CNC 선반의 정확한 공구 정렬 방법!
이 글은 매우 실용적인 글이다. 첫째, CNC 선반에서 일반적으로 사용되는 원리와 도구 정렬 방법을 소개합니다. 다음으로 Huazhong Century Star CNC 터닝 시스템을 위한 네 가지 수동 시험 절단 및 도구 정렬 방법이 도입되었습니다. 공구 정렬 정확도를 향상시키기 위해 "자동 시삭 → 측정 → 오차 보정"이라는 아이디어를 바탕으로 프로그램에 의해 제어되는 자동 시삭 방법을 설계하고 4가지 정밀한 공구 정렬 방법을 정리하여 소개하였다.
CNC 선반 시운전의 원리와 공구 정렬 방식
CNC 선반의 도구 정렬 원리에 대한 깊은 이해는 작업자가 명확한 도구 정렬 사고방식을 유지하고 도구 정렬 작업을 능숙하게 마스터하며 새로운 도구 정렬 방법을 제안하는 데 도움이 됩니다. 공구 정렬의 핵심은 기계 고유의 좌표계에서 프로그래밍에 따라 변경되는 공작물 좌표계의 프로그램 원점 위치를 결정하는 것입니다. 공구 정렬의 주요 작업은 참조 공구 프로그램의 시작점에 대한 공작 기계 좌표를 얻고 참조 공구를 기준으로 비참조 공구의 공구 오프셋을 결정하는 것입니다.
이 기사에서는 공구 정렬을 위한 시험 절단 방법의 원리와 아이디어를 설명하기 위해 다음과 같이 동의합니다. Huazhong Century Star 티칭 유형 선삭 시스템 HNC-21T(응용 소프트웨어 버전 번호 5.30) 사용; 공작물의 오른쪽 끝면 중심을 프로그램 원점으로 하여 G92 명령을 사용하여 공작물 좌표계를 설정합니다. 직경 프로그래밍, 프로그램 시작점 H의 공작물 좌표는 (100, 50)입니다. 공구 홀더에는 4개의 칼이 설치되어 있습니다. 첫 번째 칼은 90도 외부 원형 황삭 칼이고, 두 번째 기준 칼은 90도 외부 원형 미세 회전 칼이며, 세 번째 칼은 절단 칼이고, 네 번째 칼은 60도 삼각형 실 칼(본문 전체에 인용된 모든 예는 동일함)
그림 1에 표시된 것처럼 "공작물의 외부 원과 끝면을 수동으로 절단하고 CRT에 표시된 시험 절단 지점 A의 X 및 Z 기계 좌표를 기록한 다음 밀어낸다"는 아이디어에 따라 참조 도구가 정렬됩니다. 프로그램 원점 O의 기계 좌표를 밀어내고 마지막으로 프로그램 원점 H의 기계 좌표를 밀어냅니다." A 지점과 O 지점의 공작 기계 좌표 간의 관계에 따라: XO=XA - Φ d. ZO=ZA, 프로그램 원점 O의 기계 좌표를 도출할 수 있습니다. 점 O를 기준으로 한 H의 공작물 좌표(100,50)를 기준으로 점 H의 공작 기계 좌표는 최종적으로 다음과 같이 도출됩니다. XH=100- Φ d. ZH=ZA+50. 이러한 방식으로 설정된 공작물 좌표계는 기준 공구 팁의 위치를 기준으로 합니다.
그림 1 수동 시험 절단 및 도구 정렬의 개략도
그림 2에서 볼 수 있듯이 X 및 Z 방향의 각 공구 홀더의 확장 및 위치가 다르기 때문에 비기준 공구가 가공 위치로 회전하면 공구 팁 위치 B는 A점을 기준으로 오프셋되고 이전에 설정된 공작물 좌표계는 더 이상 적용할 수 없습니다. 또한 각 도구는 사용 중에 다양한 정도의 마모를 경험하므로 각 도구의 도구 오프셋과 마모 값을 보상해야 합니다. 각 도구의 오프셋을 얻는 기본 원리는 각 도구가 공작물의 특정 기준점(예: 그림 1의 A 지점 또는 O 지점)에 정렬된다는 것입니다. CRT에 표시되는 기계 좌표가 다르기 때문에 해당 지점의 비참조 도구의 기계 좌표는 시스템 소프트웨어 계산을 통해 동일한 지점의 참조 도구의 기계 좌표에서 수동으로 계산되거나 빼져 각 비참조 도구의 도구 오프셋을 얻습니다. 참조 도구.
