Metode penyelarasan alat yang akurat untuk mesin bubut CNC!
Artikel ini adalah artikel yang sangat praktis. Pertama, memperkenalkan prinsip dan metode penyelarasan alat yang biasa digunakan pada mesin bubut CNC; Selanjutnya, empat metode pemotongan percobaan manual dan penyelarasan pahat untuk sistem pembubutan CNC Huazhong Century Star diperkenalkan; Untuk meningkatkan akurasi penyelarasan pahatnya, metode pemotongan percobaan otomatis yang dikendalikan oleh suatu program dirancang berdasarkan gagasan "pemotongan percobaan otomatis → pengukuran → kompensasi kesalahan", dan empat metode penyelarasan pahat yang tepat dirangkum dan diperkenalkan.
Prinsip dan pendekatan penyelarasan alat pemotongan percobaan bubut CNC
Pemahaman mendalam tentang prinsip penyelarasan pahat pada mesin bubut CNC merupakan panduan penting bagi operator untuk mempertahankan pola pikir penyelarasan pahat yang jelas, menguasai operasi penyelarasan pahat dengan baik, dan mengusulkan metode penyelarasan pahat baru. Inti dari penyelarasan pahat adalah menentukan posisi asal program sistem koordinat benda kerja yang berubah seiring dengan pemrograman pada sistem koordinat mesin yang unik. Tugas utama penyelarasan pahat adalah mendapatkan koordinat pahat mesin dari titik awal program pahat acuan dan menentukan offset pahat dari pahat non-referensi relatif terhadap pahat acuan.
Artikel ini membuat kesepakatan berikut untuk menjelaskan prinsip dan gagasan metode pemotongan percobaan untuk penyelarasan pahat: menggunakan sistem pembubutan tipe pengajaran Huazhong Century Star HNC-21T (perangkat lunak aplikasi nomor versi 5.30); Mengatur sistem koordinat benda kerja menggunakan perintah G92 dengan titik tengah muka ujung kanan benda kerja sebagai asal program; Diameter pemrograman, koordinat benda kerja titik awal program H adalah (100, 50); Ada empat pisau yang dipasang pada dudukan alat: pisau pertama adalah pisau putar kasar lingkaran luar 90 derajat, pisau referensi kedua adalah pisau putar halus lingkaran luar 90 derajat, pisau ketiga adalah pisau pemotong, dan pisau keempat adalah pisau ulir segitiga 60 derajat (semua contoh yang dikutip di seluruh teks adalah sama).
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, pahat referensi disejajarkan sesuai dengan gagasan "memotong secara manual lingkaran luar dan permukaan ujung benda kerja, mencatat koordinat mesin X dan Z dari titik pemotongan percobaan A yang ditampilkan pada CRT, kemudian mendorong keluar koordinat mesin asal program O, dan terakhir mendorong keluar koordinat mesin asal program H.". Menurut hubungan antara koordinat alat mesin titik A dan titik O: XO=XA - Φ d. ZO=ZA, koordinat mesin asal program O dapat diturunkan. Berdasarkan koordinat benda kerja H relatif terhadap titik O sebagai (100,50), koordinat perkakas mesin titik H akhirnya diturunkan sebagai berikut: XH=100- Φ d. ZH=ZA+50. Sistem koordinat benda kerja yang dibuat dengan cara ini didasarkan pada posisi ujung pahat acuan.
Gambar 1 Diagram skema percobaan pemotongan manual dan penyelarasan pahat
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, karena perbedaan ekstensi dan posisi masing-masing dudukan pahat pada arah X dan Z, ketika pahat non referensi diputar ke posisi pemesinan, posisi ujung pahat B diimbangi relatif terhadap titik A, dan posisi ujung pahat B diimbangi relatif terhadap titik A, dan sistem koordinat benda kerja yang telah ditetapkan sebelumnya tidak lagi berlaku. Selain itu, setiap pahat juga akan mengalami tingkat keausan yang berbeda-beda pada saat digunakan, sehingga offset pahat dan nilai keausan tiap pahat perlu dikompensasi. Prinsip dasar memperoleh offset setiap pahat adalah setiap pahat sejajar dengan titik acuan tertentu pada benda kerja (seperti titik A atau titik O pada Gambar 1). Karena perbedaan koordinat mesin yang ditampilkan pada CRT, maka koordinat mesin pahat non-referensi pada titik tersebut dihitung secara manual atau dikurangi koordinat mesin pahat referensi pada titik yang sama melalui perhitungan perangkat lunak sistem untuk mendapatkan offset pahat setiap pahat non-referensi. alat referensi.
