Podstawy obróbki CNC dla operatorów cz.4

30 sierpnia 2018 0

Zapraszamy do lektury już czwartek części kursu podstawy CNC dla operatorów!

1. Kompensacje narzędzi

Wszystkie typy narzędzi w obrabiarkach CNC wymagają kompensacji. Chociaż różne rodzaje narzędzi stosuje się w różnych procesach, wszystkie formy kompensacji pozwalają operatorowi wpłynąć na nieprzewidywalne warunki związane z obróbką. Zanim omówimy, jakie kompensacja ma zastosowanie do wykorzystania w obróbkach CNC, spójrzmy na nią w kategoriach ogólnych.

Czym są offsety?

Wszystkie formy kompensacji działają z przesunięciami – offsetami. Można myśleć o przesunięciach w obróbce, takich jak w arkuszu kalkulacyjnym. Jeśli ów arkusz ma zapamiętane dane, wiemy że można przechowywać stałą wartość w pamięci komputera do wykorzystania podczas obliczeń. Dzięki temu nie musimy wielokrotnie wprowadzać liczb przy pomocy nadmiarowych obliczeń.

Podobnie jak ów arkusz kalkulacyjny, przesunięcia w sterowaniu CNC są lokalizacjami pamięci, w których można umieszczać wartości liczbowe. W przypadku większości obrabiarek CNC istnieje potrzeba co najmniej jednego przesunięcia na narzędzie.

Przyczyny przesunięć narzędzi

Przesunięcia mogą być wykorzystywane do wielu celów, w zależności od klasy obrabiarki i zastosowanego rodzaju kompensacji. Oto niektóre z bardziej powszechnych aplikacji dla offsetów.

Aby określić długość każdego narzędzia, w przypadku zastosowań w centrach obróbkowych programista miałby bardzo trudne przewidzenie dokładnej długości każdego narzędzia używanego w programie. Z tego powodu funkcja kompensacji długości narzędzia pozwala programiście ignorować długość każdego w trakcie pisania programu. W momencie ustawiania osoba dokonująca konfiguracji mierzy długość każdego narzędzia i wprowadza wartość długości narzędzia do odpowiedniego przesunięcia.

Aby określić promień narzędzia tnącego, podczas frezowania krawędzią frezu, programista może utrudniać tworzenie ścieżki narzędzia w zależności od rozmiaru używanego frezu. Ponadto, jeśli rozmiar narzędzia może się zmienić (prawdopodobnie z powodu ponownego ostrzenia), zmiana programu na podstawie nowego rozmiaru byłaby niepraktyczna. Z tego powodu funkcja kompensacji promienia frezu pozwala programiście zignorować jego rozmiar podczas pisania programu. Osoba dokonująca ustawień wprowadza rozmiar każdego frezu do odpowiedniej korekcji narzędzia. Podobnie, centra tokarskie mają funkcję zwaną kompensacją promienia ostrza narzędzia. Dzięki tej funkcji, offset określa promień naroża dla noży tokarskich.

Aby przypisać program zero, centra obróbkowe, które mają przesunięcia układu współrzędnych, pozwalają operatorowi określić położenie punktu zerowego programu w ramach przesunięć, zachowując przydział oddzielenia programu zerowania od programu aktualnie używanego. Wiele centrów tokarskich umożliwia również narzędzia oraz wartość promienia narzędzia.

Ale nie wszystkie elementy sterujące czynią to tak prostym. W niektórych przypadkach każde przesunięcie zawiera tylko jedną wartość, a numer odsunięcia nie ma rzeczywistego związku z numerem stacji narzędziowej. W takim przypadku programiści muszą ostrożnie organizować, które przesunięcia są używane z którym narzędziem.

Na przykład numery korekcji kompensacji długości narzędzia mogą być takie same, jak numery stacji narzędzi. Odsunięcia kompensacji promienia ostrza mogą być równe numerowi stacji narzędzi plus stała wartość większa niż liczba narzędzi, które maszyna może pomieścić. Jeśli maszyna może pomieścić 25 narzędzi, numer stanowiska narzędziowego nr 1 może zostać użyty do użycia numeru odsunięcia 1 w celu zapisania wartości kompensacji długości i numeru odsunięcia, a dwadzieścia jeden może zostać wykorzystany do zapisania wartości kompensacji promienia frezu. Dzięki tej metodzie organizacji przesunięcia programista i operator są stale zsynchronizowani.