그림 2 도구 편향 및 마모 보상
다양한 요인으로 인해 수동 시험 절단 도구 정렬의 정확도는 매우 제한적이며 이 도구 정렬 단계를 대략적인 도구 정렬이라고 합니다. 보다 정확한 결과를 얻기 위해 그림 3과 같이 가공 전 부품의 가공 공차 범위 내에서 간단한 자동 시험 절단 프로그램을 설계했습니다. "자동 시험 절단 → 측정 → 오차 보정"이라는 아이디어를 통해 벤치마크 도구 프로그램의 시작 위치와 비 벤치마크 도구의 도구 오프셋을 반복적으로 조정하여 프로그램 처리 명령 값과 실제 측정 간의 오차를 조정합니다. 값이 정확도 요구 사항을 충족합니다. 이 도구 정렬 단계를 정밀 도구 정렬이라고 합니다.
기준 공구 프로그램의 시작점이 정확한 위치에 있는지 확인하는 것은 정확한 비기준 공구 오프셋을 얻기 위한 전제조건이므로 일반적으로 전자를 수정한 후 후자를 수정합니다.
이 두 단계의 공구 정렬을 고려하면 시험 절단 방법의 기본 작업 과정은 다음과 같습니다. 공구 정렬 기준점의 공작 기계 좌표를 얻기 위해 참조 도구를 사용하여 수동으로 시험 절단 → 수동으로 계산하거나 자동으로 획득 각 비기준 공구의 공구 옵셋 → 기준 공구는 프로그램의 대략적인 시작 위치에 있습니다. → 시험 절단 프로그램을 사용하여 기준 공구를 조정하고 크기를 측정한 후 공구 홀더를 단계별로 이동합니다. 또는 MDI 방식으로 오차보정, 프로그램 시작점 위치 수정 → 비기준 공구에 대한 시험절삭 프로그램을 반복 호출하여 원래 공구 옵셋을 기준으로 공구 옵셋 수정 → 기준 공구는 그대로 유지 프로그램의 정확한 시작점.
그림 3 다중 블레이드 시험 절단 및 도구 정렬의 개략도
두 가지 거친 칼 정렬 방법 요약
도구 정렬을 위한 준비 작업은 다음 각 방법에 대해 동일합니다. 시스템 MDI 기능 하위 메뉴에서 F2 키를 눌러 도구 편차 테이블로 들어갑니다. ▲ 및 키를 사용하여 파란색 표시등 막대를 각 칼에 해당하는 도구 오프셋 위치로 이동하고 F5 키를 누릅니다. 공구 오프셋 번호 #0000, #0001, #0002, #0003, #0004에 대한 X 및 Z 오프셋 데이터를 0으로 수정한 다음 F5 키를 누릅니다.
1. 참조 도구를 표준 도구로 선택하고 도구 오프셋 방법을 자동으로 설정합니다.
그림 1과 4에 표시된 것처럼 도구 정렬 단계는 다음과 같습니다.
1) ▲ 및 키를 사용하여 파란색 밝은 막대를 이동하여 두 번째 참조 도구의 도구 편차 # 0002 위치에 맞춥니다. F5 키를 눌러 두 번째 도구를 표준 도구로 설정하면 행이 밝은 빨간색 막대로 변합니다.
2) 기준 칼을 사용하여 공작물의 오른쪽 끝면을 자르고 절단 지점 A의 Z 기계 좌표를 기록합니다. 공작물의 외부 원을 절단하고 A점의 X 기계 좌표를 기록하고 공구를 후퇴시킨 후 기계를 정지하고 절단된 샤프트 세그먼트의 외경 Φ D를 측정해 보십시오.
3) 벤치마크 나이프는 기록된 값에 따라 "조그+단계"를 통해 A 지점으로 복귀하고, 공구 편차 테이블의 시험 절단 직경과 시험 절단 길이 열을 Φ D와 0으로 별도로 입력합니다.
