Nøyaktig verktøyopprettingsmetode for CNC dreiebenker!

Denne artikkelen er veldig praktisk. For det første introduserer den prinsippet og verktøyinnrettingsmetoden som vanligvis brukes i CNC dreiebenker; Deretter ble fire manuelle prøveskjæring- og verktøyopprettingsmetoder for Huazhong Century Star CNC-dreiesystemet introdusert; For å forbedre verktøyinnrettingsnøyaktigheten ble en automatisk prøveskjæringsmetode kontrollert av et program designet basert på ideen om "automatisk prøveskjæring → måling → feilkompensasjon", og fire presise verktøyinnrettingsmetoder ble oppsummert og introdusert
Prinsippet og verktøytilnærmingen til prøveskjæring av CNC dreiebenk
En dyp forståelse av verktøyinnrettingsprinsippet til CNC dreiebenker er av veiledende betydning for operatører å opprettholde en klar verktøyinnrettingstankegang, mestre verktøyjusteringsoperasjoner dyktig og foreslå nye verktøyinnrettingsmetoder. Essensen av verktøyinnretting er å bestemme posisjonen til programopprinnelsen til arbeidsstykkets koordinatsystem som endres med programmering i et unikt maskinkoordinatsystem. Hovedoppgaven med verktøyinnretting er å finne verktøymaskinens koordinater for startpunktet til referanseverktøyprogrammet og bestemme verktøyforskyvningen til det ikke-referanseverktøyet i forhold til referanseverktøyet.
Denne artikkelen gir følgende enighet om å forklare prinsippet og ideen til prøveskjæringsmetoden for verktøyinnretting: bruk av Huazhong Century Star-læretypen dreiesystem HNC-21T (programvareversjonsnummer 5.30); Still inn arbeidsstykkets koordinatsystem ved å bruke G92-kommandoen med midten av arbeidsstykkets høyre endeflate som programopprinnelse; Diameterprogrammering, arbeidsstykkekoordinatene til programmets startpunkt H er (100, 50); Det er fire kniver installert på verktøyholderen: den første kniven er en 90 graders ytre sirkel grovdreiekniv, den andre referansekniven er en 90 graders ytre sirkel findreiekniv, den tredje kniven er en skjærekniv, og den fjerde kniven er en 60 graders trekantet trådkniv (alle eksemplene som er nevnt i teksten er de samme).
Som vist i figur 1, er referanseverktøyet justert i henhold til ideen om å "skjære den ytre sirkelen og endeflaten til arbeidsstykket manuelt, registrere X- og Z-maskinkoordinatene til prøveskjæringspunktet A vist på CRT-en, og deretter skyve ut maskinkoordinatene til programopprinnelsen O, og til slutt skyve ut maskinkoordinatene til programopprinnelsen H.". I henhold til forholdet mellom maskinverktøyets koordinater til punkt A og punkt O: XO=XA - Φ d. ZO=ZA, maskinkoordinaten til programopprinnelsen O kan utledes. Basert på arbeidsstykkekoordinatene til H i ​​forhold til punkt O as (100,50), utledes maskinverktøykoordinatene til punkt H til slutt som følger: XH=100- Φ d. ZH=ZA+50. Arbeidsstykkekoordinatsystemet som er etablert på denne måten, er basert på posisjonen til referanseverktøyspissen.

Figur 1 Skjematisk diagram av manuell prøveskjæring og verktøyinnretting
Som vist i figur 2, på grunn av de forskjellige forlengelsene og posisjonene til hver verktøyholder i X- og Z-retningene, når ikke-referanseverktøyet roteres til bearbeidingsposisjonen, er verktøyspissens posisjon B forskjøvet i forhold til punkt A, og tidligere etablerte arbeidsstykkekoordinatsystem er ikke lenger aktuelt. I tillegg vil hvert verktøy også oppleve varierende grad av slitasje under bruk, så verktøyforskyvningen og slitasjeverdien til hvert verktøy må kompenseres. Det grunnleggende prinsippet for å oppnå forskyvningen av hvert verktøy er at hvert verktøy er justert med et bestemt referansepunkt på arbeidsstykket (som punkt A eller punkt O i figur 1). På grunn av de forskjellige maskinkoordinatene som vises på CRT, blir maskinkoordinatene til ikke-referanseverktøyet på det punktet manuelt beregnet eller subtrahert fra maskinkoordinatene til referanseverktøyet på samme punkt gjennom systemprogramvareberegning for å få verktøyforskyvningen for hver ikke-referanse referanseverktøy.

