Ustawiacz narzędzi: Pomiar długości narzędzia [#1 ostateczny przewodnik]

Ostateczna dokładność przedmiotu obrabianego często zależy od tego, jak dokładnie można zmierzyć i skompensować różnicę długości narzędzia między zmianami narzędzia.

Sterowniki CNC wymagają zrozumienia dokładnej długości narzędzi w celu skompensowania wszelkich różnic długości narzędzi między frezami.

W tym artykule omówię różne rodzaje dostępnych czujników długości narzędzia. Ocena aspektów, takich jak dokładność, wszechstronność i koszt.

Niższy koszt mechanicznego ustawiania narzędzi

Tańszy mechaniczny ustawiacz narzędzi, taki jak czujnik długości narzędzia HLTNC CNC, który sprawdziłem tutaj jest najpopularniejszą metodą pomiaru długości narzędzia dla hobbystycznych lub półprofesjonalnych maszyn CNC.

Istnieją różne modele dostępne na Aliexpress i w innych źródłach tych tańszych mechanicznych ustawiaczy narzędzi. Wewnętrznie wszystkie są zbudowane podobnie. Istnieje tłok, w którym frez palcowy naciska w dół, a wewnątrz znajduje się przełącznik, który styka się, gdy tłok jest przesuwany w dół o określoną odległość.

Wykazano i przetestowano powtarzalność tego typu przyrządu do ustawiania narzędzi w zakresie od +-0,01 mm do 10 um. Jest to odpowiednie dla większości zastosowań związanych z majsterkowaniem, hobby i półprofesjonalną obróbką CNC.

Jednak napotkasz pewne wyzwania związane z narzędziami frezarskimi o nieregularnych kształtach, takimi jak frezy indeksujące lub większe narzędzia, które przekraczają rozmiar tłoka.

Ponadto ten rodzaj mechanicznego ustawiania narzędzi nie pozwala na pomiar szerokości narzędzia.

Podłączenie elektryczne tego typu czujnika długości narzędzia jest dość łatwe. Posiada wewnętrzny przełącznik typu NC lub NO, który umożliwia podłączenie go do płyty kontrolera cnc, takiej jak tablica zaciskowa UCCNC lub Mach 3.

Bezdotykowy ustawiacz narzędzi

Bezdotykowy system ustawiania narzędzi, często rozpoznawalny w kształcie litery U, jest jedną z najczęstszych metod automatycznego pomiaru długości narzędzia w maszynach przemysłowych.

Te bezdotykowe ustawiacze narzędzi działają poprzez wysyłanie małej wiązki laserowej z widełek nadawczych do widełek odbiorczych po drugiej stronie.

Ze względu na jego niemechaniczny charakter dokładność i powtarzalność pomiaru długości narzędzia wynosi zazwyczaj około 1 – 2 um dla bardziej przystępnych modeli, takich jak Chory WF2. W wyższym zakresie widma, Renishaw NC4+ osiąga specyfikację powtarzalności +-0,5um dla mniejszych narzędzi i +-0,75um dla większych narzędzi

Dodatkową zaletą tego typu bezdotykowego czujnika długości narzędzia jest możliwość dokładnego pomiaru narzędzi o nieregularnych kształtach, takich jak duże frezy czołowe na płytkach. Często może to stanowić wyzwanie w przypadku korzystania z kontaktowego systemu ustawiania narzędzi.

Dodatkowo możesz wykonać pomiar szerokości narzędzia frezarskiego. Jest to szczególnie korzystne do uchwycenia katastrofalnych uszkodzeń narzędzia frezującego lub sprawdzenia, czy narzędzie fizyczne odpowiada rozmiarowi narzędzia ustawionemu w sterowniku cnc, takim jak linuxcnc lub UCCNC.

Ten pomiar szerokości jest zwykle mniej dokładny niż pomiar długości. Generalnie można oczekiwać dokładności pomiaru około 20 – 50 um przy użyciu bezdotykowego

Frezy palcowe i inne narzędzia frezarskie często nie są całkowicie płaskie na dolnej powierzchni ze względu na krawędzie skrawające itp. Aby dokładnie zmierzyć najdłuższy punkt frezu palcowego, ten rodzaj bezdotykowego czujnika długości narzędzia wymaga obracania się wrzeciona (~1000 obr./min) podczas pomiaru najniższy punkt narzędzia frezującego.

Na rynku wtórnym takie bezdotykowe ustawiacze narzędzi są dostępne już od 10$.

Popularnym określeniem tego na europejskim ebayu jest „Gabellichtschranke”, co przekłada się na „widelec bariery świetlnej” – jednym z przykładów jest Balluff BGL000A, który często można znaleźć jako nowy lub używany do 20 – 40$

Premium – mechaniczny ustawiacz narzędzi

W porównaniu z tańszymi mechanicznymi ustawiaczami narzędzi, które są często używane w społeczności DIY CNC, dostępny jest również styl premium, który może osiągnąć wartości powtarzalności porównywalne lub lepsze niż bezkontaktowe ustawiacze narzędzi.

Renishaw OTS 3D dotykowy Trigger Tool Setter jest jednym z takich wysokiej klasy mechanicznych ustawiaczy narzędzi.

Chociaż w tym artykule wymieniono go jako mechaniczne urządzenie do ustawiania narzędzi, wewnętrznie jest on podobny do optycznie opartego bezdotykowego urządzenia do ustawiania narzędzi, aby uzyskać lepszą stabilność i dokładność.

Całkowicie nowy zestaw narzędzi Renishaw OTS 3D kosztuje około 2000$, ale używane można je znaleźć za około 500 – 1000 $ w miejscach takich jak eBay.

Urządzenie do ustawiania narzędzi OTS 3D firmy Renishaw wyświetla specyfikację powtarzalności wynoszącą 1,00 um.

Istnieje kilka kopii tego wzoru na aliexpress ale nadal są dość drogie przy 1000+ $. W tym przedziale cenowym radziłbym spojrzeć na opcje z drugiej ręki na zachodzie.

Wniosek

W tym artykule opisano różne rodzaje nastawników długości narzędzi, z których każdy ma swoje zalety i wady. W przypadku większości hobby i prac związanych z majsterkowaniem wystarczy tańszy mechaniczny przyrząd do ustawiania narzędzi.

Szukasz większej wszechstronności i lepszej dokładności? spójrz na (z drugiej ręki) bezdotykowe ustawiacze narzędzi.

Czy prowadzisz warsztat, w którym VMC pracuje przez cały dzień, z chłodziwem itp. — dla Ciebie najlepszym rozwiązaniem mogą być mechaniczne narzędzia do ustawiania narzędzi 3D dla takich marek jak Renishaw.