Точный метод центровки инструмента для токарных станков с ЧПУ!
Эта статья очень практичная. Во-первых, он знакомит с принципом и методом центровки инструмента, обычно используемыми на токарных станках с ЧПУ; Затем были представлены четыре метода ручной пробной резки и центровки инструмента для токарной системы с ЧПУ Huazhong Century Star; Чтобы повысить точность выравнивания инструмента, был разработан метод автоматической пробной резки, управляемый программой, на основе идеи «автоматическая пробная резка → измерение → компенсация ошибок», а также были обобщены и представлены четыре метода точной центровки инструмента.
Принцип и подход к выравниванию инструмента при пробной резке на токарном станке с ЧПУ.
Глубокое понимание принципа центровки инструмента на токарных станках с ЧПУ имеет решающее значение для операторов, позволяющих поддерживать четкое мышление по центровке инструмента, умело осваивать операции центровки инструмента и предлагать новые методы центровки инструмента. Суть центровки инструмента заключается в определении положения начала программы системы координат заготовки, которое изменяется при программировании в единой системе координат станка. Основная задача центровки инструмента – получить координаты станка начальной точки программы эталонного инструмента и определить коррекцию инструмента нереферентного инструмента относительно эталонного инструмента.
В этой статье делается следующее соглашение, объясняющее принцип и идею метода пробной резки для центровки инструмента: использование токарной системы обучающего типа Huazhong Century Star HNC-21T (версия прикладного программного обеспечения 5.30); Установите систему координат заготовки с помощью команды G92, используя центр правого торца заготовки в качестве начала координат программы; Программирование диаметра, координаты заготовки начальной точки программы H: (100, 50); На держателе инструмента установлены четыре ножа: первый нож — нож для черновой обработки внешнего круга на 90 градусов, второй эталонный нож — нож для точного точения внешнего круга на 90 градусов, третий нож — режущий нож, а четвертый нож — треугольный нож с резьбой 60 градусов (все примеры, приведенные в тексте, одинаковы).
Как показано на рисунке 1, эталонный инструмент ориентирован в соответствии с идеей «ручной резки внешнего круга и торцевой поверхности заготовки, записи координат станка X и Z пробной точки резки A, отображаемой на ЭЛТ, а затем выталкивания наружу». машинные координаты начала программы O и, наконец, выталкивание машинных координат начала программы H.». По соотношению станочных координат точки А и точки О: XO=XA - Φ d. ZO=ZA, может быть получена машинная координата начала координат программы O. На основе координат заготовки H относительно точки O как (100,50) координаты станка точки H окончательно определяются следующим образом: XH=100- Φ d. Ж=ЗА+50. Установленная таким образом система координат заготовки основана на положении вершины эталонного инструмента.
Рисунок 1. Принципиальная схема ручной пробной резки и центровки инструмента.
Как показано на рисунке 2, из-за различных вылетов и положений каждого держателя инструмента в направлениях X и Z, когда небазовый инструмент поворачивается в положение обработки, положение кончика инструмента B смещается относительно точки A, и ранее установленная система координат заготовки больше не применима. Кроме того, каждый инструмент также будет испытывать разную степень износа во время использования, поэтому необходимо компенсировать смещение инструмента и величину износа каждого инструмента. Основной принцип получения смещения каждого инструмента заключается в том, что каждый инструмент выравнивается по определенной контрольной точке на заготовке (например, точке A или точке O на рисунке 1). Из-за различных координат станка, отображаемых на ЭЛТ, координаты станка неопорного инструмента в этой точке рассчитываются вручную или вычитаются из координат станка опорного инструмента в той же точке посредством расчета системного программного обеспечения, чтобы получить коррекцию инструмента каждого неосновного инструмента. справочный инструмент.
Рис. 2. Смещение инструмента и компенсация износа
Из-за различных факторов точность ручного выравнивания пробного режущего инструмента очень ограничена, и этот этап выравнивания инструмента называется черновым выравниванием инструмента. Чтобы получить более точные результаты, как показано на рисунке 3, перед обработкой разрабатывается простая автоматическая программа пробной резки в пределах диапазона припусков на обработку детали. Благодаря идее «автоматическая пробная резка → измерение → компенсация ошибок» исходное положение программы эталонного инструмента и смещение инструмента не эталонного инструмента неоднократно корректируются, так что ошибка между значением инструкции обработки программы и фактическим измерением Значение соответствует требованиям точности. Этот этап выравнивания инструмента называется точным выравниванием инструмента.
Поскольку обеспечение того, чтобы начальная точка программы эталонного инструмента находилась в точном положении, является необходимым условием для получения точной коррекции не эталонного инструмента, первое обычно корректируется до того, как будет исправлено второе.
Принимая во внимание выравнивание инструмента на этих двух этапах, основной рабочий процесс метода пробного резания выглядит следующим образом: пробное резание вручную эталонным инструментом для получения координат станка опорной точки выравнивания инструмента → расчет вручную или автоматическое получение смещение инструмента каждого не эталонного инструмента → эталонный инструмент находится примерно в начальной позиции программы → эталонный инструмент настраивается с помощью программы пробной резки, и после измерения размера держатель инструмента перемещается пошагово или MDI для компенсации ошибок. Исправьте положение начальной точки программы → Повторно вызовите программу пробного резания для нереферентного инструмента и скорректируйте смещение инструмента на основе исходного корректора инструмента → Референтный инструмент остается в позиции Точная отправная точка программы.
Рисунок 3. Принципиальная схема пробной резки несколькими лезвиями и центровки инструмента.
Краткое изложение двух методов грубого выравнивания ножей
Подготовительные работы для выравнивания инструмента одинаковы для каждого из следующих методов: нажмите клавишу F2 в подменю системных функций MDI, чтобы войти в таблицу отклонений инструмента; Используйте клавиши ▲ и для перемещения синей световой полосы в соответствующее положение смещения инструмента для каждого ножа и нажмите клавишу F5; Измените данные коррекции X и Z для номеров коррекции инструмента # 0000, # 0001, # 0002, # 0003 и # 0004 на ноль, а затем нажмите клавишу F5.
1. Выберите эталонный инструмент в качестве стандартного инструмента и автоматически установите метод коррекции инструмента.
Как показано на рисунках 1 и 4, этапы выравнивания инструмента следующие:
1) С помощью клавиш ▲ и переместите яркую синюю полосу так, чтобы она совпала с положением отклонения инструмента № 0002 2-го эталонного инструмента. Нажмите клавишу F5, чтобы установить второй инструмент в качестве стандартного, и ряд превратится в яркую красную полосу.
2) Используйте эталонный нож, чтобы разрезать правую торцевую поверхность заготовки, и запишите координату Z-машины точки резки A; Попробуйте разрезать внешний круг заготовки, запишите координату станка X точки A, остановите станок после втягивания инструмента и измерьте внешний диаметр отрезанного сегмента вала Φ D.
3) Контрольный нож возвращается в точку А через «толчковый режим + шаг» в соответствии с записанным значением и вводит столбцы диаметра пробного резания и длины пробного резания в таблицу отклонений инструмента отдельно Φ D и ноль.
4) Отведите инструмент, выберите номер инструмента, отличный от эталонного инструмента, и замените инструмент вручную. Совместите кончики каждого неэталонного инструмента с точкой А методом «толчковый + шаг» при вращении шпинделя, а затем введите их в столбец диаметра пробного резания и столбец длины пробного резания соответствующего числа отклонения инструмента Φ D и нуля. , смещения каждого инструмента, не являющегося эталонным, будут автоматически отображаться в столбцах смещения по X и Z.
5) После того как эталонный нож возвращается в точку А, MDI запускает "G91 G00/или G01 X [100]"- Φ D] Z50, помещает его в начальную позицию программы.
Рис. 4. Принципиальная схема автоматической настройки смещения инструмента для эталонных ножей.
2. Установите координату эталонного инструмента на ноль в контрольной точке выравнивания инструмента и автоматически отобразите метод коррекции инструмента.
Как показано на рисунках 1 и 5, этапы выравнивания инструмента следующие:
1) То же, что и шаг (2) выше.
2) Контрольный нож возвращается в точку пробного резания A методом «толчковый + шаговый» в соответствии с записанным значением.
3) Нажмите F1, чтобы «обнулить ось X» и F2, чтобы «обнулить ось Z» в интерфейсе на рисунке 4, и «относительные фактические координаты», отображаемые на ЭЛТ, будут (0,{{7 }}).
4) Вручную измените неэталонный инструмент, чтобы визуально совместить его кончик с точкой А. В этот момент значение «относительно фактических координат», отображаемое на ЭЛТ, представляет собой смещение инструмента относительно эталонного инструмента. Используйте клавиши ▲ и для перемещения яркой синей полосы к номеру коррекции нереферентного инструмента, запишите и введите его в соответствующую позицию.
5) То же, что и шаг (5) выше.
Рисунок 5 Принципиальная схема автоматического отображения коррекции инструмента по нулевой координате опорной точки инструмента для опорного инструмента
3 пробных резки несколькими лезвиями внешних сегментов круглого вала, рассчитанные вручную для получения метода смещения инструмента.
Как показано на рисунке 6, система вручную выравнивает инструменты 1, 2 и 4, режет ось шага, записывает машинные координаты конечных точек резания каждого инструмента (как показано в точках F, E и D на рисунке 6), и измеряет диаметр и длину каждого сегмента. Замените режущее лезвие № 3, вырежьте заднюю канавку, совместите правый кончик режущего лезвия с инструментом, запишите координаты точки B и измерьте положение, указанное на диаграммах Φ D3 и L3. После получения вышеуказанных данных, в соответствии с соотношением приращения координат между точками F, E, D и B, соответствующими каждому инструменту, и началом координат программы O, можно определить, что координата станка начала координат программы эталонного инструмента равна (X2)- Φ D2+100, Z2-L2+50); Кроме того, координаты станка, соответствующие началу координат программы, для каждого нестандартного инструмента могут быть получены, а смещение инструмента может быть получено путем ручного расчета. Метод расчета показан в таблице 1, а записанные и рассчитанные значения можно заполнить в соответствующих полях. Следует отметить, что длина пробного резания относится к направленному расстоянию в направлении Z между нулевой точкой координаты заготовки и конечной точкой пробного резания и определяется в положительном и отрицательном направлениях в соответствии с направлением координатная ось.
Рис. 6. Принципиальная схема ручной пробной резки с несколькими лезвиями.
Таблица 1. Таблица расчета смещения инструмента нестандартных ножей
Процесс пробной резки в этом методе прост и исключает этап визуального совмещения точек пробной резки, но смещение инструмента необходимо рассчитывать вручную. Если таблица расчета, содержащая формулу расчета, распечатана и значения заполнены в соответствующих полях для расчета, можно быстро рассчитать смещение инструмента.
Рисунок 7: Принципиальная схема автоматического выравнивания инструмента в системе ЧПУ токарной обработки Century Star.
Система ЧПУ Star Turning 4th Century, метод автоматического выравнивания многофункциональных инструментов
Все вышеперечисленные методы выравнивания ножа являются методами относительного отклонения ножа. HNC-21T прошел настройку параметров и отладку системы профессиональным персоналом, и пользователи также могут выбрать «метод абсолютного отклонения инструмента» для центровки инструмента. Метод абсолютного отклонения инструмента немного отличается от метода относительного отклонения инструмента, упомянутого выше при программировании обработки. Нет необходимости устанавливать систему координат заготовки с помощью G92 или G54 или отменять компенсацию инструмента. Например, обратитесь к программе O1005. Этапы выравнивания инструмента следующие: после того, как система возвращается к нулю, как показано на рисунке 6, каждый инструмент вручную разрезается на цилиндрическую секцию. После измерения размеров диаметра и длины диаметр пробного резания, соответствующий номеру коррекции инструмента, заполняется в столбце длины пробного резания, как показано на рисунке 7. На основе принципа, описанного в разделе «Пробная резка наружных круглых сегментов вала несколькими инструментами вручную». расчета метода смещения инструмента», системное программное обеспечение может автоматически рассчитывать координаты станка начала координат программы для каждого инструмента, тем самым достигая цели автоматического выравнивания ножа. Этот метод выравнивания ножей является самым быстрым и особенно подходит для промышленного производства.
Обзор 5 методов точного выравнивания ножей
Общая идея этапа точной центровки инструмента заключается в следующем: «автоматическая пробная резка → измерение → компенсация ошибок». Существует два типа компенсации ошибок: для операции MDI эталонного инструмента или для компенсации начального положения программы ступенчатого перемещения держателя инструмента; Для неэталонных инструментов компенсируйте смещение инструмента или величину износа. Чтобы избежать путаницы при записи, составьте таблицу, как показано в Таблице 2, для записи и расчета числовых значений.
Таблица 2. Запись установки ножа для метода пробной резки (единица измерения: мм)
1. После корректировки исходного положения программы коррекции эталонного инструмента отрегулируйте метод смещения каждого не эталонного инструмента отдельно.
Как показано на рисунке 3, этапы выравнивания инструмента следующие:
1) Опорный инструмент находится в начальной позиции программы после чернового выравнивания инструмента, и смещение каждого неопорного инструмента вводится в соответствующую позицию в таблице отклонений инструмента.
2) Обработка вызовов Φ D2 × L2 пробная версия программы O1000.
