Das Einstellen von Werkzeugen ist der Hauptvorgang und die wichtigste Fähigkeit bei der CNC-Bearbeitung. Unter bestimmten Bedingungen kann die Genauigkeit der Werkzeugeinstellung die Bearbeitungsgenauigkeit von Teilen bestimmen. Gleichzeitig wirkt sich die Effizienz der Werkzeugeinstellung auch direkt auf die Effizienz der CNC-Bearbeitung aus. Es reicht nicht aus, nur die Werkzeugeinstellungsmethoden zu kennen. Sie müssen außerdem die verschiedenen Methoden zur Werkzeugeinstellung des CNC-Systems kennen und wissen, wie diese Methoden im Bearbeitungsprogramm aufgerufen werden. Gleichzeitig müssen Sie die Vor- und Nachteile sowie die Einsatzbedingungen verschiedener Methoden zur Werkzeugeinstellung kennen.
1. Prinzip der Messereinstellung
Der Zweck der Werkzeugeinstellung besteht darin, das Werkstückkoordinatensystem festzulegen. Intuitiv ausgedrückt besteht die Werkzeugeinstellung darin, die Position des Werkstücks auf der Werkbank der Werkzeugmaschine festzulegen. Tatsächlich geht es darum, die Koordinaten des Werkzeugeinstellpunkts im Koordinatensystem der Maschine zu finden.
Bei CNC-Drehmaschinen muss vor der Bearbeitung zunächst der Werkzeugeinstellpunkt ausgewählt werden. Der Werkzeugeinstellpunkt bezieht sich auf den Startpunkt der Werkzeugbewegung relativ zum Werkstück, wenn die CNC-Werkzeugmaschine zur Bearbeitung des Werkstücks verwendet wird. Der Werkzeugeinstellpunkt kann am Werkstück festgelegt werden (z. B. als Konstruktionsbezugspunkt oder Positionierungsbezugspunkt am Werkstück) oder an der Vorrichtung oder Werkzeugmaschine festgelegt werden. Wenn es auf einen bestimmten Punkt der Vorrichtung oder Werkzeugmaschine eingestellt wird, muss dieser Punkt mit dem Positionierungsbezugspunkt des Werkstücks übereinstimmen. Behalten Sie Maßbeziehungen mit einem gewissen Maß an Genauigkeit bei.
Beim Einstellen des Werkzeugs sollte der Werkzeugpositionspunkt mit dem Werkzeugeinstellpunkt übereinstimmen. Der sogenannte Werkzeugpositionspunkt bezieht sich auf den Positionierungsbezugspunkt des Werkzeugs. Bei Drehwerkzeugen ist der Werkzeugpositionspunkt die Werkzeugspitze. Der Zweck der Werkzeugeinstellung besteht darin, den absoluten Koordinatenwert des Werkzeugeinstellpunkts (oder Werkstückursprungs) im Maschinenkoordinatensystem zu bestimmen und den Werkzeugpositionsabweichungswert des Werkzeugs zu messen. Die Genauigkeit der Werkzeugpunktausrichtung wirkt sich direkt auf die Bearbeitungsgenauigkeit aus.
Bei der eigentlichen Bearbeitung des Werkstücks kann die Verwendung eines Werkzeugs im Allgemeinen nicht den Bearbeitungsanforderungen des Werkstücks gerecht werden, und für die Bearbeitung werden in der Regel mehrere Werkzeuge verwendet. Wenn bei der Bearbeitung mehrere Drehwerkzeuge verwendet werden und die Werkzeugwechselposition unverändert bleibt, ist die geometrische Position des Werkzeugspitzenpunkts nach dem Werkzeugwechsel unterschiedlich, was erfordert, dass unterschiedliche Werkzeuge zu Beginn der Bearbeitung an unterschiedlichen Startpositionen bearbeiten können. Stellen Sie sicher, dass das Programm normal läuft.
