Gereedschapsinstelling is de meest elementaire bewerking bij CNC-bewerking. De nauwkeurigheid van de gereedschapsinstelling is van invloed op de bewerkingsnauwkeurigheid van onderdelen. Tegelijkertijd heeft de efficiëntie van de gereedschapsinstelling ook rechtstreeks invloed op de verwerkingsefficiëntie. De essentie van gereedschapsinstelling is het bepalen van de exacte positie van de gereedschapsneus van verschillende gereedschappen in het bewerkingscoördinatensysteem. De belangrijkste taak van de gereedschapsinstelling is het bepalen van de offsetparameters van het huidige gereedschap, inclusief de lengte of diameter van de gereedschapssetter, en de verandering van gereedschapsparameters met de toestand van het machinebed, zodat het CNC-systeem kan compenseren voor de productie van onderdelen.
Onder de historische achtergrond van industriële opwaardering en transformatie ondergaat de metaalverwerkende industrie ook een uitgebreide upgrade van numerieke besturing. Numerieke besturing is een uitgebreid proces met de algemene popularisering en toepassing van CNC-bewerkingsmachines als kern, zodat de kwaliteit, nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de producten volledig worden verbeterd.
Tijdens het gebruik van CNC-bewerkingsmachines om productonderdelen te vervaardigen, zijn er veel factoren die de kwaliteit van onderdelen beïnvloeden, zoals de nauwkeurigheid van CNC-bewerkingsmachines, werkstukmaterialen, warmtebehandeling van het werkstuk, verwerkingstechnologie, koelvloeistof, gereedschappen enzovoort. Van de vele beïnvloedende factoren heeft de nauwkeurige instelling van gereedschapsinstellingsparameters weinig aandacht gekregen. Het bewerken van het werkstuk tot het vereiste maatbereik en het voldoen aan de geometrische tolerantievereisten zijn echter de basisvereisten voor de nauwkeurige instelling van de gereedschapsinstellingsparameters.
1) Basiscoördinaatrelatie
Over het algemeen worden twee coördinatensystemen gebruikt: het ene is het machinecoördinatensysteem en het andere is het werkstukcoördinatensysteem. Het coördinatensysteem van de werktuigmachine is het inherente coördinatensysteem van de werktuigmachine en de oorsprong van het coördinatensysteem van de werktuigmachine wordt de machineoorsprong of het machinenulpunt genoemd.
Om de berekening en programmering te vergemakkelijken, moeten we een werkstukcoördinatensysteem in het coördinatensysteem van de gereedschapsmachine instellen. Het coördinatensysteem wordt tot stand gebracht door een bepaald punt op het werkstuk als de oorsprong van het coördinatensysteem te nemen (ook wel de oorsprong van het programma genoemd), en dit coördinatensysteem is het werkstukcoördinatensysteem. In ons dagelijks werk moeten we ons best doen om de programmeerbenchmark samen te laten vallen met de ontwerp- en montagebenchmarks.
Normaal gesproken ligt het machinecoördinatensysteem van een werktuigmachine vast. Het werkstukcoördinatensysteem kan worden vastgesteld volgens de werkelijke behoeften van de verwerkingstechnologie. Met G54, G55 enz. kunnen bijvoorbeeld verschillende werkstukcoördinatensystemen worden geselecteerd.
2) Het doel van gereedschapsinstelling:
Bij het uitvoeren van CNC-bewerkingen is het pad dat het CNC-programma volgt, het bewegingsspoor van de gereedschapsneus van de gereedschapszetter op de spil. Het bewegingsspoor van het freeslocatiepunt van de gereedschapszetter moet van begin tot eind nauwkeurig worden geregeld in het coördinatensysteem van de werktuigmachine, omdat het coördinatensysteem van de werktuigmachine het enige nulpunt van de werktuigmachine is.
Het is voor programmeurs onmogelijk om tijdens het programmeren de specifieke afmetingen van gereedschapszetters met verschillende specificaties te kennen. Om de programmering te vereenvoudigen, is het noodzakelijk om bij het programmeren een uniforme benchmark te hanteren. Wanneer de gereedschapssetter wordt gebruikt voor verwerking, worden de nauwkeurige lengte en straal van de gereedschapssetter verschoven ten opzichte van het referentiepunt, om de nauwkeurige positie van de gereedschapspunt van de gereedschapssetter te verkrijgen. Daarom is het doel van de gereedschapszetter om de exacte lengte en straal van het gereedschapinstelapparaat te bepalen, om de exacte positie van de gereedschapsneus in het werkstukcoördinatensysteem tijdens de verwerking te bepalen.
① Gereedschapsinstelling buiten de machine
Het voordeel van deze methode is dat de gereedschapszetter vooraf buiten de werktuigmachine wordt gekalibreerd, zodat deze kan worden gebruikt wanneer deze op de werktuigmachine wordt geïnstalleerd, wat veel hulptijd bespaart. Maar het grootste nadeel is dat het meetresultaat een statische waarde is. In het eigenlijke bewerkingsproces kan de slijtage- of schadestatus van de gereedschapszetter niet in realtime worden bijgewerkt, en de uitzetting en samentrekking van het gereedschap veroorzaakt door de thermische vervorming van de gereedschapsmachine kan niet in realtime worden gemeten.
② Proefsnijmethode voor gereedschapsinstelling
Het voordeel van deze methode is dat deze economisch is en geen extra investeringen in gereedschappen en apparatuur vereist. Het belangrijkste nadeel is het lage rendement. Het vereist een hoog technisch niveau van de operator en het is gemakkelijk om menselijke fouten te introduceren. In de daadwerkelijke productie zijn er veel afgeleide methoden voor de proefsnijmethode, zoals de maatblokmethode en de kleurmethode.
③ In-machine tool instelling
Dit soort instellingsmethode voor gereedschapswerktuigen maakt gebruik van een meetapparaat (gereedschapssetter) dat op de werktafel van de werktuigmachine is geïnstalleerd om de gereedschapssetter in de gereedschapsopslag te meten volgens een vooraf ingesteld programma. Vergelijk vervolgens met de referentiepositie of het standaardgereedschap om de lengte of diameter van het gereedschap te krijgen en werk het automatisch bij naar de overeenkomstige NC-gereedschapsparametertabel. Tegelijkertijd kan de detectie van het gereedschap ook de identificatie realiseren of het gereedschap versleten, beschadigd is of dat het geïnstalleerde model correct is.