Что такое смещение инструмента при обработке с ЧПУ?

Что такое смещение инструмента?

Смещение инструмента: Компенсационное смещение положения инструмента в направлении, параллельном управляющей координате.

Смещение инструмента - это относительное смещение координатных осей станка в течение всей или определенной части программы обработки. Направление смещения оси определяется положительным или отрицательным значением смещения.

Понятие компенсации (смещения) часто используется в нашей жизни. Например, когда водитель объезжает на своем автомобиле скалу, он должен сделать так, чтобы поворот проходил сбоку от скалы, а также учесть, что автомобиль имеет определенную ширину.

Таким образом, осевая линия автомобиля находится на расстоянии не менее половины ширины автомобиля от скалы. В 60-70-е годы 20 века в обработке на станках с ЧПУ не было понятия компенсации, поэтому программистам приходилось обходить теорию инструмента и фактический маршрут относительного отношения к программированию.

Легко допустить ошибку, через смещение/компенсацию режущего инструмента, что не только может упростить программирование, но и может быть в том же процессе деталей в черновой и получистовой и чистовой обработки, повышение эффективности производства, снижение трудоемкости технического персонала.

Процесс смещения инструмента

Смещение инструмента в системе управления ЧПУ - это процесс расчета траектории движения центра инструмента, выполняемый системой ЧПУ.

Программирование осуществляется непосредственно по форме контура деталей без учета диаметра инструмента, а фактический радиус инструмента сохраняется в программируемом регистре смещения радиуса инструмента.

В процессе обработки система ЧПУ автоматически рассчитывает положение центра инструмента в соответствии с программой обработки детали и диаметром инструмента в регистре смещения инструмента и завершает обработку детали.

Современные системы ЧПУ обычно имеют 16, 32, 64 или более программируемых регистров смещения инструмента, которые нумеруются для компенсации инструмента.

При программировании ЧПУ можно обрабатывать только номер регистра, соответствующий параметру компенсации инструмента.

При выполнении компенсации инструмента используется метод расчета пересечения, то есть читаются два абзаца, перед началом каждого абзаца рассчитывается точка пересечения.

Траектория вектора компенсации инструмента добавляется слева или справа от каждого прямого направления в соответствии с вектором на начальном этапе, в результате чего обрабатывается заготовка, соответствующая контуру детали.

Обсуждение смещения инструмента

Компенсация длины инструмента

Длина инструмента - очень важное понятие, когда мы программируем обрабатываемую деталь, мы должны сначала указать центр программирования детали, а затем установить систему координат для программирования заготовки.

И эта система координат является только системой координат заготовки, нулевая точка обычно находится на заготовке. Поскольку длина каждого инструмента различна, компенсация длины связана только с координатой Z.

Например, мы хотим пробурить скважину глубиной 50 м и пробить отверстие глубиной 45 м с помощью бура длиной 250 м и крана длиной 350 м.

Сначала с помощью дрели просверлите отверстие глубиной 50 мм. В это время станок установил заготовку в нулевой точке. При замене метчика, если оба инструмента начинают обработку от установленной нулевой точки, метчик длиннее сверла, а метчик слишком длинный, что может повредить инструмент и заготовку.

В это время, если установлена компенсация инструмента, длина метчика и сверла компенсируется. Таким образом, после установки нуля станка, даже если метчик и сверло имеют разную длину.

Благодаря наличию компенсации при вызове ответвителя, нулевая координата Z автоматически компенсирует длину ответвителя до Z+ (или Z), чтобы обеспечить правильную обработку нуля.

Смещение длины инструмента осуществляется инструкциями G43, G44 и G49, которые могут компенсировать изменение длины инструмента в любой момент без изменения программы.

Сумма компенсации хранится в памяти инструкций по коду H. G43 представляет собой сложение суммы компенсации в памяти и значения координат терминала программной инструкции

G44 представляет собой вычитание, а смещение длины инструмента может быть отменено командой G49 или H 00.

