valide. Chaque outil s’usera également à un rythme différent lors de son utilisation. Par conséquent, les décalages d'outils et les valeurs d'usure de chaque outil doivent être compensés.
Pour déterminer le décalage de l'outil, chaque outil doit être aligné sur un point de référence spécifique (point A ou B sur la figure 1) sur la pièce. Le CRT affiche les coordonnées de la machine-outil qui sont différentes des décalages d'outils des outils non référencés. Ils sont donc positionnés au même endroit. En utilisant des calculs manuels ou des calculs logiciels, les coordonnées de la machine-outil sont soustraites de celles de l'outil de référence. Le correcteur d'outil est ensuite calculé pour chaque appareil non standard.
Figure 2 Compensation du décalage et de l'usure de l'outil
La précision des réglages manuels des outils de coupe d’essai est limitée. C’est ce qu’on appelle un outillage grossier. Comme le montre la figure 3, pour obtenir des résultats plus précis dans les limites des surépaisseurs d'usinage dupièce d'auto cnc, un simple programme automatisé de découpe d’essai peut être conçu. Le couteau de référence est continuellement modifié selon le concept de « compensation automatique des erreurs de coupe-mesure ». Le décalage d'outil et le point de départ du programme de l'outil non de référence sont utilisés pour garantir que la différence entre la valeur de l'instruction de traitement et la valeur mesurée réelle répond aux exigences de précision. Le réglage de précision de l'outil est le réglage de l'outil qui se produit à ce stade.
Il est courant de corriger les décalages non standard après la correction initiale. En effet, garantir la précision de la position du point de départ de l'outil de référence est une condition préalable à des décalages d'outil précis.
Ce processus de réglage d'outil de base est obtenu en combinant ces deux étapes : tester manuellement la coupe du couteau avec la référence pour obtenir les coordonnées de la machine-outil pour la référence de réglage d'outil. – Calculer ou calculer automatiquement les corrections d'outils de chaque outil non référence. – Le couteau de référence se trouve approximativement au début du programme. – Le couteau de référence appelle à plusieurs reprises le programme de coupe test. Le porte-outil sera déplacé en mode MDI ou pas à pas pour compenser les erreurs et corriger la position du point de départ. Après avoir mesuré la taille, le couteau sans base appellera à plusieurs reprises le programme de test de coupe. Le correcteur d'outil est corrigé en fonction de ce correcteur. Cela signifie que l'outil de référence sera stationnaire au début exact du programme.
Figure 3 Diagramme schématique du réglage de l'outil pour la coupe d'essai à plusieurs couteaux
Aperçu des techniques de réglage grossier des couteaux
Pour préparer la configuration de l'outil, vous pouvez utiliser l'une des méthodes suivantes : appuyez sur la touche F2 dans le sous-menu du système MDI pour accéder au tableau de correction d'outil. Utilisez les touches pour déplacer la barre de surbrillance vers la position du numéro d'outil qui correspond à chaque outil et appuyez sur le bouton F5. Modifiez les valeurs de décalage X et Z des numéros de décalage d'outil #0000 et #0001, puis appuyez sur la touche F5.
1) Définissez automatiquement la méthode de correction d'outil en sélectionnant l'outil de référence.
Les étapes de réglage de l'outil sont illustrées dans les figures 1 et 4.
La barre bleue mise en évidence avec les touches peut être déplacée pour aligner la correction d'outil #0002 pour l'outil de référence n°2. Outil de référence 2. Pour définir le numéro 2, appuyez sur la touche F5. L'outil 2 sera défini comme outil par défaut.
2) Coupez le cercle extérieur avec l'outil de référence et notez les coordonnées X de la machine-outil. Après avoir rétracté l'outil, arrêtez la machine et mesurez le diamètre extérieur du segment d'arbre.
3) La lame de référence revient au point A enregistré par la méthode « jog+step ». Saisissez PhD et zéro dans les colonnes pour le diamètre de coupe du test et la longueur de coupe du test respectivement.
4) Rétractez l'outil standard et sélectionnez le numéro de l'outil non standard. Ensuite, changez manuellement l'outil. L'info-bulle de chaque outil non standard doit être alignée visuellement avec le point A en utilisant la méthode « Jog+Step ». Ajustez le décalage correspondant une fois que l'outil est visuellement aligné. Si vous entrez zéro et PhD dans les colonnes pour la longueur et le diamètre de coupe d'essai, les décalages de tous les couteaux non référencés seront automatiquement affichés dans la colonne Décalage X et Décalage Z.
5) Une fois l'outil de référence revenu au point A, MDI exécutera « G91 G00/ou » G01 X[100 PhD] Z50 pour arriver au point de départ du programme.
Figure 4 Diagramme schématique de l'outil de référence définissant automatiquement le correcteur d'outil pour l'outil standard
2. Réglez les coordonnées de l'outil de référence sur zéro au point de référence de réglage de l'outil et affichez automatiquement la méthode de décalage de l'outil.
Comme le montrent les figures 1 et 5, les étapes de réglage de l'outil sont les suivantes :
1) Identique à l’étape (2) ci-dessus.
2) Le couteau de référence revient au point de coupe d'essai A via la méthode « Jog + Step » en fonction de la valeur enregistrée.
3) Dans l'interface illustrée à la figure 4, appuyez sur la touche F1 pour « mettre l'axe X à zéro » et appuyez sur la touche F2 pour « mettre l'axe Z à zéro ». Ensuite, les « coordonnées réelles relatives » affichées par le CRT sont (0, 0).
4) Modifiez manuellement l'outil non de référence afin que sa pointe d'outil soit visuellement alignée avec le point A. À ce moment, la valeur des « coordonnées réelles relatives » affichées sur le CRT est le décalage d'outil de l'outil par rapport à l'outil de référence. Utilisez les touches ▲ et pour déplacer le bleu. Mettez en surbrillance le numéro de correction d'outil de l'outil sans référence, enregistrez-le et saisissez-le dans la position correspondante.
5) Identique à l'étape précédente (5).
Figure 5 Diagramme schématique du décalage d'outil affiché automatiquement lorsque l'outil de référence est défini sur zéro dans les coordonnées des points de référence de réglage de l'outil.
3. La méthode de décalage des couteaux est calculée en calculant manuellement la coupe d'essai avec plusieurs couteaux du segment d'arbre circulaire externe.
Comme le montre la figure 6, le système aligne manuellement les couteaux 1, 2 et 4 et découpe un axe. Il enregistre ensuite les coordonnées machine des extrémités coupantes de chaque couteau. (Points F, D et E de la figure 6). Mesurez le diamètre et la longueur de chaque segment. Remplacez le couteau de coupe n°1. Comme le montre l'image, découpez un évidement pour l'outil. Alignez la lame de coupe avec la pointe droite, enregistrez les coordonnées du point B et mesurez L3 et PhD3 selon la figure. La relation de coordonnées incrémentielles entre les points F, E et D pour chaque outil et l'origine O peut être déterminée en comparant les données ci-dessus.
On voit alors que les coordonnées machine-outil sont (X2-PhD2+100 et Z2-L2+50) et les coordonnées machine-outil du point de départ du programme correspondant à l'outil de référence. La méthode de calcul est présentée dans le tableau 1. Dans les espaces vides, entrez les valeurs calculées et enregistrées. Remarque : La distance de coupe d'essai est la distance entre le point zéro des coordonnées de la pièce et le point final de la coupe d'essai dans la direction Z. Les directions positives et négatives sont déterminées par l'axe de coordonnées.
Figure 6 Diagramme schématique d'un essai de coupe manuel à couteaux multiples
Tableau 1 Calcul des corrections d'outils pour les outils non standard
Cette méthode permet une procédure de coupe d'essai simple, car elle élimine le besoin d'aligner visuellement les points de coupe d'essai. Cependant, le décalage du couteau doit être calculé manuellement. Vous pouvez calculer rapidement le décalage d'outil si vous imprimez la feuille avec la formule, puis remplissez les espaces.
Figure 7 Diagramme schématique pour le réglage automatique des outils sur le système CNC Century Star
Méthode de jeu d'outils automatique multi-outils pour le système CNC 4th Century Star
Toutes les méthodes mentionnées ci-dessus pour le décalage d'outil sont des méthodes relatives. Une fois que le personnel professionnel a effectué le réglage des paramètres et les tests du système, le HNC-21T permet aux utilisateurs de sélectionner la « méthode de décalage absolu » lors de la configuration des outils. En programmation d'usinage, le décalage absolu de l'outil est un peu différent de la méthode de retrait relatif de l'outil. Il n'est pas nécessaire d'utiliser G92 ou G54 pour les systèmes de coordonnées pièce, ni d'annuler la compensation d'outil. Voir le programme O1005 pour un exemple. Comme le montre la figure 6, une fois le système revenu à zéro, laissez chaque couteau essayer manuellement de couper une section de cylindre.
Remplissez les numéros de décalage d'outil pour chaque couteau après avoir mesuré la longueur et le diamètre. La longueur de coupe d'essai est indiquée dans la colonne du diamètre de coupe d'essai. Le logiciel système, en utilisant la méthode décrite dans « Découpe multi-couteaux d'un segment d'arbre externe – Calcul manuel du décalage du couteau », peut calculer automatiquement les coordonnées de la machine-outil pour chaque couteau en fonction de l'origine du programme. Cette méthode de réglage des outils est la plus rapide et elle est particulièrement adaptée à la production industrielle.
Résumé de cinq techniques précises de réglage des outils
Le principe du réglage précis de l'outil est « mesure automatique, coupe d'essai automatique et compensation d'erreur ». La compensation d'erreur peut être divisée en deux catégories : pour l'opération MDI de l'outil de référence, ou pour le déplacement progressif des postes d'outil pour compenser sa position de départ du programme ; et pour les outils non standard pour compenser leurs valeurs de décalage d'outil ou d'usure. Pour éviter toute confusion, le tableau 2 a été conçu pour calculer et enregistrer les valeurs.
Tableau 2 Tableau d'enregistrement des réglages d'outils pour la méthode de coupe d'essai (unité : mm)
1. Modifiez la méthode de décalage pour chaque outil non standard une fois que l'outil de référence a corrigé le point de départ.
Les étapes de configuration de l'outil sont illustrées à la figure 3.
Après un calibrage approximatif de l'outil, l'outil de référence doit se trouver au début du programme. Entrez le décalage de chaque outil non standard dans la position appropriée du tableau.
Utilisez le programme O1000 pour traiter PhD2xL2 afin de réaliser un essai de coupe.
Ensuite, mesurez le diamètre et la longueur de l'arbre de coupe segmenté, comparez-les avec la valeur du programme de commande et déterminez l'erreur.
Modifiez le point de départ du programme si la valeur d'erreur MDI ou le mouvement de pas est supérieur à la valeur d'erreur MDI.
5) Modifiez dynamiquement la valeur de commande O1000 en fonction des dimensions mesurées et enregistrez le programme. Répétez les étapes (2) jusqu'à ce que la position de départ de l'outil de référence se situe dans la plage de précision. Notez les coordonnées machine-outil du point de départ du programme corrigé. Mettez les coordonnées à zéro.
6) Composez le O1001 (couteau n° 1, n° O1002 (couteau n° 3) pour chaque coupe d'essai, et mesurez la longueur Li (i=1, 2, 3) et le diamètre PhDi de chaque section.
7) Compenser les erreurs en utilisant la méthode du tableau 3.
Répétez les étapes 6 à 7 jusqu'à ce que les erreurs d'usinage soient dans la plage de précision et que l'outil de référence soit arrêté au point de départ du programme et ne bouge pas.
Tableau 3 Exemple de compensation d'erreur pour un essai de coupe automatique de segments d'arbre cylindrique (unité : mm).
2. Modification de la position de départ de chaque outil individuellement
Le principe de réglage des outils de cette méthode est que chaque outil ajuste son point de départ du programme, s'alignant ainsi indirectement sur la même position d'origine.
Les étapes de configuration de l'outil sont illustrées à la figure 3.
Après l'étalonnage grossier de l'outil, le n°. Après l'étalonnage grossier de l'outil et l'enregistrement des décalages, l'outil de référence n° 2 doit être au début du programme.
Les étapes 2) à (5) du premier procédé de réglage précis d'outil sont identiques.
Utilisez le programme O1000 pour effectuer un essai de coupe. Mesurez la longueur Li et le diamètre PhDi de chaque section.
L'outil de mouvement pas à pas ou porte-outil MDI compense les erreurs et ajuste le point de départ du programme de chaque outil.
Répétez les étapes (6) jusqu'à ce que la position de départ de chaque outil de programme non standard se situe dans la plage de précision autorisée.
Le tableau des corrections d'outil est accessible en saisissant les coordonnées relatives affichées sur le CRT dans la colonne de correction X et de correction Z correspondant au numéro de correction d'outil. Cette méthode est pratique et simple. Cette méthode est simple et pratique.
3. Modifiez toutes les méthodes de décalage pour les outils non standard en même temps après avoir modifié la position de départ du programme de référence d'outil.
La méthode est la même que celle de la première méthode de réglage précis des outils. La seule différence entre les deux est qu'à l'étape 7, le programme O1003 est appelé, qui appelle trois couteaux simultanément (O1004 supprime le numéro. Le programme O1003 remplace la section n°2 du traitement de l'outil. Les étapes restantes sont identiques.
6. Quatre couteaux peuvent être réparés à la fois en utilisant cette méthode
Pour connaître l'erreur d'usinage, mesurez le diamètre de chaque section, PhDi, et la longueur de chaque section, Li (i=2, 1, 4), en utilisant la méthode du décalage d'outil relatif. Utilisez MDI ou un mouvement pas à pas vers le porte-outil pour l'outil de référence. Modifier le point de départ du programme. Pour les outils non standard, corrigez d'abord le décalage en utilisant le décalage d'origine. Ensuite, entrez le nouveau décalage. L'erreur d'usinage de l'outil de référence doit également être inscrite dans la colonne d'usure. Appelez le programme de coupe d'essai O1005 si le décalage absolu de l'outil est utilisé pour calibrer l'outil. Ensuite, compensez les erreurs d'usinage des outils dans les colonnes d'usure de leurs numéros de correction d'outil respectifs.
Quel impact le choix de la méthode de réglage d'outil correcte pour les tours CNC a-t-il sur la qualité desPièces d'usinage CNC?
Exactitude et précision :
Les outils de coupe seront correctement alignés si l'outil est correctement réglé. Cela a un impact direct sur l’exactitude et la précision des opérations d’usinage. Un réglage incorrect de l'outil peut entraîner des erreurs dimensionnelles, de mauvaises finitions de surface et même des rebuts.
Cohérence:
Des réglages d’outils cohérents garantissent l’uniformité des opérations d’usinage et une qualité constante dans plusieurs pièces. Il réduit les variations de finition de surface et de dimensions et aide à maintenir des tolérances serrées.
Durée de vie et usure des outils :
En garantissant que l'outil est correctement engagé dans la pièce à usiner, un réglage correct de l'outil peut maximiser sa durée de vie. Un mauvais réglage des outils peut entraîner une usure excessive et une casse des outils, ce qui réduira leur durée de vie.
Productivité et efficacité
Des techniques efficaces de réglage des outils peuvent réduire le temps de configuration de la machine et augmenter la disponibilité. Il augmente la productivité en minimisant les temps d'inactivité et en maximisant le temps de coupe. Cela permet des changements d'outils plus rapides et réduit les temps d'usinage globaux.
Sécurité des opérateurs
La sécurité de l'opérateur peut être affectée par le choix de la bonne méthode de réglage de l'outil. Certaines méthodes telles que la reconnaissance d'images ou la mesure d'outils laser éliminent le besoin de manipuler les outils manuellement, réduisant ainsi les risques de blessures.
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Heure de publication : 19 octobre 2023