4) 공구를 후퇴시키고 기준 공구가 아닌 공구 번호를 선택한 후 공구를 수동으로 변경하십시오. 스핀들을 회전시키면서 각 비참조 공구의 공구 끝을 "조그+스텝" 방식으로 A점에 맞춘 후 해당 공구 편차 번호 Φ D 및 0의 시험 직경 열과 시험 길이 열에 입력합니다. , 각 비참조 도구의 도구 바이어스는 X 및 Z 오프셋 열에 자동으로 표시됩니다.
5) 벤치마크 나이프가 A 지점으로 돌아온 후 MDI는 "G91 G00/or G01 X [100]"- Φ D] Z50을 실행하고 이를 프로그램의 시작 위치에 배치합니다.
그림 4: 벤치마크 나이프에 대한 도구 오프셋 자동 설정의 개략도
2. 공구 정렬 기준점에서 기준 공구의 좌표를 0으로 설정하고 공구 오프셋 방법을 자동으로 표시합니다.
그림 1과 5에 표시된 것처럼 도구 정렬 단계는 다음과 같습니다.
1) 위의 (2)단계와 동일합니다.
2) 기준칼은 기록된 값에 따라 "조그+스텝" 방식을 통해 시험절단점 A로 복귀합니다.
3) 그림 4의 인터페이스에서 F1을 눌러 "X축 제로", F2를 눌러 "Z축 제로"를 누르면 CRT에 표시되는 "상대 실제 좌표"는 (0,{{7 }}).
4) 비참조 도구를 수동으로 변경하여 팁을 A 지점과 시각적으로 정렬합니다. 이 시점에서 CRT에 표시되는 "실제 좌표 기준" 값은 기준 도구를 기준으로 한 도구의 도구 오프셋입니다. ▲ 및 키를 사용하여 파란색 밝은 막대를 비기준 도구의 도구 오프셋 번호로 이동하고 해당 위치에 기록하고 입력합니다.
5) 위의 (5)단계와 동일합니다.
그림 5 참조 도구에 대한 도구 참조점의 영점 좌표에서 도구 오프셋 자동 표시의 개략도
외부 원형 샤프트 세그먼트의 3개 다중 블레이드 시험 절단, 공구 오프셋 방법을 얻기 위해 수동으로 계산
그림 6에 표시된 것처럼 시스템은 수동으로 도구 1, 2, 4를 정렬하고 단계 축을 절단하며 각 도구의 절단 끝점의 기계 좌표를 기록합니다(그림 6의 F, E 및 D 지점 참조). 각 세그먼트의 직경과 길이를 측정합니다. 3번 칼날을 교체하고 뒷면 홈을 잘라 칼날의 오른쪽 끝을 공구에 맞춘 다음 B점의 좌표를 기록하고 그림 Φ D3 및 L3에 표시된 위치를 측정합니다. 위의 데이터를 얻은 후, 각 공구에 해당하는 F, E, D, B 점과 프로그램 원점 O 사이의 좌표 증분 관계에 따라 기준 공구의 프로그램 원점의 기계 좌표는 다음과 같다고 판단할 수 있습니다. (X2)- Φ D2+100, Z2-L2+50); 또한, 각 비참조 공구에 대한 프로그램 원점에 해당하는 공작 기계 좌표를 도출할 수 있으며 수동 계산을 통해 공구 오프셋을 얻을 수 있습니다. 계산 방법은 Table 1과 같으며, 기록 및 계산된 값은 해당 공간에 채워 넣을 수 있다. 시험 절단 길이는 공작물 좌표의 영점과 시험 절단 끝점 사이의 Z 방향 방향 거리를 말하며, 작업 방향에 따라 양의 방향과 음의 방향으로 결정됩니다. 좌표축.
그림 6 다중 블레이드 수동 시험 절단의 개략도
표 1 비참조 나이프의 공구 편향 계산표
이 방법의 시험 절단 과정은 간단하여 시험 절단 지점을 시각적으로 정렬하는 단계가 없지만 공구 오프셋을 수동으로 계산해야 합니다. 계산 공식이 포함된 계산 테이블을 인쇄하고 계산을 위해 해당 공간에 값을 채우면 공구 옵셋을 빠르게 계산할 수 있습니다.
