Привязка инструмента и детали: длина, радиус, ноль детали и проверка до пуска

Что такое привязка

Основы — ноль станка, ноль детали, G54, коррекции на длину и радиус — разобраны в уроке оператора «Системы координат, ноль детали и коррекции». Здесь — следующий шаг: как наладчик получает эти числа и как убеждается, что они верны.

ГОСТ 20523-80 называет нулём станка точку, принятую за начало системы координат станка, а нулём детали — точку на детали, от которой заданы её размеры. Способность стойки перенести начало отсчёта в любое место относительно нуля станка стандарт называет плавающим нулём — на этом и стоят смещения G54–G59. Привязка — это измерение двух вещей: где лежит нулевая точка детали и каковы размеры каждого инструмента.

Длина инструмента: одно правило на станок

Стойке нужно знать, где вершина инструмента относительно шпинделя. Есть два способа это записать, и на одном станке выбирают один.

• Абсолютная длина — от базовой точки инструмента, обычно торца шпинделя, до вершины. Она не зависит от детали: инструмент измерили один раз, и длина верна на любой наладке. По руководству одной из стоек, от абсолютной длины работают симуляция и контроль столкновений.
• Касание детали — в корректор пишут путь шпинделя от исходной точки по Z до касания верха детали. Такая «длина» верна только для этой детали. Руководство к датчику привязки такой способ не рекомендует: его приходится заново калибровать на каждой наладке.

Есть и третий вариант — от эталонного инструмента: его длину считают нулевой, остальные меряют относительно него. Какой бы способ ни был принят в цехе, он должен быть записан в карте наладки. Если часть инструментов измерена одним способом, а часть другим, длина окажется учтена дважды или не учтена вовсе.

Касанием и по эталону

Самый простой способ — коснуться поверхности. Инструмент подводят к детали в ручном режиме малыми шагами. Чтобы не портить поверхность и кромку, между ними кладут меру известной толщины, например концевую меру: её толщину потом учитывают в записанном значении.

Абсолютную длину без датчика можно получить по эталону. Порядок из руководства стойки:

1. Поставить на стол меру и подвести к ней торец шпинделя так, чтобы мера только-только проходила под ним. Здесь установить ноль по Z.
2. Поставить инструмент и так же, через ту же меру, коснуться той же поверхности. Показание по Z и есть абсолютная длина.

Вместо меры используют индикаторный установочный прибор на столе и калибровочный штифт известной длины: по штифту выставляют ноль, затем каждый инструмент подводят до нулевого показания индикатора.

Датчик на станке

Контактный датчик стоит на столе. Инструмент подводят к его наконечнику, при касании датчик даёт сигнал, и стойка запоминает положение оси. Длину невращающегося инструмента меряют двумя касаниями: первое быстрое, затем отвод и второе медленное, по которому идёт отсчёт. Вращающимся инструментом меряют длину и радиус. Руководство предупреждает: у твердосплавных и тонких кромок от касания при вращении может пострадать режущая кромка.

Датчик меряет не геометрию, а момент срабатывания, поэтому его калибруют: при первом пуске, после замены наконечника, после удара или если есть подозрение, что наконечник погнут. Плохая повторяемость при калибровке значит, что датчик ослаб в креплении или есть неисправность. Мерить им дальше нельзя.

Лазерный датчик — это луч между излучателем и приёмником. Инструмент, проходя через луч, перекрывает свет, приёмник даёт сигнал, стойка запоминает положение. Так меряют вращающийся инструмент и быстро проверяют, не сломан ли он. По руководству к лазерным системам точность зависит от трёх вещей:

• Чистота инструмента. Плёнка СОЖ на торце меняет измеренную длину: разница между мокрым и сухим инструментом бывает до 100 мкм. Перед измерением инструмент раскручивают или обдувают.
• Место в луче. Мерить лучше в той точке луча, где датчик калибровали.
• Нагрев и обороты. После простоя станок прогревают. На высоких оборотах инструмент может немного втягиваться в шпиндель, поэтому меряют на оборотах, близких к рабочим.

