Drei gängige CNC-Kompensationstechniken für präzise Bearbeitung

In der CNC-Bearbeitung gibt es drei Kompensationsarten, die im Wesentlichen das Bahnproblem lösen, das durch die Werkzeugform während der Bearbeitung entsteht. Im Folgenden wird die Anwendung dieser drei Kompensationen in der allgemeinen Bearbeitungsprogrammierung beschrieben.

Werkzeuglängen-Kompensation

1. Das Konzept der Werkzeuglänge

Die Werkzeuglänge ist ein wichtiges Konzept. Beim Programmieren eines Teils müssen wir zuerst den Programmiermittelpunkt des Teils festlegen und dann das Werkstück-Programmierkoordinatensystem aufbauen. Dieses Koordinatensystem ist nur ein Werkstückkoordinatensystem, und der Nullpunkt liegt grundsätzlich auf dem Werkstück.

Die Längenkompensation bezieht sich nur auf die Z-Koordinate. Sie ist nicht wie der programmierte Nullpunkt in der X- und Y-Ebene. Da das Werkzeug über den Spindelkegel positioniert wird und sich nicht ändert, ist der Nullpunkt der Z-Koordinate anders.

Jedes Werkzeug hat eine unterschiedliche Länge. Beispiel: Wir wollen ein Loch mit 50 mm Tiefe bohren und dann ein Gewinde mit 45 mm Tiefe schneiden, wobei ein Bohrer mit 250 mm Länge und ein Gewindebohrer mit 350 mm Länge verwendet werden. Zuerst wird mit dem Bohrer ein 50 mm tiefes Loch gebohrt. Zu diesem Zeitpunkt hat die Maschine den Werkstücknullpunkt festgelegt. Wenn der Gewindebohrer gewechselt wird und beide Werkzeuge vom festgelegten Nullpunkt aus starten, ist der Gewindebohrer länger als der Bohrer, und das Gewindeschneiden wäre zu tief, was Werkzeug und Werkstück beschädigen würde.

Wird die Werkzeugkompensation eingerichtet, werden die Längen von Gewindebohrer und Bohrer kompensiert. Nach Festlegung des Maschinennullpunkts wird – auch wenn die Längen von Gewindebohrer und Bohrer unterschiedlich sind – aufgrund der Kompensation beim Aufruf des Gewindebohrers die Z-Koordinate des Nullpunkts automatisch um Z+ (oder Z-) verschoben, um die Länge des Gewindebohrers zu kompensieren und den korrekten Bearbeitungsnullpunkt sicherzustellen.

2. Anwendung der Werkzeuglängen-Kompensation

Die Werkzeuglängen-Kompensation wird durch Ausführen von Befehlen einschließlich G43 (G44) und H realisiert, wobei gleichzeitig ein Z-Koordinatenwert angegeben wird, damit sich das Werkzeug nach Kompensation auf einen Abstand Z von der Werkstückoberfläche bewegt. Ein weiterer Befehl G49 bricht den G43 (G44) Befehl auf. Tatsächlich benötigen wir diesen Befehl nicht zwingend, da jedes Werkzeug seine eigene Längenkompensation hat. Beim Werkzeugwechsel wird der G43 (G44) H Befehl verwendet, um die eigene Werkzeuglängenkompensation zu geben. Die Längenkompensation des vorherigen Werkzeugs wird automatisch aufgehoben.

3. Werkzeuglängen-Kompensation G43, G44, G49

Das System legt fest, dass neben der Z-Achse auch andere Achsen Werkzeuglängenkompensation verwenden können, aber auch, dass die Längenkompensation jeweils nur auf einer Achse hinzugefügt werden kann. Zum Wechsel der Kompensationsachse muss die Kompensation der vorherigen Achse zuerst aufgehoben werden.

(1) Befehlsformat:

G43 α___ H___; (α bezeichnet eine beliebige Achse X, Y, Z), Werkzeuglängenkompensation „+“.
G44 α___ H___; Werkzeuglängenkompensation „-“.
G49 oder H00: Werkzeuglängenkompensation aufheben.

Im Befehl geben G43 und G44 die Versatzrichtung an, und H gibt die Versatznummer des Versatzspeichers an. G43 wird Vorwärtskompensation genannt: Wenn G43 verwendet wird, um einen positiven Wert für den Werkzeuglängenkompensationswert anzugeben, bewegt sich das Werkzeug in Vorwärtsrichtung. G44 wird Negative Kompensation genannt: Wenn G44 verwendet wird, um einen positiven Wert für den Werkzeuglängenkompensationswert anzugeben, bewegt sich das Werkzeug in negativer Richtung. G43 und G44 sind modale G-Codes. Sie bleiben gültig, bis der G-Code derselben Gruppe angegeben wird. Vor der Programmausführung muss der entsprechende Versatzwert im dem Adressbuch H entsprechenden Versatzspeicher gespeichert werden. Nehmen wir die Z-Achsenkompensation als Beispiel: Wenn der Befehl G00 G43 Z100.0 H01 gegeben wird und in H01 „-200.0“ gespeichert ist, werden der Z-Koordinatenwert 100.0 und das in H01 gespeicherte „-200.0“ bei Ausführung dieses Befehls addiert – also 100,0 + (-200,0) = -100 –, und das Ergebnis wird als Z-Achsenbewegungswert verwendet. Wenn in dem Bearbeitungsprogramm ein anderes Werkzeug aufgerufen wird, muss die ursprüngliche Werkzeugkompensation zuerst aufgehoben und dann die neu aufgerufene Werkzeuglänge kompensiert werden. Vor Programmende sollte der Abbruchbefehl G49 oder H00 eingefügt werden.