Para las máquinas herramienta CNC, lograr un mecanizado preciso de piezas depende de los códigos de programa que controlan las máquinas herramienta, lo que se puede lograr de forma manual y automática.
Independientemente de cómo se obtengan estos códigos de programa, se requieren operaciones de ajuste de herramientas antes del mecanizado.
Por lo tanto, es esencial que el personal de mecanizado comprenda la relación entre el sistema de coordenadas de la máquina herramienta y el sistema de coordenadas de la pieza de trabajo y cómo configurar las herramientas con precisión para producir piezas de alta calidad.
Este artículo resume métodos y experiencias en esta área, que vale la pena consultar por parte de pares.
1. Análisis de la relación entre máquina herramienta y sistemas de coordenadas de pieza.
El sistema de coordenadas de la máquina herramienta, también conocido como sistema de coordenadas mecánico, lo establecen los fabricantes de máquinas herramienta para determinar las posiciones de la pieza de trabajo, la herramienta de corte y otros dentro de la máquina.
Al arrancar, la máquina normalmente localiza el origen del sistema de coordenadas de la máquina herramienta automáticamente volviendo a la posición inicial o punto de referencia. Este sistema sirve como referencia para todos los demás sistemas de coordenadas.
El sistema de coordenadas de la pieza, o sistema de coordenadas de programación, se crea para posicionar la pieza. Lo establecen los programadores en base a dibujos de diseño, utilizados para identificar los valores de coordenadas de cada punto base del contorno de la pieza.
Comprender cómo convertir entre el sistema de coordenadas de la pieza de trabajo y el sistema de coordenadas de la máquina herramienta es crucial para el operador.
Este artículo explora los métodos de herramientas de las fresadoras y centros de mecanizado CNC transformando las coordenadas del punto base bajo el sistema de coordenadas de la pieza de trabajo al sistema de coordenadas de la máquina herramienta, estableciendo así la relación entre los dos sistemas.
En las fresadoras CNC o centros de mecanizado, G54, G55, G56, G57, G58, G59 se utilizan normalmente para almacenar seis puntos cero de pieza diferentes.
Durante el mecanizado, el valor de la herramienta se puede introducir en cualquier sistema de coordenadas predefinido. Durante el mecanizado se puede acceder al sistema correspondiente introduciendo el importe de corrección almacenado en los registros.
2. Métodos de configuración de herramientas.
Dado que las fresadoras y centros de mecanizado CNC involucran los ejes de coordenadas X, Y y Z, cada eje debe configurarse individualmente durante el proceso de configuración de la herramienta (tenga en cuenta que el orden de configuración de estos ejes no es significativo).
El método de corte de prueba es la técnica de ajuste de herramientas más utilizada en la práctica.
La siguiente sección ilustra el método operativo específico utilizando una fresadora con sistema CNC FANUC como ejemplo.
2.1 Método de ajuste de herramienta unilateral
El sistema de coordenadas de la pieza se establece en el centro de la materia prima.
Suponiendo que las dimensiones de la materia prima son 100X80X20 y que se han procesado todas las superficies de la materia prima, el tamaño de herramienta elegido es φ20.
Dado que la proyección de la herramienta durante el ajuste de la herramienta es un círculo, representamos la herramienta como un círculo de φ20.
Alinear la herramienta con el eje Y requiere los siguientes pasos: Primero, monte la pieza en el banco usando un accesorio, asegurándose de que los cuatro lados de la pieza dejen espacio para la alineación de la herramienta.
En segundo lugar, gire la herramienta a cierta velocidad y mueva el banco de trabajo manualmente o con la mano, acercando la herramienta al lado izquierdo de la pieza de trabajo. Mueva el eje para alcanzar la profundidad adecuada en la dirección Z.
Determine si la herramienta está en contacto con el lado izquierdo de la pieza en bruto observando las virutas de metal o escuchando el sonido del corte.
Sin cambiar la posición, ingrese a la interfaz del sistema de coordenadas G54-G59 a través del botón OFFSET en el panel de control, tomando el sistema de coordenadas G54 como ejemplo.
Coloque el cursor en la X correspondiente, ingrese -(100/2+20/2)=-60, luego haga clic en la medición, en este punto la alineación del eje X está completa. Si la herramienta está cerca del lado derecho del espacio en blanco, el valor a ingresar en este momento es +60.
De manera similar, al controlar la herramienta para que toque la parte delantera o trasera de la pieza en bruto, se puede lograr la alineación de la herramienta en la dirección del eje Y.
Configuración de la herramienta del eje Z
La herramienta gira, controlando la mesa de trabajo y el husillo principal para que se muevan rápidamente.
Una vez que la herramienta se mueve a una posición cercana a la superficie de la pieza de trabajo mientras se mantiene una cierta distancia de seguridad, la velocidad del movimiento se reduce para que la parte inferior de la herramienta entre en contacto con la superficie de la pieza de trabajo.
En este punto, se invoca el sistema de coordenadas G54. Coloque el cursor en la entrada Z 0 y haga clic en la tecla programable correspondiente debajo de la medición para obtener la configuración de la herramienta del eje Z.
En este método de configuración de herramientas, los ejes X e Y solo necesitan que la herramienta entre en contacto con un lado de la pieza de trabajo. Sin embargo, durante el ajuste de la herramienta, es necesario conocer las dimensiones de la pieza de trabajo y de la herramienta, por lo que es adecuado para piezas de trabajo normales.
2.2 Configuración de herramientas bilaterales
Tomando la parte anterior como ejemplo, debido a que la configuración de la herramienta del eje Z en este método es la misma que la configuración de la herramienta de un lado, nos centramos en los métodos de configuración de la herramienta del eje X y del eje Y.
La configuración de la herramienta de los ejes X y Y requiere tres pasos:
1) Al mover el husillo y la pieza de trabajo, deje que la herramienta toque el lado izquierdo de la pieza de trabajo. Ingrese a la interfaz de coordenadas relativas a través del botón POS en el panel de control e ingrese X.
En este punto, la coordenada X en la pantalla comienza a parpadear. Presione la tecla de retorno a cero correspondiente a la parte inferior de la pantalla y el valor X que se muestra en la pantalla ahora será 0.
2) Retraiga la herramienta en la dirección Z positiva. Utilice métodos manuales y de manivela para hacer que la herramienta toque el lado derecho de la pieza de trabajo. Observe y recuerde el valor X que se muestra en la pantalla en este momento (Nota: la dirección del eje Y permanece estacionaria durante el movimiento).
3) Llame al sistema de coordenadas G54, coloque el cursor en el ajuste completo de la herramienta en la dirección X.
De manera similar, controlando la herramienta para que toque la parte delantera y trasera de la pieza de trabajo respectivamente, se logra el ajuste de la herramienta al eje Y.
En este método de configuración de herramientas, la herramienta debe tocar la izquierda, la derecha, la parte delantera y trasera de la pieza de trabajo para los ejes X e Y.
Sin embargo, no es necesario considerar el tamaño de la pieza de trabajo y la herramienta al ajustar la herramienta, lo que la hace adecuada para ajustar piezas regulares e irregulares.
3. Inspección de los resultados de la configuración de la herramienta.
Después de completar el ajuste de la herramienta con cualquier método de corte de prueba, para evitar el desperdicio de la herramienta y la pieza en bruto debido a errores de ajuste de la herramienta, se sugiere inspeccionar el ajuste de la herramienta ingresando el comando "G54 G90 G00 X0 Y0 Z100". en modo MDI.
Durante la operación, es aconsejable girar el interruptor de velocidad a la posición 0 y presionar el botón de inicio del ciclo (en modo “automático”), luego ajustar el interruptor de velocidad a un valor más bajo para permitir que la herramienta funcione a una velocidad más lenta.
Después de ejecutar este comando, observe si la herramienta ha alcanzado la posición designada para verificar la corrección del ajuste de la herramienta.
4. Conclusión
Analizar y explorar los métodos de ajuste de herramientas de las fresadoras y centros de mecanizado CNC ayuda a los estudiantes a elegir de manera flexible el método de ajuste de herramientas adecuado según las diferentes formas de los espacios en blanco, garantizando así la precisión del mecanizado de las piezas.
El ajuste de herramientas es un vínculo esencial en el mecanizado de piezas y existen muchos tipos de métodos de ajuste de herramientas.
Los métodos presentados en este artículo son prácticos y sencillos, y hay muchos métodos de configuración de herramientas más precisos y convenientes esperando ser desarrollados y estudiados.