Figur 2 Verktøyskjevhet og slitasjekompensasjon
På grunn av ulike faktorer er nøyaktigheten av manuell prøvejustering av skjæreverktøy svært begrenset, og dette stadiet av verktøyinnretting omtales som grov verktøyjustering. For å oppnå mer nøyaktige resultater, som vist i figur 3, er det utformet et enkelt automatisk prøveskjæringsprogram innenfor bearbeidingsgrensen for delen før bearbeiding. Gjennom ideen om "automatisk prøveskjæring → måling → feilkompensasjon", justeres startposisjonen til referanseverktøyprogrammet og verktøyforskyvningen til ikke-referanseverktøyet gjentatte ganger, slik at feilen mellom programbehandlingsinstruksjonsverdien og den faktiske målingen verdien oppfyller nøyaktighetskravene. Dette stadiet av verktøyinnretting kalles presis verktøyinnretting.
Siden det å sikre at startpunktet til referanseverktøyprogrammet er i en nøyaktig posisjon er en forutsetning for å oppnå nøyaktig ikke-referanseverktøyforskyvning, blir førstnevnte vanligvis korrigert før sistnevnte korrigeres.
Tatt i betraktning verktøyinnrettingen i disse to stadiene, er den grunnleggende operasjonsprosessen for prøveskjæremetoden som følger: manuell prøveskjæring med et referanseverktøy for å få maskinverktøyets koordinater til referansepunktet for verktøyinnretting → manuelt beregne eller automatisk oppnå verktøyforskyvning for hvert ikke-referanseverktøy → referanseverktøyet er ved den omtrentlige startposisjonen til programmet → referanseverktøyet justeres ved hjelp av prøveskjæreprogrammet, og etter å ha målt størrelsen, flyttes verktøyholderen trinn for trinn eller MDI-måte for feilkompensering, Korriger posisjonen til programmets startpunkt → Kall opp prøveskjæreprogrammet for ikke-referanseverktøyet gjentatte ganger, og korriger verktøyforskyvningen på grunnlag av den opprinnelige verktøyforskyvningen → Referanseverktøyet forblir på nøyaktig startpunkt for programmet.

Figur 3 Skjematisk diagram av prøveskjæring med flere blader og verktøyinnretting
Sammendrag av to metoder for grovknivjustering
Forberedelsesarbeidet for verktøyinnretting er det samme for hver av følgende metoder: Trykk på F2-tasten under system-MDI-funksjonsundermenyen for å gå inn i verktøyavvikstabellen; Bruk ▲ og tastene for å flytte den blå lyslinjen til den tilsvarende verktøyforskyvningen for hver kniv, og trykk på F5-tasten; Endre X- og Z-forskyvningsdataene for verktøyforskyvningsnumrene # 0000, # 0001, # 0002, # 0003 og # 0004 til null, og trykk deretter på F5-tasten.
1. Velg referanseverktøyet som standardverktøy og still inn verktøyoffsetmetoden automatisk
Som vist i figur 1 og 4, er trinnene for verktøyjustering som følger:
1) Bruk ▲ og tastene for å flytte den blå lyse linjen for å justere med verktøyavvik # 0002-posisjonen til det andre referanseverktøyet. Trykk på F5-tasten for å angi det andre verktøyet som standardverktøy, og raden blir til en rød, lys linje.
2) Bruk en referansekniv til å kutte den høyre endeflaten av arbeidsstykket, og noter Z-maskinkoordinaten til skjærepunktet A; Prøv å kutte den ytre sirkelen til arbeidsstykket, noter X-maskinkoordinaten til punkt A, stopp maskinen etter at du har trukket tilbake verktøyet, og mål den ytre diameteren til det kuttede akselsegmentet Φ D.
3) Referansekniven går tilbake til punkt A gjennom "jog+step" i henhold til den registrerte verdien, og legger inn kolonnene for prøvekuttediameter og prøvekuttelengde i tabellen for verktøyavvik separat Φ D og null.
4) Trekk verktøyet tilbake, velg et annet verktøynummer enn referanseverktøyet og endre verktøyet manuelt. Juster verktøyspissene til hvert ikke-referanseverktøy med punkt A gjennom en "jog+step"-metode mens du roterer spindelen, og skriv dem deretter inn i kolonnen for prøveskjæringsdiameter og prøveskjæringslengdekolonnen for det tilsvarende verktøyavviket nummer Φ D og null , vil verktøyskjevhetene til hvert ikke-referanseverktøy automatisk vises i X- og Z-forskyvningskolonnene.
5) Etter at benchmarkkniven går tilbake til punkt A, kjører MDI "G91 G00/or G01 X [100]"- Φ D] Z50, plasser den i startposisjonen til programmet.

