CNC Path Analyzer

Unità di avanzamento G98/G99 del tornio: quando F0.2 e F200 indicano la stessa velocità

Spiega con un esempio la differenza tra l'avanzamento al giro G99 (mm/rev) e l'avanzamento al minuto G98 (mm/min) sul tornio, come convertirli, la corrispondenza con G94/G95 dei centri di lavoro e gli incidenti causati dallo scambio delle unità.

Perché i torni usano normalmente l'avanzamento al giro

Su un tornio, lo spessore asportato da un tagliente a ogni giro corrisponde all'avanzamento al giro. Spessore del truciolo, finitura superficiale e carico sull'inserto dipendono tutti da questo valore, perciò anche i cataloghi utensili indicano le condizioni di tornitura come f (mm/rev). Per questo i torni usano normalmente G99, avanzamento al giro, e F0.2 significa "0.2 mm per giro".

Il grande vantaggio dell'avanzamento al giro emerge quando viene combinato con il controllo della velocità di taglio costante G96. Quando il diametro diminuisce e la velocità del mandrino aumenta, cresce automaticamente anche l'avanzamento al minuto, mantenendo invariato lo spessore del truciolo dall'inizio alla fine.

Conversione tra le due unità

Avanzamento al minuto = avanzamento al giro × velocità del mandrino. Con S1000 fisso, come nell'esempio, F0.2 mm/rev equivale a 0.2 × 1000 = 200 mm/min. Le due passate dell'esempio sono quindi scritte con unità e numeri diversi, ma si muovono alla stessa velocità. Entrambe impiegano circa 12.6 secondi per percorrere la lunghezza di 42 mm (Z2 → Z-40).

CondizioneAvanzamento al giro (G99)Avanzamento al minuto (G98)
S500F0.2F100
S1000F0.2F200
S2000F0.2F400
S1000F0.1F100

Percorso di esempio

Tornitura della stessa lunghezza una volta con G99 F0.2 e una volta con G98 F200 (S1000 fisso)

O3006
T0101
G21 G90 G18 G40
G97 S1000 M03
G99
G00 X42. Z2.
G01 X38. F0.2
Z-40.
G00 X42. Z2.
G98
G01 X36. F200
Z-40.
G00 X100. Z100.
M30
Tornitura della stessa lunghezza una volta con G99 F0.2 e una volta con G98 F200 (S1000 fisso) — ZX (raggio) percorsoZX (raggio)
Il tratteggio azzurro indica il rapido G00; la linea arancione indica il movimento di taglio. Gli archi sono curve statiche calcolate.

La figura sopra è il risultato dell’analisi di questo programma con CNC Path Analyzer (taglio lineare 4 segmenti, rapido 2 segmenti).

Quando è necessario l'avanzamento al minuto

  • Movimenti con il mandrino fermo: l'avanzamento al giro diventa zero quando il mandrino non ruota. Per le operazioni che devono avanzare a mandrino fermo (ad esempio l'estrazione tramite caricatore di barre o alcuni movimenti di misura), si usa G98.
  • Lavorazioni con utensile motorizzato (fresatura): su una macchina multitasking, quando l'asse C è bloccato e un utensile motorizzato fresa, il pezzo non ruota, quindi l'avanzamento al minuto è la scelta naturale.
  • Sezioni con velocità del mandrino molto bassa: quando la velocità del mandrino è bassa, come nella sfacciatura di grandi diametri, talvolta viene usato per mantenere costante la velocità di spostamento.

Avanzamento al giro e rugosità superficiale

Una superficie tornita presenta segni del raggio di punta dell'inserto distanziati secondo l'avanzamento al giro, come un'elica. L'altezza massima teorica della rugosità si stima con Rz ≈ f² ÷ (8 × r) (f: avanzamento al giro, r: raggio di punta, in mm). Con un inserto dal raggio di punta R0.8 a F0.2, si ottiene 0.04 ÷ 6.4 ≈ 0.0063 mm, circa 6.3 µm. Dimezzando l'avanzamento a F0.1, la rugosità scende a circa 1.6 µm, cioè a un quarto.

Per questa relazione è naturale impostare le condizioni di finitura in avanzamento al giro anziché al minuto: se F (mm/rev) resta invariato, la rugosità teorica rimane uguale anche quando cambia la velocità del mandrino. Le superfici reali sono spesso più rugose di questo valore a causa di vibrazioni, tagliente di riporto e materiale, quindi va usato solo come punto di partenza.

Incidenti dovuti alla confusione delle unità di avanzamento

Il caso più pericoloso consiste nello scrivere un valore al giro come F0.2 mentre G98 è attivo. L'utensile si muove a 0.2 mm al minuto, praticamente fermo, e il tagliente sfrega sulla superficie del pezzo, causando incrudimento e danni all'utensile. Viceversa, scrivere F200 in G99 significa 200 mm per giro: l'utensile entra nel pezzo quasi alla velocità di avanzamento rapido e si rompe. La maggior parte dei controlli limita F al di sopra del valore massimo, ma anche tale limite resta un valore pericoloso.

Per questo motivo, dopo un blocco che cambia l'unità di avanzamento, F viene sempre comandato di nuovo in base alla nuova unità. Anche nell'esempio, il movimento immediatamente successivo a G98 contiene F200.

I centri di lavoro usano numeri di codice diversi

Su un centro di lavoro, l'avanzamento al minuto è G94 e quello al giro è G95, mentre G98/G99 indicano il livello di ritorno dei cicli fissi (punto iniziale/punto R). Lo stesso G98 è un'unità di avanzamento sul tornio, ma un ritorno del ciclo di foratura sul centro di lavoro. Nei sistemi di codici G B e C, anche i torni usano G94/G95, quindi occorre verificare il sistema di codici G della macchina.

SignificatoTornio (sistema A)Centro di lavoro
Avanzamento al minutoG98G94
Avanzamento al giroG99G95
Ritorno del ciclo al punto iniziale-G98
Ritorno del ciclo al punto R-G99

Domande frequenti

Qual è l'unità predefinita all'accensione?
È definita da un parametro; sui torni, G99 con avanzamento al giro è generalmente il valore predefinito. Alcuni modelli mantengono però il modo lasciato dal programma precedente, quindi è più sicuro dichiararlo all'inizio del programma.
Anche F nella filettatura è espresso al giro?
F in G32, G92 e G76 è il passo (distanza percorsa per giro), un concetto al giro indipendente dal modo dell'unità di avanzamento.

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