3D-Werkzeugkorrektur (Option #9)

Grundlagen

Die Steuerung ermöglicht eine 3D-Werkzeugkorrektur in CAM-generierten NC-Programmen mit Flächennormalenvektoren.

Gerade LN

Die Steuerung versetzt das Werkzeug in Richtung der Flächennormalen um die Summe der Deltawerte aus der Werkzeugverwaltung, dem Werkzeugaufruf und den Korrekturtabellen.

Werkzeuge für die 3D-Werkzeugkorrektur

  • Die 3D-Werkzeugkorrektur verwenden Sie z. B. in folgenden Fällen:
  • Korrektur für nachgeschliffene Werkzeuge, um geringe Differenzen zwischen den programmierten und den tatsächlichen Werkzeugmaßen auszugleichen
  • Korrektur für Ersatzwerkzeuge mit abweichenden Durchmessern, um auch größere Differenzen zwischen den programmierten und den tatsächlichen Werkzeugmaßen auszugleichen
  • Konstantes Werksstückaufmaß erzeugen, das z. B. als Schlichtaufmaß dienen kann

Die 3D-Werkzeugkorrektur hilft Zeit zu sparen, da eine erneute Berechnung und Ausgabe aus dem CAM-System entfällt.

8H000_28
 
Tip

Für eine optionale Werkzeuganstellung müssen die NC-Sätze zusätzlich einen Werkzeugvektor mit den Komponenten TX, TY und TZ enthalten.

3dkorr1
 
Tip

Beachten Sie die Unterschiede zwischen dem Stirn- und dem Umfangsfräsen.

3D-Werkzeugkorrektur beim Stirnfräsen (Option #9)

3D-Werkzeugkorrektur beim Umfangsfräsen (Option #9)

Gerade LN

Anwendung

Geraden LN sind eine Voraussetzung für die 3D-Korrektur. Innerhalb der Geraden LN bestimmt ein Flächennormalenvektor die Richtung der 3D-Werkzeugkorrektur. Ein optionaler Werkzeugvektor definiert die Werkzeuganstellung.

Voraussetzungen

  • Software-Option #9 Erweiterte Funktionen Gruppe 2
  • NC-Programm mit CAM-System erstellt
  • Geraden LN können Sie nicht direkt an der Steuerung programmieren, sondern mithilfe eines CAM-Systems erstellen.

    CAM-generierte NC-Programme

Funktionsbeschreibung

Wie bei einer Gerade L definieren Sie mit einer Gerade LN die Zielpunktkoordinaten.

Gerade L

Zusätzlich enthalten die Geraden LN einen Flächennormalenvektor sowie einen optionalen Werkzeugvektor.

Eingabe

LN X+31,737 Y+21,954 Z+33,165 NX+0,2637581 NY+0,0078922 NZ–0,8764339 TX+0,0078922 TY–0,8764339 TZ+0,2590319 F1000 M128

Die NC-Funktion enthält folgende Syntaxelemente:

Syntaxelement

Bedeutung

LN

Syntaxeröffner für Gerade mit Vektoren

X, Y, Z

Koordinaten des Geradenendpunkts

NX, NY, NZ

Komponenten des Flächennormalenvektors

TX, TY, TZ

Komponenten des Werkzeugvektors

Syntaxelement optional

R0, RL oder RR

Werkzeugradiuskorrektur

Werkzeugradiuskorrektur

Syntaxelement optional

F, FMAX, FZ, FU oder F AUTO

Vorschub

Schnittdaten

Syntaxelement optional

M

Zusatzfunktion

Syntaxelement optional

Hinweise

  • Die NC-Syntax muss die Reihenfolge X,Y, Z für die Position und NX, NY, NZ, sowie TX, TY, TZ für die Vektoren besitzen.
  • Die NC-Syntax der LN-Sätze muss immer alle Koordinaten und alle Flächennormalen enthalten, obwohl sich die Werte im Vergleich zum vorherigen NC-Satz nicht geändert haben.
  • Um während der Bearbeitung mögliche Vorschubeinbrüche zu vermeiden, die Vektoren genau berechnen und mit min. 7 Nachkommastellen ausgeben.
  • Das CAM-generierte NC-Programm muss normierte Vektoren enthalten.
  • Die 3D-Werkzeugkorrektur mithilfe der Flächennormalenvektoren wirkt auf die Koordinatenangaben in den Hauptachsen X, Y, Z.

