Lineer ve Dairesel Interpolasyon

Kontrolörün Araçları Nasıl Harekete Geçirdiği

G-kodu, hareketin iki temel türünü tanımlar:

G01: Lineer Interpolasyon: Araç, mevcut konumundan hedef konumuna doğru bir doğru çizgi boyunca hareket eder. Kontrolör, X, Y ve Z motorlarını tüm uç noktalarına aynı anda ulaşmak için koordine eder. G01 X2.0 Y1.0 Z-0.5, 3B'lik bir düz çizgi çizer.

G02 / G03: Dairesel Interpolasyon: Araç, bir daireli bir arç boyunca hareket eder.

- G02 = saat yönünde arç

- G03 = saat yönünün tersi arç

Dörtlükler iki şekilde tanımlanabilir:

- Yarıçap formatı: G02 X2.0 Y1.0 R0.5: 0.5 yarıçaplı bir arç boyunca (2.0, 1.0) noktasına hareket et

- Merkez formatı: G02 X2.0 Y1.0 I0.5 J0.0: I ve J, arç merkezine olan eksiksiz mesafeyi belirtir. Bu format, hassas işler için tercih edilir ve belirsizliği ortadan kaldırır.

Kontrolör içinde bile, even circular arcs (dairesel arçlar) küçük doğru çizgi parçalarına (micro-line interpolation) bölünür (büyük çizgi interpolasyonu). Kontrolör, yüzlerce veya binlerce ara noktayı hesaplar ve motorlara adım ve yönlendirme sinyalleri gönderir. Sonucun hareketi, ince çizgilerin olduğu kadar düz ve yuvarlak görünecek ve ölçülecektir.

Yükselme vs Standart Frezeleme

Yükselme Frezajı vs Standart Frezaj

Frezcin malzemeyle nasıl temas ettiği, yüzey bitirme, alet ömrü ve kesme kuvvetleri açısından büyük ölçüde önemlidir.

Standart (Yukarı) Frezeleme: Frezcin dönme yönü, besleme yönüne karşıdır. Her diş, sıfır çip kalınlığıyla malzeme içine girer ve maksimum kalınlıkla çıkar. Frez, önce kesmeden önce sürtünerek ısınır ve daha kabarık bir yüzey bitirir.

Yükselme (Aşağı) Frezeleme: Frezcin dönme yönü, besleme yönüyle aynıdır. Her diş, maksimum çip kalınlığıyla girer ve minimuma çıkar. Frez, malzeme üzerinde hemen ısınır ve daha iyi bir yüzey bitirir, daha az ısı üretir ve alet ömrü daha uzun olur.

Nasıl her zaman yükselme frezeleyelim? Yükselme frezajı, parçayı frezeleyiciye doğru çekerek. Eski el makineleri, backlash karsilama olmadan, bu çekme, tabloyu ileriye doğru iter ve çarpmaya neden olabilir. CNC makineleri, minimal backlash olan ballscrews ile, bu yüzden yükselme frezajı standarttır. Ama ince veya kötü fixtured parçalar için, frezelemenin hala daha güvenli olması gerekebilir, çünkü itici olarak çalışır ve parçayı çalıştıran yönde iter.

Dikenli Dairesel ve Dikdörtgenler

Dikenli Dairesel, Dikdörtgenler ve Dik Kenarlar

Gerçek parçalar genellikle tam olarak köşeli olmayan köşeler içerir. Dik kenarlar (iç köşeleri yuvarlatılmış köşeler), yarıçaplar (dış köşeleri yuvarlatılmış köşeler) ve dik kenarlar (kesikli kesimler, keskin kenarları kaldırır) içerir.

Bir dikenli daire, başka bir daireye veya bir çizgiye bağlı olarak bir kesintisizlik olmadığı bir dairedir. Dairenin başlangıç noktasında, bağlı olduğu çizgiye veya başka bir daireye bağlantılı olduğu noktada aynı eğimleri gösterir. Bu, ani eğim değişikliklerine neden olmayan düzgün, sürekli bir profil üretir.