Gambar 2 Bias Alat dan Kompensasi Keausan
Karena berbagai faktor, keakuratan penyelarasan pahat uji coba manual sangat terbatas, dan tahap penyelarasan pahat ini disebut sebagai penyelarasan pahat kasar. Untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3, program pemotongan percobaan otomatis sederhana dirancang dalam kisaran tunjangan pemesinan komponen sebelum diproses. Melalui gagasan "pemotongan percobaan otomatis → pengukuran → kompensasi kesalahan", posisi awal program alat benchmark dan offset pahat dari alat non benchmark disesuaikan berulang kali, sehingga kesalahan antara nilai instruksi pemrosesan program dan pengukuran sebenarnya nilai memenuhi persyaratan akurasi. Tahap penyelarasan pahat ini disebut penyelarasan pahat presisi.
Karena memastikan bahwa titik awal program pahat referensi berada pada posisi yang tepat merupakan prasyarat untuk memperoleh offset pahat nonreferensi yang akurat, offset pahat nonreferensi biasanya dikoreksi sebelum offset pahat nonreferensi dikoreksi.
Dengan memperhatikan penyelarasan pahat pada dua tahap tersebut, maka proses pengoperasian dasar metode pemotongan percobaan adalah sebagai berikut: percobaan pemotongan secara manual dengan pahat acuan untuk mendapatkan koordinat pahat mesin dari titik acuan penyelarasan pahat → menghitung secara manual atau memperoleh secara otomatis offset pahat dari masing-masing pahat non-referensi → pahat referensi berada pada perkiraan posisi awal program → pahat referensi disetel menggunakan program pemotongan percobaan, dan setelah mengukur ukurannya, dudukan pahat dipindahkan selangkah demi selangkah atau cara MDI untuk kompensasi kesalahan, Perbaiki posisi titik awal program → Panggil program pemotongan percobaan berulang kali untuk pahat non-referensi, dan perbaiki offset pahat berdasarkan offset pahat asli → Pahat referensi tetap di titik awal program yang akurat.
Gambar 3 Diagram skema pemotongan percobaan multi blade dan penyelarasan pahat
Ringkasan Dua Metode Penyelarasan Pisau Kasar
Pekerjaan persiapan untuk penyelarasan pahat adalah sama untuk masing-masing metode berikut: Tekan tombol F2 di bawah submenu fungsi MDI sistem untuk masuk ke tabel deviasi pahat; Gunakan tombol ▲ dan untuk memindahkan bilah lampu biru ke posisi offset pahat yang sesuai untuk setiap pisau, dan tekan tombol F5; Ubah data offset X dan Z untuk nomor offset pahat #0000, #0001, #0002, #0003, dan #0004 menjadi nol, lalu tekan tombol F5.
1. Pilih pahat referensi sebagai pahat standar dan secara otomatis mengatur metode offset pahat
Seperti terlihat pada Gambar 1 dan 4, langkah-langkah penyelarasan pahat adalah sebagai berikut:
1) Gunakan tombol ▲ dan untuk menggerakkan bilah biru terang agar sejajar dengan posisi deviasi pahat #0002 pahat referensi ke-2. Tekan tombol F5 untuk mengatur alat ke-2 sebagai alat standar, dan baris akan berubah menjadi bilah merah terang.
2) Gunakan pisau referensi untuk memotong sisi ujung kanan benda kerja, dan catat koordinat mesin Z dari titik pemotongan A; Cobalah memotong lingkaran luar benda kerja, catat koordinat mesin X titik A, hentikan mesin setelah menarik pahat, dan ukur diameter luar ruas poros yang dipotong Φ D.
3) Pisau patokan kembali ke titik A melalui "jog+step" sesuai dengan nilai yang tercatat, dan memasukkan kolom diameter pemotongan percobaan dan panjang pemotongan percobaan pada tabel deviasi pahat secara terpisah Φ D dan nol.