Definition

Normierter Vektor
Ein normierter Vektor ist eine mathematische Größe, die einen Betrag von 1 und eine beliebige Richtung hat. Die Richtung wird durch die Komponenten X, Y und Z definiert.

Werkzeuge für die 3D-Werkzeugkorrektur

Anwendung

Sie können die 3D-Werkzeugkorrektur mit den Werkzeugformen Schaftfräser, Torusfräser und Kugelfräser verwenden.

Funktionsbeschreibung

  • Sie unterscheiden die Werkzeugformen mithilfe der Spalten R und R2 der Werkzeugverwaltung:
  • Schaftfräser: R2 = 0
  • Torusfräser: R2 > 0
  • Kugelfräser: R2 = R

Werkzeugtabelle tool.t

Mit den Deltawerten DL, DR und DR2 passen Sie die Werte der Werkzeugverwaltung an das tatsächliche Werkzeug an.

Die Steuerung korrigiert dann die Werkzeugposition um die Summe der Deltawerte aus der Werkzeugtabelle und der programmierten Werkzeugkorrektur (Werkzeugaufruf oder Korrekturtabelle).

Der Flächennormalenvektor bei Geraden LN definiert die Richtung, in die die Steuerung das Werkzeug korrigiert. Der Flächennormalenvektor zeigt immer auf das Zentrum Werkzeugradius 2 CR2.

CR2
Lage des CR2 bei den einzelnen Werkzeugformen

Bezugspunkte am Werkzeug

Hinweise

  • Sie definieren die Werkzeuge in der Werkzeugverwaltung. Die gesamte Werkzeuglänge entspricht dem Abstand zwischen dem Werkzeugträger-Bezugspunkt und der Werkzeugspitze. Nur mithilfe der Gesamtlänge überwacht die Steuerung das komplette Werkzeug auf Kollisionen.
  • Wenn Sie einen Kugelfräser mit der Gesamtlänge definieren und ein NC-Programm auf Kugelmitte ausgeben, muss die Steuerung die Differenz berücksichtigen. Beim Werkzeugaufruf im NC-Programm definieren Sie den Kugelradius als negativen Deltawert in DL und verschieben somit den Werkzeug-Führungspunkt in den Werkzeug-Mittelpunkt.

  • Wenn Sie ein Werkzeug mit einem Übermaß (positive Deltawerte) einwechseln, gibt die Steuerung eine Fehlermeldung aus. Die Fehlermeldung können Sie mit der Funktion M107 unterdrücken.
  • Positive Werkzeugaufmaße zulassen mit M107 (Option #9)

    Stellen Sie mithilfe der Simulation sicher, dass durch das Werkzeugübermaß keine Konturverletzungen entstehen.

3D-Werkzeugkorrektur beim Stirnfräsen (Option #9)

Anwendung

Stirnfräsen ist eine Bearbeitung mit der Stirnseite des Werkzeugs.

Die Steuerung versetzt das Werkzeug in Richtung der Flächennormalen um die Summe der Deltawerte aus der Werkzeugverwaltung, dem Werkzeugaufruf und den Korrekturtabellen.

3dkorr1

Voraussetzungen

Funktionsbeschreibung

  • Beim Stirnfräsen sind folgende Varianten möglich:
  • LN-Satz ohne Werkzeugorientierung, M128 oder FUNCTION TCPM aktiv: Werkzeug senkrecht zur Werkstückkontur
  • LN-Satz mit Werkzeugorientierung T, M128 oder FUNCTION TCPM aktiv: Werkzeug hält die vorgegebene Werkzeugorientierung
  • LN-Satz ohne M128 oder FUNCTION TCPM: die Steuerung ignoriert den Richtungsvektor T, auch wenn er definiert ist

Die im Benutzerhandbuch enthaltenen NC-Programme sind Lösungsvorschläge. Bevor Sie die NC-Programme oder einzelne NC-Sätze an einer Maschine verwenden, müssen Sie sie anpassen.

  • Passen Sie folgende Inhalte an:
  • Werkzeuge
  • Schnittwerte
  • Vorschübe
  • Sichere Höhe oder sichere Positionen
  • Maschinenspezifische Positionen, z. B. mit M91
  • Pfade von Programmaufrufen

Einige NC-Programme sind abhängig von der Maschinenkinematik. Passen Sie diese NC-Programme vor dem ersten Testlauf an Ihre Maschinenkinematik an.

Testen Sie die NC-Programme zusätzlich mithilfe der Simulation vor dem eigentlichen Programmlauf.

 
Tip

Mithilfe eines Programmtests stellen Sie fest, ob Sie das NC-Programm mit den verfügbaren Software-Optionen, der aktiven Maschinenkinematik sowie der aktuellen Maschinenkonfiguration verwenden können.

Beispiel

11 L X+36.0084 Y+6.177 Z-1.9209 R0

; Keine Kompensation möglich

12 LN X+36.0084 Y+6.177 Z-1.9209 NX-0.4658107 NY+0 NZ+0.8848844 R0

; Kompensation senkrecht zur Kontur möglich

13 LN X+36.0084 Y+6.177 Z-1.9209 NX-0.4658107 NY+0 NZ+0.8848844 TX+0.0000000 TY+0.6558846 TZ+0.7548612 R0 M128

; Kompensation möglich, DL wirkt entlang des T-Vektors, DR2 entlang des N-Vektors

14 LN X+36.0084 Y+6.177 Z-1.9209 NX-0.4658107 NY+0 NZ+0.8848844 R0 M128

; Kompensation senkrecht zur Kontur möglich

Hinweise

 
Hinweis
Achtung Kollisionsgefahr!
Die Drehachsen einer Maschine können eingeschränkte Verfahrbereiche besitzen, z. B. B-Kopfachse mit -90° bis +10°. Eine Änderung des Schwenkwinkels auf über +10° kann hierbei zu einer 180°-Drehung der Tischachse führen. Während der Schwenkbewegung besteht Kollisionsgefahr!
  1. Vor dem Einschwenken ggf. eine sichere Position programmieren
  2. NC-Programm oder Programmabschnitt im Modus Einzelsatz vorsichtig testen
  • Wenn im LN-Satz keine Werkzeugorientierung festgelegt ist, dann hält die Steuerung das Werkzeug bei aktivem TCPM senkrecht zur Werkstückkontur.
  • 3dkorr1

  • Wenn im LN-Satz eine Werkzeugorientierung T definiert und gleichzeitig M128 (oder FUNCTION TCPM) aktiv ist, dann positioniert die Steuerung die Drehachsen der Maschine automatisch so, dass das Werkzeug die vorgegebene Werkzeugorientierung erreicht. Wenn Sie kein M128 (oder FUNCTION TCPM) aktiviert haben, dann ignoriert die Steuerung den Richtungsvektor T, auch wenn er im LN-Satz definiert ist.
  • Die Steuerung kann nicht an allen Maschinen die Drehachsen automatisch positionieren.
  • Die Steuerung verwendet für die 3D-Werkzeugkorrektur grundsätzlich die definierten Deltawerte. Den gesamten Werkzeugradius (R + DR) verrechnet die Steuerung nur, wenn Sie FUNCTION PROG PATH IS CONTOUR eingeschaltet haben.
  • 3D-Werkzeugkorrektur mit gesamtem Werkzeugradius mit FUNCTION PROG PATH (Option #9)

Beispiele

Nachgeschliffenen Kugelfräser korrigieren
CAM-Ausgabe Werkzeugspitze

3D_corr_1

Sie verwenden einen nachgeschliffenen Kugelfräser mit Ø 5,8 mm statt Ø 6 mm.

