Múltiples herramientas en Mach3: Tablas de herramientas

[Valen]

Tabla de herramientas, y Mach3

(En elaboración)
Hemos simplificado algo el procedimiento propuesto en el manual de Mach3.


Vamos a intentar explicar cómo se configura en Mach3 el uso de herramientas de corte muy diferentes (con mangos de sección distinta, etc). Con ello nos introduciremos en el concepto de "Tabla de herramientas", sus offset, la compensación del desgaste de la cuchilla...

Vamos a tomar como ejemplo, el caso que documentamos en este hilo:

http://foro.metalaficion.com/index.php/topic,1831.msg20437.html#new

Vemos que en él se ha empleado una herramienta de corte acodada y una herramienta de tronzado-entallado, ésta del fabricante Glanze, y que tiene una forma muy peculiar.

Debido a ello, es imposible que el "punto controlado" de ambas cuchillas tengan a priori las mismas coordenadas X-Y. (suele considerarse como "punto controlado", a la punta izquierda de la herramienta, aunque es configurable). Para que esto no afecte al mecanizado, hay que calibrar estas diferencias, e indicárselas a Mach3, para que las gestione de forma transparente para nosotros.



Realizar esta configuración es muy importante, y hay que hacerla al principio. El software de CAM permite configurar las medidas de cada herramienta, pero da por hecho que sus "puntos controlados" coinciden en su posición espacial (X-Y y por supuesto, Z).


Crear una tabla con dos herramientas diferentes.

En primer lugar tenemos que referenciar correctamente la herramienta principal (puede ser cualquiera), y a partir de ahí, referenciamos las demás.


Referenciado Herramienta 1

Vamos a referenciar, con respecto al sistema de coordenadas de la máquina, la herramienta acodada izquierda.

Para ello nos vamos a valer de una barra de "acero plata", de 20mm de diámetro, que que se suministra calibrada con gran precisión, y que por tanto nos sirve como referencia. La base de la barra habrá de estar bien refrentada, para que también pueda ser empleada en este proceso.

Selecciono la herramienta 1, tecleando en la línea MDI el comando T0101, o escribiendo directamente el valor 1 en el visualizador correspondiente.
Desde la pantalla inicial, pulsamos el icono "tabla de Herramientas".

Colocamos la barra en el torno, y llevamos la herramienta 1 hasta que toque con el cilindro de la barra. En ese momento sabemos que su distancia al eje es de 10mm (el radio de la barra de acero plata).



Tecleamos el valor "10"en el campo X correspondiente a "Puesta a cero de las coordenadas de la pieza" (no en el de "Eje de Coordenadas"...!!!!)



Ahora ya ponemos a cero el de "Eje de Coordenadas". Esto sólo se hace en la herramienta de referencia, y es para "marcar" el cero de las coordenadas. A partir de este momento serán la referencia del resto de ajuste de herramientas, y "por debajo", Mach 3 hará las cuentas necesarias para calcular las cotas relativas entre herramientas, tomando éste origen como referencia.

Pulsamos el botón "Toca X"



Esto hace que el offset X de la herramienta 1 quede almacenado en la Tabla de Herramientas, y ya no tendremos que tenerlo en cuenta en el funcionamiento de la máquina.




Ajuste Z
Ahora desplazamos la cuchilla hasta que toque el base refrentada del cilindro.
Marcaremos este punto como "cero", poniendo a cero el eje de coordenadas Z. Esto es necesario para poder referenciar la posición Z de las demás herramientas, respecto de un cero conocido.







Referenciado Herramienta 2

En nuestro ejemplo, es la herramienta de tronzado del fabricante Glanze, que empleamos para realizar entallados.



Selecciono la herramienta 2, tecleando en la línea MDI el comando T0202, o escribiendo directamente el valor 2 en el visualizador correspondiente.

Desde la pantalla inicial, pulsamos el icono "tabla de Herramientas".

Mediante el modo manual de Mach3, posicionamos la herramienta 2 hasta su punta toque la superficie cilíndrica de la barra. En ese momento sabemos que su distancia al eje es de 10mm (el radio de la barra de acero plata).



Tecleamos el valor "10"en el campo X correspondiente a "Puesta a cero de las coordenadas de la pieza" (no en el de "Eje de Coordenadas"...!!!!)

Pulsamos el botón "Toca X"

Esto hace que el offset X de la herramienta 2 quede almacenado en la Tabla de Herramientas, y  ya no tendremos que tenerlo en cuenta en el funcionamiento de la máquina.
Hay que fijarse que no se almacenará un valor "10" como en la herramienta1, ya que Mach3 "sabe" que la máquina está desplazada esos 10mm, más (o menos...) la diferencia de longitud de la herramienta 2 con respecto de la herramienta 1 que se usó como referencia. Internamente hace el cálculo y almacena el resultado.

En el ejemplo que nos ocupa, el mango de esta herramienta es aprox. unos 5mm más largo que el de la herramienta de referencia, por lo que la Mach3 sabe que posicionar a 10 mm del eje a la herram. 1 equivale a desplazar el carro 15mm en la herramienta 2. Ese es el valor que se almacena: 15.0566 (el valor exacto)




Ajuste Z
Ahora desplazamos la herramienta, en modo manual de Mach3 (No usar las manivelas de la máquina...! ya que se perderían los valores relativos entre herramientas), hasta que la herramienta toque la base refrentada del cilindro de acero plata que es nuestra referencia.

Tecleamos el valor "0"en el campo Z correspondiente a "Puesta a cero de las coordenadas de la pieza" (no en el de "Eje de Coordenadas"...!!!!)

Pulsamos el botón "Toca Z"
Ahora Mach3 sabe que la segunda herramienta ya está tocando lo que era el cero de referencia de la herramienta 1. Como esta no tiene sus mismas dimensiones, en realidad habrá hecho falta desplazar el carro más (o menos) para llegar al mismo punto.
Al pulsar "Toca Z", Mach3 verifica esta diferencia de distancia y lo almacena como offset en el eje Z, para esta herramienta 2.
En el ejemplo que nos ocupa, el datos es -3.0301. Es decir, que es necesario desplazar el carro principal 3.0301 mm más a la izquierda (en Mach3 desplazarse a la izquierda es incrementar valores negativos), para lograr que la herramienta 2 también toque la base del cilindro de referencia. (la razón, claro está, es que es mucho más estrecha....)





La tabla con las dos herramientas, por tanto, ha de quedar parecida a ésta:





Comprobación Tabla Herramientas, y Herramienta 0101

Una vez configurada la tabla de herramientas con las dos herramientas disponibles (acodada y tronzado-entallado), verificamos que la herramienta 1 (acodada) se posiciona en el 0,0 al ejecutarse el comando G00 X0 Z0, de manera transparente.

MVI 3712 AVI


Comprobación Tabla Herramientas, y Herramienta 0404

Una vez configurada la tabla de herramientas con las dos herramientas disponibles (acodada y tronzado-entallado), verificamos que la herramienta 4 (tronzado-entallado) se posiciona en el 0,0 al ejecutarse el comando G00 X0 Z0, de manera transparente.

MVI 3709 AVI

[Manrique]

Madre mia...podriamos hacer un libro con los post de Valen...

[Valen]

Gracias, Manrrique...... uffffffffffffffffffff............... menuuuuuuda paliza es elaborar estos "hilos".... Pero bueno, ¿qué te voy a decir a tí, que tienes publicados unos hilos preciosos?

La de horas que se van preparando el torno, haciendo fotos, vídeos, corrigiendo textos.....!

Espero que sean útiles al mayor número posible de personas. Eran las dos cosas que faltaban por tratar en relación al sw de CNC, a mi entender:

• Un ejemplo completo y sencillo de uso de CNC.
• La configuración de tablas de herramientas.

Ahora las cosas que faltan ya son más sencillas de elaborar, y de escribir......
 

[1313]

muy bueno

[carpin]

Muy valiosas explicaciones Valen, 
seguro que animan a mas de uno a iniciarse en el mundo del CNC

[Valen]

Tabla de herramientas y detectores de posición inicial.

El siguiente paso es aprender a utilizar detectores de posición inicial  (home switches), cuando la torreta tiene múltiples herramientas, diferentes entre sí.

Para realizar la detección y control del punto X=0, Z=0, se suele emplear detectores inductivos, ya que son baratos, fiables y suficientemente exactos. No se emplean finales de carrera mecánicos porque no aseguran con la suficiente precisión el momento en el que se producirá el momento de su activación.

Por regla general solo es útil utilizar detectores de posición en el eje X, ya que nos sirve para referenciar la posición de la herramienta respecto al eje de la máquina, el cual está siempre en el mismo sitio (obviamente…) independientemente de la barra de material y de la pieza que vayamos a fabricar.

Sin embargo, en el eje Z esto no ocurre, ya que, dependiendo de la longitud de la barra de material a mecanizar, y de la longitud de la pieza que vayamos a fabricar, nos convendrá más un origen del eje Z u otro.



Pasos a seguir:
No es posible ajustar todo a la vez. Necesitamos hacerlo por pasos: Primero ajustaremos el posicionamiento del carro mediante el detector inductivo, después ajustaremos la posición de las herramientas.


Posicionamiento del carro transversal mediante el detector inductivo.
Posicionamos el carro transversal sin tener en cuenta las herramientas, de forma que Mach3 encuentre su posición inicial. Ver este vídeo.

CNC Detector Inductivo Mach3.mp4

Detalle del carro transversal correctamente posicionado para X=0.




Ajuste para X=0.

Situamos la barra de referencia en el plato de garras. Ésta tiene que ser una barra de diámetro conocido. Una barra de acero plata es válida para muchas necesidades, ya que se venden calibradas con gran precisión.

Ajustamos manualmente la posición de la primera herramienta (herramienta de referencia). Realizaremos este ajuste sin mover el carro transversal. Para ello con la herramienta libre de los tornillos de apriete, haremos que la punta del inserto toque la barra de referencia.
En ese momento sabemos que su distancia al eje es de 2mm (el radio de la barra de acero plata que hemos empleado como referencia en las fotos de ejemplo). Esa distancia la podemos leer en el visualizador que muestra la posición el eje X.

Tecleamos el valor 2 en el campo X correspondiente a "Puesta a cero de las coordenadas de la pieza" y ponemos a cero el de "Eje de Coordenadas".

Pulsamos el botón "Toca X"

Esto hace que el offset X de la herramienta 1 quede almacenado en la Tabla de Herramientas, y ya no tendremos que tenerlo en cuenta en el funcionamiento de la máquina.



Una consideración a esto:
Si en modo manual pulsamos el botón de “Home X”, el carro transversal se moverá hasta X==2mm, ya que esa es la posición que hemos empleado en el calibrado del eje X. los dos milímetros que no recorre es el offset que hemos almacenado para la herramienta.
Si queremos que la cuchilla se posicione con su punto controlado en X=0, tendremos que teclear en la línea de comandos MDI el comando G00 X00.

Esto es así porque los controles "Set Home", "Home X", "Home All", etc. están destinados a gestionar los detectores de posición de los carros, y por tanto emplean las coordenadas "reales" de la máquina, es decir, las "Coordenadas de Máquina".


Ajuste Z
Ahora desplazamos la cuchilla hasta que toque el base refrentada del cilindro.
Marcaremos este punto como "cero", poniendo a cero el eje de coordenadas Z. Esto es necesario para poder referenciar la posición Z de las demás herramientas, respecto de un cero conocido.

Ajustamos el resto de herramientas.
Seguimos el mismo procedimiento descrito anteriormente, hasta ajustar todas las herramientas.

[brutto]

La mayoria de la maquinaria CNC industrial, tanto como maquinaria de precisión dotada de servos utilizan finales de carrera mecánicos para referenciar sus "homes" nada de inductivos para esa tarea.

Por cierto, excelente manual.

[Valen]

La mayoria de la maquinaria CNC industrial, tanto como maquinaria de precisión dotada de servos utilizan finales de carrera mecánicos para referenciar sus "homes" nada de inductivos para esa tarea.

Ufff....... no sé brutto, supongo que habrá de todo..... Cuando yo trabajaba en el mundo de la automatización, en cadenas como Fasa-Renault, etc. todo se hacía con detectores inductivos, porque son inmunes a la suciedad, y no se deterioran con los golpes que se llevan los finales de carrera.

Recuerdo, por ejemplo, los intentos de substituir un inductivo por uno mecánico en la entrada a un gigantesco túnel-horno de secado de pintura de cataforesis. La cadencia de producción era tan alta que los finales de carrera durarban días: Los "transfer" de carrocerías los reventaban al posicionarse.
(El problema con el detector inductivo era que el calor deformaba el campo de actuación del sensor, y resultaba imposible ajustarlo, ya que además la temperatura variaba según entraban carrocerías al túnel, etc.)

En fin, no sé.... también lo he puesto en línea con lo que dice el manual de Mach3, de forma que estas explicaciones-ampliaciones del manual oficial queden lo más alineadas posible con él....

Yo quizás emplearía finales de carrera mecánicos, para los límites máximos de la carrera en los ejes X y Z, pero inductivos en los que definen puntos X=0, Z=0, ya que se desea mucha precisión, y además van a ser continuamente accionados.
Y finalmente, la eterna discusión sobre si merece la pena tener que gestionar un cable más por cada detector inductivo, respecto a los finales de carrera.... 
Esa discusión daría para todo un hilo...! 

[brutto]

normalmente el bloque de finales es una pieza completa, donde van insertados 3 o 4 finales de carrera para detectar tope maximo, referencia y velocidad lenta, con lo que el final de carrera se desplaza con el eje y lo que se queda fijo es la roldana sobre la que van a apoyar los finales de carrera para detectar. Eso si el precio de estos mecanismos es bastante considerable. A parte que fijan la referencia cuando sueltan el detector, primero lo pulsan y retroceden lentamente para fijar la referencia cuando pierde la señal.

Para los transfer si se suelen utilizar inductivos, al menos los que yo he tocado, incluso en la mayoria si necesita mucha precision de posicionamiento llevan un laser para ello. A la entrada de hornos se pueden poner detectores de fibra optica que aguantan bastante temperatura y son bastante precisos tambien.

De todas formas los home solo se suelen aplicar una vez al arrancar la maquina, el resto "de la jornada" ya no se usan porque ya esta calibrada, a no ser que se tenga que calibrar otra vez, porque lo normal es que cuando se acabe una pieza se vaya el eje a una posicion segura sin pisar ningun limite.

Perdona por ocupar este tema aqui.

[Valen]

A parte que fijan la referencia cuando sueltan el detector, primero lo pulsan y retroceden lentamente para fijar la referencia cuando pierde la señal.

No oye, no pasa nada por la parrafada: Se ve que estás informado. De todas formas, fíjate en el tamaño de estas maquinitas.... A veces se aplican criterios industriales a máquinas pequeñas.
Cuando yo hice estos trabajos no existía nada relacionado con la fibra en el mundo de los detectores... uno se va haciendo mayor, sin darse cuenta, y eso que paso poco de los 40 años.

Respecto al "home switch", créeme que se usa mucho a lo largo de la sesión de mecanizado: Porque Mach3 se ha colgado, porque desmontas una herramienta para poner otra en la torreta, porque dependiendo de la sección de la pieza que estés mecanizando reajustes el voladizo....

Respecto a la forma de posicionarse, Mach3 también lo hace así. Algo que me sorprendió, la verdad.....

Y ya volvamos al tema del hilo........

[Valen]

Primeras pruebas para fabricar un soporte movible de un detector inductivo para Límite Eje Z, o para Posición Origen Z. Se trata de que lo puedas cambiar de sitio, pero que a la vez se garantice una fuerza de sujección suficiente para que no se mueva accidentalmente.

Ya veremos, he empleado un trozo de resina, lo he mecanizado un poco, y he pegado con epoxi un imán de Neodimio, potentísimo. Como tengo varios (los venden de 10 en 10...), pues siempre puedo aumentar la fuerza de adhesión. O poner dos imanes separados un poco, para crear dos superficies de adhesión diferentes, que dificulte que el soporte se gire sobre sí mismo.

Ahora lo que más me interesa es ver si el campo del imán no impide al detector funcionar correctamente. La esperanza está en que al adherirse a la bancada, todo el flujo magnético circule por él, ya que su Reluctancia Magnética es infinitamente menor a la del aire.....

En fin, pruebas..... Ya veremos en qué acaban.....!







Para algo así:

[Vider]

Hola, quiero instalar unos homeswith a la bridgeport, y estoy pensando en estos inductivos, que tal van de precision para el posicionamiento, como van de precio, como convierto la señal a TTL 5v? jejeje casí na,

Gracias de antemano,

[Valen]

Hola, quiero instalar unos homeswith a la bridgeport, y estoy pensando en estos inductivos, que tal van de precision para el posicionamiento, como van de precio, como convierto la señal a TTL 5v? jejeje casí na,

Hola Vider,
si miras qué método de detección de posición usan en Optimum y Quamtum, verás que son detectores inductivos como éstos. Son muy precisos.

El esquema de conexión depende un poco de la placa breakout, pero lo habitual es que estos detectores alimenten a unas entradas comandadas por optoacopladores. Los diodos de los optoaclopadores admiten una corriente de 5mili Amperios. Esto es lo que habremos de conseguir: Una corriente por el diodo de 5 mA.  Esto es así porque el diodo mantendrá la tensión constante en sus bornes, en un buen margen de corriente, hasta quemarse, claro.

Normalmente los detectores inductivos se alimentan con 12V, 24V, etc directamente de la fuente de alimentación que alimenta las etapas de potencia que comandan los motores paso a paso.

En mi caso, empleo una fuente de 24V, y tengo que poner una R limitadora en la entrada de la placa breakout, de 4,7 Kilo Ohmios. (En serie con el cable negro.) En cualquier caso, yo hice las pruebas iniciales colocando un polímetro Fluke en serie, como amperímetro. De esta forma, me aseguré de que no quemaría el diodo de la entrada. Los resultados para esta R limitadora fueron 5mA exactos.
El fabricante de mi placa breakout dice, como ejemplo, que para 12V se emplee una R de 1,8Kilo Ohmios en serie con la entrada.

Como se ve en el dibujo inferior, hay tres cables. Dos son los de alimentación a 24V al detector inductivo (marrón y azul). El tercero (color negro) es el positivo que entra en la entrada de la placa breakout.

Yo compré estos:

Inductive Switch NON Shielded 8NC2A-S

http://www.damencnc.com/damencnc.php?dir=cpt&&langId=EN&idComp=167

(En el dibujo he respetado el color de los cables reales....)

[Vider]

Gracias Valen,

[dedalo1111]

Muy buenas, perdonar que me meta... quería comentaros una cosa que como indica Valen "depende de la controladora" ... y del tipo de sensor inductivo.

Hay dos tipos de salidas en los sensores los PNP que entregan (+) de su alimentación y que son los que estáis comentando para alimentar un optoacoplador.

Y los NPN que actúan como un interruptor que cierra contra negativo y que sería para controladoras no "opto" que esperan "interruptores" en las entradas y da igual a que voltaje se alimenten, mientras mantengamos común el negativo.

Lo comento, porque es muy habitual encontrarse este problema con los sensores ya comprados  .

como convierto la señal a TTL 5v?

Una señal TTL es una señal de 5V con los niveles H/L en 3.3 y 1.5V (creo recordar)

Y por último, la resistencia se calcula con:

(Vsalida-Vdiodo) / intensidad.

El voltaje del diodo varía según el color/tipo (1.2...3V)... en el caso de 24V-2V/0.005= 4400ohm 

Espero haber ayudado.

Salu2