Sapete quanti metodi esistono per il presetting utensile preciso sui torni CNC?
Metodo della sonda a tocco: - Questo metodo utilizza una sonda che tocca l'utensile per misurarne la posizione rispetto al punto di riferimento della macchina. Fornisce dati accurati sul diametro e sulla lunghezza dell'utensile.
Pre-impostazione degli strumenti:Un dispositivo di pre-presetting dell'utensile viene utilizzato per misurare le dimensioni dell'utensile all'esterno della macchina. Questo metodo consente una configurazione rapida e precisa dello strumento.
Metodo di offset utensile:– In questo metodo, un operatore misura la lunghezza e il diametro dell'utensile utilizzando strumenti come calibri e micrometri. I valori vengono poi inseriti nel sistema di controllo della macchina.
Misurazione dello strumento laser:I sistemi laser vengono utilizzati per impostare e misurare le dimensioni dell'utensile. Proiettando un raggio di luce laser sul tagliente dell'utensile, forniscono dati utensile rapidi e precisi.
Metodo di riconoscimento delle immagini:I sistemi informatici avanzati possono utilizzare la tecnologia di riconoscimento delle immagini per calcolare automaticamente le dimensioni dell'utensile. Lo fanno scattando immagini dello strumento, analizzandone le caratteristiche e quindi calcolando le misurazioni.
Questo è un articolo molto utile L'articolo introduce innanzitutto i principi e le idee alla base del "metodo di presetting utensile per il taglio di prova" comunemente utilizzato con i torni CNC. Successivamente vengono introdotti quattro metodi manuali per l'impostazione degli utensili da taglio di prova per i sistemi di tornitura CNC. Per migliorare la precisione delle impostazioni dell'utensile, è stato sviluppato un metodo di taglio di prova automatico controllato da programma basato su "taglio automatico - misurazione - compensazione degli errori". Sono stati inoltre riepilogati quattro metodi accurati di presetting utensile.
1. Il principio e le idee alla base del metodo di presetting utensile per torni CNC
Comprendere i principi di presetting utensili del tornio CNC è importante per gli operatori che desiderano mantenere le idee chiare sul presetting utensili, sulle operazioni principali di presetting utensili e suggerire nuovi metodi. Il presetting utensile determina la posizione di origine del sistema di coordinate del pezzo, che cambia durante la programmazione del sistema di coordinate della macchina utensile. L'impostazione dell'utensile implica l'ottenimento delle coordinate della macchina per il punto iniziale di un programma di utensile di riferimento e la determinazione dell'offset dell'utensile relativo a tale utensile.
Le seguenti convenzioni vengono utilizzate per dimostrare i concetti e le idee alla base del presetting utensile utilizzando il metodo di taglio di prova. Utilizzare il sistema di tornitura didattico Hua Medieval Star (numero di versione 5.30 del software applicativo); utilizzare il centro della faccia finale destra del pezzo come origine del programma e impostarlo con il comando G92. Programmazione del diametro, le coordinate del pezzo del punto iniziale del programma H sono (100,50); installare quattro strumenti sul portautensili. L'utensile N. 1 è un utensile per tornitura di sgrossatura a 90 gradi e l'utensile N. Riferimento 2 è un utensile per tornitura di precisione a cerchio esterno a 90 gradi. coltello, No. No. Il 4° coltello è un coltello filettato triangolare con un angolo di 60 gradi (gli esempi nell'articolo sono tutti uguali).
Le coordinate “macchina utensile” vengono utilizzate per il presetting utensile. Come mostrato nella Figura 1, lo strumento di riferimento “taglia manualmente il cerchio esterno e la faccia finale del pezzo e registra le coordinate XZ della macchina utensile sul display. Le coordinate della macchina utensile per l'origine del programma O derivano dalla relazione tra le coordinate della macchina utensile nei punti A e O: XO=XA – Phd, ZO=ZA. Utilizzando le coordinate del pezzo per H rispetto al punto O (100,50), possiamo infine ricavare le coordinate della macchina utensile per il punto H: XH=100 – Phd, ZH=ZA+50. Questo sistema di coordinate del pezzo si basa sulla posizione della punta dell'utensile sull'utensile di riferimento.
Figura 1 Diagramma schematico per il taglio di prova manuale e le impostazioni dell'utensile
Nella Figura 2, l'offset tra il punto A e la punta dell'utensile B si verifica a causa delle differenze nelle estensioni e nelle posizioni nelle direzioni X e Z degli utensili fissati nel portautensili. Il sistema di coordinate originale del pezzo non è più valido. Ogni strumento inoltre si usurerà a una velocità diversa durante l'uso. Pertanto, gli offset utensile e i valori di usura per ciascun utensile devono essere compensati.
Per determinare l'offset dell'utensile, ciascun utensile deve essere allineato a un punto di riferimento specifico (punto A o B nella Figura 1) sul pezzo. Il CRT visualizza le coordinate della macchina utensile diverse dagli offset utensile degli strumenti non di riferimento. Pertanto, sono posizionati nello stesso punto. Utilizzando calcoli manuali o calcoli software, le coordinate della macchina utensile vengono sottratte da quelle dell'utensile di riferimento. Viene quindi calcolato l'offset utensile per ciascun dispositivo non standard.
Figura 2 Compensazione per offset e usura utensile
La precisione delle impostazioni manuali dell'utensile da taglio di prova è limitata. Questo è noto come utensileria grezza. Come mostrato nella Figura 3, per ottenere risultati più accurati entro i limiti di lavorazione delricambio auto CNC, è possibile progettare un semplice programma di taglio di prova automatizzato. Il coltello di riferimento viene continuamente modificato utilizzando il concetto di “compensazione automatica degli errori di misurazione del taglio”. L'offset utensile e il punto iniziale del programma dell'utensile non di riferimento vengono utilizzati per garantire che la differenza tra il valore dell'istruzione di elaborazione e il valore misurato effettivo soddisfi i requisiti di precisione. Il presetting utensile di precisione è il presetting utensile che avviene in questa fase.
È prassi comune correggere gli offset non standard dopo la correzione iniziale. Questo perché garantire che la posizione del punto iniziale dell'utensile di riferimento sia precisa è un prerequisito per offset utensile accurati.
Questo processo di presetting utensile di base si ottiene combinando queste due fasi: testare manualmente il taglio del coltello con il riferimento per ottenere le coordinate della macchina utensile per il riferimento di presetting utensile. – Calcola o calcola automaticamente gli offset utensile di ciascun utensile non di riferimento. – Il coltello di riferimento si trova all'incirca all'inizio del programma. – Il coltello di riferimento richiama ripetutamente il programma di taglio di prova. Il portautensile verrà spostato in modalità MDI o passo per compensare gli errori e correggere la posizione del punto iniziale. Dopo aver misurato la dimensione, il coltello senza base richiamerà ripetutamente il programma di taglio di prova. L'offset utensile viene corretto in base a questo offset. Ciò significa che l'utensile di riferimento sarà fermo all'inizio esatto del programma.
Figura 3 Diagramma schematico dell'impostazione dell'utensile per il taglio di prova con più coltelli
Panoramica delle tecniche di impostazione dei coltelli grezzi
Per preparare l'impostazione dell'utensile, è possibile utilizzare uno dei seguenti metodi: premere il tasto F2 nel sottomenu del sistema MDI per accedere alla tabella delle correzioni dell'utensile. Utilizzare i tasti per spostare la barra evidenziatrice nella posizione del numero dello strumento che corrisponde a ciascuno strumento e premere il pulsante F5. Modificare i valori di offset X e Z dei numeri di offset utensile #0000 e #0001, quindi premere il tasto F5.
1) Impostare automaticamente il metodo di correzione utensile selezionando lo strumento di riferimento.
I passaggi per impostare lo strumento sono mostrati nelle Figure 1 e 4.
La barra blu evidenziata con i tasti può essere spostata per allineare l'offset utensile #0002 per l'utensile di riferimento n. 2. Strumento di riferimento 2. Per impostare N.2, premere il tasto F5. Lo strumento 2 verrà impostato come strumento predefinito.
2) Tagliare il cerchio esterno con l'utensile di riferimento e annotare le coordinate X della macchina utensile. Dopo aver ritirato l'utensile, arrestare la macchina e misurare il diametro esterno del segmento dell'albero.
3) La lama di riferimento ritorna al punto A registrato con il metodo “jog+step”. Immettere PhD e zero nelle colonne rispettivamente per il diametro di taglio del test e la lunghezza di taglio del test.