  • Das NC-Programm ist wie folgt aufgebaut:
  • CAM-Ausgabe für Kugelfräser Ø 6 mm
  • NC-Punkte auf Werkzeugspitze ausgegeben
  • Vektorenprogramm mit Flächennormalenvektoren
  • Lösungsvorschlag:
  • Werkzeugvermessung auf Werkzeugspitze
  • Werkzeugkorrektur in die Werkzeugtabelle eintragen:
    • R und R2 die theoretischen Werkzeugdaten wie aus dem CAM-System
    • DR und DR2 die Differenz zwischen Sollwert und Istwert

R

R2

DL

DR

DR2

CAM

+3

+3

Werkzeugtabelle

+3

+3

+0

-0,1

-0,1

Nachgeschliffenen Kugelfräser korrigieren
CAM-Ausgabe Kugelmitte

3D_corr_2

Sie verwenden einen nachgeschliffenen Kugelfräser mit Ø 5,8 mm statt Ø 6 mm.

  • Das NC-Programm ist wie folgt aufgebaut:
  • CAM-Ausgabe für Kugelfräser Ø 6 mm
  • NC-Punkte auf Kugelmitte ausgegeben
  • Vektorenprogramm mit Flächennormalenvektoren
  • Lösungsvorschlag:
  • Werkzeugvermessung auf Werkzeugspitze
  • TCPM-Funktion REFPNT CNT-CNT
  • Werkzeugkorrektur in die Werkzeugtabelle eintragen:
    • R und R2 die theoretischen Werkzeugdaten wie aus dem CAM-System
    • DR und DR2 die Differenz zwischen Sollwert und Istwert

R

R2

DL

DR

DR2

CAM

+3

+3

Werkzeugtabelle

+3

+3

+0

-0,1

-0,1

 
Tip

Mit TCPM REFPNT CNT-CNT sind die Werkzeugkorrekturwerte für die Ausgaben auf Werkzeugspitze oder Kugelmitte identisch.

Werkstückaufmaß erzeugen
CAM-Ausgabe Werkzeugspitze

3D_corr_3a
3D_corr_3b

Sie verwenden einen Kugelfräser mit Ø 6 mm und wollen ein gleichmäßiges Aufmaß von 0,2 mm auf der Kontur stehen lassen.

  • Das NC-Programm ist wie folgt aufgebaut:
  • CAM-Ausgabe für Kugelfräser Ø 6 mm
  • NC-Punkte auf Werkzeugspitze ausgegeben
  • Vektorenprogramm mit Flächennormalenvektoren und Werkzeugvektoren
  • Lösungsvorschlag:
  • Werkzeugvermessung auf Werkzeugspitze
  • Werkzeugkorrektur im TOOL-CALL-Satz eintragen:
    • DL, DR und DR2 das gewünschte Aufmaß
  • Mit M107 Fehlermeldung unterdrücken

R

R2

DL

DR

DR2

CAM

+3

+3

Werkzeugtabelle

+3

+3

+0

+0

+0

TOOL CALL

+0,2

+0,2

+0,2

Werkstückaufmaß erzeugen
CAM-Ausgabe Kugelmitte

3D_corr_4a
3D_corr_4b

Sie verwenden einen Kugelfräser mit Ø 6 mm und wollen ein gleichmäßiges Aufmaß von 0,2 mm auf der Kontur stehen lassen.

  • Das NC-Programm ist wie folgt aufgebaut:
  • CAM-Ausgabe für Kugelfräser Ø 6 mm
  • NC-Punkte auf Kugelmitte ausgegeben
  • TCPM-Funktion REFPNT CNT-CNT
  • Vektorenprogramm mit Flächennormalenvektoren und Werkzeugvektoren
  • Lösungsvorschlag:
  • Werkzeugvermessung auf Werkzeugspitze
  • Werkzeugkorrektur im TOOL-CALL-Satz eintragen:
    • DL, DR und DR2 das gewünschte Aufmaß
  • Mit M107 Fehlermeldung unterdrücken

R

R2

DL

DR

DR2

CAM

+3

+3

Werkzeugtabelle

+3

+3

+0

+0

+0

TOOL CALL

+0,2

+0,2

+0,2

3D-Werkzeugkorrektur beim Umfangsfräsen (Option #9)

Anwendung

Umfangsfräsen ist eine Bearbeitung mit der Mantelfläche des Werkzeugs.

Die Steuerung versetzt das Werkzeug senkrecht zur Bewegungsrichtung und senkrecht zur Werkzeugrichtung um die Summe der Deltawerte aus der Werkzeugverwaltung, dem Werkzeugaufruf und den Korrekturtabellen.

3dkorr2

Voraussetzungen

Funktionsbeschreibung

  • Beim Umfangsfräsen sind folgende Varianten möglich:
  • L-Satz mit programmierten Drehachsen, M128 oder FUNCTION TCPM aktiv, Korrekturrichtung mit Radiuskorrektur RL oder RR festlegen
  • LN-Satz mit Werkzeugorientierung T senkrecht zum N-Vektor, M128 oder FUNCTION TCPM aktiv
  • LN-Satz mit Werkzeugorientierung T ohne N-Vektor, M128 oder FUNCTION TCPM aktiv

Die im Benutzerhandbuch enthaltenen NC-Programme sind Lösungsvorschläge. Bevor Sie die NC-Programme oder einzelne NC-Sätze an einer Maschine verwenden, müssen Sie sie anpassen.

  • Passen Sie folgende Inhalte an:
  • Werkzeuge
  • Schnittwerte
  • Vorschübe
  • Sichere Höhe oder sichere Positionen
  • Maschinenspezifische Positionen, z. B. mit M91
  • Pfade von Programmaufrufen

Einige NC-Programme sind abhängig von der Maschinenkinematik. Passen Sie diese NC-Programme vor dem ersten Testlauf an Ihre Maschinenkinematik an.

Testen Sie die NC-Programme zusätzlich mithilfe der Simulation vor dem eigentlichen Programmlauf.

 
Tip

Mithilfe eines Programmtests stellen Sie fest, ob Sie das NC-Programm mit den verfügbaren Software-Optionen, der aktiven Maschinenkinematik sowie der aktuellen Maschinenkonfiguration verwenden können.

Beispiel

11 L X+48.4074 Y+102.4717 Z-7.1088 C-267.9784 B-20.0115 RL M128

; Kompensation möglich, Korrekturrichtung RL

12 LN X+60.6593 Y+102.4690 Z-7.1012 NX0.0000 NY0.9397 NZ0.3420 TX-0.0807 TY-0.3409 TZ0.9366 R0 M128

; Kompensation möglich

13 LN X+60.6593 Y+102.4690 Z-7.1012 TX-0.0807 TY-0.3409 TZ0.9366 M128

; Kompensation möglich

Hinweise

 
Hinweis
Achtung Kollisionsgefahr!
Die Drehachsen einer Maschine können eingeschränkte Verfahrbereiche besitzen, z. B. B-Kopfachse mit -90° bis +10°. Eine Änderung des Schwenkwinkels auf über +10° kann hierbei zu einer 180°-Drehung der Tischachse führen. Während der Schwenkbewegung besteht Kollisionsgefahr!
  1. Vor dem Einschwenken ggf. eine sichere Position programmieren
  2. NC-Programm oder Programmabschnitt im Modus Einzelsatz vorsichtig testen

Beispiel

Nachgeschliffenen Schaftfräser korrigieren
CAM-Ausgabe Werkzeugmitte

Peripheral

Sie verwenden einen nachgeschliffenen Schaftfräser mit Ø 11,8 mm statt Ø 12 mm.