3) Измерьте диаметр и длину сегмента режущего вала, сравните его со значением команды программы и рассчитайте погрешность.
4) Пошаговое перемещение или значение ошибки операции MDI отрегулируйте начальное положение программы.
5) В соответствии с измеренными размерами динамически измените значения команд, подчеркнутые в программе O1000, и сохраните программу. Повторяйте шаги (2) и (3) до тех пор, пока начальная точка программы эталонного инструмента не будет скорректирована в пределах допустимого диапазона точности. Запишите координаты станка исправленной начальной точки программы и обнулите координаты.
6) Вызовите программы O1001 (Нож 1 и 4) и O1002 (Нож 3) соответственно для пробной резки и измерьте диаметр каждой секции Φ Di и длину Li (i=1, 4, 3).
7) Выполните компенсацию ошибок согласно методу, указанному в Таблице 3.
8) Повторяйте шаги (6)–(7) до тех пор, пока ошибка обработки не окажется в пределах диапазона точности, а эталонный инструмент не остановится в исходном положении программы без движения.
Таблица 3. Пример компенсации погрешности между фактическими размерами измерений и значениями инструкций программы для автоматического пробного вырезания сегментов цилиндрической оси (единица измерения: мм)
2. Способ настройки стартового положения программы для каждого ножа отдельно
Принцип выравнивания ножей в этом методе заключается в том, что каждый нож корректирует свою стартовую позицию программы, косвенно обеспечивая выравнивание с одной и той же стартовой позицией программы.
Как показано на рисунке 3, этапы выравнивания инструмента следующие:
1) Опорный инструмент № 2 находится в начальной позиции программы после черновой центровки инструмента, и все смещения неопорного инструмента записываются и изменяются на ноль.
2) Шаги до (5) аналогичны шагам центровки инструмента с тем же серийным номером, что и первый метод точной центровки инструмента.
(6) Замените неэталонный инструмент отдельно, используйте смещение чернового инструмента, записанное как относительные координаты начальной точки программы неэталонного инструмента, вызовите программу O1000 для пробной резки и измерьте диаметр каждого сегмента отдельно Φ Сравните Di и длина Li (i=1, 4, 3) со значением инструкции программы для определения разницы.
(7) Пошаговым перемещением или операцией MDI держателя инструмента для компенсации ошибок отрегулируйте начальное положение программы для каждого нестандартного инструмента отдельно.
(8) Повторяйте шаги (6) и (7) до тех пор, пока положения начальных точек каждой программы, не являющейся эталонным инструментом, не окажутся в пределах допустимого диапазона точности.
(9) Возьмите относительные координаты, отображаемые CRT, в качестве новой коррекции инструмента и введите их в столбцы коррекции X и Z соответствующего номера коррекции инструмента в таблице коррекций инструмента. Этот метод прост и удобен: скорректированное смещение инструмента получается непосредственно из относительных координат станка, отображаемых на ЭЛТ, что позволяет избежать ошибок ручного расчета и достичь высокой точности центровки инструмента.
3. После настройки исходного положения программы эталонного инструмента одновременно отрегулируйте все смещения не эталонного инструмента.
Этот метод по сути аналогичен первому методу точной настройки инструмента, с той лишь разницей, что программа, вызванная на шаге (7), вызывает программу О1003, обрабатываемую тремя фрезами одновременно (О1004 удаляет секцию обработки инструмента 2 и программу O1003), остальные шаги такие же.
Метод одновременной обрезки шестью четырьмя ножами
Если метод относительной коррекции инструмента используется для черновой центровки инструмента, сначала введите коррекции каждого неэталонного инструмента, полученные в соответствующие позиции в таблице коррекций инструмента, запустите программу O1004, обработанную четырьмя инструментами, и измерьте диаметры каждого сегмента. отдельно Φ Di и длина Li (i=2, 1, 4, 3), вычисляют погрешность обработки. Для эталонного ножа используйте операцию MDI или пошаговое движение, чтобы компенсировать значение ошибки держателя инструмента и отрегулировать начальное положение программы; Для неэталонных инструментов, с одной стороны, коррекция инструмента корректируется на основе исходной коррекции инструмента, а новая коррекция инструмента повторно вводится в столбцы коррекции X и Z таблицы коррекций инструмента; С другой стороны, погрешность обработки эталонного инструмента также должна быть указана в столбце износа этой строки. Если для черновой центровки инструмента используется метод абсолютного отклонения инструмента, вызовите программу O1005 для пробной резки и компенсируйте ошибки обработки каждого инструмента в столбце износа, соответствующие его номеру отклонения инструмента.