Dikenli önemli nedenler için frezeleme:

- Keskin bir köşe, aracın durmasını, yönünü değiştirmesini ve tekrar hızlanmasını gerektirir. Bu, durma sırasında yüzeyi yakarak yüzeyde durma izleri (aracın yavaşlamasının durma izleri) bırakır.

- Dikenli bir daire, aracın geçişini hızda sürdürmesine izin verir. Hızlanma yok, durma izleri yok, daha iyi yüzey bitirme.

- Gerilim konsantratörleri: keskin iç köşeler, parçalarda kırıkların ortaya çıkmasına neden olan gerilimleri yoğunlaştırır. Dik kenarlar, gerilimi bir eğrililiğe yayılmasını sağlar.

Dik kenarlar daha basit: 45 derece (veya başka bir açıyla) kesilen bir kesik kenar, keskin bir kenarı kaldırır. G01 hareketleriyle programlanır. Dik kenarlar, dikdörtgenler kadar kolay bir şekilde işlenir, ancak gerilimi iyi dağıtmaz.

Cutter Radius Compensation

Tool Radius Compensation (G41 / G42)

Bir parçanın tamamlanmış yüzeyini programlarken, tool'un yarıçapı vardır: merkezi, tamamlanmış yüzeyden tool'un yarıçapına eşit bir eksende ilerlemelidir.

G41: Cutter Compensation Left: Tool'un merkezi, programlanan yoldan SAĞA (hareket yönüne bakarak) kayar. Dış profiller için climb milling kullanılır.

G42: Cutter Compensation Right: Tool'un merkezi, programlanan yoldan SOLA (hareket yönüne bakarak) kayar.

G40: Cutter compensation'i iptal et.

Cutter comp aktifken, tool merkezi için exact part geometry (tamamlanmış yüzey) programlanır ve kontrolör, tool merkezi için eksen yolunu otomatik olarak hesaplar. Bu, iki önemli avantaj sağlar:

1. Programın basımla uyuşması. Çizimde belirtilen boyutlar kodda belirtilen boyutlarla uyuşuyor. El ile hesaplamalar yapmıyoruz.

2. Alet aşımı ayarlaması. Alet aşınır ve biraz daha büyük keserken, operatör offset tablosundaki cutter comp değerini düzenler: program düzenine gerek yok. Küçük bir comp değerini azaltarak, aleti parçanın yüzeyine daha yakın hareket ettirir ve aşınmış kesimin için tazelenmiş kesme için telafi eder.

Kontrolör, tüm geometrik karmaşıklığı yönetiyor: düz hatları ekleme, ekleme yolunun ekleme yarıçaplarını yeniden hesaplamak ve köşelerdeki geçiş geometrisini yönetmek.

Neden GD&T, Geometride Bağımlı

GD&T: Geometri, Sadece Boyutlar Değil

Geleneksel boyutlandırma diyor: 'Bu delik 0.500 inç çapa, soldaki kenardan 2.000 inç uzaklıkta, ± 0.005 inç ile.'

Sorun: plus-minus toleranslama, bir kare tolerans bölgesi oluşturur. Delik merkezi, 0.010 x 0.010 inç boyutunda bir kare içinde olmalıdır. Ama bir kare bölge adil değil: delik merkezinin kare'nin bir köşesinde (nominaldan 0.005 sağ ve 0.005 yukarı) olması, gerçekte pozisyonundan 0.007 inç uzakta (Pitagoras teoremi: 0.005 kareyi ve 0.005 karesini toplayan kare kökü). O partiyi reddederdiniz, çünkü nominaldan 0.007 inçlik bir delik tek yönde geçerdi.

GD&T, kare tolerans bölgesini silindirik tolerans bölgeyle değiştirir. Delik merkezi, gerçek konum etrafında belirlenmiş bir çapta bir daire içinde olmalıdır. Bu, 0.007 nominaldan uzaklık, yönden bağımsız olarak 0.007 nominaldan uzaklık olarak geometrik olarak adildir.

