Sterke TNC-functies voor perfecte vormen

Afwijkingen van de radiusfreesgeometrie ten opzichte van de ideale cirkelvorm kunnen de oppervlaktekwaliteit en de contournauwkeurigheid van een werkstuk negatief beïnvloeden. Met behulp van de krachtige, driedimensionale gereedschapsradiuscorrectie 3D-ToolComp en de cyclus 444 3D-TASTEN van de HEIDENHAIN TNC-besturingen kunnen deze afwijkingen snel en eenvoudig worden gecompenseerd. Hiervoor zijn geen uitgebreide gereedschapsmeting en extra installaties nodig. De compensatie kan eenvoudig worden uitgevoerd met de middelen die op de meeste freesmachines sowieso beschikbaar zijn.

Ondanks alle precisie bij het maken van gereedschap: met name radiusfrezen hebben geen uniforme geometrie. De radius van elk afzonderlijk gereedschap wijkt doorgaans heel individueel af van de ideale cirkelvorm. Onderzoek toont aan dat bij standaard gereedschap rekening moet worden gehouden met afwijkingen tot 0,015 mm. Zelfs hoogwaardige, dure precisiefrezen kunnen afwijkingen in het µ-bereik vertonen.

Voor een uiterst nauwkeurige bewerking is dat een tekortkoming, want het door de besturing berekende contactpunt van de freesradius met het werkstuk komt niet overeen met de werkelijke radius – en dat bij elke nieuw ingewisselde frees. Met de optie 3D-ToolComp en de cyclus 444 3D-TASTEN kan de gebruiker deze afwijkingen snel en eenvoudig compenseren. Om de radiusafwijkingen van een te gebruiken frees te bepalen, voert de gebruiker met het gereedschap op een testwerkstuk een proefbewerking uit. Aansluitend meet hij de gefreesde contour met een tastsysteem dat eerder met behulp van 3D-ToolComp werd gekalibreerd. De op deze manier bepaalde afwijkingen van de gefreesde ten opzichte van de ideale contour zet de TNC direct om in radiusafwijkingen op het gereedschap en schrijft deze in een correctiewaardetabel. Via deze correctiewaardetabel kunnen hoekafhankelijke deltawaarden worden gedefinieerd, die de afwijking van het gereedschap van de ideale cirkelvorm beschrijven. Bij de daaropvolgende volledige bewerking corrigeert de TNC-besturing vervolgens de radiuswaarde die op het actuele contactpunt van het gereedschap met het werkstuk is gedefinieerd.

Het bewerkingsvoorbeeld van een asferische lens met een diameter van 20 mm geeft de werking van 3D-ToolComp zeer duidelijk weer. Na de testsnede bepaalt een tastsysteem met cyclus 444 3D-TASTEN aanzienlijke afwijkingen tot 25 µm van de gewenste lensvorm. Na de compensatie van de radiusafwijkingen met 3D-ToolComp liggen de vormafwijkingen op het gehele oppervlak van de asferische lens onder 5 µm.

Om het contactpunt exact te kunnen bepalen, moet het NC-programma met zogeheten vlaknormaalregels (LN-regels) door het CAM-systeem worden aangemaakt. In de vlaknormaalregels zijn naast de positie van het gereedschap ook het contactpunt met het werkstuk en optioneel de gereedschapsoriëntatie ten opzichte van het werkstukoppervlak gedefinieerd. De correctie vindt automatisch plaats via de TNC-gestuurde gereedschapsmachine.