4) Tarik kembali pahat, pilih nomor pahat selain pahat referensi, dan ubah pahat secara manual. Sejajarkan ujung pahat masing-masing pahat non acuan dengan titik A melalui metode “jog+step” sambil memutar spindel, kemudian dimasukkan ke dalam kolom diameter pemotongan percobaan dan kolom panjang pemotongan percobaan sesuai angka deviasi pahat Φ D dan nol , bias pahat dari setiap pahat non-referensi akan otomatis ditampilkan di kolom offset X dan Z.
5) Setelah pisau patokan kembali ke titik A, MDI menjalankan "G91 G00/atau G01 X [100]"- Φ D] Z50, letakkan pada posisi awal program.
Gambar 4: Diagram skema pengaturan otomatis offset pahat untuk pisau benchmark
2. Atur koordinat pahat acuan ke nol pada titik acuan penyelarasan pahat, dan secara otomatis menampilkan metode offset pahat
Seperti terlihat pada Gambar 1 dan 5, langkah-langkah penyelarasan pahat adalah sebagai berikut:
1) Sama seperti langkah (2) di atas.
2) Pisau patokan kembali ke titik potong percobaan A melalui metode “jog+step” sesuai dengan nilai yang tercatat.
3) Tekan F1 ke "sumbu X nol" dan F2 ke "sumbu Z nol" pada antarmuka pada Gambar 4, dan "koordinat aktual relatif" yang ditampilkan pada CRT adalah (0,{{7 }}).
4) Ubah pahat non referensi secara manual untuk menyelaraskan ujungnya secara visual dengan titik A. Pada titik ini, nilai "relatif terhadap koordinat aktual" yang ditampilkan pada CRT adalah offset pahat relatif terhadap pahat referensi. Gunakan tombol ▲ dan untuk memindahkan bilah biru cerah ke nomor offset pahat non-referensi, catat dan masukkan ke posisi yang sesuai.
5) Sama seperti langkah (5) di atas.
Gambar 5 Diagram skema tampilan otomatis offset pahat pada koordinat nol titik acuan pahat untuk pahat acuan
3 percobaan pemotongan multi blade pada segmen poros melingkar luar, dihitung secara manual untuk mendapatkan metode offset pahat
Seperti terlihat pada Gambar 6, sistem secara manual menyelaraskan pahat 1, 2, dan 4, memotong sumbu langkah, mencatat koordinat mesin titik akhir pemotongan masing-masing pahat (seperti ditunjukkan pada titik F, E, dan D pada Gambar 6), dan mengukur diameter dan panjang setiap segmen. Pasang kembali mata pisau pemotong No. 3, potong alur belakangnya, sejajarkan ujung kanan mata pisau pemotong dengan pahat, catat koordinat titik B, dan ukur posisi yang ditunjukkan pada diagram Φ D3 dan L3. Setelah diperoleh data di atas, berdasarkan hubungan pertambahan koordinat antara titik F, E, D, dan B yang bersesuaian masing-masing alat dengan asal program O, dapat ditentukan bahwa koordinat mesin asal program alat acuan adalah (X2)- Φ D2+100, Z2-L2+50); Selain itu, koordinat perkakas mesin yang sesuai dengan asal program untuk setiap perkakas non referensi dapat diturunkan dan offset pahat dapat diperoleh melalui perhitungan manual. Metode penghitungan ditunjukkan pada Tabel 1, dan nilai yang dicatat dan dihitung dapat diisi pada kolom yang sesuai. Perlu diperhatikan bahwa panjang pemotongan percobaan mengacu pada jarak berarah Z antara titik nol koordinat benda kerja dan titik akhir pemotongan percobaan, dan ditentukan dalam arah positif dan negatif sesuai dengan arah pemotongan. sumbu koordinat.
Gambar 6 Diagram skema percobaan pemotongan manual multi bilah
Tabel 1 Tabel Perhitungan Bias Alat Pisau Non Referensi
Proses pemotongan percobaan metode ini sederhana, menghilangkan langkah menyelaraskan titik pemotongan percobaan secara visual, namun offset pahat perlu dihitung secara manual. Jika tabel perhitungan yang berisi rumus perhitungan dicetak dan nilainya diisi pada ruang perhitungan yang sesuai, offset pahat dapat dihitung dengan cepat.
