سبع طرق لإعداد الأدوات الشائعة في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

يعد إعداد الأداة عملية رئيسية ومهارة مهمة في تصنيع التحكم العددي. في ظل ظروف معينة، يمكن أن تحدد دقة إعداد الأداة دقة تصنيع الأجزاء. وفي الوقت نفسه، فإن كفاءة إعداد الأداة تؤثر أيضًا بشكل مباشر على كفاءة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. لا يكفي مجرد معرفة طرق إعداد الأداة. يحتاج المرء أيضًا إلى فهم إعدادات إعداد الأداة المختلفة لنظام التحكم الرقمي وطرق الاتصال بهذه الطرق في برنامج المعالجة. وفي الوقت نفسه، ينبغي للمرء أن يكون على دراية بمزايا وعيوب كل طريقة لإعداد الأداة، بالإضافة إلى شروط تطبيقها، وما إلى ذلك.

I. مبدأ إعداد الأداة

الغرض من إعداد الأداة هو إنشاء نظام إحداثيات قطعة العمل. من الناحية البديهية، إعداد الأداة هو تحديد موضع قطعة العمل في طاولة عمل الأداة الآلية. في الواقع، يتم العثور على إحداثيات نقطة إعداد الأداة في نظام إحداثيات الأداة الآلية. بالنسبة لمخارط CNC، فإن الخطوة الأولى قبل المعالجة هي تحديد نقطة إعداد الأداة. تشير نقطة إعداد الأداة إلى نقطة البداية لحركة الأداة بالنسبة لقطعة العمل عند معالجتها باستخدام أداة آلة CNC. يمكن تعيين نقطة إعداد الأداة إما على قطعة العمل (مثل مرجع التصميم أو مرجع تحديد الموضع على قطعة العمل)، أو على أداة التثبيت أو الآلة. إذا تم ضبطها عند نقطة معينة على أداة التثبيت أو الآلة، فيجب أن تحافظ تلك النقطة على علاقة أبعاد معينة مع مرجع تحديد موضع قطعة العمل.

عند ضبط الأداة، يجب أن تتطابق نقطة توجيه الأداة مع نقطة إعداد الأداة. تشير ما يسمى بنقطة توجيه الأداة إلى النقطة المرجعية لتحديد موضع الأداة. بالنسبة لأدوات الدوران، فإن نقطة الإشارة للأداة هي رأس الأداة. الغرض من إعداد الأداة هو تحديد قيم الإحداثيات المطلقة لنقطة إعداد الأداة (أو أصل قطعة العمل) في نظام إحداثيات الماكينة وقياس قيمة انحراف موضع الأداة. تؤثر دقة محاذاة الأداة بشكل مباشر على دقة المعالجة. عند معالجة قطع العمل فعليًا، فإن استخدام أداة قطع واحدة بشكل عام لا يمكن أن يلبي متطلبات معالجة قطعة العمل. عادة، يتم استخدام أدوات القطع المتعددة للمعالجة. عند استخدام أدوات تحويل متعددة للمعالجة، إذا ظل موضع تغيير الأداة دون تغيير، فسيختلف الموضع الهندسي لنقطة طرف الأداة بعد تغيير الأداة. يتطلب هذا أن أدوات مختلفة يمكنها ضمان التشغيل الطبيعي للبرنامج عند بدء المعالجة من مواضع أولية مختلفة. لحل هذه المشكلة، تم تجهيز نظام التحكم العددي للأداة الآلية بوظيفة تعويض الموضع الهندسي للأداة. باستخدام وظيفة تعويض الموضع الهندسي للأداة، طالما تم قياس انحراف موضع كل أداة بالنسبة للأداة المرجعية المحددة مسبقًا مسبقًا وإدخاله في رقم المجموعة المحدد في عمود تصحيح معلمة الأداة في نظام التحكم العددي، يمكن استخدام الأمر T في برنامج المعالجة. يمكنه التعويض تلقائيًا عن انحراف موضع الأداة في مسار الأداة. يجب أيضًا تحقيق قياس انحراف موضع الأداة من خلال عمليات إعداد الأداة.

ثانيا. طريقة وضع السكين

في تصنيع التحكم العددي، تتضمن الطرق الأساسية لإعداد الأداة القطع التجريبي، وإعداد الأداة باستخدام أداة إعداد الأداة، وإعداد الأداة تلقائيًا، وما إلى ذلك. تأخذ هذه المقالة آلة الطحن CNC كمثال لتقديم العديد من طرق إعداد الأداة شائعة الاستخدام.

