Stellen Sie sich vor, Ihre CNC-Werkzeugmaschine ist nicht richtig ausgerichtet - schon ein winziger Rechenfehler kann zu kostspieligen Fehlern führen. In diesem Artikel werden die wichtigsten Methoden zur genauen Ausrichtung von Werkzeugen in CNC-Fräs- und Bearbeitungszentren beschrieben. Wenn Sie die Koordinatensysteme der Werkzeugmaschine und des Werkstücks verstehen und verschiedene Techniken zur Werkzeugeinstellung beherrschen, können Sie eine präzise Bearbeitung erreichen und Fehler reduzieren. Erfahren Sie, wie Sie sicherstellen, dass Ihre Werkzeuge perfekt eingestellt sind, um sowohl die Effizienz als auch die Teilequalität zu verbessern.
Bei CNC-Werkzeugmaschinen hängt die präzise Bearbeitung von Teilen von den Programmcodes ab, die die Werkzeugmaschinen steuern und die sowohl manuell als auch automatisch erstellt werden können.
Unabhängig davon, wie diese Programmcodes erhalten werden, sind vor der Bearbeitung Werkzeugeinstellungen erforderlich.
Daher ist es für das Bearbeitungspersonal wichtig, die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem der Werkzeugmaschine und dem Werkstückkoordinatensystem zu verstehen und zu wissen, wie man die Werkzeuge genau einstellt, um qualitativ hochwertige Teile herzustellen.
Dieses Papier fasst Methoden und Erfahrungen in diesem Bereich zusammen, die es wert sind, von Fachleuten herangezogen zu werden.
Das Koordinatensystem der Werkzeugmaschine, auch als mechanisches Koordinatensystem bezeichnet, wird durch die Werkzeugmaschinenhersteller um die Positionen des Werkstücks, des Schneidwerkzeugs und anderer Teile in der Maschine zu bestimmen.
Bei der Inbetriebnahme findet die Maschine den Ursprung des Werkzeugmaschinen-Koordinatensystems in der Regel automatisch durch Referenzfahrt oder Rückkehr zum Referenzpunkt. Dieses System dient als Referenz für alle anderen Koordinatensysteme.
Das Werkstückkoordinatensystem oder Programmierkoordinatensystem wird zur Positionierung des Werkstücks erstellt. Es wird von den Programmierern auf der Grundlage der Konstruktionszeichnungen erstellt und zur Bestimmung der Koordinatenwerte jedes Basispunktes auf der Werkstückkontur verwendet.
Das Verständnis für die Umrechnung zwischen dem Werkstückkoordinatensystem und dem Koordinatensystem der Werkzeugmaschine ist für den Bediener von entscheidender Bedeutung.
In diesem Artikel werden die Methoden der Werkzeugbestückung von CNC-Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren untersucht, wobei die Basispunktkoordinaten des Werkstückkoordinatensystems in das Werkzeugmaschinenkoordinatensystem umgewandelt werden und so die Beziehung zwischen den beiden Systemen hergestellt wird.
In CNC-Fräsmaschinen oder Bearbeitungszentren werden G54, G55, G56, G57, G58, G59 typischerweise verwendet, um sechs verschiedene Werkstücknullpunkte zu speichern.
Bei der Werkzeugbestückung kann der Werkzeugwert in ein beliebiges voreingestelltes Koordinatensystem eingegeben werden. Während der Bearbeitung kann das entsprechende System durch Eingabe der gespeicherten Versatzmenge in den Registern aufgerufen werden.
Da es sich bei CNC-Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren um X-, Y- und Z-Koordinatenachsen handelt, muss jede Achse bei der Werkzeugeinstellung einzeln eingestellt werden (wobei die Reihenfolge der Einstellung dieser Achsen keine Rolle spielt).
Das Probeschneiden ist das in der Praxis am häufigsten angewandte Verfahren zur Werkzeugeinstellung.
Der folgende Abschnitt veranschaulicht die spezifische Betriebsmethode unter Verwendung eines FANUC CNC-System Fräsmaschine als Beispiel.
Das Koordinatensystem des Werkstücks wird in der Mitte des Rohmaterials festgelegt.
Unter der Annahme, dass die Abmessungen des Rohmaterials 100X80X20 betragen und alle Oberflächen des Rohmaterials bearbeitet wurden, ist die gewählte Werkzeuggröße φ20.
Da die Projektion des Werkzeugs bei der Werkzeugeinstellung ein Kreis ist, stellen wir das Werkzeug als einen Kreis von φ20 dar.
Die Ausrichtung des Werkzeugs mit der Y-Achse erfordert die folgenden Schritte: Zunächst wird das Werkstück mit einer Vorrichtung auf der Werkbank befestigt, wobei darauf zu achten ist, dass alle vier Seiten des Werkstücks Platz für die Ausrichtung des Werkzeugs lassen.
Zweitens: Drehen Sie das Werkzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit und bewegen Sie die Werkbank manuell oder durch Kurbeln von Hand, um das Werkzeug näher an die linke Seite des Rohlings zu bringen. Bewegen Sie die Spindel, um die entsprechende Tiefe in Z-Richtung zu erreichen.
Stellen Sie fest, ob das Werkzeug die linke Seite des Rohlings berührt, indem Sie die Metallspäne beobachten oder auf das Schneidgeräusch hören.
Ohne die Position zu ändern, geben Sie die Schnittstelle des G54-G59-Koordinatensystems über die OFFSET-Taste auf dem Bedienfeld ein, wobei Sie das G54-Koordinatensystem als Beispiel nehmen.
Setzen Sie den Cursor auf das entsprechende X, geben Sie -(100/2+20/2)=-60 ein und klicken Sie dann auf messen, damit ist die Ausrichtung der X-Achse abgeschlossen. Befindet sich das Werkzeug in der Nähe der rechten Seite des Rohlings, ist der Wert, der zu diesem Zeitpunkt eingegeben werden muss, +60.
In ähnlicher Weise kann die Ausrichtung des Werkzeugs in Richtung der Y-Achse erreicht werden, indem das Werkzeug so gesteuert wird, dass es die Vorder- oder Rückseite des Rohlings berührt.
Z-Achse Werkzeugeinstellung
Das Werkzeug rotiert und steuert den Arbeitstisch und die Hauptspindel, um sich schnell zu bewegen.
Sobald sich das Werkzeug unter Einhaltung eines bestimmten Sicherheitsabstands in die Nähe der Oberfläche des Werkstücks bewegt, wird die Bewegungsgeschwindigkeit reduziert, damit die Unterseite des Werkzeugs die Oberfläche des Werkstücks berührt.
An diesem Punkt wird das G54-Koordinatensystem aufgerufen. Positionieren Sie den Cursor auf die Z-Eingabe 0 und klicken Sie auf den entsprechenden Softkey unter der Messung, um die Werkzeugeinstellung für die Z-Achse zu erreichen.
Bei dieser Methode der Werkzeugeinstellung müssen die X- und Y-Achse nur eine Seite des Werkstücks berühren. Bei der Werkzeugeinstellung ist es jedoch erforderlich, die Abmessungen des Werkstücks und des Werkzeugs zu kennen, weshalb sie sich für regelmäßige Werkstücke eignet.
Da die Z-Achsen-Werkzeugeinstellung bei dieser Methode die gleiche ist wie die einseitige Werkzeugeinstellung, konzentrieren wir uns auf die X-Achsen- und Y-Achsen-Werkzeugeinstellungsmethoden.
Die Einstellung der Werkzeuge für die X- und Y-Achse erfordert drei Schritte:
1) Bewegen Sie die Spindel und das Werkstück so, dass das Werkzeug die linke Seite des Werkstücks berührt. Geben Sie die relative Koordinatenschnittstelle über die POS-Taste auf dem Bedienfeld ein und geben Sie dann X ein.
An diesem Punkt beginnt die X-Koordinate auf dem Bildschirm zu blinken. Drücken Sie den Softkey "Zero Return" am unteren Rand des Bildschirms, und der auf dem Bildschirm angezeigte X-Wert ist nun 0.
2) Ziehen Sie das Werkzeug entlang der positiven Z-Richtung zurück. Verwenden Sie die manuelle Methode oder die Handkurbel, damit das Werkzeug die rechte Seite des Werkstücks berührt. Beobachten und merken Sie sich den X-Wert, der zu diesem Zeitpunkt auf dem Bildschirm angezeigt wird (Hinweis: Die Richtung der Y-Achse bleibt während der Bewegung unverändert).
3) Rufen Sie das G54-Koordinatensystem auf, positionieren Sie den Cursor auf X, geben Sie "1/2 Wert" unter Beibehaltung des ursprünglichen positiven oder negativen Vorzeichens ein (wenn es sich um ein positives Vorzeichen handelt, kann das Vorzeichen weggelassen werden), und klicken Sie dann auf den Softkey unter Messung, um die Werkzeugeinstellung in X-Richtung abzuschließen.
In ähnlicher Weise wird die Werkzeugeinstellung für die Y-Achse erreicht, indem das Werkzeug so gesteuert wird, dass es die Vorder- bzw. Rückseite des Werkstücks berührt.
Bei dieser Methode der Werkzeugeinstellung muss das Werkzeug die linke, rechte, vordere und hintere Seite des Werkstücks sowohl in der X- als auch in der Y-Achse berühren.
Die Größe des Werkstücks und des Werkzeugs muss bei der Werkzeugeinstellung jedoch nicht berücksichtigt werden, so dass es sich sowohl für die Werkzeugeinstellung von regelmäßigen als auch unregelmäßigen Werkstücken eignet.
Nach Abschluss der Werkzeugeinstellung mit einer beliebigen Probeschneidmethode wird empfohlen, die Werkzeugeinstellung durch Eingabe des Befehls "G54 G90 G00 X0 Y0 Z100" im MDI-Modus zu überprüfen, um den Verlust von Werkzeug und Rohling aufgrund von Fehlern bei der Werkzeugeinstellung zu vermeiden.
Während des Betriebs ist es ratsam, den Geschwindigkeitsschalter auf die Position 0 zu stellen und die Taste für den Zyklusstart zu drücken (im "Auto"-Modus), dann den Geschwindigkeitsschalter auf einen kleineren Wert einzustellen, um das Werkzeug mit einer langsameren Geschwindigkeit laufen zu lassen.
Beobachten Sie nach der Ausführung dieses Befehls, ob das Werkzeug die vorgesehene Position erreicht hat, um die Korrektheit der Werkzeugeinstellung zu überprüfen.
Das Analysieren und Erforschen der Werkzeugeinstellmethoden von CNC-Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren hilft den Studierenden, die geeignete Werkzeugeinstellmethode entsprechend den verschiedenen Rohlingsformen flexibel zu wählen und so die Bearbeitungsgenauigkeit der Teile zu gewährleisten.
Die Werkzeugeinstellung ist ein wesentliches Bindeglied in der Teilebearbeitung, und es gibt viele Arten von Werkzeugeinstellungsmethoden.
Die in diesem Artikel vorgestellten Methoden sind praktisch und einfach, und es gibt noch viele genauere und bequemere Methoden zur Werkzeugeinstellung, die noch entwickelt und untersucht werden müssen.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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