Вне станка: прибор предварительной настройки

Прибор предварительной настройки меряет инструмент в оправке, пока станок работает на другой детали. Время наладки сокращается: на станок приходит уже измеренный инструмент. Данные переносят в таблицу стойки вручную или файлом.

Два условия, без которых прибор даёт ошибку. Первое: прибор меряет от той же базовой точки, что и станок, — обычно от торца шпинделя, то есть даёт абсолютную длину. Второе: конусы оправки, прибора и шпинделя чистые. Стружка или засохшая СОЖ на конусе сажает оправку не так, как при измерении: меняются вылет и биение. Конус протирают перед каждой установкой — и на приборе, и в шпинделе.

Токарный станок: X — это диаметр

На токарном станке ноль по X — ось шпинделя, ноль по Z обычно ставят на чистовой торец детали. Значения по X в программе — диаметры: переход от X0 к X10. отводит инструмент от оси на 5 мм, а не на 10. Установку заготовки и наладку револьверной головки разбирает урок 3 этого курса.

Каждый инструмент привязывают по диаметру и по торцу. Сначала деталь подрезают и протачивают поясок, чтобы при касании не мешало биение заготовки. Затем резцом касаются пояска и вводят в стойку его фактический диаметр, замеренный микрометром, а по Z касаются торца. Стойка сама считает расстояние от нуля станка и пишет его в геометрию корректора этого инструмента. Поэтому на токарном станке смещение G54 часто остаётся нулевым.

• Датчик-рука на токарном станке даёт X сразу от оси шпинделя. Разницу по Z между датчиком и торцом детали заносят в смещение детали.
• Смещением G54 по Z иногда сдвигают все инструменты сразу, например чтобы укоротить деталь. После работы такой сдвиг обязательно убирают.
• Направление вершины (код от 0 до 9) рядом с радиусом при вершине показывает, от какой точки пластины программист задумал мерить инструмент. Его ставят для каждого инструмента с коррекцией на радиус при вершине.

Ноль детали на фрезерном станке

Ноль детали находят по базам из карты наладки. Способов три.

• Инструментом. Фрезу известного радиуса подводят до лёгкого касания грани. Ось шпинделя при этом стоит от грани на радиус, его прибавляют или вычитают в зависимости от стороны.
• Механическим центроискателем. Наконечник на подпружиненной оправке вращается со смещением. При подводе к грани он выравнивается, а в момент касания резко соскакивает вбок — тогда ось стоит от грани на радиус наконечника, со стороны подвода.
• Щупом-датчиком в шпинделе. Щуп касается граней или стенок отверстия, стойка сама считает угол, центр отверстия или бобышки и пишет результат в строку смещения.

Щуп в шпинделе тоже калибруют. В расточенном отверстии стойка находит смещение шарика от оси шпинделя — так учитывается биение. В кольце известного диаметра находит действующий радиус шарика. На базовой поверхности — действующую длину. Перекалибровать нужно при замене наконечника, после удара, а по руководству стойки — ещё и после изменения подачи ощупывания и при заметном нагреве станка.

Проверка привязки до пуска

Ошибку в привязке дешевле найти до резания. Порядок проверки:

1. Сверить на экране активную строку смещения и её значения с картой наладки. Убедиться, что программа вызывает именно эту строку.
2. Для каждого инструмента сверить номер корректора и длину. Длина должна быть правдоподобной: сравните её с вылетом из карты наладки.
3. Вызвать инструмент и подвести его в покадровом режиме над деталью на безопасной высоте. Мерой или щупом проверить, что зазор совпадает с ожидаемым.
4. Подвести инструмент к углу или центру базы по X и Y и проверить положение глазом и мерой.

Как вести пробный прогон и первую деталь, разобрано в уроке 6 этого курса и в уроке технолога «Проверка, наладка и первая деталь».

Типичные ошибки привязки

Что проверить перед сдачей наладки

• Длины всех инструментов измерены одним способом, принятым на этом станке.
• Датчик и щуп откалиброваны, конусы оправок и шпинделя чистые.
• Активная строка смещения совпадает с картой наладки и с вызовом в программе.
• Номер корректора каждого инструмента совпадает с картой, длина и радиус правдоподобны.
• Привязка проверена подводом инструмента к детали в покадровом режиме.