1. حاول قطع تقنية السكين الصحيحة

هذه الطريقة بسيطة ومريحة، ولكنها ستترك علامات قطع على سطح قطعة العمل ولها دقة ضبط منخفضة نسبيًا للأداة. كما هو موضح في الشكل 1، بأخذ نقطة إعداد الأداة (التي تتزامن مع أصل نظام إحداثيات قطعة العمل) في مركز سطح قطعة العمل كمثال، تم اعتماد طريقة إعداد الأداة الثنائية.

(1) محاذاة الأداة في اتجاهي x وy.

① ضع قطعة العمل على طاولة العمل من خلال التركيب. عند التثبيت، اترك مساحة لإعداد الأداة على الجوانب الأربعة لقطعة العمل.

② ابدأ تشغيل المغزل بسرعة متوسطة، وقم بتحريك المنضدة والمغزل بسرعة، واترك الأداة تتحرك بسرعة إلى موضع قريب من الجانب الأيسر من قطعة العمل على مسافة آمنة معينة. ثم قم بتقليل السرعة وحركها بالقرب من الجانب الأيسر من قطعة العمل.

عند الاقتراب من قطعة العمل، قم بالتبديل إلى عملية الضبط الدقيق (عموما 0.01 مم) للاقتراب. دع الأداة تقترب ببطء من الجانب الأيسر من قطعة الشغل حتى تلمس السطح الأيسر من قطعة الشغل (لاحظ، واستمع إلى صوت القطع، وانظر إلى علامة القطع، وانظر إلى الشريحة. إذا حدث أي من هذه المواقف، فهذا يشير إلى أن الأداة قد لمست قطعة الشغل)، ثم تراجع بمقدار 0.01 مم. قم بتسجيل القيم الإحداثية المعروضة في نظام إحداثيات الأداة الآلية في هذا الوقت، مثل -240.500.

④ اسحب الأداة على طول الاتجاه الموجب Z حتى تصبح فوق سطح قطعة العمل. اقترب من الجانب الأيمن من قطعة العمل بنفس الطريقة وسجل قيم الإحداثيات المعروضة في نظام إحداثيات الآلة في هذا الوقت، مثل -340.500.

وبناءً على ذلك، يمكن الحصول على القيم الإحداثية لأصل نظام إحداثيات قطعة العمل في نظام إحداثيات الأداة الآلية

{-240.500+ (-340.500)}/2=-290.500.

وبالمثل، يمكن قياس القيم الإحداثية لأصل نظام إحداثيات قطعة العمل في نظام إحداثيات الأداة الآلية.

(2) محاذاة أداة الاتجاه Z.

① حرك أداة القطع بسرعة فوق قطعة العمل.

② ابدأ تشغيل المغزل بسرعة متوسطة، وحرك المنضدة والمغزل بسرعة، واترك الأداة تتحرك بسرعة إلى موضع قريب من السطح العلوي لقطعة العمل على مسافة آمنة معينة. ثم قم بتقليل السرعة وتحرك لتقريب الوجه النهائي للأداة من السطح العلوي لقطعة العمل.

③ عند الاقتراب من قطعة العمل، قم بالتبديل إلى عملية الضبط الدقيق (بشكل عام 0.01 مم) للاقتراب، مما يسمح للوجه النهائي للأداة بالاقتراب تدريجيًا من سطح قطعة العمل (لاحظ أنه عند قطع الأداة، وخاصة المطحنة النهائية، من الأفضل القطع عند حافة قطعة العمل، ويجب أن تكون مساحة الوجه النهائي للأداة الملامسة لسطح قطعة العمل أقل من نصف دائرة. حاول ألا تقطع الفتحة المركزية للمطحنة النهائية على السطح لقطعة الشغل)، بحيث يلامس الوجه النهائي للأداة السطح العلوي لقطعة الشغل تمامًا. ارفع المحور مرة أخرى وسجل قيمة z في نظام إحداثيات أداة الآلة في هذا الوقت، وهي -140.400. بعد ذلك، تكون القيمة الإحداثية لأصل W لنظام إحداثيات قطعة العمل في نظام إحداثيات الأداة الآلية هي -140.400.

(3) أدخل قيم x وy وz المقاسة في عنوان التخزين G5* لنظام إحداثيات قطعة عمل أداة الآلة (بشكل عام، يتم استخدام الرموز من G54 إلى G59 لتخزين معلمات إعداد الأداة).

(4) أدخل وضع إدخال اللوحة (MDI)، واكتب 'G5*'، واضغط على زر البدء (في الوضع التلقائي)، وقم بتشغيل G5* لجعله فعالاً.

(5) تحقق مما إذا كان إعداد الأداة صحيحًا.

