Verktøybanar

Verktøybane kallar vi den ruta skjereverktøyet følger under maskineringsprosessen. CAD- og CAM-programvare simulerer verktøybanar ved å generere koordinatplasseringane som eit skjereverktøy vil følge i maskineringsprosessen. Dei fleste nyare CNC-maskinene kan også simulere programmet du har laga, grafisk på maskina.

Ved å simulere verktøybanen i ei datamaskin kan du avdekke eventuelle kollisjonar mellom verktøyet og arbeidsemnet som i verste fall kan øydelegge både arbeidsemnet, verktøyet og maskina.

Av økonomiske og produksjonstekniske årsaker deler CNC-maskina ofte opp verktøybanane i ein grovsyklus og ein finsyklus. Først nyttar maskina til dømes eit kraftig verktøy som kan skjere grove kutt i stor fart, så bruker ho eit høgkvalitetsverktøy som gir ei fin overflate. På mange maskiner kan du bestemme sjølv kor mykje materiale du vil at maskina skal sette igjen til finkuttet, til dømes 0,2 til 0,4 millimeter.

Ved å dele opp tilarbeidinga i fin- og grovsyklus kan ein auke produksjonstempoet, samtidig som bedrifta reduserer slitasjen på dei verktøya som skal gi fin overflate og nøyaktige toleransar på sluttproduktet.

Fresing

Ved fresing er verktøybanane ofte like, medan kuttdjupn, verktøyval og skjeredata for turtal og mating kan vere ulike.

Dreiing

Når det gjeld dreiing, er det ofte ulike verktøybanar for grov- og fintilarbeiding. Fintilarbeidinga følger alltid konturen på ønskt sluttprodukt, medan grovdreiinga har som oppgåve å fjerne mest mogleg materiale frå arbeidsemnet.

De enklaste verktøybanane er i 2D. Då bruker du to aksar for å generere rørslemønsteret verktøyet skal følge. Mønsteret blir gjenteke fleire gonger, alt etter kor mange kutt som må til for å oppnå ønskt djupn i kuttet.

Fresing

For fresar vil verktøybanar i 2D i dei fleste tilfella vere i XY-planet. Du bruker G-kommandoane G17, G18 eller G19 for å velje koordinatplanet du vil frese i.

Kuttdjupna i kvart kutt avgjer kor mange gonger maskina må gjenta verktøybanen. Viss du skal frese eit 10 mm djupt spor og har ut frå verktøy, materiale og overflatefinish rekna ut at du kan ta 2 mm per kutt, må fresen gjenta verktøybanen i XY-planet 5 gonger. Verdien i Z-aksen derimot blir ulik frå gong til gong fordi sporet skal bli 2 mm djupare for kvar gong.

Dreiebenk

For dreiebenker angir verktøybanar i 2D rørsle i XZ-planet. Vi kan velje mellom fleire alternativ for korleis maskina skal lage verktøybanen, og vi bruker ulike G-kommandoar for å generere ulike banar, til dømes G71, G72 og G73.

Kommando G71

Dersom du vel kommando G71, vil dreiestålet skjere i Z-aksen, inn mot kjoksen.

I modellen er verktøybanen teikna inn i form av piler: Blå pil viser hurtig rørsle frå eller til nullpunkt, raud pil viser skjering, medan grøn pil viser rørsle i friluft.

Kommando G72

Vel du kommando G71, vil dreiestålet skjere i X-akse, inn mot senter av arbeidsstykket.

I modellen er verktøybanen teikna inn med piler: Blå pil viser hurtig rørsle frå eller til nullpunkt, raud pil viser skjering, medan grøn pil viser rørsle i friluft.

Kommando G73

Kommandoen G73 nyttar du viss du vil at CNC-benken skal lage verktøybanar som følger sluttkonturen ved kvart kutt. Då vil det ofte vere slik at delar av kutta blir gjennomførte i friluft fordi konturen gir ein verktøybane som er utanfor arbeidsemnet.

I modellen er verktøybanen teikna inn med piler: Blå pil viser hurtig rørsle frå eller til nullpunkt, raud pil viser skjering, medan grøn pil viser rørsle i friluft.

Tredimensjonale verktøybanar blir nytta til meir komplekse arbeidsoperasjonar der maskina jobbar i fleire aksar samtidig.

Det er krevjande å programmere verktøybanar for 3D-figurer manuelt, derfor blir det vanlegvis nytta CAM-programvare som genererer verktøybanane ut frå ei 3D-teikning.

Verktøybanar for 3D blir også nytta i 3D-printarar, der kvart lag som blir printa, blir generert som verktøybane.

For å fortelje CNC-maskina korleis ho skal generere verktøybanane, kan du bruke ulike ISO-kommandoar. Ved val av kommando bør du ta omsyn til materialet det skal jobbast i, verktøyet du skal nytte, og typen maskin du skal jobbe på.

G70 (fintilarbeiding, Finishing Cycle)

G70 Finishing Cycle kan brukast til å fullføre kontur og verktøybanar som frå før er grovkutta med grovtilarbeidingssyklusar som G71, G72 og G73.

G70 følger alltid konturen på ønskt sluttprodukt, og du må derfor også angi kva linjer i programmet som beskriv konturen.

G71 (grovtilarbeiding, Roughing Cycle)

Kommando G71 blir vanlegvis nytta til grovtilarbeiding av arbeidsemnet, men det kan også brukast til sluttdreiing viss det ikkje er spesielle krav til overflatekvalitet eller toleransar.

G71 angir at CNC-maskina skal fjerne materiale frå arbeidsstykket ved å kutte i Z-retning, altså aksialt. Fordi skjerekreftene her går mot kjoksen, vil det vere mindre fare for at arbeidsemnet bøyer seg eller losnar.

G72 (radiell syklus)

G72 blir nytta til grovtilarbeiding av arbeidsemnet. Denne kommandoen er lite eigna om du vil ha ei fin overflate. Vinklane på skjereverktøyet vil sette igjen materiale i overflata slik at ho vil opplevast som taggete. Skjerevinkelen og avstanden mellom kutta avgjer kor store taggane blir. Brukar du G72, vil det som oftast vere behov for fintilarbeidingssyklus i etterkant.

Denne dreiesyklusen påfører også arbeidsemnet ei stor kraft aksialt, altså inn mot senter. Dette kan forårsake at arbeidsemnet bøyer seg eller losnar frå kjoksen.

G73 (CNC-dreiebenk)

Kommandoen G73 bruker du viss du vil at CNC-benken skal lage verktøybanar som følger sluttkonturen ved kvart kutt. Det er då vanleg at mange av kutta er i friluft.

Skjereverktøyet tilarbeider arbeidsemnet i Z-akse, og skjerekreftene går mot kjoksen. Derfor er det mindre fare for at arbeidsemnet bøyer seg eller losnar.

I og med at verktøyet her følger konturen ved alle kutta, vil denne dreiesyklusen gi det finaste resultatet i dei tilfella der du ikkje vil bruke ein fintilarbeidingssyklus i tillegg.