Compensazione raggio utensile per principianti

Qualche giorno fa, mi trovavo nell’officina di un amico, una persona che considererei un esperto di CAM, un programmatore CNC, gran parte della sua attività riguarda la prototipazione rapida di parti per le aziende della Brianza.

Molte parti sono complesse. Dopo che una parte fu terminata, misurò un alesaggio, inserì alcuni numeri nella sua calcolatrice, corse di nuovo nel suo ufficio e apportò alcune modifiche al suo programma. Pubblicò nuovamente il programma e ripetè le operazioni di alesatura. Una volta terminata la parte gli chiesi cosa stesse facendo: mi spiegò che aveva bisogno di un altro 0,01 in più, quindi con Inventor CAM ha portato il valore del sovrametallo in negativo per ottenere le dimensioni volute.

Da sempre dico che “qualsiasi processo renda le precise ed è redditizio è un processo accettabile” tuttavia ho anche iniziato a vedere che vi sono molte persone che non usano la compensazione raggio utensile per regolare le dimensioni delle lavorazioni.

Per questa ragione ho pensato che fosse tempo di scrivere qualcosa al riguardo.

Raggio Utensile

Che cos’è la compensazione raggio utensile?
La compensazione raggio utensile (comp. utensile), talvolta chiamata anche compensazione del diametro dell’utensile (CDC), consente di regolare il percorso dell’utensile sulla macchina per compensare le dimensioni, l’usura e la deflessione dell’utensile. Inizialmente, quando ho iniziato a programmare scrivendo manualmente il codice G, ho usato la compensazione per creare un offset in base al raggio dell’utensile. Ciò mi ha permesso di programmare percorsi utensile centrati sulle lavorazioni del pezzo piuttosto che dover compensare la geometria del percorso utensile per compensare le dimensioni dell’utensile. La Figura 1 mostra come CDC Right (G41) fa spostare l’utensile a destra del percorso programmato per regolare la dimensione della lavorazione.

Raggio Utensile
Figure 1: Cutter Compensation vs Planned Toolpath

Nota: la compensazione si attiva o disattiva con un movimento lineare, ma mai in un arco. Il comando G40 / G41 / G42 con uno spostamento dell’arco provocherà un errore di compensazione del diametro che interromperà il programma. Notare lo spostamento della linea etichettato “Lead In Line” nella Figura 1. Lo spostamento della linea deve essere più lungo del raggio dell’utensile nella tabella di offset del diametro del controllo della macchina. Ricordalo mentre parlo più tardi dei tipi di compensazione “In Control” e “Wear”.

La maggior parte dei sistemi CAM offre diversi tipi di compensazione (vedere la Figura 2 per l’elenco delle offerte Fusion 360). “In Computer”, “In Control”, “Wear”, “Inverse Wear” e “Off” sono i tipi di compensazione comuni. “In Computer” e “Wear” sono i tipi di compensazione più comuni che tendo a vedere nell’industria.

Raggio Utensile
Figure 2: Cutter Compensation options in Fusion 360

Ecco un riassunto di base dei diversi tipi e quando potresti usarli.

In computer
Il percorso utensile è sfalsato dalla geometria della lavorazione del raggio dell’utensile selezionato. Lo uso principalmente durante la sgrossatura o la lavorazione di elementi che non prevedo di regolare in base alle dimensioni. Durante la sgrossatura potrei avere un sovrametallo di 0,010 per lasciare un margine, ma la mia dimensione dell’utensile in genere varia meno di 0,001. Quindi non è necessario compensare l’utensile. Inoltre, i cicli di sgrossatura in genere non offrono opzioni di compensazione degli strumenti. Quando non viene offerto alcun tipo di compensazione, il valore predefinito è “In computer”, poiché il sistema CAM sposta il percorso dell’utensile in base al raggio dell’utensile selezionato. Utilizzo anche “In computer” per smussare.