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Um dieses Problem zu lösen, ist das CNC-System der Werkzeugmaschine mit einer Funktion zur Kompensation der geometrischen Position des Werkzeugs ausgestattet. Mit der Funktion zur geometrischen Positionskompensation des Werkzeugs müssen Sie lediglich die Positionsabweichung jedes Werkzeugs relativ zu einem vorgewählten Referenzwerkzeug im Voraus messen und in das CNC-System eingeben. Geben Sie die Gruppennummer in der Spalte „Werkzeugparameterkorrektur“ an und verwenden Sie den T-Befehl im Bearbeitungsprogramm, um die Werkzeugpositionsabweichung im Werkzeugweg automatisch zu kompensieren. Die Messung der Werkzeugpositionsabweichung muss auch durch Werkzeugeinstellvorgänge erfolgen.
2. Messereinstellungsmethode
Bei der CNC-Bearbeitung gehören zu den grundlegenden Methoden der Werkzeugeinstellung die Probeschneidemethode, die Einstellung des Werkzeugeinstellinstruments und die automatische Werkzeugeinstellung. In diesem Artikel werden am Beispiel von CNC-Fräsmaschinen mehrere häufig verwendete Methoden zur Werkzeugeinstellung vorgestellt.
1. Probeschnitt- und Messereinstellungsmethode
Diese Methode ist einfach und praktisch, hinterlässt jedoch Schnittspuren auf der Oberfläche des Werkstücks und weist eine geringe Genauigkeit der Werkzeugeinstellung auf. Am Beispiel des Werkzeugeinstellpunkts (der mit dem Ursprung des Werkstückkoordinatensystems zusammenfällt) in der Mitte der Werkstückoberfläche wird die bilaterale Werkzeugeinstellmethode verwendet.
(1) Werkzeugeinstellung in x- und y-Richtung.
① Befestigen Sie das Werkstück durch die Klemme auf der Werkbank. Beim Spannen sollte auf allen vier Seiten des Werkstücks Platz für die Werkzeugeinstellung vorhanden sein.
② Starten Sie die Spindel mit mittlerer Geschwindigkeit, bewegen Sie den Arbeitstisch und die Spindel schnell, lassen Sie das Werkzeug schnell in eine Position mit einem bestimmten Sicherheitsabstand nahe der linken Seite des Werkstücks fahren, reduzieren Sie dann die Geschwindigkeit und bewegen Sie sich nah an die linke Seite Seite des Werkstücks.
③ Wenn Sie sich dem Werkstück nähern, verwenden Sie einen Feinabstimmungsvorgang (normalerweise 0,01 mm), um näher zu kommen, und lassen Sie das Werkzeug sich langsam der linken Seite des Werkstücks nähern, sodass das Werkzeug gerade die linke Seitenfläche des Werkstücks berührt (beobachten, zuhören). Hören Sie das Schneidgeräusch, schauen Sie sich die Schnittspuren und die Späne an. Wenn eine Situation eintritt, bei der das Werkzeug das Werkstück berührt, ziehen Sie sich um 0,01 mm zurück. Notieren Sie den zu diesem Zeitpunkt im Maschinenkoordinatensystem angezeigten Koordinatenwert, z. B. -240,500.
④Ziehen Sie das Werkzeug in positiver z-Richtung bis über die Oberfläche des Werkstücks zurück. Gehen Sie auf die gleiche Weise an die rechte Seite des Werkstücks heran. Notieren Sie sich den zu diesem Zeitpunkt im Maschinenkoordinatensystem angezeigten Koordinatenwert, z. B. -340,500.
⑤Dementsprechend beträgt der Koordinatenwert des Ursprungs des Werkstückkoordinatensystems im Maschinenkoordinatensystem {-240,500+(-340,500)}/2=-290,500.
⑥In ähnlicher Weise kann der Koordinatenwert des Ursprungs des Werkstückkoordinatensystems im Maschinenkoordinatensystem gemessen werden.
(2) Werkzeugeinstellung in z-Richtung.
① Bewegen Sie das Werkzeug zügig über das Werkstück.
② Starten Sie die Spindel mit mittlerer Geschwindigkeit, bewegen Sie den Arbeitstisch und die Spindel schnell, lassen Sie das Werkzeug schnell in einem bestimmten Sicherheitsabstand in eine Position nahe der Oberseite des Werkstücks gelangen und reduzieren Sie dann die Geschwindigkeit, um die Werkzeugstirnfläche zu bewegen nahe der Oberseite des Werkstücks.
③ Wenn Sie sich dem Werkstück nähern, verwenden Sie eine Feinabstimmung (normalerweise 0,01 mm), um näher zu kommen, sodass sich die Endfläche des Werkzeugs langsam der Oberfläche des Werkstücks nähert (beachten Sie, dass das Werkzeug, insbesondere der Schaftfräser, am besten ist). Schneiden Sie an der Kante des Werkstücks, dem Bereich, in dem die Endfläche des Fräsers die Oberfläche des Werkstücks berührt (weniger als ein Halbkreis, versuchen Sie, das Mittelloch des Schaftfräsers nicht unter die Oberfläche des Werkstücks zu schneiden), machen Sie das Die Endfläche des Werkzeugs berührt einfach die Oberseite des Werkstücks, hebt dann die Achse erneut an und zeichnet zu diesem Zeitpunkt den Z-Wert im Maschinenkoordinatensystem auf, -140,400, und dann den Koordinatenwert des Ursprungs W des Werkstückkoordinatensystems im Werkzeugmaschinenkoordinatensystem beträgt -140.400.
(3) Geben Sie die gemessenen x-, y- und z-Werte in die Speicheradresse G5* des Werkstückkoordinatensystems der Werkzeugmaschine ein (im Allgemeinen werden G54-G59-Codes zum Speichern von Werkzeugeinstellungsparametern verwendet).
(4) Rufen Sie den Panel-Eingabemodus (MDI) auf, geben Sie „G5*“ ein, drücken Sie die Starttaste (im automatischen Modus) und führen Sie G5* aus, damit es wirksam wird.
(5) Überprüfen Sie, ob die Werkzeugeinstellung korrekt ist.
2. Fühlerlehre, Standarddorn, Einstellmethode für Blocklehrenwerkzeuge
Diese Methode ähnelt der Probeschneidewerkzeug-Einstellmethode, außer dass sich die Spindel während der Werkzeugeinstellung nicht dreht. Zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück wird eine Fühlerlehre (oder eine Standard-Dorn- oder Blocklehre) angebracht. Die Fühlerlehre kann sich nicht frei bewegen. Achten Sie auf Berechnungen. Bei der Verwendung von Koordinaten sollte die Dicke der Fühlerlehre abgezogen werden. Da sich die Spindel zum Schneiden nicht drehen muss, hinterlässt diese Methode keine Spuren auf der Oberfläche des Werkstücks, die Genauigkeit der Werkzeugeinstellung ist jedoch nicht hoch genug.
3. Verwenden Sie zum Einstellen des Werkzeugs Werkzeuge wie Kantentaster, Exzenterstangen und Achseneinsteller.
Die Arbeitsschritte ähneln der Einstellungsmethode für Probeschneidwerkzeuge, mit der Ausnahme, dass das Werkzeug durch einen Kantentaster oder eine Exzenterstange ersetzt wird. Dies ist die gebräuchlichste Methode. Es verfügt über eine hohe Effizienz und kann die Genauigkeit der Werkzeugeinstellung gewährleisten. Beim Einsatz des Kantentasters ist darauf zu achten, dass das Stahlkugelteil leichten Kontakt zum Werkstück hat. Gleichzeitig muss das zu bearbeitende Werkstück ein guter Leiter sein und die Positionierungsreferenzfläche muss eine gute Oberflächenrauheit aufweisen. Der Z-Achsen-Einsteller wird im Allgemeinen für Transfer-(indirekte) Werkzeugeinstellmethoden verwendet.