GD&T, bir ögenin, yönlendirmenin ve konumun ideal formundan ne kadar sapabileceğini tam bir geometrik dil olarak tanımlar. Özellik kontrol çerçeveleri kullanır: Mühendislik çizimlerinde gördüğünüz o dikdörtgen kutular.

Form ve Yönlendirme Toleransları

Form Toleransları: Şekil Kontrolü

Konum kontrolleri, bir özelliğin nerede olduğunu kontrol eder. Form toleransları, bir özelliğin ne tür bir şekil olduğunu kontrol eder.

Düzlek: Yüzey, tolerans değerine ayrılmış iki paralel plane arasında bulunmalıdır. Düzlek 0.002 ise, yüzeyin her noktasının, iki mükemmel olarak düz ve paralel plane arasında 0.002 inç yükseklikteki bir bölgede bulunması gerekir. Düzlek için herhangi bir datum referansı gerekmeksizin, düzlek otantik bir referanstır.

Yerinde Durum: Bir yüzey veya eksen, bir datum (referans yüzey) göre tolerans bölgesi içinde olmalıdır. Bir yüzey için, bölgenin datum'a paralel iki plane olduğu ve bu planeler arasındaki tolerans değerine sahip olduğu iki paralel plane vardır. Bir delik gibi bir eksen (kaynak) için, bölgenin datum'a dik bir silindir şeklindedir.

Merkezsizlik: İki silindirik özelliğin, tolerans bölgesi içinde aynı eksen paylaşması gerekmektedir. Bir silindirin median noktalarının, datum ekseni etrafındaki bir silindirik tolerans bölgesinde bulunması gerekmektedir. Merkezi, medyan nokta hesaplamaları gerektiği için (çoğu atölyede median nokta hesaplamaları gerekir): çoğu işyeri, runout'u kullanmaktadır.

Bunlar hepsi jeometrik kontrollerdir. Bunlar, sayılar yerine uzaysı şekiller (planlar, silindirler, konlar) tanımlar. 0.002 düzlek toleransı, iki paralel plane oluşturur. 0.014 çapta bir pozisyon toleransı, silindir şeklindedir. Bu, GD&T'nin geometrik olduğunu yapan şey budur: her tolerans uzaysı bir şekil olur.

Alet Hareket Sınırları

Çalışma Kabı: Makinenin Ulaştığı Alan

Her CNC makinesinde her eksenin sınırlı bir hareketi vardır. Bir tipik dikey işleme merkezinde:

- X travel: 30 inches

- Y travel: 16 inches

- Z travel: 20 inches

Çalışma kabı, bu hareket sınırları tarafından tanımlanan 3D hacimdir: bir 3 eksenli freze için dikdörtgen bir kutu veya döner eksenli makineler için daha karmaşık bir şekil. Kesmek istediğiniz herhangi bir özelliğin bu kabın içinde olması gerekir.

Kolaylaştırma önlemleri programcının, alet, alet tutucu, freze kafası, jigli ve parçalar arasında programa sırasında bir kesişme olmaması için gereken geometridir. Kontrolör, jigli, paralellikler ve jigs'in nerede olduğunu bilmez. Kolaylaştırma önlemleri programcının sorumluluğundadır.

Eleştirel kesişme geometrileri:

- Alet uzunluğu vs. delik derinliği: Uzun bir aletin derin bir delik içine girmesi, alet tutucusu veya freze kafası ile parçanın duvarlarına çarpması olabilir.

- Jig çelişkisi: Alet yolu (G00) yanlış Z yüksekliğinde bir parçanın üzerinden geçerse, aleti jigliye sürükleyebilir.

- Hızlı plan: Çoğu programda, tüm engellere yukarıdan güvenli bir Z yüksekliği belirtilir. Hızlılar bu planda gerçekleşir. Hiçbir zaman onun altında hızlı olmamalıdır.