In Control
La linea centrale del percorso utensile segue la geometria della lavorazione. Il codice di output include un G41 (comp. A destra) o un G42 (comp. A sinistra), mostrato di seguito in Figura 3, per compensare l’utensile con il raggio dell’utensile dalla tabella di offset del diametro nel controllo della macchina. Ad esempio, uno strumento da 25mm avere 0,250 elencato nella tabella di offset del diametro nel controllo della macchina. Il codice di output include anche un G40 per annullare la compensazione quando il percorso dell’utensile è completo.

“In Control” è un vecchio metodo di comp raggio utensile ed è comune quando si programma manualmente il G-Code. Questo metodo consente di risparmiare molto tempo rispetto al calcolo manuale dei percorsi utensile offset. È logico che le officine utilizzino questo metodo quando usano sia i software CAM che la scrittura manuale dei programmi G-Code. Ricordare che lo spostamento della linea per attivare / disattivare l’utensile deve essere almeno il raggio dell’utensile.

Raggio Utensile

Ciò significa che le linee di ingresso / uscita del conduttore devono essere almeno 5mm per un utensile da 10mm di diametro. Per regolare la dimensione della lavorazione della parte per una sporgenza o un alesaggio, modificare in modo incrementale la tabella di offset del diametro in base alla quantità positiva o negativa che si desidera regolare la dimensione.

WEAR (Usura)
La linea centrale del percorso utensile genera l’offset dalla geometria della feature per il raggio dell’utensile selezionato. Proprio come nel tipo di compensazione “In Control”, il codice di output per la composizione “Wear” include un G41 (comp destra) o un G42 (comp sinistra) per compensare l’utensile dal raggio dell’utensile dalla tabella di offset diametro nel controllo della macchina. Il codice di output include anche un G40 per annullare la compensazione quando il percorso dell’utensile è completo. La differenza è che il diametro nella tabella offset nel controllo della macchina è tipicamente impostato su zero o sulla piccola differenza tra il diametro dell’utensile programmato e il diametro misurato effettivo.

Esempio: uno strumento da ¼ “di diametro misura 0,251 pollici. Il diametro elencato nella tabella degli offset nel controllo della macchina sarebbe 0,001 “.

La maggior parte delle officine che utilizzano rigorosamente il software CAM per generare percorsi utensile utilizzano la compensazione “Wear”, in quanto vi è una maggiore flessibilità con ingressi / uscite più piccoli. Se l’utensile da ¼ “di diametro ha misurato 0,225” e la tabella di offset dell’utensile aveva un diametro di 0,001 “, per accendere / spegnere la compensazione è necessario solo un ingresso / uscita di 0.0006”. Ciò consente di entrare in tasche più piccole e in altre aree ristrette. La regolazione della dimensione della lavorazione della parte utilizza lo stesso flusso di lavoro di “In control”, come spiegato in quella sezione.

Raggio Utensile

Un flusso di lavoro comune per impostare l’utensile per il comp usura è quello di sondare la lunghezza e il diametro dell’utensile e quindi ritirare il diametro dell’utensile programmato dalla tabella offset nel controllo. Questo lascia solo la differenza tra il diametro dell’utensile programmato e il diametro misurato nella tabella di offset.

Con una sonda per utensili ben calibrata, è comune ottenere pezzi molto precisi senza necessità di compensazione. Un trucco per le persone che hanno le sonde degli strumenti nelle loro macchine è quello di modificare le macro delle sonde degli strumenti per ripristinare automaticamente il diametro dell’utensile. Questo richiede una discreta comprensione della programmazione e modifica delle macro.

Usura inversa
Questo è identico a “Usura”, tranne per il fatto che si inserisce la regolazione dell’usura opposta a “Wear”. Esempio: se fosse necessario ridurre una sporgenza di 0,001 pollici, la tabella di offset del diametro cambierebbe in modo incrementale di + 001. Ciò è guidato dalle impostazioni nel controllo della macchina ed è meno comune rispetto al comp standard di usura.

Raggio Utensile
Figure 4: Values for use with Wear or Inverse Wear cutter compensation in a
Diameter Offset Table at the machine control

OFF
La linea centrale del percorso dell’utensile segue la geometria della lavorazione al centro e il codice di output non ha codici di compensazione. Questo è comunemente usato per operazioni come tracciare il testo con uno strumento di incisione.