Tabela przesunięć w większości centrów tokarskich zawiera co najmniej dwie wartości na przesunięcie. Ogólnie rzecz biorąc, programista będzie wstawiał numer przesunięcia odpowiadający numerowi stacji narzędziowej dla każdego zastosowanego offsetu narzędzia. Oznacza to, że narzędzie numer jeden użyje (tylko) przesunięcie numer jeden, narzędzie drugie użyje przesunięcia dwa i tak dalej. Zazwyczaj promień ostrza narzędzia (kolumna R tabeli odsunięcia) i typ narzędzia (kolumna T tabeli przesunięć) można określić w tabeli przesunięcia środka obrotu.

2. Rodzaje kompensacji

Omówmy teraz typy kompensacji bardziej szczegółowo. Należy pamiętać, że chociaż rzeczywiste wykorzystanie tych funkcji może się znacznie różnić w zależności od maszyny, podstawowe rozumienie każdego rodzaju kompensacji pozostaje niezwykle podobne. Zrozumienie, dlaczego dany typ kompensacji jest wymagany, oraz elementarne zrozumienie, w jaki sposób jest on stosowany do jednej konkretnej kontroli, powinniśmy być w stanie dostosować się do wszelkich napotkanych odmian.

2.1 Kompensacja długości narzędzia

Ten typ kompensacji pozwala programiście zapomnieć o długości każdego narzędzia podczas pisania programu. Zamiast znać dokładną długość każdego narzędzia i żmudne obliczanie pozycji osi Z na podstawie długości narzędzia, programista po prostu wstawia kompensację długości narzędzia na pierwszym ruchu osiowym każdego narzędzia na przedmiocie obrabianym.

Na maszynie podczas jej ustawiania operator wprowadzi wartość kompensacji długości narzędzia dla każdego kolejnego narzędzia w odpowiednim offsecie. Oznacza to oczywiście, że najpierw należy zmierzyć narzędzie.

Popularnym poleceniem do wprowadzenia kompensacji długości narzędzia jest G43. W komendzie G43 programista zawiera słowo H, które określa numer przesunięcia zawierającego wartość długości narzędzia. Oto przykładowy program, który wykorzystuje kompensację długości narzędzia przy pomocy dwóch narzędzi. Program po prostu wykonuje dwa otwory (po jednym z każdym narzędziem). Zauważmy, że kompensacja długości narzędzia jest wprowadzana w liniach N015 i N055.

Program O0001 (numer programu)

N005 T01 M06 (Umieść narzędzie numer jeden we wrzecionie)

N010 G54 G90 S400 M03 T02 (Wybierz offset, tryb bezwzględny, uruchom wrzeciono CW przy 400 obr / min, przygotuj numer dwa narzędzia)

N010 G00 X1,0 Y1.0 (Przesuw szybki do pierwszej pozycji XY)

N015 G43 H01 Z.1 M08 (Wyzeruj kompensację długości narzędzia przy pierwszym ruchu Z, włącz chłodziwo)

N020 G01 Z-15 F4. (Wiercenie otworu)

N025 G00 Z.1 M09 (Szybkie wyjście z otworu, wyłączenie chłodziwa)

N030 G91 G28 Z0 M19 (Powrót do pozycji zmiany narzędzia, orientacja wrzeciona)

N035 M01 (Opcjonalne zatrzymanie)

N040 T02 M06 (Umieść narzędzie numer dwa we wrzecionie)

N045 G54 G90 S400 M03 T01 (Wybierz offset, tryb bezwzględny, uruchom wrzeciono przy 400 obr./min, uzyskaj numer narzędzia 1)

N050 G00 X2. Y1. (Szybki przesuw do pierwszej pozycji XY)

N055 G43 H02 Z.1 M08 (Wyrównanie długości narzędzia na pierwszym ruchu narzędzia Z, włączenie chłodziwa)

N060 G01 Z-12 F5.5 (Wiercenie otworu)

N065 G00 Z.1 M08 (Szybkie wyjście z otworu, wyłączyć chłodziwo)

N070 G91 G28 Z0 M19 (Powrót do pozycji zmiany narzędzia, orientacja wrzeciona)

N075 M30 (koniec programu)

2.2 Wymiar z kompensacją długości narzędzia

Operator CNC nie będzie wiedział na pewno, czy wartość kompensacji długości narzędzia jest całkowicie poprawna, dopóki nie zostanie wykonany pierwszy obrabiany przedmiot.

