CNC-invoerstap vs. resolutie: een praktische gids

Wat is de kleinste waarde die een CNC-machine in een werkplaats kan gebruiken?

De meeste draai- en freescentra tonen coördinaat- en offsetgegevens met drie decimalen in het metrische systeem (millimeter) en met vier decimalen in het imperiale systeem (inch). In het verleden was de kleinste invoerstap (de kleinste waarde die ingevoerd kan worden) gelijk aan de resolutie van de CNC (de kleinste waarde die de CNC kan gebruiken).

Overigens heb ik vaak aangeraden in het metrische systeem te werken om deze reden. De metrische modus biedt een betere resolutie dan het imperiale meetsysteem. Een meting van 0,001 mm is minder dan de helft van 0,0001 inch. Feitelijk is 0,001 mm gelijk aan 0,000039 inch, dus 39 miljoensten van een inch. Deze betere resolutie maakt eenvoudiger afstellen mogelijk en verlengt de intervallen tussen benodigde afstelacties voor het handhaven van strakke toleranties.

Bij de meeste huidige CNC-modellen bepaalt het aantal getoonde decimalen niet noodzakelijk de kleinste invoerstap, noch is het gelijk aan de resolutie van de CNC. In de meeste gevallen – vooral bij frees- en draaiapplicaties – is de resolutie van de CNC veel beter dan de kleinste invoerstap die de CNC kan weergeven. Dit betekent dat, ook al kan de CNC gegevens alleen tot drie of vier decimalen weergeven (wat veelvoorkomend is bij frees- en draaiwerk), het niet impliceert dat de CNC geen data in kleinere incrementen kan accepteren en gebruiken.

Overweeg het incrementele schaal systeem

Eerst moet ik wijzen op andere beschikbare incrementssystemen. Bij FANUC CNC's loopt het bereik van grof tot uiterst precies. Hieronder volgen de diverse incrementssystemen met de bijbehorende kleinste invoerstappen voor metrisch en imperiaal. Dit zijn de kleinste incrementen die de CNC zal tonen. Let op dat optionele machinefuncties aanwezig moeten zijn voor de preciezere incrementssystemen.

• Incrementsysteem A: 0,01 mm, 0,001 inch
• Incrementsysteem B: 0,001 mm, 0,0001 inch (meest gebruikt bij frees- en draaimachines)
• Incrementsysteem C: 0,0001 mm, 0,00001 inch (gebruikt bij slijp- en boormachines)
• Incrementsysteem D: 0,00001 mm, 0,000001 inch
• Incrementsysteem E: 0,000001 mm, 0,0000001 inch

Testen van resolutie en afwijkingen bij kleinste invoerstap

Zelfs met een frees- of draaicentrum dat in metrische modus drie decimalen en in imperiale modus vier decimalen toont, is het waarschijnlijk dat de CNC waarden accepteert en gebruikt die kleiner zijn dan 0,001 mm of 0,0001 inch. De volgende test – die ik in imperiale modus benaderde, maar die ook geldt voor metrische modus – kan deze bewering bevestigen:

Laat de CNC de offsetpagina tonen en plaats de cursor op een ongebruikt offsetregister. Stel de waarde in op nul. Bij FANUC CNC's betekent dit: typ 0 (nul) en druk op de INPUT-toets. Het offsetregister zou nu 0,0000 moeten tonen.

Voer nu een incrementele aanpassing in van 0,00005 (50 miljoensten, de helft van 0,0001 inch). Bij FANUC CNC's doe je dit door 0,00005 in te typen en op de +INPUT-toets te drukken.

Er zou niets moeten veranderen in het offsetregister (nog). Het zou nog steeds 0,0000 tonen. Maar dit betekent niet dat er niets is gebeurd. De CNC gebruikt een standaard afrondingsproces om de waarde te tonen, en een waarde van 0,00005 wordt afgerond tot 0,0000. Alleen omdat de ingevoerde waarde (0,00005) niet correct getoond kan worden, betekent dit niet dat de CNC hem niet gaat gebruiken.

Voer de test voort door nog een incrementele aanpassing van 0,00001 (10 miljoensten van een inch) in te voeren. Bij FANUC CNC's: typ 0,00001 en druk op +INPUT. Nu zou het register moeten veranderen naar 0,0001. Hoewel de CNC de getoonde waarde heeft afgerond, zal hij de huidige totaalwaarde van wat je hebt ingevoerd (0,00006 inch, 60 miljoensten) gebruiken.

We hebben offsetregisters gebruikt om ons punt over resolutie te maken, maar houd er rekening mee dat hetzelfde geldt voor geprogrammeerde coördinaten. Opnieuw: het feit dat de CNC geprogrammeerde coördinaten onder 0,0001 inch (of 0,001 mm) niet kan tonen, betekent niet dat hij ze niet kan accepteren en gebruiken.

Zoals gesteld, komt dit alles doordat de resolutie van de CNC beter is dan de kleinste invoerstap die hij kan tonen (in het gekozen incrementsysteem). Dit kan belangrijke implicaties hebben voor CNC-gebruik bij strakke toleranties.

Hoe om te gaan met strakke toleranties

Overweeg een diameterdimensie en tolerantie van 1,5012/1,5005 inch. De gemiddelde waarde van deze dimensie/tolerantie is 1,50085 inch. Als je je houdt aan het vier-decimaalformaat, zou je de geprogrammeerde coördinaat moeten afronden naar 1,5008 inch, wat niet echt in het midden van de tolerantieband ligt.

Als je in plaats daarvan de echte gemiddelde waarde in het programma opgeeft (1,50085), dan zal de CNC, ook al kan hij het niet tonen, die geprogrammeerde waarde gebruiken bij het uitvoeren van de beweegcommando. Dus afstelacties met waarden tot vijf decimalen stellen nauwkeuriger afstellen toe en verlengen de perioden tussen noodzakelijke afstelacties.