그림 7: Century Star 선삭 CNC 시스템의 자동 공구 정렬 개략도
4세기 스타 터닝 CNC 시스템, 다중 공구 자동 정렬 방식
위의 칼날 정렬 방법은 모두 상대 칼날 편차 방법입니다. HNC-21T는 전문 인력의 매개변수 설정 및 시스템 디버깅을 거쳤으며 사용자는 도구 정렬을 위해 "절대 도구 편차 방법"을 선택할 수도 있습니다. 절대 공구 편차 방법은 가공 프로그래밍에서 위에서 언급한 상대 공구 편차 방법과 약간 다릅니다. G92 또는 G54를 사용하여 공작물 좌표계를 설정하거나 공구 보정을 취소할 필요는 없습니다. 예를 들어 프로그램 O1005를 참조하십시오. 도구 정렬 단계는 다음과 같습니다. 그림 6과 같이 시스템이 0으로 돌아온 후 각 도구는 원통형 단면으로 수동으로 절단됩니다. 직경과 길이 치수를 측정한 후 그림 7과 같이 공구 오프셋 번호에 해당하는 시험 절삭 직경이 시험 절삭 길이 열에 채워집니다. "외부 원형 샤프트 세그먼트의 다중 공구 시험 절삭에 설명된 원리를 기반으로 수동으로 도구 오프셋 방법 계산"을 통해 시스템 소프트웨어는 각 도구에 대한 프로그램 원점의 기계 좌표를 자동으로 계산할 수 있으므로 자동 칼 정렬 목표를 달성할 수 있습니다. 이 나이프 정렬 방법은 산업 생산에 가장 빠르고 특히 적합합니다.
5가지 정밀한 칼 정렬 방법 요약
정밀한 공구 정렬 단계의 전체적인 아이디어는 "자동 시험 절단 → 측정 → 오차 보정"입니다. 오류 보상에는 두 가지 유형이 있습니다. 기준 도구의 MDI 작업 또는 스텝 이동 도구 홀더의 프로그램 시작 위치 보상입니다. 비참조 도구의 경우 도구 오프셋 또는 마모 값을 보정하십시오. 기록의 혼란을 피하기 위해 표 2와 같이 표를 설계하여 수치를 기록하고 계산한다.
표 2 시험 절단 방법 칼 설정 기록 (단위: mm)
1. 벤치마크 도구 수정 프로그램의 시작 위치를 수정한 후 각 비 벤치마크 도구의 바이어스 방법을 개별적으로 조정합니다.
그림 3에 표시된 것처럼 도구 정렬 단계는 다음과 같습니다.
1) 기준 공구는 대략적인 공구 정렬 후 프로그램의 시작 위치에 있으며 각 비기준 공구의 오프셋은 공구 편차 테이블의 해당 위치에 입력됩니다.
2) 통화 처리 Φ D2 × L2의 O1000 프로그램 시험 컷.
3) 절단축 세그먼트의 직경과 길이를 측정하고 이를 프로그램 명령값과 비교하여 오차를 계산합니다.
4) 단계별 이동이나 MDI 연산 에러 값을 조정하여 프로그램 시작 위치를 조정합니다.
5) 측정된 치수에 따라 O1000 프로그램에서 밑줄 친 명령값을 동적으로 수정하고 프로그램을 저장합니다. 기준 도구 프로그램의 시작점이 허용 정확도 범위 내에서 수정될 때까지 단계 (2)와 (3)을 반복합니다. 수정된 프로그램 시작점의 공작기계 좌표를 기록하고 좌표를 0으로 재설정합니다.
6) 시험 절단을 위해 O1001(나이프 1 및 4) 및 O1002(나이프 3) 프로그램을 각각 호출하고 각 섹션의 직경 Φ Di 및 길이 Li(i=1, 4, 3)를 측정합니다.
7) 표 3의 방법에 따라 오차보정을 수행한다.