4) Ritirare l'utensile standard e selezionare il numero dell'utensile non standard. Quindi, modificare manualmente lo strumento. La descrizione comando per ogni utensile non standard deve essere allineata visivamente con il punto A utilizzando il metodo “jog+step”. Regolare l'offset corrispondente dopo che lo strumento è stato allineato visivamente. Se si immette zero e PhD nelle colonne per la lunghezza e il diametro del taglio di prova, gli offset dei coltelli di tutti i coltelli non di riferimento verranno automaticamente visualizzati nella colonna Offset X e Offset Z.
5) Una volta che l'utensile di riferimento è tornato al punto A, MDI eseguirà “G91 G00/o” G01 X[100 PhD] Z50 per raggiungere il punto di partenza del programma.
Figura 4 Diagramma schematico dell'utensile di riferimento che imposta automaticamente l'offset utensile per l'utensile standard
2. Impostare le coordinate dell'utensile di riferimento su zero nel punto di riferimento dell'impostazione dell'utensile e visualizzare automaticamente il metodo di correzione dell'utensile
Come mostrato nella Figura 1 e nella Figura 5, i passaggi di impostazione dell'utensile sono i seguenti:
1) Uguale al passaggio (2) sopra.
2) Il coltello di riferimento ritorna al punto di taglio di prova A tramite il metodo “jog + step” in base al valore registrato.
3) Nell'interfaccia mostrata nella Figura 4, premere il tasto F1 per "impostare l'asse X su zero" e premere il tasto F2 per "impostare l'asse Z su zero". Quindi le “coordinate effettive relative” visualizzate dal CRT sono (0, 0).
4) Modificare manualmente lo strumento non di riferimento in modo che la punta dello strumento sia visivamente allineata con il punto A. In questo momento, il valore delle "coordinate effettive relative" visualizzato sul CRT è l'offset dello strumento rispetto allo strumento di riferimento. Utilizzare i tasti ▲ e per spostare il blu. Evidenziare il numero di offset utensile dell'utensile non di riferimento, registrarlo e inserirlo nella posizione corrispondente.
5) Uguale al passaggio precedente (5).
Figura 5 Diagramma schematico dell'offset utensile visualizzato automaticamente quando lo strumento di riferimento è impostato su zero nelle coordinate dei punti di riferimento dell'impostazione dell'utensile.
3. Il metodo di offset del coltello viene calcolato calcolando manualmente il taglio di prova con più coltelli del segmento dell'albero circolare esterno.
Come mostrato nella figura 6, il sistema allinea manualmente i coltelli 1, 2 e 4 e ritaglia un asse. Quindi registra le coordinate della macchina per le estremità taglienti di ciascun coltello. (Punti F, D ed E nella figura 6). Misurare il diametro e la lunghezza di ciascun segmento. Sostituire il coltello da taglio n. 1. Come mostrato nell'immagine, ritaglia una rientranza per lo strumento. Allineare la lama da taglio con la punta destra, registrare le coordinate del punto B e misurare L3 e PhD3 come da figura. La relazione di coordinate incrementali tra i punti F, E e D per ciascuno strumento e l'origine O può essere determinata confrontando i dati sopra.
Si può quindi vedere che le coordinate della macchina utensile sono (X2-PhD2+100 e Z2-L2+50) e le coordinate della macchina utensile per il punto di partenza del programma corrispondente all'utensile di riferimento. Il metodo di calcolo è mostrato nella tabella 1. Negli spazi vuoti, inserire i valori calcolati e registrati. Nota: la distanza del taglio di prova è la distanza tra il punto zero delle coordinate del pezzo e il punto finale del taglio di prova nella direzione Z. Le direzioni positiva e negativa sono determinate dall'asse delle coordinate.
Figura 6 Diagramma schematico del taglio di prova manuale con multi-lama
Tabella 1 Calcolo degli offset utensile per utensili non standard
Questo metodo consente una semplice procedura di taglio di prova, poiché elimina la necessità di allineare visivamente i punti di taglio di prova. Tuttavia, l'offset del coltello deve essere calcolato manualmente. È possibile calcolare rapidamente l'offset utensile se si stampa il foglio con la formula e quindi si riempiono gli spazi vuoti.
Figura 7 Diagramma schematico per il presetting automatico degli utensili sul sistema CNC Century Star
Metodo di impostazione automatica degli strumenti multiutensile per il sistema CNC 4th Century Star
Tutti i metodi sopra menzionati per la correzione utensile sono metodi relativi. Dopo che il personale professionale ha eseguito l'impostazione dei parametri e il test del sistema, HNC-21T consente agli utenti di selezionare il "metodo di offset assoluto" durante l'impostazione degli strumenti. Nella programmazione della lavorazione, l'offset assoluto dell'utensile è leggermente diverso dal metodo di disattivazione relativa dell'utensile. Non è necessario utilizzare G92 o G54 per i sistemi di coordinate del pezzo, né è necessario annullare la compensazione utensile. Vedere il programma O1005 per un esempio. Come mostrato nella Figura 6, dopo che il sistema è tornato allo zero, lasciare che ciascun coltello provi manualmente a tagliare una sezione del cilindro.
Compilare i numeri di offset utensile per ciascun coltello dopo aver misurato la lunghezza e il diametro. La lunghezza del taglio di prova è elencata nella colonna relativa al diametro del taglio di prova. Il software del sistema, utilizzando il metodo descritto in “Taglio multilama del segmento dell'albero esterno – Calcolo manuale dell'offset del coltello”, può calcolare automaticamente le coordinate della macchina utensile per ciascun coltello in base all'origine del programma. Questo metodo di presetting utensile è il più veloce ed è particolarmente adatto alla produzione industriale.
Riepilogo di cinque tecniche accurate di presetting utensile
Il principio dell'impostazione precisa dell'utensile è "misurazione automatica, taglio di prova automatico e compensazione degli errori". La compensazione dell'errore può essere divisa in due categorie: Per l'operazione MDI dello strumento di riferimento, o per lo spostamento graduale dei portautensili per compensare la posizione iniziale del programma; e per l'utensile non standard per compensare l'offset dell'utensile o i valori di usura. Per evitare confusione, la Tabella 2 è stata progettata per calcolare e registrare i valori.
Tabella 2 Tabella di registrazione delle impostazioni dell'utensile per il metodo di taglio di prova (unità: mm
1. Modificare il metodo di offset per ogni utensile non standard dopo che l'utensile di riferimento ha corretto il punto iniziale.
I passaggi per impostare lo strumento sono mostrati nella Figura 3.
Dopo la calibrazione approssimativa dell'utensile, l'utensile di riferimento dovrebbe trovarsi all'inizio del programma. Immettere l'offset di ogni utensile non standard nella posizione appropriata della tabella.
Utilizzare il programma O1000 per elaborare PhD2xL2 per effettuare un taglio di prova.
Quindi, misurare il diametro e la lunghezza dell'albero di taglio segmentato, confrontarli con il valore nel programma di comando e determinare l'errore.
Modificare il punto iniziale del programma se il valore dell'errore MDI o il movimento del passo è maggiore del valore dell'errore MDI.
5) Modificare il valore del comando O1000 dinamicamente in base alle dimensioni misurate e salvare il programma. Ripetere i passaggi (2) finché la posizione iniziale dello strumento di riferimento non rientra nell'intervallo di precisione. Annotare le coordinate della macchina utensile per il punto iniziale del programma corretto. Imposta le coordinate a zero.
6) Comporre O1001 (coltello n. 1, No. O1002 (coltello n. 3) per ogni taglio di prova e misurare la lunghezza Li (i=1, 2, 3) e il diametro PhDi di ciascuna sezione.
7) Compensare gli errori utilizzando il metodo della tabella 3.
Ripetere i passaggi da 6 a 7 finché gli errori di lavorazione non rientrano nell'intervallo di precisione e l'utensile di riferimento viene arrestato nel punto iniziale del programma e non si muove.
Tabella 3 Esempio di compensazione dell'errore per il taglio di prova automatico di segmenti di albero cilindrico (unità: mm).
2. Modificare individualmente la posizione iniziale di ciascun utensile
Il principio di impostazione degli strumenti di questo metodo è che ogni strumento regola il proprio punto di programma iniziale, allineandosi quindi indirettamente con la stessa posizione di origine.
I passaggi per impostare lo strumento sono mostrati nella Figura 3.
Dopo la calibrazione grezza dell'utensile, il n. Dopo la calibrazione grezza dell'utensile e la registrazione degli offset, l'utensile di riferimento n. 2 dovrebbe trovarsi all'inizio del programma.
I passaggi da 2) a (5) del primo metodo di presetting utensile accurato sono identici.
Utilizzare il programma O1000 per eseguire un taglio di prova. Misurare la lunghezza Li e il diametro PhDi di ciascuna sezione.
Lo strumento di movimento passo-passo o il portautensile MDI compensano gli errori e regolano il punto di partenza del programma di ciascun strumento.
Ripetere i passaggi (6) finché la posizione iniziale per ciascuno strumento di programma non standard rientra nell'intervallo di precisione consentito.
È possibile accedere alla tabella degli offset utensile inserendo le coordinate relative mostrate sul CRT nella colonna Offset X e Offset Z corrispondenti al numero dell'offset utensile. Questo metodo è comodo e semplice. Questo metodo è semplice e conveniente.
3. Modificare tutti i metodi di offset per utensili non standard nello stesso momento dopo aver modificato la posizione iniziale del programma di riferimento dell'utensile.
Il metodo è lo stesso del primo metodo di presetting utensile accurato. L'unica differenza tra i due è che nel passo 7 viene chiamato il programma O1003, che chiama tre coltelli contemporaneamente (O1004 rimuove il n.). Il programma O1003 sostituisce la sezione n. 2 della lavorazione dell'utensile. I restanti passi sono identici.
6. Utilizzando questo metodo è possibile riparare quattro coltelli contemporaneamente
Per scoprire l'errore di lavorazione, misurare il diametro di ciascuna sezione, PhDi, e la lunghezza di ciascuna sezione, Li (i=2, 1, 4), utilizzando il relativo metodo di offset utensile. Utilizzare MDI o movimento graduale sul portautensile per lo strumento di riferimento. Modificare il punto di inizio del programma. Per gli utensili non standard, correggere prima l'offset utilizzando l'offset originale. Quindi, inserisci il nuovo offset. Nella colonna usura deve essere inserito anche l'errore di lavorazione dell'utensile di riferimento. Chiamare il programma di taglio di prova O1005 se per calibrare l'utensile viene utilizzato l'offset assoluto dell'utensile. Quindi, compensare gli errori di lavorazione degli utensili nelle colonne di usura dei rispettivi numeri di correzione utensile.
Quale impatto ha sulla qualità la scelta del metodo di impostazione utensile corretto per i torni CNC?Parti di lavorazione CNC?
Accuratezza e precisione:
Gli utensili da taglio saranno allineati correttamente se lo strumento è impostato correttamente. Ciò influisce direttamente sull'accuratezza e sulla precisione delle operazioni di lavorazione. Un'impostazione errata dell'utensile può causare errori dimensionali, finiture superficiali scadenti e persino scarti.
Coerenza:
Impostazioni coerenti degli strumenti garantiscono l'uniformità delle operazioni di lavorazione e una qualità costante in più parti. Riduce le variazioni nella finitura superficiale e nelle dimensioni e aiuta a mantenere tolleranze strette.
Durata dell'utensile e usura degli utensili:
Garantendo che l'utensile sia correttamente agganciato al pezzo, una corretta impostazione dell'utensile può massimizzarne la durata. Impostazioni errate dell'utensile possono comportare un'eccessiva usura e rottura degli utensili, con conseguente riduzione della durata dell'utensile.
Produttività ed efficienza
Tecniche efficaci di presetting utensili possono ridurre i tempi di setup della macchina e aumentare i tempi di attività. Aumenta la produttività riducendo al minimo i tempi morti e massimizzando i tempi di taglio. Ciò consente cambi utensile più rapidi e riduce i tempi di lavorazione complessivi.
Sicurezza dell'operatore
La sicurezza dell'operatore può essere compromessa dalla scelta del metodo corretto di impostazione dell'utensile. Alcuni metodi come il riconoscimento delle immagini o la misurazione degli strumenti laser eliminano la necessità di maneggiare gli strumenti manualmente, riducendo il rischio di lesioni.
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Orario di pubblicazione: 19 ottobre 2023