Che cos'è un attrezzista?

Se la sonda a contatto è il “senso del tatto” della vostra macchina per il parte, a attrezzista è il “senso del tatto (o della vista)” della macchina per la strumento.

A attrezzista (chiamato anche an sistema di misurazione degli utensili in macchina, sonda a contatto con l'utensile, o strumento presetter) è un dispositivo installato all'interno di una macchina CNC che misura la geometria dell'utensile da taglio, principalmente la lunghezza (Z) e spesso il diametro/raggio (X/Y) e poi aggiorna automaticamente gli offset degli utensili. Molti setter di strumenti supportano anche rilevamento dello strumento rotto e controlli delle condizioni dell'utensile, in modo che la macchina possa fermarsi, allarmarsi o passare a un utensile gemello prima che si verifichi uno scarto.https://cnc-probe.com/cnc-tool-setter/

Consideratelo come il modo in cui il vostro CNC risponde a due domande in modo affidabile, ogni volta:

“Dove si trova la punta dello strumento in questo momento?”.”

“Questo strumento è ancora abbastanza sano per tagliare la prossima caratteristica?”.”

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Perché i setter degli strumenti sono più importanti di quanto si pensi

L'impostazione degli utensili non è affascinante, ma è una delle maggiori fonti nascoste di errori di lavorazione.

Anche se il CAM è perfetto, l'utensile può comunque essere sbagliato a causa di:

Un'uscita leggermente diversa dopo il cambio dell'utensile

Un truciolo intrappolato sul cono o sulla faccia del supporto (errore di runout + lunghezza)

Usura graduale che riduce la lunghezza di taglio effettiva

Effetti termici che modificano le dimensioni dell'utensile e della macchina nel corso di una lunga durata.

L'utensile sbagliato caricato nella tasca sbagliata (o un errore di offset)

Renishaw descrive l'impostazione dell'utensile come la misurazione delle dimensioni/condizioni dell'utensile sul CNC e sottolinea che gli errori dell'utensile non monitorati (usura, geometria errata, danni/rotture, problemi di esaurimento/installazione, errore umano ed effetti termici) possono avere un grave impatto sulla qualità del pezzo.

Un attrezzista commette questi errori misurabile e quindi controllabile.https://cnc-probe.com/cnc-z-axis-wired-tool-setter-large-strok-one-key-zeroing/

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Cosa fa un attrezzista

Un moderno attrezzista è tipicamente utilizzato per:

1) Misurazione automatica della lunghezza dell'utensile (offset Z)

La macchina porta l'utensile sulla superficie di misura del presetting; nel momento in cui scatta, il controllo registra la posizione e aggiorna l'offset della lunghezza dell'utensile.

2) Misura del diametro/raggio dell'utensile (spesso X/Y, a seconda del progetto)

Alcuni sistemi possono misurare il diametro (o almeno rilevare una deviazione significativa) contattando l'utensile lateralmente o scansionando l'utensile con un raggio senza contatto, a seconda della tecnologia. (La scelta tra contatto e non contatto è importante, ma se ne parlerà più avanti).

3) Rilevamento dell'utensile rotto

Se un utensile si rompe a metà ciclo, continuare a tagliare può rovinare silenziosamente un pezzo (o un'attrezzatura, o un mandrino). I rilevatori di utensili rotti di Renishaw identificano se gli utensili sono rotti o intatti, e spesso anche i presetting in macchina sono in grado di rilevare le rotture.

4) Monitoraggio dell'usura e della deriva termica

METROL posiziona i presetting utensili come sensori tattili ad alta precisione che aiutano a monitorare le condizioni dell'utensile per prevenire i difetti da usura e spostamento termico, e che la misurazione automatica in macchina migliora la produttività eliminando l'impostazione manuale.

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Come funziona il presetting degli utensili

Impostazione degli utensili a contatto (tattile)

A contatto Il presetting utensili è dotato di una superficie di rilevamento di precisione (cuscinetto/pulsante/leva). L'utensile la tocca; il dispositivo emette un segnale; il CNC registra la posizione della macchina e calcola gli offset.https://cnc-probe.com/cnc-z-axis-wired-tool-setter-large-strok-one-key-zeroing/

Perché i negozi li amano:

Estremamente consistente in ambienti disordinati (nebbia di refrigerante, trucioli)

Semplice e robusto

Ottimo per la misurazione della lunghezza e per un controllo affidabile delle rotture

METROL sottolinea che la misurazione a contatto diretto evita alcuni falsi rilevamenti che possono verificarsi con i sensori senza contatto in presenza di refrigerante/nebbia, e cita la ripetibilità fino a 1 μm per il suo approccio.

Presetting senza contatto (raggio laser/ottico)

A senza contatto L'attrezzista misura con un raggio (comunemente laser). https://cnc-probe.com/cnc-laser-tool-setter-high-precision-non-contact-fast-response/L'utensile passa attraverso di esso; il sistema rileva la presenza/gli spigoli e può misurare il diametro, l'andamento del runout e rilevare gli spigoli scheggiati, spesso in modo molto rapido.

Renishaw evidenzia i “sistemi avanzati di presetting laser” per l'impostazione degli utensili, il rilevamento dei bordi scheggiati, il monitoraggio del run-out e l'ispezione di profili complessi, senza rischiare di danneggiare l'utensile durante la misura.

Perché i negozi li scelgono:

Controlli più rapidi (utili quando il tempo di ciclo è sacro)

Ottimo per utensili piccoli e geometrie fragili

In grado di fornire più informazioni sulla “forma” rispetto al semplice tocco.

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Presetting utensile vs presetting utensile vs tastatura

Sonda a contatto con il pezzo: misura il parte (datum, fori, bordi).

Tastatore/ tastatore di utensili: misura il strumento (lunghezza, a volte anche diametro).

Preset di utensili offline: strumenti di misura al di fuori della macchina - utili, ma che possono introdurre errori di inserimento manuale dei dati e lo sfasamento di temperatura tra il banco e la macchina. Renishaw segnala in particolare il rischio di inserimento manuale quando si misura su un preset offline.

Un solido flusso di lavoro moderno spesso utilizza entrambi:

Il presetting degli utensili per mantenere gli utensili onesti

Sonda pezzo per mantenere la correttezza delle impostazioni https://cnc-probe.com/cnc-touch-probes/

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La parte “Deepmind”: quale impostazione dello strumento vi protegge davvero da

La maggior parte dei blog dei concorrenti parla di “precisione” e “velocità” (vero ma superficiale). Ecco il livello più profondo: un presetting utensili stabilizza il sistema di lavorazione contro le incertezze.

Fonte di incertezza #1: Variabilità del cambio utensile

Ogni cambio di utensile è una piccola scommessa. Un attrezzista trasforma questa scommessa in una misura.

Fonte di incertezza #2: realtà termica

Quando le macchine si riscaldano, la geometria si sposta. METROL collega esplicitamente l'uso dell'attrezzista alla prevenzione dei difetti dovuti allo spostamento termico; la misurazione dell'utensile sulla macchina aiuta ad allineare le condizioni di misurazione con quelle di taglio.

Fonte di incertezza #3: guasti silenziosi

Gli utensili rotti non sempre si annunciano da soli. Renishaw descrive il rilevamento degli utensili rotti come essenziale, perché un utensile rotto può continuare a lavorare i pezzi in modo impreciso fino a ridurli in scarti.

Il valore fondamentale non è la “misurazione”.”
E' controllo ad anello chiuso: misurare → decidere → correggere (o fermarsi).

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Dove i tool setter brillano di più

Laboratori ad alto tasso di miscelazione

I presetting eliminano il ritocco degli utensili e riducono la variabilità dipendente dall'operatore.

Lavorazione di produzione

È possibile programmare controlli periodici (ogni N pezzi / ogni cambio utensile / all'inizio del turno) e individuare tempestivamente le derive.

Lavorazione a luci spente / non presidiata

METROL definisce esplicitamente i presetting utensili “indispensabili” per il funzionamento automatizzato delle macchine utensili CNC e dei robot.

Questo è il caso d'uso in cui l'impostazione degli strumenti non è solo conveniente, ma è una gestione del rischio.

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La scelta dell'incastonatore giusto: una matrice di selezione pratica

1) Ambiente: si vive in mezzo a nebbia e trucioli di refrigerante?

Refrigerante pesante/nebbia: I sensori a contatto spesso vincono per l'affidabilità. METROL fa notare esplicitamente che i sensori senza contatto possono non funzionare in condizioni di nebbia/refrigerazione e sostiene che il rilevamento a contatto evita i falsi positivi.

Produzione pulita e critica in termini di tempo di ciclo: I sistemi laser possono essere estremamente veloci e capaci.

2) Che cosa occorre misurare?

Solo lunghezza (la più comune): Il contatto è spesso perfetto.

Diametro/scorrimento/bordo scheggiato: Considerate il laser.

3) Piccoli strumenti?

La linea di sonde a contatto con gli utensili di HEIDENHAIN punta a rilevare utensili molto piccoli (ad esempio, le soglie di diametro dell'utensile elencate nelle specifiche del prodotto), il che è importante se si tratta di microforatrici/frese.

4) Tipi di macchina

Renishaw fa notare che i suoi sistemi sono utilizzati per applicazioni di fresatura, tornitura e rettifica, quindi il design deve essere adattato al formato e all'accesso della macchina.

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Una “SOP per l'attrezzista” da inserire nel proprio processo

Ecco una routine semplice e ad alto impatto che non gonfia il tempo del ciclo:

All'inizio del turno (o al termine del riscaldamento)

Misurare uno strumento “master” noto (linea di base)

Misurare gli strumenti utilizzati per le operazioni di finitura

Offset dei registri (opzionale, ma potente per tracciare le derive)

Ad ogni cambio utensile (in modo selettivo)

Misurare la lunghezza dell'utensile per gli utensili in cui la Z è importante (punte, frese per finitura)

Ogni N parti (produzione)

Eseguire un rapido controllo degli utensili rotti per gli utensili ad alto rischio (piccoli diametri, profondità di lavoro).

Prima dei passaggi di finitura

Verificare la lunghezza dell'utensile di finitura (e il diametro, se applicabile) per proteggere gli elementi critici per la tolleranza.

Questa struttura rispecchia ciò che i fornitori di strumenti di misura enfatizzano: misurare la geometria e le condizioni dell'utensile sulla macchina, aggiornare gli offset ed eseguire frequenti controlli di rottura, soprattutto per gli utensili di piccole dimensioni.

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Controllo rapido del ROI: il modello di ritorno a due secchi

La maggior parte dei discorsi sul ROI sono vaghi. Utilizzate questo semplice modello:

Secchio A: Tempo di ritorno

minuti risparmiati per ogni allestimento (nessun ritocco manuale, meno tagli di prova)

meno tempo di inattività del mandrino (HEIDENHAIN collega esplicitamente la misura dell'utensile a un tempo di inattività più breve e a una riduzione delle rilavorazioni e degli scarti)

Secchio B: rottami da prevenire

Un utensile rotto che rovina un pezzo di alto valore può ripagare un attrezzista più velocemente di qualsiasi argomento relativo al “tempo di attrezzaggio”.

Se volete una regola empirica per l'officina:

Se un singolo evento di scarto costa più di una settimana di tempo di sondaggio, l'impostazione degli utensili è già giustificata.

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Errori comuni che fanno sì che gli impostatori di strumenti “si sentano imprecisi” (e come evitarli)

Superficie di contatto sporca / trucioli bloccati sul tampone
La pulizia non è un optional, soprattutto per le richieste di ripetibilità a livello di micron.

Misurazione con condizioni di mandrino diverse da quelle di taglio
Se si misura a freddo e si taglia a caldo (o viceversa), ci si aspetta una deriva. Per questo motivo, la misurazione in macchina è un modo per adattare meglio le condizioni di taglio.

Non si tiene conto del runout dell'utensile / della cattiva sede
I trucioli sul cono creano il runout; il runout modifica l'impegno effettivo del diametro e può simulare l“”usura misteriosa".”

Fiducia eccessiva nel rilevamento delle rotture senza contesto
Il rilevamento delle rotture è potente, ma è necessario impostare soglie ragionevoli e verificare con uno strumento noto e valido.

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Considerazioni finali

Un attrezzo è molto più di un semplice strumento di lavoro. È un stabilizzatore di processoIl sistema misura la geometria e le condizioni dell'utensile sulla macchina, aggiorna automaticamente gli offset e aiuta a rilevare le rotture, riducendo gli scarti, le rilavorazioni e i tempi morti e supportando l'automazione.