8) 가공 오차가 정확도 범위 내에 들어갈 때까지 (6) ~ (7) 단계를 반복하고 기준 도구는 이동하지 않고 프로그램 시작 위치에서 정지합니다.
표 3 원통형 축 세그먼트 자동 시운전을 위한 실제 측정 치수와 프로그램 명령 값 사이의 오차 보상 예 (단위: mm)
2. 프로그램의 시작위치를 칼날별로 개별적으로 조정하는 방법
이 방법의 나이프 정렬 원리는 각 나이프가 프로그램 시작 위치를 수정하여 간접적으로 동일한 프로그램 시작 위치와의 정렬을 보장한다는 것입니다.
그림 3에 표시된 것처럼 도구 정렬 단계는 다음과 같습니다.
1) 2번 참조 도구는 대략적인 도구 정렬 후 프로그램의 시작 위치에 있으며 모든 비참조 도구 오프셋이 기록되어 0으로 수정됩니다.
2) (5)까지의 단계는 첫 번째 정밀 공구 정렬 방법과 동일한 일련 번호의 공구 정렬 단계와 동일합니다.
(6) 비기준 공구를 별도로 교체하고, 비기준 공구 프로그램 시작점의 상대 좌표로 기록된 대략적인 공구 오프셋을 사용하고, 시험 절삭을 위해 O1000 프로그램을 호출하고, 각 세그먼트의 직경을 별도로 측정 Φ 비교 Di 그리고 길이 Li(i=1, 4, 3)를 프로그램 명령어 값과 비교하여 차이를 확인합니다.
(7) 오차 보정을 위한 공구 홀더의 단계별 이동 또는 MDI 작동은 각 비기준 공구의 프로그램 시작 위치를 개별적으로 조정합니다.
(8) 각 비참조 도구 프로그램의 시작점 위치가 허용 정확도 범위 내에 있을 때까지 단계 (6)과 (7)을 반복합니다.
(9) CRT에 표시된 상대 좌표를 새 공구 오프셋으로 가져와 공구 오프셋 테이블에 있는 해당 공구 오프셋 번호의 X 및 Z 오프셋 열에 입력합니다. 이 방법은 간단하고 편리하며 CRT에 표시된 기계의 상대 좌표에서 수정된 공구 오프셋을 직접 얻어 수동 계산 오류를 방지하고 높은 공구 정렬 정확도를 달성합니다.
3. 벤치마크 도구 프로그램의 시작 위치를 조정한 후 모든 비 벤치마크 도구 편향을 동시에 조정합니다.
이 방법은 기본적으로 첫 번째 정확한 공구 설정 방법과 동일하지만 유일한 차이점은 단계 (7)에서 호출된 프로그램이 동시에 세 개의 커터로 처리된 O1003 프로그램을 호출한다는 것입니다(O1004는 공구 2의 처리 섹션을 제거하고 O1003 프로그램), 다른 단계는 동일합니다.
6개의 4개의 칼이 동시에 트리밍 방법
대략적인 공구 정렬을 위해 상대 공구 오프셋 방법을 사용하는 경우 먼저 공구 오프셋 테이블의 해당 위치에 대해 얻은 각 비참조 공구의 공구 오프셋을 입력하고 4개의 공구로 처리된 O1004 프로그램을 실행하고 각 세그먼트의 직경을 측정합니다. Φ Di와 길이 Li(i=2, 1, 4, 3)를 별도로 계산하여 가공 오차를 계산합니다. 기준 칼의 경우 MDI 작업 또는 단계별 이동을 사용하여 도구 홀더의 오류 값을 보상하고 프로그램의 시작 위치를 조정합니다. 비참조 공구의 경우 원래 공구 오프셋을 기준으로 공구 오프셋이 수정되고 새 공구 오프셋이 공구 오프셋 테이블의 X 및 Z 오프셋 열에 다시 입력됩니다. 반면, 참조 공구의 가공 오류도 이 행의 마모 열에 채워져야 합니다. 대략적인 공구 정렬에 절대 공구 편차 방법을 사용하는 경우 시험 절삭을 위해 O1005 프로그램을 호출하고 공구 편차 번호에 해당하는 마모 열의 각 공구의 가공 오류를 보상합니다.
