Perché la X del tornio è un diametro: programmazione diametrale, movimenti incrementali U/W e piano G18
Spiega perché il valore X in un programma per tornio CNC indica un diametro anziché un raggio, perché nel disegno a schermo appare come raggio, e illustra i comandi incrementali U/W e il piano ZX G18 mediante un esempio di smussatura.
Disegni e misure si basano sul diametro
La maggior parte dei pezzi lavorati al tornio è di rivoluzione. I disegni riportano diametri come Ø30 o Ø24 e gli operatori misurano i diametri con micrometri o calibri a corsoio. Per questo, per impostazione predefinita, la maggior parte dei controlli per tornio usa la programmazione diametrale, nella quale il valore X viene letto come diametro. Scrivere X30. significa che la punta dell'utensile raggiunge un punto a 15 mm dal centro del mandrino.
Questo consente di copiare direttamente le quote del disegno, ma bisogna sempre ricordare che la macchina si sposta realmente della metà. Una variazione di X di 1 mm muove l'utensile di soli 0.5 mm e modifica il diametro di 1 mm.
Perché il disegno a schermo mostra i raggi
Quando un percorso è rappresentato in sezione, l'asse verticale indica la distanza dal centro del mandrino, cioè il raggio. Anche CNC Path Analyzer dimezza i valori X comandati in modalità tornio. Nell'esempio, X30. appare all'altezza 15 nel disegno e X60. all'altezza 30. È normale che i valori del programma e la scala del disegno sembrino diversi.
G18: il piano predefinito del tornio
Un utensile da tornio si muove lungo due assi, Z (direzione del mandrino) e X (direzione del diametro), quindi gli archi e le compensazioni vengono calcolati nel piano ZX. Il codice che lo seleziona è G18. Di solito i controlli per tornio si trovano in G18 all'accensione, ma sulle macchine multitasking con funzioni di fresatura un programma può terminare lasciando attivo G17 o G19; è quindi buona norma dichiararlo all'inizio.
Esempio e percorso
Un breve programma di tornitura che esegue uno smusso C2 su un diametro esterno Ø30 e crea un gradino con movimenti incrementali U/W
O2003
T0101
G21 G90 G18 G40 G99
G97 S1500 M03
G00 X32. Z2.
G01 X26. F0.15
Z0.
X30. Z-2.
Z-25.
U4.
W-10.
G00 X60. Z50.
M30La figura sopra è il risultato dell’analisi di questo programma con CNC Path Analyzer (taglio lineare 6 segmenti, rapido 1 segmenti).
Lettura dell'esempio
| Blocco | Significato in termini di diametro | Posizione del raggio (disegno) |
|---|---|---|
G00 X32. Z2. | Avvicinamento rapido a Ø32, 2 mm davanti alla faccia | Altezza 16, Z2 |
G01 X26. F0.15 | Avanzamento fino al diametro iniziale dello smusso Ø26 | Altezza 13 |
Z0. | Avanzamento fino alla faccia del pezzo | Z0 |
X30. Z-2. | Diametro +4 mm su una lunghezza di 2 mm → smusso C2 | Altezza 15, Z-2 |
Z-25. | Tornitura del diametro esterno Ø30 per una lunghezza di 25 mm | Z-25 |
U4. | Aumenta il diametro corrente di 4 mm → gradino Ø34 | Altezza 17 |
W-10. | Si sposta di altri 10 mm dalla Z corrente → Z-35 | Z-35 |
U e W: comandi incrementali sul tornio
I centri di lavoro attivano la modalità incrementale con G91, ma il sistema G-code standard dei torni FANUC (sistema A) distingue invece assoluto e incrementale mediante la lettera dell'indirizzo. X/Z sono coordinate assolute e U/W sono rispettivamente incrementi in X e Z. Possono persino essere combinati nello stesso blocco, come in X30. W-5..
Anche U è un valore diametrale. U4. sposta l'utensile di 2 mm verso l'esterno in senso radiale, aumentando il diametro di 4 mm. Se lo si dimentica e si scrive U ragionando in termini di raggio, l'altezza del gradino risulta la metà o il doppio di quella prevista.
Perché la velocità del mandrino deve cambiare al variare del diametro
La relazione tra velocità di taglio V (m/min) e velocità del mandrino N (rpm) è N = 1000 × V ÷ (π × D). Agli stessi 1,500 rpm, la velocità di taglio è circa 141 m/min a Ø30 ma scende a 47 m/min a Ø10. Se la velocità del mandrino rimane fissa durante lavorazioni in cui il diametro continua a ridursi, come la sfacciatura, la superficie diventa più ruvida verso il centro.
Per questo, quando V è specificata con G96 (controllo della velocità di taglio costante), il tornio modifica automaticamente la velocità del mandrino in base al diametro X corrente. Il fatto che X sia un diametro viene usato direttamente in questo calcolo. Tagliare Ø30 a V160 richiede circa 1,698 rpm, mentre a Ø10 salirebbe a circa 5,093 rpm; la velocità massima del mandrino viene quindi limitata con un comando come G50 S2000 per proteggere il mandrino e il pezzo.
| Diametro | Velocità del mandrino a V=160 | Con G50 S2000 |
|---|---|---|
| Ø60 | Circa 849 rpm | 849 rpm |
| Ø30 | Circa 1,698 rpm | 1,698 rpm |
| Ø20 | Circa 2,546 rpm | Limitata a 2,000 rpm |
| Ø10 | Circa 5,093 rpm | Limitata a 2,000 rpm |
Errori comuni nella programmazione diametrale
- Calcolo dello smusso: uno smusso C2 è lungo 2 mm e misura 2 mm in senso radiale, quindi corrisponde a una differenza di diametro di 4 mm. Nell'esempio, X26 → X30 e Z0 → Z-2 mostrano esattamente questa relazione.
- Correttore usura: se il diametro esterno risulta maggiorato di 0.02 mm, inserire -0.02 (valore diametrale) come correttore usura X. Inserire -0.01 ragionando erroneamente in termini di raggio corregge soltanto la metà.
- U nei cicli: U nel primo blocco di G71 è una profondità di taglio radiale, quindi deve essere interpretato diversamente dalla consueta logica diametrale.
- Diametro minore del filetto: in G76, X è il diametro minore (un diametro), mentre P è la profondità del filetto (un raggio), quindi i riferimenti sono misti.
Domande frequenti
U e W sono incrementali anche sulle macchine che usano il sistema G-code B o C?
G90/G91 come su un centro di lavoro, e U e W possono avere altri significati. Verificare prima l'impostazione del sistema G-code della macchina.