2. طرق محاذاة الأدوات باستخدام مقاييس المحسس والمغزلات القياسية وكتل القياس

هذه الطريقة مشابهة لطريقة إعداد أداة القطع التجريبية، فيما عدا أن المغزل لا يدور أثناء إعداد الأداة. تتم إضافة مقياس المحسس (أو المقياس القياسي) بين الأداة وقطعة العمل، مع عدم قدرة مقياس المحسس على التحرك بحرية كمعيار. لاحظ أنه عند حساب الإحداثيات، ينبغي طرح سمك مقياس المحسس. نظرًا لأن المغزل لا يحتاج إلى الدوران من أجل القطع، فإن هذه الطريقة لن تترك علامات على سطح قطعة العمل، ولكن دقة ضبط الأداة ليست عالية بما يكفي أيضًا.

3. استخدم أدوات مثل مكتشفات الحواف والقضبان اللامركزية وأدوات ضبط العمود لإعداد الأداة

تشبه خطوات التشغيل خطوات القطع التجريبي وطريقة محاذاة الأداة، فيما عدا أنه يتم استبدال الأداة بمكتشف الحافة أو قضيب غريب الأطوار. هذه هي الطريقة الأكثر استخدامًا. كفاءة عالية وقادرة على ضمان دقة إعداد الأداة. عند استخدام أداة تحديد الحواف، يجب على المرء توخي الحذر للتأكد من أن الجزء الكروي الفولاذي يتلامس بشكل بسيط مع قطعة العمل. في الوقت نفسه، يجب أن تكون قطعة الشغل التي تتم معالجتها موصلة جيدة، ويجب أن يكون للسطح المرجعي لتحديد المواقع خشونة سطحية جيدة. يتم استخدام أداة ضبط المحور Z بشكل عام لنقل محاذاة الأداة (غير المباشرة).

4. نقل (غير مباشر) تقنية السكين

عند معالجة قطعة العمل، غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى أكثر من أداة واحدة. يختلف طول الأداة الثانية عن طول الأداة الأولى، ويجب إعادة تعيينها إلى الصفر. ومع ذلك، في بعض الأحيان تتم إزالة نقطة الصفر أثناء المعالجة ولا يمكن استرجاعها مباشرة، أو لا يسمح بإتلاف السطح المعالج بالفعل. هناك أيضًا بعض الأدوات أو المواقف التي لا يكون فيها الإعداد المباشر للأداة ممكنًا. وفي مثل هذه الحالات، يمكن اعتماد طريقة التصفير غير المباشرة.

(١) السكين الأول.

عند استخدام السكين الأول، استمر في استخدام طريقة القطع التجريبية وطريقة قياس المستشعر وما إلى ذلك أولاً. سجل إحداثيات الآلة z1 لأصل قطعة العمل في هذا الوقت. بعد معالجة الأداة الأولى، توقف عن تدوير المغزل.

② ضع أداة الضبط على السطح المستوي لطاولة عمل الأداة الآلية (مثل السطح الكبير للملزمة).

③ في وضع العجلة اليدوية، استخدم ذراع التدوير اليدوي لتحريك طاولة العمل إلى موضع مناسب، ثم حرك المغزل إلى الأسفل. اضغط على الجزء السفلي من الأداة مقابل الجزء العلوي من أداة ضبط الأداة. يجب أن يدور المؤشر الموجود على القرص ضمن دائرة واحدة كاملة. سجل قراءة أداة ضبط المحور في هذا الوقت وأعد ضبط محاور الإحداثيات النسبية على الصفر.

④ ارفع العمود الرئيسي بدقة وأزل السكين الأول.

(٢) الضربة الثانية.

① قم بتثبيت السكين الثاني.

② في وضع العجلة اليدوية، حرك المغزل لأسفل، واضغط على الطرف السفلي للسكين مقابل الجزء العلوي من أداة السكين، وسيدور المؤشر الموجود على القرص، مشيرًا إلى نفس موضع القراءة A مثل السكين الأول.

③ سجل القيمة z0 المقابلة للإحداثيات النسبية للمحور في هذا الوقت (مع إشارة إيجابية أو سلبية).

④ ارفع المغزل وأزل أداة ضبط الأدوات.

⑤ أضف z0 (مع الإشارات الإيجابية والسلبية) إلى بيانات الإحداثيات z1 في G5* للسكين الأصلي الأول للحصول على إحداثي جديد.

هذا الإحداثي الجديد هو الإحداثي الفعلي للأداة الآلية المطابق لأصل قطعة العمل للأداة الثانية التي سيتم العثور عليها. أدخله في إحداثيات العمل G5* للأداة الثانية. وبهذه الطريقة، يتم تعيين نقطة الصفر للأداة الثانية. طريقة محاذاة السكاكين المتبقية هي نفس طريقة السكين الثاني.

