Las 3 Principales Técnicas de Compensación CNC para Mecanizado de Precisión

Aunque la compensación se aplica a diferentes tipos de máquinas por diferentes razones, todas las formas permiten a los usuarios CNC considerar condiciones impredecibles relacionadas con la herramienta.

Antes de discutir cómo se aplica la compensación al uso CNC, veamos la compensación desde una perspectiva general.

La compensación de herramienta determina la precisión y calidad del mecanizado. Hay compensación de longitud de herramienta, compensación de radio de herramienta y compensación de offset de dispositivo en el sistema CNC. Estos tres tipos básicamente resuelven el problema de trayectoria causado por la forma de la herramienta en el mecanizado.

Compensación de Longitud de Herramienta:

1. El concepto de longitud de herramienta

La longitud de herramienta es un concepto muy importante. Al programar una pieza, primero debemos especificar el centro de programación, y luego establecer el sistema de coordenadas de programación de la pieza, que es solo un sistema de coordenadas de pieza, y el punto cero generalmente está en la pieza. La compensación de longitud solo está relacionada con la coordenada Z. No es como el punto cero programado en los planos X e Y, porque la herramienta se posiciona por el cono del husillo sin cambiar, y el punto cero de Z es diferente. La longitud de cada herramienta es distinta. Por ejemplo, necesitamos taladrar un orificio de 50 mm de profundidad, y luego roscar uno de 45 mm. Usamos broca de 250 mm y macho de 350 mm. Primero usamos broca para taladrar 50 mm. En este momento, la máquina ha establecido el punto cero de la pieza. Al cambiar a macho, si ambas empiezan desde el punto cero establecido, el macho es más largo y demasiado largo, dañando herramienta y pieza. Si se establece compensación, la longitud del macho y la broca se compensan. Tras establecer punto cero, incluso si las longitudes difieren, por la compensación, el punto cero Z se ha movido automáticamente a Z+ la longitud del macho compensada para asegurar el punto cero correcto.

2. Funcionamiento de la compensación de longitud

El uso se logra ejecutando comandos con G43 (G44) y H, y dando un valor de coordenada Z, para que la herramienta se mueva a distancia Z de la superficie tras compensación. Otro comando G49 cancela G43 (G44). En realidad no necesitamos usar este comando, porque cada herramienta tiene su propia compensación. Al cambiar herramienta, se usa G43 (G44) H para dar su propia compensación. La del herramienta anterior se cancela automáticamente.

3. Dos formas de compensación de longitud

1) Usar la longitud real de la herramienta como compensación (método recomendado).

Usar la longitud como compensación es medir la longitud con el preajustador, e ingresar este valor en el registro de compensación como compensación.

Razones:

• Evita modificar constantemente el offset en diferentes mecanizados. La herramienta se usa en diferentes piezas sin modificar el offset. Puede archivar cada herramienta según regla de numeración, y escribir parámetros (longitud, radio) en etiqueta. Muchas grandes empresas adoptan este método para gestión de herramientas. Para empresas con departamentos especializados, no hace falta comunicar parámetros al operador. Incluso si la herramienta se quita por capacidad del almacén y se reinstala, solo use el valor de la etiqueta sin medir.
• Permite medir longitud de otras herramientas en el preajustador mientras la máquina mecaniza, en lugar de ocupar tiempo por puesta a punto en máquina, aprovechando plenamente la eficiencia del centro. Así, cuando el husillo se mueve al punto Z programado, es el valor Z de coordenadas del husillo más (o menos) la compensación.

2) Usar la distancia (positiva o negativa) entre la punta en dirección Z y el punto cero programado como valor de compensación.

Este método es adecuado cuando solo una persona opera la máquina y no hay tiempo para medir con preajustador. Así, hay que re-establecer la compensación al mecanizar otra pieza con una herramienta. La compensación es la distancia de movimiento de la punta cuando el husillo se mueve desde el cero Z de la máquina al cero de programación, por lo que este valor es siempre negativo y grande.

Compensación de Radio de Herramienta:

1. El concepto de compensación de radio

Al igual que la compensación de longitud permite no considerar la longitud, la de radio permite no considerar demasiado el diámetro al programar. La de longitud aplica a todas las herramientas, mientras la de radio generalmente solo para fresas. Cuando la fresa procesa contorno exterior o interior, se usa compensación de radio; al procesar cara frontal con fresa frontal, solo se requiere compensación de longitud. Como la de radio es instrucción difícil de entender y usar, muchos no quieren usarla. Pero una vez comprendida, trae gran comodidad a programación y procesamiento.

Cuando el programador prepara programa para procesar forma de pieza con fresa, primero debe calcular cuidadosamente valor de coordenada según forma y radio para clarificar trayectoria del centro. El radio usado es solo el valor de la fresa. Tras programar, se encuentra que la fresa no sirve y hay que cambiar a otro diámetro. El programador debe recalcular sin dudar los valores de coordenadas de la trayectoria. No es gran problema para pieza simple, pero para molde complejo es demasiado difícil.

El mecanizado de contorno se divide en desbaste y acabado, así que el desbaste se completa tras compilar programa. Como tras desbaste las dimensiones cambian, luego debe calcularse coordenada del centro para acabado, y la carga es mayor. Si se usa compensación de radio, estos problemas se resuelven. Podemos ignorar el radio y programar según tamaño de pieza, y poner el radio en registro de compensación. Ya sea reemplazo temporal o desbaste/acabado, solo cambiamos el valor de compensación para controlar el tamaño de la forma, sin modificar el programa.

2. Uso de la compensación de radio

El uso se ejecuta con comandos G41 y G42. La compensación tiene dos direcciones: a lo largo de los lados izquierdo y derecho perpendiculares a la dirección de avance, conforme a regla de la mano izquierda. G41 es compensación izquierda (regla mano izquierda). G42 es derecha (regla mano derecha). Al usar G42, atención especial a dirección de movimiento y coordenadas para compensación efectiva. La posición inicial es muy importante. Es fácil cometer errores si se usa trayectoria inadecuada.

Compensación de Offset de Dispositivo (Fixture Offset)

Al igual que la compensación de longitud y radio permite al programador no considerar longitud y tamaño, el offset de dispositivo permite no considerar la posición del dispositivo de sujeción.

Cuando un centro mecaniza piezas pequeñas, el utillaje puede sujetar varias a la vez. El programador no necesita considerar el punto cero de cada pieza, sino programar según su respectivo punto cero, y luego usar offset para mover el punto cero de la máquina en cada pieza. Se ejecuta con comandos G54–G59. Otro método es usar G92 para establecer sistema de coordenadas. Tras procesar una pieza, usar G92 para restablecer nuevo sistema al procesar la siguiente.

Estos son los 3 tipos de compensación comúnmente usados en mecanizado CNC, que aportan gran comodidad a nuestra programación y mecanizado, y pueden mejorar enormemente la eficiencia.