Figur 4: Skjematisk diagram over automatisk innstilling av verktøyoffset for benchmarkkniver
2. Sett koordinaten til referanseverktøyet til null ved referansepunktet for verktøyjustering, og vis automatisk verktøyforskyvningsmetoden
Som vist i figur 1 og 5, er trinnene for verktøyjustering som følger:
1) Samme som trinn (2) ovenfor.
2) Referansekniven går tilbake til prøveskjæringspunktet A gjennom en "jog+step"-metode i henhold til den registrerte verdien.
3) Trykk F1 til "null X-akse" og F2 til "null Z-akse" på grensesnittet i figur 4, og de "relative faktiske koordinatene" som vises på CRT vil være (0,{{7 }}).
4) Endre ikke-referanseverktøyet manuelt for å justere tuppen visuelt med punkt A. På dette tidspunktet er verdien av "relativt til faktiske koordinater" vist på CRT verktøyets forskyvning i forhold til referanseverktøyet. Bruk ▲ og tastene for å flytte den blå lyse linjen til verktøyforskyvningsnummeret til ikke-referanseverktøyet, registrer og skriv det inn til den tilsvarende posisjonen.
5) Samme som trinn (5) ovenfor.

Figur 5 Skjematisk diagram over automatisk visning av verktøyforskyvning ved nullkoordinaten til verktøyreferansepunktet for referanseverktøyet
3 flerblads prøveskjæring av ytre sirkulære akselsegmenter, manuelt beregnet for å oppnå verktøyforskyvningsmetode
Som vist i figur 6, justerer systemet manuelt verktøy 1, 2 og 4, kutter en trinnakse, registrerer maskinkoordinatene til skjærende endepunktene til hvert verktøy (som vist i punktene F, E og D i figur 6), og måler diameteren og lengden til hvert segment. Skift ut skjærebladet nr. 3, skjær et bakre spor, juster høyre spissen av skjærebladet med verktøyet, noter koordinatene til punkt B, og mål posisjonen vist i diagrammet Φ D3 og L3. Etter å ha innhentet dataene ovenfor, i henhold til koordinatøkningsforholdet mellom F-, E-, D- og B-punktene som tilsvarer hvert verktøy og programopprinnelsen O, kan det fastslås at maskinkoordinaten til programopprinnelsen til referanseverktøyet er (X2)- Φ D2+100, Z2-L2+50); Dessuten kan maskinverktøyets koordinater som tilsvarer programopprinnelsen for hvert ikke-referanseverktøy utledes, og verktøyforskyvningen kan oppnås ved manuell beregning. Beregningsmetoden er vist i tabell 1, og de registrerte og beregnede verdiene kan fylles ut i de tilsvarende feltene. Det skal bemerkes at prøveskjæringslengden refererer til den rettede avstanden i Z-retningen mellom nullpunktet til arbeidsstykkekoordinaten og endepunktet for prøveskjæringen, og bestemmes i positive og negative retninger i henhold til retningen til arbeidsstykket. koordinataksen.