  • Das NC-Programm ist wie folgt aufgebaut:
  • CAM-Ausgabe für Schaftfräser Ø 12 mm
  • NC-Punkte auf Werkzeugsmitte ausgegeben
  • Vektorenprogramm mit Flächennormalenvektoren und Werkzeugvektoren
  • Alternativ:

  • Klartextprogramm mit aktiver Werkzeugradiuskorrektur RL/RR
  • Lösungsvorschlag:
  • Werkzeugvermessung auf Werkzeugspitze
  • Mit M107 Fehlermeldung unterdrücken
  • Werkzeugkorrektur in die Werkzeugtabelle eintragen:
    • R und R2 die theoretischen Werkzeugdaten wie aus dem CAM-System
    • DR und DL die Differenz zwischen Sollwert und Istwert

R

R2

DL

DR

DR2

CAM

+6

+0

Werkzeugtabelle

+6

+0

+0

-0,1

+0

3D-Werkzeugkorrektur mit gesamtem Werkzeugradius mit FUNCTION PROG PATH (Option #9)

Anwendung

Mit der Funktion FUNCTION PROG PATH definieren Sie, ob die Steuerung die 3D-Radiuskorrektur wie bisher nur auf die Deltawerte oder auf den gesamten Werkzeugradius bezieht.

Voraussetzungen

  • Software-Option #9 Erweiterte Funktionen Gruppe 2
  • NC-Programm mit CAM-System erstellt
  • Geraden LN können Sie nicht direkt an der Steuerung programmieren, sondern mithilfe eines CAM-Systems erstellen.

    CAM-generierte NC-Programme

Funktionsbeschreibung

Wenn Sie FUNCTION PROG PATH einschalten, entsprechen die programmierten Koordinaten genau den Konturkoordinaten.

Die Steuerung verrechnet bei der 3D-Radiuskorrektur den vollen Werkzeugradius R + DR und den vollen Eckenradius R2 + DR2.

Mit FUNCTION PROG PATH OFF schalten Sie die spezielle Interpretation aus.

Die Steuerung verrechnet bei der 3D-Radiuskorrektur nur die Deltawerte DR und DR2.

Wenn Sie FUNCTION PROG PATH einschalten, wirkt die Interpretation der programmierten Bahn als Kontur für alle 3D-Korrekturen so lange, bis Sie die Funktion wieder ausschalten.

Eingabe

Die im Benutzerhandbuch enthaltenen NC-Programme sind Lösungsvorschläge. Bevor Sie die NC-Programme oder einzelne NC-Sätze an einer Maschine verwenden, müssen Sie sie anpassen.

  • Passen Sie folgende Inhalte an:
  • Werkzeuge
  • Schnittwerte
  • Vorschübe
  • Sichere Höhe oder sichere Positionen
  • Maschinenspezifische Positionen, z. B. mit M91
  • Pfade von Programmaufrufen

Einige NC-Programme sind abhängig von der Maschinenkinematik. Passen Sie diese NC-Programme vor dem ersten Testlauf an Ihre Maschinenkinematik an.

Testen Sie die NC-Programme zusätzlich mithilfe der Simulation vor dem eigentlichen Programmlauf.

 
Tip

Mithilfe eines Programmtests stellen Sie fest, ob Sie das NC-Programm mit den verfügbaren Software-Optionen, der aktiven Maschinenkinematik sowie der aktuellen Maschinenkonfiguration verwenden können.

11 FUNCTION PROG PATH IS CONTOUR

; Gesamten Werkzeugradius für die 3D-Korrektur verwenden.

Die NC-Funktion enthält folgende Syntaxelemente:

Syntaxelement

Bedeutung

FUNCTION PROG PATH

Syntaxeröffner für Interpretation der programmierten Bahn

IS CONTOUR oder OFF

Gesamten Werkzeugradius oder nur Deltawerte für die 3D-Korrektur verwenden