CNC-Steuerungen erfordern die Kenntnis der genauen Werkzeuglänge, um etwaige Werkzeuglängenunterschiede zwischen Fräsern auszugleichen.

In diesem Artikel gehe ich auf die verschiedenen Arten von verfügbaren Werkzeuglängensensoren ein. Bewertung von Aspekten wie Genauigkeit, Vielseitigkeit und Kosten.

Kostengünstiger mechanischer Werkzeugeinsteller

Der kostengünstigere mechanische Werkzeugeinsteller wie der HLTNC-CNC-Werkzeuglängensensor, den ich überprüft habe hier ist die beliebteste Methode zur Werkzeuglängenmessung für DIY-Hobby- oder Semi-Pro-CNC-Maschinen.

Bei Aliexpress und anderen Quellen dieser kostengünstigeren mechanischen Werkzeugeinstellgeräte sind verschiedene Modelle erhältlich. Intern sind sie alle ähnlich aufgebaut. Es gibt einen Kolben, auf den der Schaftfräser drückt, und intern gibt es einen Schalter, der kontaktiert wird, wenn der Kolben um eine bestimmte Strecke nach unten bewegt wird.

Die Wiederholbarkeit dieser Art von Werkzeugeinstellvorrichtung wurde innerhalb von +-0,01 mm – 10 μm gezeigt und getestet. Für die meisten Heimwerker-, Hobby- und semiprofessionellen CNC-Bearbeitungsanwendungen ist dies geeignet.

Allerdings werden Sie mit unregelmäßig geformten Fräswerkzeugen wie Index-Planfräsern oder größeren Werkzeugen, die die Größe des Kolbens überschreiten, einigen Herausforderungen gegenüberstehen.

Außerdem können Sie mit dieser Art mechanischer Werkzeugeinstellvorrichtung die Werkzeugbreite nicht messen.

Der elektrische Anschluss dieses Werkzeuglängensensors ist denkbar einfach. Es verfügt entweder über einen internen NC- oder NO-Schalter, mit dem Sie es an Ihre CNC-Steuerplatine wie eine UCCNC- oder Mach 3-Breakout-Platine anschließen können.

Berührungsloser Werkzeugeinsteller

Das berührungslose Werkzeugmesssystem, oft erkennbar an der U-Form, ist eine der gebräuchlichsten Methoden zur automatischen Werkzeuglängenmessung für Industriemaschinen.

Diese berührungslosen Werkzeugeinstellgeräte senden einen kleinen Laserstrahl von der Sendegabel zur Empfängergabel auf der anderen Seite.

Aufgrund seiner nicht-mechanischen Natur liegt die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Werkzeuglängenmessung im Allgemeinen bei etwa 1 – 2 um für die günstigeren Modelle wie das Kranker WF2. Im höheren Bereich des Spektrums erreicht der NC4+ von Renishaw eine Wiederholbarkeitsspezifikation von +-0,5 µm für kleinere Werkzeuge und +-0,75 µm für größere Werkzeuge

Ein zusätzlicher Vorteil dieser Art von berührungslosem Werkzeuglängensensor besteht darin, dass unregelmäßig geformte Werkzeuge, wie z. B. große Planfräser auf Einsatzbasis, genau gemessen werden können. Dies kann bei der Verwendung eines kontaktbasierten Werkzeugeinstellgeräts oft eine Herausforderung darstellen.

Darüber hinaus können Sie die Breitenmessung eines Fräswerkzeugs durchführen. Dies ist besonders vorteilhaft, um katastrophale Schäden an einem Fräswerkzeug zu erfassen oder um zu überprüfen, ob das physische Werkzeug mit der Werkzeuggröße übereinstimmt, die in der CNC-Steuerung wie linuxcnc oder UCCNC eingestellt ist.

Diese Breitenmessung ist normalerweise weniger genau als die Längenmessung. Im Allgemeinen kann man mit einer berührungslosen Messung eine Messgenauigkeit von etwa 20 – 50 μm erwarten

Schaftfräser und andere Fräswerkzeuge sind aufgrund von Schneidkanten usw. oft nicht vollständig flach auf der Unterseite. Um den längsten Punkt des Schaftfräsers genau zu messen, erfordert diese Art von berührungslosem Werkzeuglängensensor, dass sich die Spindel während der Messung dreht (~1000 U / min). der tiefste Punkt des Fräswerkzeugs.

Auf dem Gebrauchtmarkt sind solche berührungslosen Werkzeugeinstellgeräte bereits ab 10$ erhältlich.

Ein beliebter Begriff dafür bei europäischem ebay ist „Gabellichtschranke“ – ein Beispiel dafür ist die Balluff BGL000A, die Sie häufig neu oder gebraucht für 20 – 40$ finden

Premium – mechanischer Werkzeugeinsteller

Im Vergleich zu kostengünstigeren mechanischen Werkzeugeinstellgeräten, die häufig in der Heimwerker-CNC-Community verwendet werden, ist auch ein Premium-Stil erhältlich, der Wiederholbarkeitszahlen erreichen kann, die mit berührungslosen Werkzeugeinstellgeräten vergleichbar oder besser sind.

Renishaw OTS 3D-Touch Der Trigger-Werkzeugeinsteller ist einer dieser erstklassigen mechanischen Werkzeugeinsteller.

Obwohl es in diesem Artikel als mechanischer Werkzeugeinsteller aufgeführt ist, ist es intern genau wie das berührungslose Werkzeugeinstellgerät auf optischer Basis, um bessere Stabilitäts- und Genauigkeitswerte zu erzielen.

Brandneu kostet der Renishaw OTS 3D-Werkzeugmesstaster ungefähr 2000$, aber gebraucht sind diese für ungefähr 500 – 1000 $ auf Orten wie ebay zu finden.

Der OTS 3D-Werkzeugmesstaster von Renishaw weist eine Wiederholbarkeitsspezifikation von 1,00 μm auf.

Es gibt einige Kopien dieses Entwurfs an aliexpress aber sie sind immer noch ziemlich teuer bei 1000+ $. Zu diesem Preis würde ich raten, sich Second-Hand-Optionen im Westen anzusehen.

Fazit

In diesem Artikel werden die verschiedenen Arten von Werkzeuglängeneinstellern beschrieben, die jeweils ihre Vor- und Nachteile haben. Für die meisten Hobby- und Heimwerkeranwendungen ist ein kostengünstigerer mechanischer Werkzeugeinsteller ausreichend.

Auf der Suche nach mehr Vielseitigkeit und besserer Genauigkeit? Schauen Sie sich (gebrauchte) berührungslose Werkzeugeinstellgeräte an.

Sind Sie ein Job-Shop, der VMC den ganzen Tag mit Kühlmittel usw. betreibt – für Sie könnten die mechanischen Premium-3D-Werkzeugmesssysteme für eine Marke wie Renishaw die richtige Option sein.