CNC-Insights: 2 fortgeschrittene Techniken zum Auslösen des Skip-Signals

Wenn Sie Spindeltaster genutzt haben, kennen Sie die Skip-Funktion (G31) zum Antasten einer Oberfläche. Der Tasterstift wird zunächst in geringem Abstand zur anzutastenden Fläche positioniert. Ein G31-Befehl bewirkt den Kontakt. Innerhalb von Mikrosekunden nach Auslösung sendet der Taster ein Skip-Signal an die CNC, das drei Dinge bewirkt:

1. Bewegung stoppt.
2. Der Rest des Bewegungsbefehls wird übersprungen.
3. Achspositionen werden in Systemvariablen gespeichert, z. B. #5061 (X), #5062 (Y), #5063 (Z).

Betrachten Sie diesen Befehl, direkt nachdem der Tasterstift programmiert wurde, sich auf 0,2 Zoll der linken (negativen) Seite einer X-Achsen-Oberfläche zu bewegen:

G91 G31 X0.3 F20.0

Die X-Achse soll 0,3 Zoll in X fahren. Da der Stift 0,2 Zoll von der Fläche entfernt startet, berührt er sie unterwegs. Beim Auslösen hält die CNC die Bewegung an und speichert die X-Position in Systemvariable #5061.

Während die häufigste Art, das Skip-Signal auszulösen, ein Taster ist, gibt es mindestens zwei weitere, weniger bekannte Methoden. Wie beim Spindeltaster erfordern sie die Integration durch den Maschinenhersteller oder Zubehörlieferanten – Sie benötigen also Unterstützung, um diese Techniken zu nutzen.

Skip-Signal durch Änderungen der Achsenantriebsmotorlast auslösen

Drehmomentbegrenzungs-Skip (Torque Limit Skip), wie FANUC es nennt, ermöglicht Erkennung gefährlicher Situationen und Maschinenstopp vor Katastrophen. Zwei Szenarien, aber das Prinzip verstanden, finden Sie weitere.

In Automatisierungssystemen:

Die meisten Maschinen mit Haupt- und Gegenspindel übertragen das teilbearbeitete Werkstück automatisch von der Haupt- zur Gegenspindel für weitere Bearbeitung. Nach Ende der Hauptspindelbearbeitung fährt die Gegenspindelachse vor, bis Greifer/Spannbacken das Werkstück von der Hauptspindel greifen können. Gegenspindelgreifer spannen das Werkstück, Hauptspindelbacken lösen. Gegenspindelachse fährt in Bearbeitungsposition zurück und Gegenspindelbearbeitung beginnt.

Dies funktioniert gut, es sei denn, etwas behindert den Vorschub der Gegenspindel – z. B. Späne zwischen Werkstück und Gegenspindelgreifern. Dann können Greifer klemmen, was Greifer- und/oder Maschinenschäden verursacht. Oder der Prozess endet mit einem eingeklemmten Span.

Wurde Drehmomentbegrenzungs-Skip korrekt integriert, können Sie bestätigen, dass die Greifer vollständig vorgefahren sind. Blockiert etwas, steigt die Last der Gegenspindelachse über den Normalwert und löst das Skip-Signal aus. Der Rest der Bewegung wird übersprungen, bevor schwerer Schaden entsteht. Nach dem Drehmomentbegrenzungs-Skip-Befehl (wieder G31) kann geprüft werden, ob der Wert der Gegenspindelachs-Systemvariable (z. B. #5065 als fünfte Achse) dem programmierten Endpunkt entspricht. Wenn nicht, kann ein Custom-Macro-Alarm ausgelöst werden, der die Maschine stoppt.

Bei zum Bruch neigenden Schneidwerkzeugen:

Betrachten Sie ein Drehabstechwerkzeug. Bricht es beim Abstechen, kann es Werkzeug und Maschine beschädigen. Bei brennbaren Materialien wie Magnesium und Titan führt die Wärmeentwicklung wahrscheinlich zu Brand. Ein Drehmomentbegrenzungs-Skip (G31) im Abstechbefehl kann prüfen, ob die Antriebsmotorlast der Abstechachse einen bekannten akzeptablen Grenzwert überschreitet. Tut sie es, wird der Rest des Befehls übersprungen und ein Alarm ausgelöst – Werkzeug-/Maschinenschaden wird minimiert.

Skip-Signal durch Leitfähigkeit auslösen

Touch Sensor ermöglicht Erkennung metallischer Oberflächen on-the-fly. Damit können metallische (nicht keramische) Schneidwerkzeuge Werkstückoberflächen finden. Beispiel: Planfräsen einer 1-Zoll-Bohrung 0,06 Zoll tief in eine Guss-Oberfläche. Guss-Oberflächen variieren bekanntlich von Teil zu Teil. Man könnte die Variation mit einem Spindeltaster bewältigen, aber das dauert länger.

Mit Touch Sensor kann das Planfräswerkzeug die Oberfläche detektieren – Spindeltaster entfällt. Das (rotierende) Planfräswerkzeug auf sichere Anfahrposition bringen, dann per G31 in die Oberfläche fahren. Sobald der Fräser berührt, wird das Skip-Signal generiert. Die CNC stoppt Bewegung und überspringt den Rest. Danach inkrementelle Bewegung von 0,06 Zoll angeben, um auf erforderliche Tiefe zu planfräsen.

Wie erwähnt: Sie müssen Ihren Maschinenhersteller kontaktieren, um diese Features in Ihre CNC-Maschine(n) zu integrieren – dies erfordert Investition. Angesichts der potenziellen Vorteile kann es den Aufwand und die Kosten wert sein.