Если в программном сегменте N80 G43 Z56 H 05, 05 значение памяти равно 16, это означает, что значение координат терминала равно 72 мм.

Значение суммы компенсации в памяти может быть предварительно сохранено в памяти с помощью M DI или DPL, или можно использовать инструкцию программного сегмента G10 P05 R16.0, чтобы указать, что сумма компенсации в памяти 05 равна 16 M M.

Существует два способа компенсации длины инструмента: 

(1) Используйте фактическую длину инструмента в качестве компенсации длины инструмента. Использование длины инструмента в качестве компенсации - это измерение длины инструмента с помощью счетчика инструмента, а затем ввод этого значения в регистр компенсации длины инструмента в качестве компенсации длины инструмента.

Во-первых, использование длины инструмента в качестве компенсации длины инструмента позволяет избежать постоянного изменения смещения длины инструмента при обработке различных заготовок.

В этом случае можно по определенным правилам нумерации инструментов, сделать файлы для каждого инструмента, с небольшим знаком для записи соответствующих параметров каждого инструмента, включая длину инструмента, радиус и другую информацию.

Во-вторых, использование длины инструмента в качестве компенсации длины инструмента может позволить станку выполнять боковые операции обработки, в то время как на инструменте для других измерений длины инструмента.

И не нужно отнимать время работы станка из-за инструмента на станке, так что вы можете в полной мере использовать эффективность обрабатывающего центра.

(2) Используйте значение расстояния (положительное или отрицательное) между подсказкой в направлении Z и запрограммированной нулевой точкой в качестве значения компенсации.

Этот метод подходит, если на станке работает только один человек, а времени на использование инструмента для измерения длины инструмента не хватает, поэтому при обработке другой заготовки с инструментом.

Необходимо заново настроить компенсацию длины инструмента. При использовании этого метода компенсации длины инструмента величина компенсации - это расстояние перемещения кончика инструмента при движении шпинделя от нулевой координаты Z станка к программному нулю заготовки, поэтому величина компенсации всегда отрицательна и очень велика.

Компенсация радиуса инструмента

Компенсация радиуса инструмента так же, как при использовании компенсации длины инструмента при программировании не учитывается длина инструмента, из-за компенсации радиуса инструмента мы не можем слишком сильно учитывать диаметр инструмента при программировании.

Компенсация длины инструмента применяется ко всем инструментам, а компенсация радиуса инструмента обычно используется только для фрезерных инструментов. Компенсация радиуса инструмента используется, когда фреза обрабатывает внутренний и внешний контур заготовки.

Поскольку компенсация радиуса инструмента является сложной для понимания и использования инструкцией, многие люди не хотят использовать ее в программировании.

Но как только мы поймем и освоим его, он принесет большое удобство в программировании и обработке. Когда программист готов создать фрезу для обработки формы программы заготовки.

Прежде всего, в соответствии с формой заготовки и радиусом инструмента производится тщательный расчет значений координат для определения траектории движения центра инструмента.

Форма заготовки делится на черновую и чистовую обработку, и программа черновой обработки завершается только после черновой обработки, так как в результате черновой обработки размер заготовки изменился.

Если использовать компенсацию радиуса инструмента, все эти проблемы будут решены. Мы можем игнорировать радиус инструмента и программировать в соответствии с размером заготовки, а затем поместить радиус инструмента в качестве компенсации радиуса в регистр компенсации радиуса.

Будь то временная замена фрезы или выполнение черновой или чистовой обработки, нам достаточно изменить значение компенсации радиуса инструмента, чтобы управлять внешними размерами заготовки без внесения изменений в программу.

Использование компенсации радиуса инструмента осуществляется инструкциями G41 и G42. Компенсация имеет два направления - по правилу левой и правой руки: G41 - левая компенсация.

По правилу левой руки; G42 является правой компенсацией, что соответствует правилу правой руки.

При использовании G41 и G42 для компенсации радиуса необходимо выполнить следующие действия: установить значение компенсации радиуса инструмента;

Дайте инструменту двигаться так, чтобы компенсация была эффективной (в это время заготовка не может быть разрезана);

Чтобы правильно отменить компенсацию радиуса (а заготовка в это время не может быть разрезана), не забудьте использовать команду G40 для отмены компенсации только после того, как инструмент будет полностью разрезан и безопасно выйдет из заготовки.

 Компенсация смещения крепления

Использование компенсации смещения приспособления, как и компенсация длины инструмента и радиуса, освобождает программиста от необходимости учитывать положение приспособления заготовки.

При обработке небольших заготовок на обрабатывающем центре можно зажать несколько заготовок в одной оснастке.

При программировании программистам не нужно учитывать нулевую точку координат каждой заготовки, а только программировать в соответствии с их соответствующими нулевыми точками.

Затем используйте функцию смещения приспособления для перемещения запрограммированной нулевой точки станка на каждой заготовке.

Компенсация смещения приспособления выполняется с помощью инструкций G54 ~ G59. Другой способ - использовать инструкцию G92 для установки системы координат заготовки.

Когда одна заготовка завершена и начинается обработка следующей, для сброса новой системы координат заготовки используется команда G92.

Компенсация угла

Пересечение двух плоскостей - это включенный Угол, который может привести к перерезанию и ошибке обработки. Для решения этой проблемы можно использовать компенсацию включенного угла (G39).  

При использовании инструкции компенсации угла (G39) следует учитывать, что эта инструкция не имеет модели и действует только в программной части инструкции. Она может использоваться только после инструкций G41 и G42.

Функция компенсации инструмента ЧПУ

Форма и размер каждого резца на инструментальном упоре токарного станка с ЧПУ различны, и положение установки также отличается.

При обработке необходимо учитывать установку инструмента, износ наконечника и радиус наконечника обрабатываемых деталей, вызванный погрешностью, иначе невозможно обработать детали, не соответствующие требованиям чертежа к форме деталей.

Поэтому для повышения качества обработки деталей необходимо правильно использовать функцию компенсации инструмента.

Компенсация смещения инструмента

При обработке деталей на токарном станке с ЧПУ используется несколько инструментов. Положение установки и геометрия каждого инструмента различны, а длина инструмента, выходящего из держателя, также не совпадает.

При программировании предполагается, что положение каждого инструмента относительно точки программирования одинаково, поэтому необходимо использовать функцию компенсации положения инструмента.

На рис. 2a показана траектория подачи в точке опрокидывания инструмента № 1 в качестве эталонного инструмента, и нет никаких отклонений в положении каждого инструмента на резцедержателе.

На рисунке 2b показано смещение других точек подсказки относительно опорной подсказки, то есть имеет место отклонение положения инструмента.

Если с помощью команды T0404 вызвать нереференсный инструмент № 4 для выполнения той же программы, что и инструмент № 1, то точка носа инструмента № 4 переместится из положения отклонения в положение точки носа референсного инструмента, а именно в точку A, и выйдет из того же входа, что и инструмент № 1.

Учитывая траекторию, показанную сплошной линией на рис. 2b, это означает, что компенсация смещения была успешно выполнена на нереферентном инструменте № 4.

Компенсация радиуса дуги наконечника

Программирование токарных станков с ЧПУ и операции настройки инструмента основаны на идеальной острой точке вершины токарного резца. Для увеличения срока службы инструмента и уменьшения шероховатости обработанной поверхности вершина токарного резца в реальной обработке не является идеальной точкой.

Всегда есть дуга с малым радиусом, и при изменении размера всплывающей подсказки будет меняться и радиус этой малой дуги.

Цель компенсации радиуса кончика инструмента - устранить погрешность обработки, вызванную дугой кончика инструмента. При программировании ЧПУ предполагается, что фиксированные точки инструмента перемещаются по контуру деталей для токарной обработки, но на самом деле каждая точка на дуге точки инструмента может быть точкой резания.  

При обработке торца или цилиндра траектория движения режущей кромки совпадает с контуром деталей, и погрешность обработки не возникает. При обработке дуг или конических поверхностей.

Две оси токарного станка связаны между собой, и перемещение режущей кромки не совпадает с контуром деталей, что приводит к недорезанию или перерезанию, как показано на рисунке 3.

При использовании функции компенсации радиуса инструмента траектория движения инструмента относится не к кончику инструмента, а к траектории движения центра дуги лезвия на кончике инструмента.

Программисты для воображаемых точек в соответствии с фактическим программирования контура детали, система числового управления с помощью функции компенсации радиуса носа автоматически рассчитывает точку фактической траектории, токарный инструмент отклоняется от значения контура детали радиус инструмента, лезвие, и заготовки контура касательной, тем самым устраняя влияние формы заготовки точки радиус дуги, выработать требования контура заготовки.

Компенсация радиуса дуги подсказки добавляется или отменяется числом компенсации радиуса дуги подсказки, заданным кодом G412G422G40 и кодом T. Показано на рисунке 4.

Тип токарного инструмента с ЧПУ

Инструменты, используемые в токарных станках с ЧПУ, можно разделить на цилиндрические токарные инструменты, инструменты для обработки внутренних отверстий, инструменты для нарезания резьбы, фрезы для обработки канавок и так далее.

В соответствии с классификацией формы вершины резца, токарные инструменты с ЧПУ можно разделить на остроконечные, круглые и формообразующие, как показано на рисунке 5.

Рисунок 5.

Токарный инструмент с острым концом

Режущая кромка остроконечного токарного инструмента линейна и состоит из главной и вспомогательной режущей кромки. Например, широко используемые токарные резцы для обработки наружных окружностей, торцевые токарные резцы, резцы для обработки канавок и т.д. являются токарными резцами с острым концом.

Эти инструменты обычно используются для обработки деталей с внутренней и внешней круговой поверхностью, торцов, канавок и т.д., наконечник инструмента обычно имеет радиус дуги 0,2-1,2 мм.

Токарный инструмент с круглым носом

Главная режущая кромка токарного резца с круглым носом представляет собой дугу окружности, а положение кончика не фиксируется во время обработки, он может находиться в любой точке лезвия круглой головки.

Радиус круглого токарного резца не имеет никакого отношения к форме детали, но влияние радиуса круглого токарного резца на процесс обработки необходимо учитывать, поскольку точка инструмента находится в центре окружности.

Токарный инструмент с круглым носом обычно используется для обработки поверхности, состоящей из различных кривых.

Формовочный инструмент

Размер и форма режущей кромки формообразующего токарного инструмента соответствуют очертаниям деталей, и его обработка имеет определенные ограничения. Наряду с токарным резцом для нарезания резьбы, формообразующий резец редко используется в токарной обработке с ЧПУ.

Применение компенсации инструмента для токарных станков с ЧПУ

Изменение дополнения инструмента для адаптации к смене инструмента в процессе автоматической обработки деталей, применение дополнения инструмента позволяет избежать работы по переделке программы при износе инструмента, перешлифовке или замене.

Предположим, что первоначально заданные значения компенсации инструмента равны X1 и Z1, после некоторого периода обработки уменьшение отклонения инструмента составляет ΔX1 и ΔZ1. В это время может быть изменено только значение компенсации инструмента, то есть значение компенсации инструмента изменяется по сравнению с исходным.

Изменение на (X1-ΔX1) и (Z1-ΔZ1) без изменения исходной программы для удовлетворения требований к обработке. То же самое можно сделать при повторном затачивании инструмента.

При необходимости замены инструмента в качестве значения компенсации нового инструмента можно использовать значение компенсации инструмента вместо значения компенсации инструмента в исходной программе обработки.

Таким образом, программисты могут предположить размер инструмента для программирования, не зная фактического размера инструмента.

При реальной обработке фактическое значение может быть использовано для замены предполагаемого значения компенсации инструмента на значение компенсации инструмента.

Черновая и чистовая обработка деталей может быть осуществлена путем изменения величины комплектации инструмента.

Если величина смещения центра инструмента и контура заготовки - это не радиус инструмента, а заданная величина, она может быть использована для решения задач черновой и чистовой обработки.

При черновой обработке в качестве значения компенсации радиуса инструмента можно ввести фактический радиус инструмента плюс припуск на чистовую обработку, а при чистовой обработке можно ввести только фактический радиус инструмента, поэтому черновая и чистовая обработка можно достичь, используя ту же процедуру.

Метод компенсации: установите припуск на чистовую обработку как Δ1, радиус инструмента как r, микрорегулировку как Δ2, прежде всего, вручную введите r как компенсацию радиуса, и черновая обработка может быть завершена;

При чистовой обработке введите r＋Δ1+Δ2 в качестве компенсации радиуса инструмента и завершите чистовую обработку контура.

Величина регулировки составляет Δ2 и зависит от фактической ситуации. После черновой обработки измеряется размер обработки.

Если фактический размер больше желаемого, то Δ2 положителен, а если меньше фактического, то отрицателен.

Таким образом, одна и та же программа может использоваться для черновой и чистовой обработки, что значительно сокращает объем вычислений и повышает эффективность обработки.

Изменение величины компенсации инструмента для выполнения коррекции обработки деталей и сочетание компенсации радиуса инструмента с подпрограммами позволяет не только упростить программирование, выполнить черновую и чистовую обработку, но и выполнить коррекцию обработки для обеспечения точности и качества обработки.

Вопросы, требующие внимания при использовании компенсации инструмента

• Поскольку резец в секции программы инструмента смещает переходное движение, секция программы не врезается в профиль заготовки, чтобы не создавать ложный разрез заготовки.
• Инструмент дополняет инструкции, согласно которым G41, G42 или G40 должны следовать за отрезком прямой линии, в противном случае будет допущена синтаксическая ошибка.
• Значение радиуса подсказки должно быть заполнено в радиусе подсказки на странице компенсации инструмента (область памяти, где находится смещение инструмента), и система автоматически рассчитает величину компенсации, которая должна быть перемещена как смещение компенсации радиуса дуги подсказки.
• Количество позиций воображаемой точки инструмента должно быть заполнено в позиции воображаемой точки инструмента, которая находится на странице компенсации инструмента, чтобы служить основой для компенсации радиуса дуги точки инструмента.
• Длина переходного прямолинейного участка инструкции компенсации радиуса наконечника G41 или G42 должна быть больше радиуса дуги наконечника; перемещение резания по оси X должно быть больше, чем в 2 раза больше значения радиуса наконечника.
• После завершения действительного сегмента программы, если два сегмента программы не перемещаются, инструмент может перерезать следующий контур заготовки.
• При программировании с воображаемым центром дуги точки инструмента номер воображаемой точки инструмента устанавливается на 0 ~ 9. При программировании следует использовать компенсацию радиуса инструмента, а также учитывать радиус дуги наконечника при использовании инструмента.

Заключение

В процессе токарной обработки на станках с ЧПУ с помощью функции компенсации инструмента можно запрограммировать размер профиля заготовки.

После создания и реализации заполнения инструмента система ЧПУ автоматически рассчитывает, и точка инструмента автоматически настраивается на траекторию движения инструмента.

Будь то замена инструмента, или радиус износа инструмента становится меньше, а длина изменяется, только в процессе замены инструмента радиус, или смещение компенсации значения, вы можете контролировать размер формы заготовки размер, программа не используется в качестве небольшой модификации.

Это обеспечивает большое удобство программирования и обработки и значительно повышает эффективность работы программистов.

Мы надеемся, что эта информация поможет вам. Для получения новой информации нажмите на ящик электронной почты ниже и получите помощь эксперта YIJIN Hardware.

Спасибо, что читаете.