4. Transfermesser-Einstellmethode (indirekt).
Die Bearbeitung eines Werkstücks erfordert oft den Einsatz von mehr als einem Messer. Die Länge des zweiten Messers unterscheidet sich von der Länge des ersten Messers. Es muss erneut auf Null gesetzt werden. Manchmal wird der Nullpunkt jedoch wegbearbeitet und der Nullpunkt kann nicht direkt wiederhergestellt werden, oder der Nullpunkt kann nicht direkt wiederhergestellt werden. Es ist zulässig, die bearbeitete Oberfläche zu beschädigen, und es gibt einige Werkzeuge oder Situationen, in denen es schwierig ist, das Werkzeug direkt einzustellen. In diesem Fall kann die indirekte Änderungsmethode verwendet werden.
(1) Für das erste Messer
① Verwenden Sie für das erste Messer immer noch die Probeschneidemethode, die Fühlerlehrenmethode usw. Notieren Sie zu diesem Zeitpunkt die Maschinenkoordinate z1 des Werkstückursprungs. Nachdem das erste Werkzeug bearbeitet wurde, stoppen Sie die Spindel.
② Platzieren Sie den Werkzeugeinspanner auf der ebenen Fläche der Werkbank der Werkzeugmaschine (z. B. auf der großen Fläche eines Schraubstocks).
③Bewegen Sie im Handradmodus die Werkbank mit der Hand in die entsprechende Position, bewegen Sie die Spindel nach unten, drücken Sie mit dem unteren Ende des Messers auf die Oberseite des Werkzeugeinstellgeräts, und der Zeiger der Skala dreht sich, vorzugsweise innerhalb eines Kreises. Notieren Sie sich zu diesem Zeitpunkt die Achse. Stellen Sie den Anzeigewert des Einstellers ein und setzen Sie die relative Koordinatenachse auf Null.
④ Heben Sie die Spindel an und entfernen Sie das erste Messer.
(2) Für das zweite Messer.
①Das zweite Messer installieren.
② Bewegen Sie im Handradmodus die Spindel nach unten, drücken Sie mit dem unteren Ende des Messers auf die Oberseite des Werkzeugeinstellgeräts, der Zeiger der Skala dreht sich und der Zeiger zeigt auf die gleiche Anzeigeposition A wie das erste Messer.
③Notieren Sie den Wert z0, der zu diesem Zeitpunkt der relativen Koordinate der Achse entspricht (mit positiven und negativen Vorzeichen).
④ Heben Sie die Spindel an und entfernen Sie den Werkzeugeinsteller.
⑤Fügen Sie z0 (mit Plus- oder Minuszeichen) zu den ursprünglichen z1-Koordinatendaten in G5* des ersten Werkzeugs hinzu, um eine neue Koordinate zu erhalten.
⑥Diese neue Koordinate ist die tatsächliche Koordinate der Werkzeugmaschine, die dem Werkstückursprung des zweiten Werkzeugs entspricht. Geben Sie es in die G5*-Arbeitskoordinate des zweiten Werkzeugs ein. Dadurch wird der Nullpunkt des zweiten Werkzeugs eingestellt. . Die restlichen Messer werden auf die gleiche Weise eingestellt wie das zweite Messer.
Hinweis: Wenn mehrere Werkzeuge dasselbe G5* verwenden, werden die Schritte ⑤ und ⑥ geändert, um z0 im Längenparameter des Werkzeugs Nr. 2 zu speichern und die Werkzeuglängenkorrektur G43H02 aufzurufen, wenn das zweite Werkzeug für die Bearbeitung verwendet wird.
5. Methode zur Einstellung des Obermessers
(1) Werkzeugeinstellung in x- und y-Richtung.
① Installieren Sie das Werkstück durch die Vorrichtung auf dem Arbeitstisch der Werkzeugmaschine und ersetzen Sie es durch die Mitte.
② Bewegen Sie den Arbeitstisch und die Spindel schnell, um die Spitze nahe an das Werkstück heranzuführen, suchen Sie den Mittelpunkt der Werkstück-Zeichnungslinie und reduzieren Sie die Geschwindigkeit, um die Spitze nahe daran heranzuführen.
③ Verwenden Sie stattdessen den Feinabstimmungsvorgang, sodass sich die Spitze langsam dem Mittelpunkt der Werkstück-Zeichnungslinie nähert, bis die Spitzenspitze mit dem Mittelpunkt der Werkstück-Zeichnungslinie ausgerichtet ist. Notieren Sie sich zu diesem Zeitpunkt die x- und y-Koordinatenwerte im Maschinenkoordinatensystem.
(2) Entfernen Sie die Mitte, installieren Sie den Fräser und verwenden Sie andere Werkzeugeinstellungsmethoden wie die Probeschnittmethode, die Fühlerlehrenmethode usw., um den Z-Achsen-Koordinatenwert zu erhalten.
6. Methode zur Werkzeugeinstellung der Messuhr (oder Messuhr).
Werkzeugeinstellungsmethode für Messuhren (oder Messuhren) (wird im Allgemeinen für die Werkzeugeinstellung runder Werkstücke verwendet)
(1) Werkzeugeinstellung in x- und y-Richtung.
Montieren Sie die Montagestange der Messuhr am Werkzeuggriff oder befestigen Sie den Magnetsitz der Messuhr an der Spindelhülse. Bewegen Sie die Werkbank so, dass sich die Mittellinie der Spindel (dh die Werkzeugmitte) ungefähr zur Mitte des Werkstücks bewegt, und stellen Sie den Magnetsitz ein. Die Länge und der Winkel der Teleskopstange sind so bemessen, dass die Kontakte der Messuhr die Umfangsfläche des Werkstücks berühren. (Der Zeiger dreht sich um etwa 0,1 mm.) Drehen Sie die Spindel langsam von Hand, damit sich die Kontakte der Messuhr entlang der Umfangsfläche des Werkstücks drehen. Beobachten: Um die Bewegung des Zeigers der Messuhr zu überprüfen, bewegen Sie die Achse der Werkbank langsam und wiederholen Sie diesen Vorgang mehrmals. Wenn die Spindel gedreht wird, befindet sich der Zeiger der Messuhr im Wesentlichen an der gleichen Position (wenn sich der Messkopf einmal dreht, liegt der Sprungbetrag des Zeigers innerhalb des zulässigen Werkzeugeinstellungsfehlers, z. B. 0,02 mm), es kann davon ausgegangen werden, dass die Der Mittelpunkt der Spindel ist die Achse und der Ursprung der Achse.
(2) Entfernen Sie die Messuhr, installieren Sie den Fräser und verwenden Sie andere Werkzeugeinstellungsmethoden wie die Probeschneidemethode, die Fühlerlehrenmethode usw., um den Z-Achsen-Koordinatenwert zu erhalten.
7. Methode zur Werkzeugeinstellung mit einem speziellen Werkzeugeinstellgerät
Die herkömmliche Werkzeugeinstellungsmethode weist Mängel auf, wie z. B. eine schlechte Sicherheit (z. B. die Einstellung des Werkzeugs mit einer Fühlerlehre, die Werkzeugspitze kann durch eine harte Kollision leicht beschädigt werden) und einen hohen Maschinenzeitaufwand (z. B. Probeschneiden, bei dem das Schneiden mehrmals wiederholt werden muss). ) und große zufällige Fehler, die von Menschen verursacht werden. Es wurde an den Rhythmus der CNC-Bearbeitung angepasst und ist nicht dazu geeignet, die Funktionen von CNC-Werkzeugmaschinen voll auszuschöpfen.
Die Verwendung eines speziellen Werkzeugeinstellgeräts zum Einstellen von Werkzeugen bietet die Vorteile einer hohen Werkzeugeinstellgenauigkeit, einer hohen Effizienz und einer guten Sicherheit. Es vereinfacht die mühsame Werkzeugeinstellungsarbeit garantiert durch Erfahrung und sorgt für die hohe Effizienz und hohe Präzision von CNC-Werkzeugmaschinen. Es hat sich zu einem Spezialwerkzeug entwickelt, das für die Werkzeugeinstellung an CNC-Bearbeitungsmaschinen unverzichtbar ist.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 01.11.2023