Załóżmy na przykład, że pomiar długości narzędzia został wykonany niepoprawnie. Podczas pomiaru operator określa narzędzie na 65,372 mm. Ale rzeczywista długość narzędzia to 65,355 mm. W tym przypadku narzędzie powinno być nieco płytsze w Z, niż powinno. Po obróbce można dokonać niewielkiej zmiany głębokości, dostosowując offset, a nie program.

W niektórych przypadkach, nawet jeśli wartość długości narzędzia jest mierzona perfekcyjnie, inne problemy mogą spowodować, że narzędzie nie będzie obrabiać na właściwej głębokości. Jeśli, na przykład, obrabiany przedmiot lub układ jest dość wiotki, nacisk narzędzia może spowodować odchylenie się obrabianego przedmiotu od osi narzędzia podczas obróbki.

W przypadku powierzchni krytycznych lub gdy skutki nacisku na narzędzie są nieprzewidywalne, operator może nawet próbować odciąć obrabiany przedmiot pod wpływem przesunięcia nieco większego niż zmierzona wartość, aby zapewnić, że pozostanie naddatek wymiarowy. Po obróbce mechanicznej operator może zmierzyć przedmiot, aby dokładnie określić, jaka zmiana offsetu jest konieczna do obrabiania przedmiotu na wymiar.

2.3 Kompensacja promienia frezu

Tak jak kompensacja długości narzędzia pozwala programistom obrabiarek zapomnieć o długości narzędzia, tak samo kompensacja promienia frezu pozwala programiście zapomnieć o nim, gdy programujemy obróbkę konturową. Choć może to być oczywiste, zwróćmy uwagę, że kompensacja promienia frezu jest używana tylko w frezach i tylko podczas frezowania krawędzią frezu. Programista nigdy nie rozważałby zastosowania kompensacji promienia frezu dla wiertła, gwintownika, rozwiertaka lub innego narzędzia do obróbki otworów, co jest chyba dość oczywiste, bo narzędzia te pracują osiowo.

Zacznijmy od omówienia czterech powodów, dla których kompensacja promienia narzędzia jest nie tylko wymagana, ale również bardzo pomocna dla operatora.

Bez kompensacji promienia, programiści muszą zaprogramować tor linii środkowej wszystkich narzędzi. Przykładowy program wykorzystujący tę technikę pokazano podczas omawiania typów ruchu (część 3 kursu podstawy cnc – programie CNC. To oczywiście wymaga użycia planowanego promienia ostrza narzędzia.

5. Inne rodzaje kompensacji

Typy kompensacji przedstawione do tego punktu dotyczyły centrów obróbkowych i centrów tokarskich. Ale wszystkie maszyny CNC mają jakąś formę kompensacji, aby umożliwić nieprzewidywalne sytuacje. Oto kilka innych krótkich przykładów.

Wycinarki drutowe EDM mają dwa rodzaje kompensacji. Jeden, zwany offsetem drutu, działa w bardzo podobny sposób, jak kompensacja promienia frezu, aby utrzymać linię środkową drutu z dala od ścieżki roboczej przez promień drutu plus naddatek. Jest również używany do ułatwienia przejścia (wykończenia) przy użyciu tych samych współrzędnych.

Maszyny do cięcia laserowego mają również funkcję kompensacji promienia, aby laser nie kierował promienia wiązki laserowej bezpośrednio do obrabianego konturu.

Prasy krawędziowe CNC mają formę kompensacji dla tolerancji na zginanie w oparciu o materiał obrabianego przedmiotu i jego grubość. Ogólnie mówiąc, jeśli operator napotka na nieprzewidywalne sytuacje podczas programowania, prawdopodobnie producent sterowania zaproponuje formę kompensacji w celu rozwiązywania powstałych problemów.

Zapraszamy do kolejnych części kursu podstawy obróbki CNC dla operatorów

Pierwsza część kursu CNC: