Compensação do raio da ferramenta G41/G42: distinguir esquerda e direita e escrever os blocos de ativação e cancelamento
Explica, com um contorno retangular, como distinguir a compensação do raio da ferramenta G41 (esquerda) e G42 (direita) em um centro de usinagem pela direção do movimento, os números D e valores de correção, além dos sobrecortes e alarmes nos blocos de ativação e cancelamento.
Uma função para programar diretamente com as dimensões do desenho
Ao fresar um contorno com uma fresa de topo, o centro da ferramenta deve percorrer uma trajetória afastada da superfície usinada pelo raio da ferramenta. Para fresar o exterior de uma forma de 60 mm de largura com uma fresa de topo Ø10, o centro precisa seguir uma trajetória 5 mm para fora em cada lado, ou seja, com 70 mm de largura. Se esse cálculo for incorporado ao programa, todas as coordenadas precisarão ser recalculadas sempre que o diâmetro da ferramenta mudar.
A compensação do raio da ferramenta permite escrever diretamente no programa as coordenadas do contorno do desenho e faz o controlador calcular em tempo real o deslocamento do raio da ferramenta. Quando a ferramenta se desgasta ou é substituída por outra de diâmetro diferente, apenas o valor na tela de corretores precisa mudar.
Esquerda e direita são relativas à direção do movimento
G41 desloca a ferramenta para ficar à esquerda da direção do movimento, e G42, à direita. A referência não é a máquina nem o desenho, mas a direção em que a ferramenta avança. Imagine dirigir um carro: se a superfície usinada estiver fora da janela direita, a ferramenta está à esquerda (G41); se estiver fora da janela esquerda, a ferramenta está à direita (G42).
Quando uma fresa de topo girando para a frente (M03) percorre um contorno externo no sentido horário, a ferramenta fica à esquerda do contorno, isto é, G41, e o corte é fresamento concordante. Percorrer o mesmo contorno no sentido anti-horário resulta em G42 e fresamento discordante. Centros de usinagem CNC comuns têm pouca folga, portanto o fresamento concordante costuma ser o padrão.
| Local de usinagem | Direção do movimento | Compensação | Modo de corte (M03) |
|---|---|---|---|
| Exterior (ilha) | Sentido horário | G41 | Fresamento concordante |
| Exterior (ilha) | Sentido anti-horário | G42 | Fresamento discordante |
| Interior (parede do bolsão) | Sentido anti-horário | G41 | Fresamento concordante |
| Interior (parede do bolsão) | Sentido horário | G42 | Fresamento discordante |
Contorno de exemplo
A trajetória abaixo é um programa que percorre no sentido horário o exterior de um retângulo de (0,0) a (60,40). O desenho mostra as coordenadas do contorno exatamente como escritas no programa; a máquina calcula, a partir do valor de correção, a trajetória real do centro da ferramenta, deslocada para fora pelo corretor D3. Uma ferramenta de visualização de trajetória não pode conhecer os valores da tabela de corretores da máquina.
Trajetória de contorno que fresa em concordância o exterior de um retângulo de 60×40 com G41 D3
O3002
T3 M6
G21 G90 G17 G40 G94
G54
S4000 M03
G00 X-20. Y-20. Z50.
Z2.
G01 Z-3. F150
G41 D3 X0. Y-10. F400
Y40.
X60.
Y0.
X-10.
G40 X-20. Y-20.
G00 Z50.
M30A figura acima é o resultado deste programa no CNC Path Analyzer (rápido 3 segmentos, corte linear 7 segmentos).
O bloco de ativação precisa de um movimento linear
A compensação não entra em vigor instantaneamente ao ser ativada: durante o movimento do bloco que contém G41/G42, a ferramenta se desloca diagonalmente até a posição compensada. Esse bloco é chamado de bloco de ativação e normalmente deve ser um movimento linear G00 ou G01. Muitos controladores geram um alarme se a compensação começar em um bloco de arco.
O movimento de ativação deve ser maior que o valor de correção. O exemplo inicia a compensação enquanto percorre cerca de 22 mm de (-20,-20) a (0,-10), para que a ferramenta se estabilize na extensão abaixo do ponto inicial do contorno (0,0) antes de cortar o primeiro lado com Y40.. Iniciar a compensação exatamente sobre o contorno pode causar sobrecorte na superfície usinada durante o deslocamento.
O bloco de cancelamento e o último lado
G40 também é escrito junto com um movimento, para que a compensação seja liberada enquanto a ferramenta se afasta do contorno. O exemplo prolonga o último lado além do contorno até X-10. e depois cancela enquanto se afasta com G40 X-20. Y-20.. Cancelar exatamente no ponto final do contorno pode fazer o movimento diagonal de saída cortar o canto.
Números D e valores de correção
D3 significa usar o valor armazenado na linha 3 da tela de corretores da ferramenta. Normalmente se usa o mesmo número da ferramenta, mas isso não é obrigatório. O corretor geralmente contém o raio da ferramenta, e os resultados de medição são inseridos na coluna de desgaste para corrigir o tamanho. Se o exterior ficar 0.02 mm maior que o desenho (0.01 mm por lado), ajuste o valor de desgaste do raio em -0.01.
Também existe a técnica de inserir deliberadamente uma correção maior que o raio para deixar sobremetal de acabamento. Desbaste com um valor D de 5.3 para uma ferramenta Ø10, depois altere-o para 5.0 e execute novamente o mesmo programa para remover os 0.3 mm de sobremetal como passe de acabamento.
O que verificar em caso de alarme de compensação
| Sintoma | Causa comum |
|---|---|
| Alarme ao iniciar a compensação | G41/G42 iniciado em um bloco de arco, ou movimento de ativação menor que o corretor |
| Sobrecorte em cantos internos | Blocos consecutivos sem movimento durante a compensação, ou raio do arco interno menor que o raio da ferramenta |
| Tamanho incorreto em apenas um lado | G41/G42 oposto à direção do movimento, ou número D incorreto |
| Canto danificado após o cancelamento | G40 exatamente no ponto final do contorno, sem movimento de extensão |