Home AI-automatisering Inzichten

CNC-werkstuknulpunt instellen zonder taster: X, Y en Z met de hand

Set voelermaten met bekende nominale dikte voor het handmatig instellen van de Z-as

Voelermaten met bekende nominale dikte. Foto: Glenn McKechnie, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0 (bijgesneden en verkleind).

Een taster maakt het instellen eenvoudiger, maar het werkstuknulpunt kan ook zonder worden bepaald. U hebt een bekende referentie nodig, een geschikt hulpmiddel en een duidelijk beeld van welke coördinaat u op dat moment instelt.

Het grootste probleem is meestal niet het aantasten zelf. Het is de vergeten afstand tussen de gereedschapsas en de kant of het verwarren van werkstuknulpunt en gereedschapslengte.

Korte samenvatting

  • Drie verschillende waarden: machinenulpunt, werkstuknulpunt (G54, G55…) en gereedschapslengtecorrectie. Ze zijn niet uitwisselbaar.
  • X en Y: mechanische kantentaster met bekende diameter. Bij het vinden van de kant ligt de spindelas een straal verder.
  • Z: aantasten via papier, voelermaat of eindmaat. De punt ligt de maatdikte boven het oppervlak.
  • Houtbewerkings-CNC: bepaal of Z = 0 boven of onder ligt en controleer aanslagen, zuignappen en offerplaat.
  • Autodesk Fusion: de Origin in de Setup moet overeenkomen met het punt op de machine en de postprocessor moet het correct doorgeven.

In dit artikel

  1. Drie waarden die u moet scheiden
  2. X en Y: de kantentaster
  3. Z: papier, voelermaat of eindmaat
  4. Waar wordt de waarde opgeslagen?
  5. Houtbewerkings-CNC: boven, onder of aanslagen
  6. Instellen in Autodesk Fusion
  7. Controleren vóór de eerste snede
  8. Setup of postprocessor?
  9. Veelgestelde vragen

Drie waarden die u moet scheiden

Het machinenulpunt is de referentie van het machinecoördinatensysteem. Het refereren van de assen legt de relatie vast tussen de machinepositie en deze referentie; op zich bepaalt het niet waar het werkstuk ligt.

Het werkstuknulpunt is de oorsprong van het programma ten opzichte van het werkstuk. Besturingen met ISO-programmering gebruiken vaak een werkcoördinatensysteem zoals G54 of G55. De verschuiving maakt het mogelijk werkstukcoördinaten te gebruiken, los van de positie van het werkstuk op de tafel.

De gereedschapslengtecorrectie beschrijft de lengte van het gereedschap ten opzichte van de gebruikte referentie. Twee gereedschappen met hetzelfde programmanulpunt kunnen verschillende lengtecorrecties hebben. Werkstuknulpunt en gereedschapstabel mag u dus niet verwarren. Meer daarover (Engels): Tool compensation in Autodesk Fusion.

Kies eerst het nulpunt. Leg een concrete hoek of het midden van het werkstuk vast, de asrichtingen en het referentievlak voor Z. Hetzelfde punt moet overeenkomen met de programma-setup in de CAM.

Het artikel legt het principe uit voor 3-assig frezen. Het invoeren van waarden, het activeren van correcties en de instelmodus volgen het handboek van uw machine.

X en Y: vind de kant en houd rekening met de straal

Voor het handmatig bepalen van X en Y is een mechanische kantentaster geschikt. De tastkop heeft een bekende diameter en geeft bij contact de positie van de kant aan. Op het moment dat de kant gevonden is, ligt de spindelas echter niet op de kant: die ligt er een straal van de tastkop vandaan.

Mechanische kanten- en centertaster met cilindrisch en conisch uiteinde
Mechanische kanten- en centertaster. Foto: Glenn McKechnie, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0.

Praktische werkwijze

  1. Reinig de referentiekant en span het werkstuk op. Kies een vlak dat overeenkomt met het programmanulpunt en niet afgerond, uitgerafeld of bebraamd is.
  2. Span de kantentaster in en stel het toerental in volgens de fabrikant. Een roterende mechanische kantentaster is niet bedoeld voor normale bewerkingstoerentallen; fabrikanten noemen doorgaans ongeveer 400–600 omw/min. Kan de spindel dat niet (typisch voor hogetoerenelektrospindels op houtbewerkingsmachines), gebruik dan een ander hulpmiddel.
  3. Benader de kant in de instelmodus in kleine stappen. Leg het moment van vinden vast volgens de handleiding. Herhaal de meting om de herhaalbaarheid te controleren.
  4. Sla de nulpuntverschuiving op en houd rekening met de straal. Herhaal dit voor de tweede as. Beweeg eerst weg van het werkstuk voordat u naar een andere zijde gaat.
Illustratie van het vinden van een werkstukkant met een mechanische kantentaster
Principe van kantzoeken met een mechanische kantentaster. Technische illustratie: Robert Hewitt, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0 (verkleind).
Voorbeeld, aantasten van buitenaf: de tastkop is Ø 10 mm, dus de straal is 5 mm. Bij het aantasten van de linkerkant, als +X het werkstuk in wijst, ligt de as van de taster op X = -5 mm. Bij het aantasten van de tegenoverliggende kant van een 300 mm breed werkstuk op X = 305 mm. Dit zijn geometrische coördinaten, geen universele waarden voor de nulpunttabel.

Zonder kantentaster kunt u een kant bij benadering vinden met stilstaand gereedschap en een maat, rekening houdend met de straal van het werkelijke contactdeel en de maatdikte. Snijkanten, slingering en een oneffen kant verslechteren de herhaalbaarheid; gebruik voor nauwkeurig werk een geschikt meetmiddel.

Z: papier, voelermaat of eindmaat

De hoogte kunt u bepalen door de gereedschapspunt met de hand naar het referentievlak te brengen boven een materiaal met bekende dikte. De papiermethode staat ook in het Haas-handboek voor het handmatig instellen van gereedschap. Ze is laagdrempelig, maar het resultaat hangt af van de papierdikte en het gevoel.

Aantasten op de bovenkant

Reinig het vlak en de maat. Breng het gereedschap met stilstaande spindel boven het meetpunt en verklein de handwielstap. Houd de maat onder het gereedschap en laat Z voorzichtig zakken tot u bij het verschuiven een lichte, herhaalbare weerstand voelt. Druk het gereedschap niet in het materiaal en houd de maat nooit bij een draaiende snijkant.

Bij aantasten via een maat ligt de punt niet op het oppervlak, maar de maatdikte erboven. Verwerk dit verschil met de functie voor het instellen van het nulpunt of het gereedschap, afhankelijk van de werkwijze van de besturing. Beweeg het gereedschap na het opslaan weg en controleer het resultaat.

Voorbeeld: als het werkstukoppervlak Z = 0 is en de maat 0,10 mm dik, komt de punt bij contact overeen met Z = +0,10 mm. Met een eindmaat van 10 mm met Z = +10 mm. Geldt voor een oriëntatie waarbij +Z van het bewerkte vlak af wijst.

Waar wordt de waarde opgeslagen?

Zijn de gereedschapslengtes al correct gemeten en de correcties actief, dan bepaalt u met deze werkwijze de positie van het referentievlak in het werkcoördinatensysteem. Meet u nu pas de gereedschapslengte, dan wijzigt u de betreffende waarde in de gereedschapstabel. LinuxCNC maakt het bijvoorbeeld mogelijk om bij het aantasten de maat direct in de gereedschapstabel in te voeren.

Na het wisselen van een handmatig ingespannen gereedschap moet de nieuwe lengte worden verwerkt. Meet het gereedschap in de tabel in of gebruik uw goedgekeurde werkwijze om Z opnieuw in te stellen.

Dezelfde correctie toepassen op zowel de gereedschapslengte als de nulpuntverschuiving kan een onjuiste snedediepte opleveren. Pas de waarde aan die de instelprocedure van uw machine voorschrijft.

Houtbewerkings-CNC: nulpunt boven, onder of vanaf aanslagen?

Bij plaat- en massiefhouten delen is het nuttig om te bepalen of Z = 0 de boven- of de onderkant van het werkstuk is. De keuze moet passen bij het programma, de werkelijke dikte en de opspanmethode. Ook moet u de onderkant van het werkstuk onderscheiden van de machinetafel: daartussen kunnen zuignappen, consoles of een mal zitten.