Döner eksenler ve jeometrik özgürlük

4. ve 5. Eksen: Dönmeyi Jeometri Genişletmek

3 eksenli değirmen, işparçasına yukarıdan (Z boyunca) yaklaşabilme yeteneğine sahiptir. Yan veya alttan erişim gerektiren herhangi bir özellik, parçayı çevirmeniz, yeniden fixturlamanız, yeniden dokunmatik noktasına geri dönmenizi ve özelliklerin align olmasını ummanız gerektiği için ayrı bir düzenleme gerektirir.

4. Eksen: Birinci döner eksen ekler (genellikle A, X etrafında döner). Parçayı, farklı yüzeylere aracın göstermesine olanak sağlar. 4. eksen genellikle değirmen tablasına bağlı bir döner masa şeklindedir. Sarmal veya farklı yüzeylerde işleme without re-fixturing sağlar.

5. Eksen: İki bağımsız döner yönde aracı (veya tabloyu) ekle. Bu, aracın neredeyse herhangi bir açıdan yaklaşabileceği anlamına gelir.

5 eksenli, 3 eksenli olamaz:

- Alt kenarları: Üstten görünüşte gizli özellikler. Aracın, aşırı sallantılı geometri arkasında erişebilir.

- Karışık açılar: Paralel veya dik olmayan yüzeyler. 3 eksenli bir değirmen, özel bir eğik fixtura ihtiyacı olacaktır. 5 eksenli bir değirmen sadece eğilir.

- Impellerler ve turbinyapı çubukları: Sarmal, eğik yüzeyler sürekli açı değiştirir. 5 eksenli simültane işleme sadece bir düzenlemede bunları kesebilir.

- Azaltılan kurulumlar: Bir parçanın, 3 eksenli bir makinede altı kurulum gerektirdiği düşünülürse, bir 5 eksenli makinede bir kurulum gerekebilir. Her kurulum, hizalama hatası anlamına gelir.

Özet

CNC İşleme Geometrisi: Ana Hatlar

Koordinat sistemleri: MCS, makinenin mutlak çerçevesidir. WCS (G54-G59), parçanız için referans çerçevesidir. Sağ el kuralı, eksen yönlerini belirler. Araç uzunluk offsetleri, farklı araç uzunluklarına kompansasyon sağlar.

Alet yolları: G01 hareketleri doğru çizgiler üzerinde yapılır. G02/G03 hareketleri daireler üzerinde yapılır. I/J merkez formatı, yarıçap formatının iki daire belirsizliği olanı ortadan kaldırır. Yükseltme frezeleme (matkap dönmeyi, besleme yönü ile birleştirir) daha iyi yüzey finishi ve matkap ömrü sağlar.

Daireler ve profiller: Dikenli daireler, durma işaretleri olmadan düzgün geçişler oluşturur. En küçük iç köşegen yarıçapı, matkabın yarıçapına eşittir. Kesici kompenzasyonu (G41/G42) size parçanın geometrisini programlama şansı verirken, kontrolör, tool pathi eğimlendirir.

GD&T: Geometrik toleranslar, tolerans bölgelerini silindirler, planlar şeklinde tanımlar. Pozisyon tolerans bölgeleri, dairesel değil, geometrik olarak adil: gerçek montaj aralığını yansıtan MMC bonus tolerans. Düzgünlük ve diklik, boyutlardan bağımsız olarak formu kontrol eder.

Çalışma kabini: Her makine sınırsız seyahat sağlar. Döner eksenler (4. ve 5.) erişilebilir geometriyi artırır ve kurulumları azaltır. Az sayıda kurulum, tüm ögelerin aynı WCS kökenine sahip olduğu için, ögler arası toleransları sıkılaştırır.

Geometri, temeldir. Her G-kod komutu, her tolerans çağrısı, her jiga karar, bir geometrik işlemdir. Geometriyi öğrenin ve işleme, takiben gelir.