Калибровка щупа для привязки и контроля режущего инструмента

Контактные щупы применяются в основном на трех-координатных обрабатывающих центрах, располагаются они в рабочем пространстве станка, в большинстве случаев на столе станка (в каком-то из крайних положений, чтобы не мешаться при обработке детали). Но если стоит задача демонтировать щуп с целью задействовать рабочее пространства станка по максимуму, то после установки и закрепления его обратно потребуется провести его настройку.

Для настройки устанавливаем магнитную индикаторную стойку на корпус шпиндельного узла, в которую закрепляем индикатор с ценой деления в 1 мкм и усилием нажима <0.25Н. Подъезжаем индикатором к торцевой плоскости контактной площадки и касаемся ее. Начинаем выкатывать площадку в двух направлений, вдоль осей X и Y (рис. 1).

Для точного измерения режущего инструмента необходимо выкатать площадку с допуском в 5 мкм, если данное значение не достигается, то необходимо произвести настройку регулировочными винтами в соответствии с монтажной инструкцией производителя щупа.

После настройки положения контактной площадки, можно приступать к калибровке датчика. В зависимости от системы управления технология может незначительно отличаться, но в целом нужно начать с определения положения контактной площадки щупа в рабочем пространстве станка.

Самым простым вариантом будет вызвать с нужным корректором в шпиндель станка сверло, фрезу или центровку небольшого диаметра, после чего с помощью маховичка подъехать к центру контактной площадки на максимально близкое расстояние по высоте, но так чтобы инструмент не касался ее. В системе управления активировать отображение системы координат станка и перезаписать данные положения по осям X, Y, Z в машинные параметры системы управления или переменные отвечающие за значение этой позиции. Затем необходимо вызвать из магазина станка в шпиндель эталонный калибровочный инструмент (рис. 2), подъехать приблизительно к центру контактной площадки и активировать цикл калибровки. Эталонный калибровочный инструмент, представляет не разборную инструментальную сборку, на которой награвированы ее точные геометрические параметры.

Если оправка отсутствует, или по каким-то причинам не была поставлена вместе со станком, ее можно приобрести у производителя щупа или поставщика оборудования.

На практике многие пользователи сами изготавливают данную оправку или обходятся хвостовиком от сломанной фрезы или сверла, собирают инструментальную сборку в цанговом патроне и получают «псевдо» калибр. В принципе это допускается если класс точности оборудования невысокий, но тут следует отметить следующий момент, важно обратить внимание на осевое и радиальное биение эталона в шпинделе станка, оно должно отсутствовать, только тогда вы сможете точно откалибровать щуп.

Если «псевдо» калибр собран и биение в нем отсутствует, то перед началом калибровки нужно определить его радиус (диаметр) и вылет отправки от торца шпинделя до вершины калибра. Для измерения радиуса (диаметра), можно воспользоваться микрометром.

Чтобы определить длину эталона, на станке выключаются все трансформации, оси станка возвращаются в исходное положение и удаляются все размеры длины и корректора у «псевдо» калибра в таблице инструментов и корректоров соответственно.

Далее вызывается калибр из инструментального магазина станка в шпиндель, перед этим важно проверить что все данные стерты и на экране системы управления отображаются длина и радиус щупа равные нулю, вызывается и активируется любое смещение нулевой точки детали (G54, G55, G56 и т.д.), которое желательно предварительно обнулить. Затем открываются защитные двери рабочей кабины станка и калибр вынимается вручную.

Торец шпинделя подводится к предварительно очищенному столу станка (без грязи, стружки, заусенцев, забоин и т.д.) на расстояние равное имеющейся плитки Иогансона (образцовая мера длины (эталон) от 0,5 до 1000 мм, выполненная в форме прямоугольного параллелепипеда).

Очень важно соблюдать аккуратность и безопасность, так как если совершить наезд на плитку в направлении оси Z, то можно повредить шпиндельную головку.

Для безопасной установки расстояния между столом станка, плиткой, торцом шпинделя, рекомендуется сначала убрать плитку из зоны измерения, с помощью маховичка, приблизительно подъехать шпинделем на высоту плитки, вставить плитку для того чтобы определить расстояние, которое нужно еще проехать, убрать ее, снова переместить шпиндель, еще раз вставить плитку, и так повторять данную процедуру раз за разом, пока плитка не будет плотно проходить между торцом шпинделя и столом (не болтаться, не забиваться туда «молотком», а с небольшим натягом, туго входить).

Затем системе управления нужно задать привязку нуля детали по оси Z в данной точке. Тем самым происходит совмещение нулевой точки детали и торца шпинделя.

Следующим этапом необходимо установить калибр в шпиндель станка. Для этого поднимаем шпиндель на высоту, необходимую для безопасной установки и вставляем калибр в правильном положение (пользуясь рекомендациями производителя станка). Калибром нужно предпозиционироваться над плиткой Иогансона и по аналогии с совмещением нуля детали и торца шпинделя, совместить ноль детали с торцевой плоскостью на калибре. После чего на индикации позиции в системе управления (в системе координат детали) появится значение длины калибра, его нужно переписать в таблицу инструмента и заново вызвать калибр.

Сама процедура работы цикла калибровки довольно проста, в зависимости от логики цикла или системы управления она может отличаться, но имеет общую технологию. После запуска цикла, калибр касается один (или несколько) раз контактной площадки в направлении оси Z, затем перемещается в бок и опускается, для касания контактной площадки в радиальном направлении с четырех сторон, разворачивается на 180 градусов и еще раз касается контактной площадки в радиальном направлении с четырех сторон, после окончания цикла калибр поднимается на плоскость безопасности. На этом шаге процедура калибровки щупа считается завершенной.

Бесконтактные системы для измерения инструмента настраиваются сложнее, но как правило, они установлены в рабочем кабинете станка стационарно вне стола станка, соответственно оператору не нужно демонтировать систему для увеличения зоны обработки, а достаточно периодически проводить калибровку лазерного луча. Как правило, вместе с заказом лазерной системы на этапе покупки станка, заказывается эталонный калибр (рис. 3), — при пусконаладочных работах калибр прописывается в таблицу инструмента системы управления.

Для калибровки лазерной системы достаточно вызвать эталонный калибр с нужным корректором в шпиндель станка и запустить цикл калибровки лазера (никакие настройки менять не нужно), от оператора больше ничего не требуется делать, все произойдет автоматически. Калибр вращаясь (на оборотах, заданных в параметрах) подъедет к лазерному лучу и начнет перемещаться до пересечения с ним в осевом и радиальном направлении, после окончания цикла калибр вернется на плоскость безопасности, на этом цикл калибровки считается завершенным.