Z-referentiePlaat van 18 mm, +Z omhoog
Bovenkant werkstukBovenkant: Z = 0
Onderkant: Z = -18 mm
Een kamer van 5 mm diep heeft de bodem op Z = -5 mm
Onderkant werkstukOnderkant: Z = 0
Bovenkant: Z = +18 mm
Een kamer van 5 mm diep heeft de bodem op Z = +13 mm

Deze getallen beschrijven de geometrie van dezelfde kamer met twee verschillende nulpunten. Ze betekenen niet dat u ze rechtstreeks in elk houtbewerkingsformaat kunt overnemen: een specifieke besturing kan diepte anders uitdrukken. Meer over de houtbewerking (Engels): Autodesk Fusion in the woodworking industry.

Herhaald inleggen tegen aanslagen

Biedt de machine of mal gecontroleerde aanslagposities, dan kunnen X en Y daaruit worden afgeleid zonder bij elke inleg opnieuw kanten te zoeken. Het actieve werkgebied, de gebruikte aanslag en de oriëntatie van het werkstuk moeten wel kloppen. Spaanders tussen werkstuk en aanslag of onjuist aanliggen verschuiven het werkstuk, ook al blijven de opgeslagen waarden gelijk.

Neem bij een consoletafel de hoogte van consoles en zuignappen mee in de controle. Controleer bij een nestingtafel het oppervlak van de offerplaat. Controleer na een malwissel of het vlakfrezen van de offerplaat de hoogtereferentie opnieuw. Alleen de materiaaldikte invoeren vervangt niet de controle van de werkelijke positie van het werkstuk.

Instellen in Autodesk Fusion

Stel in Manufacture > Setup de oriëntatie van de werkassen en de Origin in. Stock box point kiest een punt op de omhullende van het ruwe materiaal, Model box point op die van het model. Met Selected point kunt u een specifiek referentiepunt kiezen. Z moet van het bewerkte vlak af wijzen.

Tast u handmatig aan op een hoek van het ruwe materiaal, kies dan in Fusion de overeenkomstige hoek van het ruwe materiaal. Heeft het model overmaat, dan kan de hoek ervan ergens anders liggen. Stelt u het nulpunt in op de ruwe plaat terwijl de CAM vanaf het afgewerkte deel rekent, dan komt het verschil terug in de bewerking.

De postprocessor moet de bedoelde referentie behouden. Het gegenereerde programma moet het juiste werkcoördinatensysteem of de nulpuntdefinitie van de machine gebruiken. Een correcte setup in Fusion is de ene helft; de juiste interpretatie op de CNC de andere. De rol van de postprocessor wordt uitgelegd (Engels) in What is a postprocessor in CAM software.

Postprocessor-output laten controleren →

Controleren vóór de eerste snede

Controleer vóór het bewerken de positie van het programma ten opzichte van het werkelijke werkstuk en de opspanning. Gebruik de controlemodus van de machine, enkelblok en een geschikte snelheidsbegrenzing. Vertrouw niet alleen op het verlagen van de voeding: ijlgang kan een aparte override hebben.

Vijf controlepunten

  1. Het actieve nulpunt op de machine komt overeen met het programma en de CAM-setup.
  2. De richtingen X, Y en Z kloppen met de oriëntatie van het werkstuk.
  3. De straal van de kantentaster en de maatdikte zijn verwerkt.
  4. Het juiste gereedschap zit in de spindel en de besturing gebruikt de juiste lengte.
  5. Veiligheidshoogtes houden rekening met het hoogste obstakel, inclusief opspanmiddelen.

Breng het gereedschap bij het verplaatsen tussen gemeten kanten eerst naar een veilige hoogte.

Controleer het nulpunt niet met een blinde beweging naar X0 Y0 Z0. Juist die positie kan op het materiaaloppervlak of op een botsingspunt liggen. Een proefloop boven het materiaal controleert vooral de baanpositie in X en Y; de juiste snedediepte moet apart worden bevestigd.

Probleem in de setup of in de postprocessor?

Vertoont het hele programma dezelfde verschuiving, controleer dan eerst het werkstuknulpunt, de actieve correcties en de opspanning. Ontstaat het probleem na een gereedschapswissel, controleer dan de lengte en het gebruik ervan in het programma. De fout kan ook in de postprocessor-output zitten, maar zonder controle van deze gegevens is de oorzaak niet betrouwbaar vast te stellen.

Veelgestelde vragen over het werkstuknulpunt

Hoe stel ik het werkstuknulpunt in op een CNC zonder taster?

X en Y bepaalt u met een mechanische kantentaster met bekende diameter, waarbij u bij het opslaan rekening houdt met de straal. Z bepaalt u door het gereedschap boven papier, een voelermaat of een eindmaat naar het referentievlak te brengen en rekening te houden met de dikte daarvan. Het gekozen punt moet overeenkomen met het nulpunt in de CAM.

Wat is het verschil tussen machinenulpunt en werkstuknulpunt?

Het machinenulpunt is de referentie van het machinecoördinatensysteem, die de besturing na het refereren van de assen kent. Het werkstuknulpunt is de oorsprong van het programma ten opzichte van het werkstuk; bij ISO-besturingen vaak opgeslagen in een werkcoördinatensysteem zoals G54 of G55. Refereren alleen zegt niet waar het werkstuk ligt.

Waarom moet ik rekening houden met de straal van de kantentaster?

Op het moment dat de kant gevonden is, ligt de spindelas niet op de kant maar op een afstand gelijk aan de straal van de tastkop. Met een kantentaster van 10 mm die de linkerkant van buitenaf raakt, ligt de spindelas op X = -5 mm als +X het werkstuk in wijst.

Met welke papier- of maatdikte moet ik rekening houden?

Altijd met de dikte die u werkelijk gebruikt. Bij aantasten via een maat ligt de punt de dikte daarvan boven het oppervlak, bijvoorbeeld Z = +0,10 mm met een voelermaat van 0,10 mm of Z = +10 mm met een eindmaat van 10 mm. Papier heeft een onzekere dikte en hangt af van gevoel, dus het is eerder een indicatieve methode.

Hoort een handmatige Z-instelling in de nulpuntverschuiving of in de gereedschapslengte?

Dat hangt af van de werkwijze. Zijn de gereedschapslengtes al gemeten en de correcties actief, dan bepaalt u de positie van het referentievlak in het werkcoördinatensysteem. Meet u de gereedschapslengte, dan past u de gereedschapstabel aan. Schrijf nooit dezelfde fout in beide.

Moet Z = 0 aan de boven- of onderkant van de plaat liggen?

Beide zijn geldig zolang ze bij het programma passen. Bij nesting en plaatdelen kiest men vaak de onderkant of de offerplaat, bij kamers en vlakfrezen de bovenkant. Het gaat erom dat machine, CAM en postprocessor-output dezelfde referentie gebruiken.

Hoe stel ik het nulpunt in Autodesk Fusion in zodat het met de machine overeenkomt?

Stel in Manufacture > Setup de asoriëntatie en de Origin in. Tast u aan op een hoek van het ruwe materiaal, kies dan Stock box point en de overeenkomstige hoek van het ruwe materiaal, niet van het model. De Z-as moet van het bewerkte vlak af wijzen.

Hoe weet ik of het probleem in de setup of in de postprocessor zit?

Is het hele programma over dezelfde afstand verschoven, controleer dan eerst het werkstuknulpunt, de actieve correcties en de opspanning. Ontstaat de fout na een gereedschapswissel, controleer dan de lengte. Pas daarna heeft het zin om in de postprocessor-output te zoeken.

Marek Skoták
Marek Skoták
Specialist in CAD/CAM- en CNC-integratie

Marek Skoták heeft ruim 18 jaar ervaring met CNC- en CAD/CAM-integratie, de ontwikkeling van Autodesk Fusion-postprocessors en productieautomatisering.

Komt de bewerking op de machine niet overeen met de Fusion-setup?

Stuur ons een voorbeeldproject uit Autodesk Fusion, het gegenereerde NC-programma en een korte beschrijving van hoe u het werkstuknulpunt op de machine instelt. Wij controleren nulpunt, asoriëntatie en postprocessor-output.

Bespreek uw machine-instelling →
← Terug naar alle artikelen