5 Wege, wie externe Werkzeugversätze (External Work Offset) die CNC-Bearbeitungseffizienz steigern

Alle CNC-Bearbeitungszentren verfügen über eine Form der Werkstückkoordinatensystemeinstellung – gemeinhin Werkzeugversätze (fixture offsets) genannt –, um die Position des/der Programmursprünge zu spezifizieren. Der Programmierer wählt jeden Ursprung basierend auf der Werkstückpositionierung beim Einrichten. Logische Programmursprünge erleichtern dem Programmierer die Koordinatenbestimmung und dem Einrichter die Nullpunktzuweisung.

In normaler Nutzung spezifiziert jeder Werkzeugversatz Abstand und Richtung in jeder Achse von der Maschinen-Nullposition zum Programmursprung. Dies erfordert oft zeitaufwändige Messungen per Spindeltaster, Uhrzeiger oder Kantenfinder. Ist das Spannmittel für einen Wiederholauftrag qualifiziert, müssen Messungen nur einmal erfolgen. Wenn nicht, bei jedem Lauf wiederholen.

Da diese Methode so populär ist, kennen Sie vielleicht die bessere Alternative nicht. Bei FANUC-CNCs verschiebt der externe Werkzeugversatz (Werkstückkoordinatensystem Nr. 0) den Referenzpunkt für Werkzeugversatzeinträge von der Maschinen-Nullposition zu einem logischeren Ort.

Wie hilft der externe Werkzeugversatz?

Hier sind fünf Möglichkeiten:

Erstens: Anwenden, wenn Sie den Abstand von einer bekannten/konsistenten Position zu jedem Programmursprung kennen (oder leicht berechnen können). Bei einem Vertikalbearbeitungszentrum montieren Sie z. B. qualifizierte Spannwerkzeuge auf einer Unterplatte wie in der Abbildung rechts.

Mit solcher Spannvorrichtung lassen sich X/Y-Abstände zwischen Anlageflächen (XY-Programmursprung) und der linken unteren Bohrung (A1) leicht berechnen. Beispiel: Bohrungen auf präzisen 2-Zoll-Zentren. Auch Z-Abstand zwischen Z-Anlagefläche und Unterplattenoberseite ist bestimmbar.

In die X/Y-Register des externen Werkzeugversatzes tragen Sie die X/Y-Abstände von der Maschinen-Nullposition zur linken unteren Bohrung (A1) ein. In den Z-Register den Abstand von der Spindelnase zur Unterplattenoberseite. Ab jetzt können Werkzeugversatzeinträge von der linken unteren Bohrung in XY und der Unterplattenoberseite in Z spezifiziert werden.

Dies eliminiert die Notwendigkeit, Programm-Nullpunkt-Zuweisungswerte zu messen. Natürlich können Sie den Datensetzbefehl (G10) nutzen, um die Werte aus dem Programm zu setzen – der Einrichter muss sie nicht manuell eingeben. Dies eliminiert die Nullpunktzuweisung effektiv aus dem Einrichten.

Zweitens: Bei Horizontalbearbeitungszentren mit quadratischen Rundtischen. Anlageflächen der meisten Vorrichtungen sind vom Tischmittelpunkt bemaßt. Daher kann es optimal sein, den Referenzpunkt auf Tischmittelpunkt in XY und Tischplatte in Z zu verschieben. So lassen sich Nullpunktzuweisungswerte aus der Vorrichtungszeichnung bestimmen. Wiederum programmierbar per G10.

Drittens: Der externe Werkzeugversatz hilft bei Spindelkegelinkonsistenzen zwischen Bearbeitungszentren. Wenn Sie für ein gegebenes Schneidwerkzeug unterschiedliche Werkzeuglängenkompensationswerte je nach verwendeter Maschine benötigen, nutzen Sie den externen Offset (Z-Register), um die Diskrepanz anzugeben. So lassen sich Schneidwerkzeuge leichter zwischen Maschinen teilen.

Viertens: Nach einem Unfall (Crash) können Achsen leicht aus der Ausrichtung sein – Programm-Nullpunktwerte für qualifizierte Setups nicht mehr korrekt. Nutzen Sie den externen Werkzeugversatz, um die Fehlausrichtung pro Achse anzugeben. Beim Unterplattenbeispiel: einfach XY-Abstände zur linken unteren Bohrung und Z zur Unterplattenoberseite neu vermessen.

Fünftens: Erhöhen Sie den Z-Register des externen Werkzeugversatzes beim Trockenlauf (Dry Run), um Schneidwerkzeuge weiter von ihren Z-Endpunkten fernzuhalten. Dies macht den Trockenlauf sicherer.