Figur 6 Skjematisk diagram av manuell prøveskjæring med flere blader

Tabell 1 Beregningstabell for verktøyskjevhet for ikke-referansekniver
Prøveskjæringsprosessen for denne metoden er enkel, og eliminerer trinnet med å visuelt justere prøveskjærepunktene, men verktøyforskyvningen må beregnes manuelt. Hvis beregningstabellen som inneholder beregningsformelen skrives ut og verdiene fylles ut i de tilsvarende feltene for beregning, kan verktøyforskyvningen raskt beregnes.

Figur 7: Skjematisk diagram av automatisk verktøyinnretting i CNC-systemet til Century Star-dreiing
4th Century Star Turning CNC System, Multi Tool Automatic Alignment Method
De ovennevnte knivinnrettingsmetodene er alle metoder for relativ knivavvik. HNC-21T har gjennomgått parameterinnstillinger og systemfeilsøking av profesjonelt personell, og brukere kan også velge "absolutt verktøyavviksmetode" for verktøyjustering. Metoden for absolutt verktøyavvik er litt forskjellig fra den relative verktøyavviksmetoden nevnt ovenfor i programmeringen av maskinering. Det er ikke nødvendig å etablere arbeidsstykkekoordinatsystemet med G92 eller G54, og heller ikke å avbryte verktøykompensasjonen. Se for eksempel program O1005. Trinnene for verktøyinnretting er som følger: etter at systemet går tilbake til null, som vist i figur 6, kuttes hvert verktøy manuelt i en sylindrisk seksjon. Etter måling av diameter og lengde dimensjoner fylles prøvekuttediameteren som tilsvarer verktøyforskyvningstallet i prøvekuttelengdekolonnen som vist i figur 7. Basert på prinsippet beskrevet i "Flere verktøyprøveskjæring av ytre sirkulære akselsegmenter, manuelt beregner verktøyforskyvningsmetoden", kan systemprogramvaren automatisk beregne maskinkoordinatene til programopprinnelsen for hvert verktøy, og dermed oppnå målet om automatisk knivinnretting. Denne knivjusteringsmetoden er den raskeste og spesielt egnet for industriell produksjon.
Sammendrag av 5 nøyaktige knivjusteringsmetoder
Den generelle ideen for det nøyaktige verktøyinnrettingsstadiet er "automatisk prøveskjæring → måling → feilkompensasjon". Det finnes to typer feilkompensering: for MDI-drift av referanseverktøyet eller for kompensering av programstartposisjonen til trinnbevegelsesverktøyholderen; For ikke-referanseverktøy, kompenser for verktøyforskyvning eller slitasjeverdi. For å unngå forvirring i opptak, utform en tabell som vist i tabell 2 for å registrere og beregne numeriske verdier.

Tabell 2 Prøveskjæringsmetode Knivsettingsrekord (Enhet: mm)
1. Etter å ha korrigert startposisjonen til korrigeringsprogrammet for referanseverktøyet, justerer du forspenningsmetoden for hvert ikke-referanseverktøy separat
Som vist i figur 3, er trinnene for verktøyjustering som følger:
1) Referanseverktøyet er i startposisjonen til programmet etter grov verktøyoppretting, og forskyvningen av hvert ikke-referanseverktøy legges inn til den tilsvarende posisjonen på verktøyavvikstabellen.
2) Samtalebehandling Φ D2 × L2s O1000-programprøvekutt.
3) Mål diameteren og lengden på skjæreakselsegmentet, sammenlign det med programkommandoverdien, og beregn feilen.
4) Trinnvis bevegelse eller MDI-driftsfeilverdi, juster startposisjonen til programmet.
5) I henhold til de målte dimensjonene, endre dynamisk kommandoverdiene som er understreket i O1000-programmet og lagre programmet. Gjenta trinn (2) og (3) til startpunktet for referanseverktøyprogrammet er korrigert innenfor det tillatte nøyaktighetsområdet. Registrer verktøymaskinkoordinatene til det korrigerte startpunktet til programmet og nullstill koordinatene.
6) Kall opp programmene O1001 (Kniv 1 og 4) og O1002 (Kniv 3) henholdsvis for prøveskjæring, og mål diameteren til hver seksjon Φ Di og lengde Li (i=1, 4, 3).
7) Utfør feilkompensasjon i henhold til metoden vist i tabell 3.
8) Gjenta trinn (6) til (7) til bearbeidingsfeilen er innenfor nøyaktighetsområdet, og referanseverktøyet stopper ved startposisjonen til programmet uten å bevege seg.

Tabell 3 Eksempel på feilkompensasjon mellom faktiske målingsdimensjoner og programinstruksjonsverdier for automatisk prøveskjæring av sylindriske aksesegmenter (Enhet: mm)
2. Metode for å justere startposisjonen til programmet for hver kniv separat
Prinsippet for knivinnretting i denne metoden er at hver kniv korrigerer sin programstartposisjon, og indirekte sikrer innretting med samme programstartposisjon.
Som vist i figur 3, er trinnene for verktøyjustering som følger:
1) Referanseverktøy nr. 2 er i startposisjonen til programmet etter grov verktøyjustering, og alle ikke-referanseverktøyforskyvninger registreres og modifiseres til null.
2) Trinnene opp til (5) er de samme som trinnene for verktøyjustering med samme serienummer som den første nøyaktige verktøyinnrettingsmetoden.
(6) Bytt ut ikke-referanseverktøyet separat, bruk grovverktøyforskyvningen registrert som de relative koordinatene til startpunktet til ikke-referanseverktøyprogrammet, ring O1000-programmet for prøveskjæring, og mål diameteren til hvert segment separat Φ Sammenlign Di og lengde Li (i=1, 4, 3) med programinstruksjonsverdien for å bestemme forskjellen.
(7) Trinnvis bevegelse eller MDI-betjening av verktøyholderen for feilkompensering, juster programstartposisjonen til hvert ikke-referanseverktøy separat.
(8) Gjenta trinn (6) og (7) til posisjonene til startpunktene til hvert ikke-referanseverktøyprogram er innenfor det tillatte nøyaktighetsområdet.
(9) Ta de relative koordinatene vist av CRT som den nye verktøyforskyvningen og skriv dem inn i X- og Z-forskyvningskolonnene til det tilsvarende verktøyforskyvningsnummeret i verktøyforskyvningstabellen. Denne metoden er enkel og praktisk, og den korrigerte verktøyforskyvningen er direkte hentet fra de relative koordinatene til maskinen som vises på CRT, og unngår manuelle beregningsfeil og oppnår høy verktøyinnrettingsnøyaktighet.
3. Etter å ha justert startposisjonen til benchmarkverktøyprogrammet, justerer du samtidig alle ikke-referanseverktøyforspenninger
Denne metoden er i utgangspunktet den samme som den første nøyaktige verktøyinnstillingsmetoden, den eneste forskjellen er at programmet kalt i trinn (7) kaller opp O1003-programmet som behandles av tre kuttere samtidig (O1004 fjerner prosesseringsdelen av verktøy 2 og er O1003-programmet), og de andre trinnene er de samme.
Seks fire kniver samtidig trimmemetode
Hvis den relative verktøyforskyvningsmetoden brukes for grov verktøyjustering, må du først legge inn verktøyforskyvningene til hvert ikke-referanseverktøy som er oppnådd til de tilsvarende posisjonene på verktøyforskyvningstabellen, kjøre O1004-programmet behandlet av fire verktøy, og måle diameteren til hvert segment separat Φ Di og lengde Li (i=2, 1, 4, 3), beregn maskinfeilen. For referansekniven, bruk MDI-drift eller trinn-for-trinn-bevegelse for å kompensere for feilverdien til verktøyholderen, og juster startposisjonen til programmet; For ikke-referanseverktøy, på den ene siden, korrigeres verktøyforskyvningen basert på den opprinnelige verktøyforskyvningen, og den nye verktøyforskyvningen legges inn på nytt i X- og Z-forskyvningskolonnene i verktøyforskyvningstabellen; På den annen side skal bearbeidingsfeilen til referanseverktøyet også fylles ut i slitasjekolonnen i denne raden. Hvis metoden for absolutt verktøyavvik brukes for grov verktøyoppretting, ring O1005-programmet for prøveskjæring, og kompenser for maskineringsfeilene til hvert verktøy i slitasjekolonnen som tilsvarer dets verktøyavviksnummer.