Gambar 7: Diagram skema penyelarasan pahat otomatis pada sistem CNC pembubutan Century Star
Sistem CNC Pembubutan Bintang Abad ke-4, Metode Penyelarasan Otomatis Multi Alat
Metode penyelarasan pisau di atas semuanya merupakan metode deviasi pisau relatif. HNC-21T telah menjalani pengaturan parameter dan proses debug sistem oleh personel profesional, dan pengguna juga dapat memilih "metode deviasi pahat absolut" untuk penyelarasan pahat. Metode deviasi pahat absolut sedikit berbeda dengan metode deviasi pahat relatif yang disebutkan di atas dalam pemrograman pemesinan. Tidak perlu menetapkan sistem koordinat benda kerja menggunakan G92 atau G54, atau membatalkan kompensasi pahat. Misalnya, silakan lihat program O1005. Langkah-langkah penyelarasan pahat adalah sebagai berikut: setelah sistem kembali ke nol seperti terlihat pada Gambar 6, setiap pahat dipotong secara manual menjadi bagian silinder. Setelah dilakukan pengukuran dimensi diameter dan panjang, maka diameter pemotongan percobaan yang sesuai dengan nomor offset pahat diisi pada kolom panjang pemotongan percobaan seperti terlihat pada Gambar 7. Berdasarkan prinsip yang dijelaskan pada "Percobaan beberapa pahat pemotongan segmen poros melingkar luar, secara manual menghitung metode offset pahat", perangkat lunak sistem dapat secara otomatis menghitung koordinat mesin asal program untuk setiap pahat, sehingga mencapai tujuan penyelarasan pisau otomatis. Metode penyelarasan pisau ini adalah yang tercepat dan sangat cocok untuk produksi industri.
Ringkasan 5 Metode Penyelarasan Pisau yang Tepat
Ide keseluruhan untuk tahap penyelarasan alat yang tepat adalah "pemotongan percobaan otomatis → pengukuran → kompensasi kesalahan". Ada dua jenis kompensasi kesalahan: untuk pengoperasian MDI pada alat referensi atau untuk kompensasi posisi awal program dari pemegang alat penggerak langkah; Untuk pahat yang bukan acuan, kompensasikan offset pahat atau nilai keausannya. Untuk menghindari kebingungan dalam pencatatan, desainlah tabel seperti pada Tabel 2 untuk mencatat dan menghitung nilai numerik.
Tabel 2 Percobaan Metode Pemotongan Catatan Pengaturan Pisau (Satuan: mm)
1. Setelah mengoreksi posisi awal program koreksi alat benchmark, sesuaikan metode bias masing-masing alat non benchmark secara terpisah
Seperti terlihat pada Gambar 3, langkah-langkah penyelarasan pahat adalah sebagai berikut:
1) Pahat acuan berada pada posisi awal program setelah penyelarasan pahat kasar, dan offset setiap pahat non-referensi dimasukkan ke posisi yang sesuai pada tabel deviasi pahat.
2) Pemrosesan panggilan Φ Potongan uji coba program O1000 D2 × L2.
3) Ukur diameter dan panjang ruas poros pemotong, bandingkan dengan nilai perintah program, dan hitung kesalahannya.
4) Gerakan langkah demi langkah atau nilai kesalahan operasi MDI, sesuaikan posisi awal program.
5) Menurut dimensi yang diukur, ubah secara dinamis nilai perintah yang digarisbawahi dalam program O1000 dan simpan program. Ulangi langkah (2) dan (3) hingga titik awal program alat referensi terkoreksi dalam rentang akurasi yang diijinkan. Catat koordinat peralatan mesin dari titik awal program yang dikoreksi dan setel ulang koordinat ke nol.
6) Panggil program O1001 (Pisau 1 dan 4) dan O1002 (Pisau 3) masing-masing untuk percobaan pemotongan, dan ukur diameter setiap bagian Φ Di dan panjang Li (i=1, 4, 3).
7) Lakukan kompensasi kesalahan sesuai metode yang ditunjukkan pada Tabel 3.
8) Ulangi langkah (6) hingga (7) hingga kesalahan pemesinan berada dalam rentang akurasi, dan pahat referensi berhenti pada posisi awal program tanpa bergerak.
Tabel 3 Contoh Kompensasi Kesalahan antara Dimensi Pengukuran Aktual dan Nilai Instruksi Program untuk Uji Coba Otomatis Pemotongan Segmen Sumbu Silinder (Satuan: mm)
2. Metode pengaturan posisi awal program untuk setiap pisau secara terpisah
Prinsip penyelarasan pisau pada metode ini adalah setiap pisau mengoreksi posisi awal programnya, secara tidak langsung memastikan kesejajaran dengan posisi awal program yang sama.
Seperti terlihat pada Gambar 3, langkah-langkah penyelarasan pahat adalah sebagai berikut:
1) Pahat referensi No. 2 berada pada posisi awal program setelah penyelarasan pahat kasar, dan semua offset pahat non-referensi dicatat dan diubah ke nol.
2) Langkah-langkah sampai (5) sama dengan langkah-langkah penyelarasan pahat, nomor serinya sama dengan cara penyelarasan pahat presisi pertama.
(6) Ganti pahat non-referensi secara terpisah, gunakan offset pahat kasar yang dicatat sebagai koordinat relatif dari titik awal program pahat non-referensi, panggil program O1000 untuk percobaan pemotongan, dan ukur diameter setiap segmen secara terpisah Φ Bandingkan Di dan panjang Li (i=1, 4, 3) dengan nilai instruksi program untuk mengetahui selisihnya.
(7) Pergerakan langkah demi langkah atau pengoperasian MDI dudukan pahat untuk kompensasi kesalahan, sesuaikan posisi awal program setiap pahat non-referensi secara terpisah.
(8) Ulangi langkah (6) dan (7) hingga posisi titik awal setiap program alat non referensi berada dalam rentang akurasi yang diijinkan.
(9) Ambil koordinat relatif yang ditampilkan oleh CRT sebagai offset pahat baru dan masukkan ke dalam kolom offset X dan Z dari nomor offset pahat yang sesuai pada tabel offset pahat. Metode ini sederhana dan nyaman, dan offset pahat yang dikoreksi diperoleh langsung dari koordinat relatif mesin yang ditampilkan pada CRT, menghindari kesalahan penghitungan manual dan mencapai akurasi penyelarasan pahat yang tinggi.
3. Setelah mengatur posisi awal program alat benchmark, secara bersamaan mengatur semua bias alat non benchmark
Cara ini pada dasarnya sama dengan cara penyetelan pahat akurat pertama, yang membedakan hanyalah program yang dipanggil pada langkah (7) memanggil program O1003 yang diproses oleh tiga pemotong sekaligus (O1004 menghilangkan bagian pemrosesan pahat 2 dan program O1003), dan langkah lainnya sama.
Metode Pemangkasan Enam Empat Pisau Secara Bersamaan
Jika metode offset pahat relatif digunakan untuk penyelarasan pahat kasar, pertama-tama masukkan offset pahat dari setiap pahat non-referensi yang diperoleh ke posisi yang sesuai pada tabel offset pahat, jalankan program O1004 yang diproses oleh empat pahat, dan ukur diameter setiap segmen. secara terpisah Φ Di dan panjang Li (i=2, 1, 4, 3), hitung kesalahan pemesinan. Untuk pisau referensi, gunakan operasi MDI atau gerakan langkah demi langkah untuk mengkompensasi nilai kesalahan dudukan pahat, dan sesuaikan posisi awal program; Untuk pahat non-referensi, di satu sisi, offset pahat dikoreksi berdasarkan offset pahat asli, dan offset pahat baru dimasukkan kembali ke kolom offset X dan Z pada tabel offset pahat; Di sisi lain, kesalahan pemesinan pahat referensi juga harus diisi pada kolom keausan pada baris ini. Jika metode deviasi pahat absolut digunakan untuk penyelarasan pahat kasar, panggil program O1005 untuk pemotongan percobaan, dan kompensasikan kesalahan pemesinan setiap pahat dalam kolom keausan sesuai dengan angka deviasi pahatnya.