ملحوظة: إذا كانت عدة أدوات تستخدم نفس G5*، ففي الخطوتين 5) و6)، بدلاً من تخزين z0 في معلمة طول الأداة الثانية، عند استخدام الأداة الثانية للمعالجة، ما عليك سوى استدعاء تصحيح طول الأداة G43H02.

5. مهارة المبارزة من الدرجة الأولى

(1) محاذاة الأداة في اتجاهي x وy.

① قم بتحميل قطعة العمل على طاولة عمل أداة الآلة من خلال التركيب واستبدلها بالمركز.

② قم بتحريك طاولة العمل والمغزل بسرعة لتقريب النقطة المركزية من قطعة العمل. ابحث عن النقطة المركزية للخط المرسوم على قطعة العمل وقم بتقليل السرعة لتقريب النقطة المركزية منها.

③ قم بالتبديل إلى عملية الضبط الدقيق، مما يسمح للنقطة المركزية بالاقتراب تدريجيًا من النقطة المركزية لخط رسم قطعة العمل حتى تتم محاذاة طرف النقطة المركزية مع النقطة المركزية لخط رسم قطعة العمل. قم بتسجيل قيم إحداثيات x وy في نظام إحداثيات الآلة في هذا الوقت.

(2) قم بإزالة المركز، وقم بتثبيت قاطع الطحن، واحصل على قيم إحداثيات المحور Z من خلال طرق إعداد الأداة الأخرى مثل طريقة القطع التجريبي أو طريقة قياس المستشعر.

6. طريقة إعداد أداة مؤشر القرص (أو الميكرومتر) (تستخدم بشكل عام لضبط قطع العمل الدائرية)

(1) محاذاة الأداة في اتجاهي x وy.

قم بتثبيت قضيب التثبيت الخاص بمؤشر القرص على حامل الأداة أو قم بتوصيل المقعد المغناطيسي لمؤشر القرص بغطاء المغزل. حرك المنضدة لمحاذاة الخط المركزي للمغزل تقريبًا (أي مركز الأداة) مع مركز قطعة العمل. اضبط طول وزاوية القضيب التلسكوبي على المقعد المغناطيسي بحيث يلامس مؤشر الاتصال السطح المحيطي لقطعة الشغل (يدور المؤشر حوالي 0.1 مم). قم بتدوير المغزل ببطء يدويًا، قم بتدوير جهة اتصال مؤشر القرص على طول السطح المحيطي لقطعة الشغل، ولاحظ حركة مؤشر مؤشر القرص، وحرك عمود طاولة العمل والعمود ببطء، وكرر هذه العملية عدة مرات. عندما يتم تدوير العمود الرئيسي، يكون مؤشر القرص بشكل أساسي في نفس الموضع (عندما يدور مؤشر القرص دائرة كاملة، تكون قفزة المؤشر ضمن خطأ إعداد الأداة المسموح به، مثل 0.02 مم). عند هذه النقطة يمكن اعتبار أن مركز العمود الرئيسي هو المحور وأصل المحور.

(2) قم بإزالة مؤشر القرص وقم بتثبيت قاطع الطحن. استخدم أساليب إعداد الأدوات الأخرى مثل القطع التجريبي أو طريقة قياس المحسس للحصول على قيم إحداثيات المحور Z.

7. طريقة إعداد الأداة الخاصة

الطرق التقليدية لإعداد الأدوات لها عيوب مثل ضعف السلامة (على سبيل المثال، استخدام مقياس تحسس لإعداد الأداة، حيث يكون طرف الأداة الصلبة عرضة للتلف)، وشغل وقت طويل للآلة (على سبيل المثال، يتطلب القطع التجريبي قياسًا متكررًا عدة مرات)، والأخطاء العشوائية الكبيرة الناجمة عن العوامل البشرية. لم يعد بإمكانهم التكيف مع إيقاع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي وهم أقل ملاءمة للتشغيل الكامل لوظائف أدوات آلة CNC. يتميز استخدام أداة ضبط مخصصة لإعداد الأداة بمزايا مثل دقة إعداد الأداة العالية والكفاءة العالية والسلامة الجيدة. إنه يبسط عمل إعداد الأداة المرهق الذي يعتمد على الخبرة، مما يضمن التشغيل الكامل لخصائص الكفاءة العالية والدقة العالية لأدوات آلة CNC. لقد أصبحت أداة خاصة لا غنى عنها لحل إعدادات الأداة على آلات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي