Documento de Referencia
No. MWA-072-SP_01_1404
Método Sencillo para establecer
Setup de la pieza de trabajo y
herramientas. (Work and Tool
Offsets)
Uso de la entrada directa de los controladores FANUC para la configuración
del origen de la pieza y las funciones de medición de la longitud de la
herramienta para establecer fácilmente el sistema de coordenadas de la pieza
de trabajo y los valores de compensación de la longitud de la herramienta.
Configuración sencilla de un centro de maquinado
Robotics and CNC Innovation Center / Fanuc Education Authorized Reseller
1 Introducción
3
1.1 Elección de un método para la medición de la longitud de la herramienta.
3
1.2 Herramientas adicionales requeridas
4
2 Medición de las coordenadas de la pieza de trabajo (WorkOffsets)
5
2.1 Como funciona el método de entrada directa de las coordenadas de cero de pieza?
5
2.2 Medición de las coordenadas de X y Y para cero de pieza (WorkOffset)
2.2.1
Procedimiento para establecer los valores de offset para el X y Y para el sistema de
coordenadas de la pieza.
9
10
2.3 Medición de coordenadas de pieza para eje Z
2.3.1
Procedimiento para establecer las coordenadas en Z para la pieza de trabajo.
11
11
3 Medición del largo de la herramienta (Tool Offsets)
12
3.1 Métodos para medición de herramienta
12
3.2 ¿Como funciona la opción medición de largo de herramienta?
3.2.1
Usando el método de herramienta de referencia
3.2.2
Usando el método de Touch Off
13
13
14
4 Resumen
14
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1 Introducción
Antes de ejecutar un nuevo trabajo en un centro de mecanizado CNC, hay varias tareas de
configuración que el operador debe completar.
Los pasos incluyen:
• Asegurar la pieza de trabajo en una prensa, accesorio u otro dispositivo de sujeción.
• Cargar herramienta.
• Establecer el sistema de coordenadas de la pieza en el controlador.
• Establecer los valores de la geometría de la herramienta en el controlador.
El uso del sistema de coordenadas de la pieza de trabajo y la geometría de la herramienta
simplifica la programación de piezas y permite al programador ignorar la estructura física de la
máquina y las características de las herramientas durante la creación del programa. También
mejoran la flexibilidad de programación, dentro de los límites, porque los programas que usan
estas características se ejecutarán en una amplia gama de configuraciones de máquinas y
herramientas.
Las compensaciones del sistema de coordenadas de la pieza de trabajo resuelven la diferencia
entre el cero del programa y el cero real de la máquina. La geometría de la herramienta resuelve
la diferencia entre la longitud de la herramienta y diámetro asumida al crear el programa y las
longitudes y diámetros reales de la herramienta utilizados al momento de producción.
Establecer los valores para el sistema de coordenadas de la pieza de trabajo y las
compensaciones de geometría de la herramienta en el momento de la configuración es confuso
para algunos operadores de máquinas y es una fuente de errores de entrada de datos.
La entrada directa de FANUC para el ajuste del origen de pieza de trabajo y medición de longitud
de herramienta simplifica y es a prueba de errores al establecer valores de compensación.
Ambas características son estándar en el centro de mecanizado CNC de la serie 0i-MD de
FANUC y están disponibles como opción para las series 30i / 31i / 32i de FANUC. También
están disponibles como características estándar u opcionales en muchos otros CNC de FANUC.
1.1 Elección de un método para la medición de la longitud de la
herramienta.
Hay dos métodos que se utilizan comúnmente para establecer valores de longitud de
herramienta. La elección también afecta la forma en que se establece el valor del eje Z en
coordenadas de la pieza de trabajo.
Herramienta de referencia: este método, como su nombre lo indica, utiliza una herramienta de
referencia para establecer los valores de desplazamiento para la longitud de la herramienta. La
herramienta de referencia tiene un valor de compensación de longitud de herramienta de cero
y todas las otras herramientas tienen una longitud relativa a la herramienta de referencia. Si se
elige el método de la herramienta de referencia, la herramienta de referencia también se usa
para establecer el valor de desplazamiento del sistema de coordenadas de la pieza de trabajo
del eje Z.
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Los talleres de producción o los talleres de trabajo progresivo prefieren el método de
herramienta de referencia que minimiza el tiempo de configuración mediante el uso de
configuraciones de herramientas estandarizadas.
Touch-off: este método mide todas las herramientas utilizadas en el programa actual en
relación con una superficie de referencia en la pieza, generalmente la parte superior de la pieza
o stock. El valor del sistema de coordenadas de la pieza de trabajo del eje Z se establece en
cero.
Este método se usa comúnmente en talleres de trabajo más pequeños donde el tiempo de
configuración es menos importante y la capacidad del cambiador de herramientas de la máquina
no permite configuraciones de herramientas estándar.
A primera vista, puede parecer que el método de contacto elimina la necesidad de establecer
el valor del sistema de coordenadas de la pieza de trabajo del eje Z y por lo tanto, es más
eficiente y preferido. En la práctica, el método de la herramienta de referencia elimina la
necesidad de volver a medir cualquier herramienta medida previamente. Al estandarizar tantas
herramientas como sea posible en el cambiador de herramientas, el método de herramienta de
referencia limita la configuración del trabajo para medir el valor del sistema de coordenadas de
la pieza de trabajo del eje Z y la longitud de cualquier herramienta nueva.
1.2 Herramientas adicionales requeridas
El proceso de medición requiere pocas herramientas de bajo costo:
Medición de las coordenadas de la pieza de trabajo: se puede utilizar un buscador de bordes
(Edge Finder) de bajo costo (~ $ 20) para establecer los valores de desplazamiento del sistema
de coordenadas de la pieza de trabajo de los ejes X y Y. Se puede usar una hoja de papel para
medir el valor del sistema de coordenadas de la pieza de trabajo del eje Z.
Medición de la geometría de la longitud de la herramienta: un medidor electrónico o de
compensación económico (~ $ 100- $ 200) proporciona una medición rápida y eficiente cuando
se utiliza el método de herramienta de referencia. Una hoja delgada de papel es todo lo que se
necesita para el método de contacto.
Los datos del diámetro de la geometría de la herramienta se pueden encontrar en el catálogo
de herramientas o se pueden medir con un calibrador o micrómetro adecuado. Dado que la
medición del diámetro de la herramienta es un procedimiento muy común.
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2 Medición de las coordenadas de la pieza de trabajo (WorkOffsets)
El uso de un sistema de coordenadas de pieza en el programa requiere que se especifique el
sistema de coordenadas de pieza en el momento de la configuración. En este procedimiento,
se supone que los puntos cero del programa son la parte inferior izquierda de la parte en X y Y
y la parte superior de la parte en Z, como comúnmente se hace.
2.1 Como funciona el método de entrada directa de las coordenadas de cero de
pieza?
Edge Finder
X-10.3384
Pieza
Ø0.200
Prensa
Posición del eje X después de detectar el borde izquierdo de una parte con un buscador de bordes
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En la ilustración anterior, hay un buscador de bordes de 0.200 pulgadas de diámetro que se ha
colocado de modo que esté justo en contacto con el borde izquierdo de la pieza de trabajo.
La pantalla de ejemplo abajo muestra los registros de posición del CNC después de que un
buscador de bordes de 0.200 de diámetro hace contacto con el borde izquierdo de una parte.
El CNC muestra X-10.3384 pulgadas tanto en absolutas (programa) como en posición de la
máquina.
Lo que estamos tratando de hacer es establecer el borde izquierdo de la pieza de trabajo como
el cero del programa en el eje X. Si el buscador de bordes no tenía diámetro, tocar la parte de
la izquierda significaría que querríamos establecer la posición actual del eje en cero en el
sistema de coordenadas de la pieza de trabajo.
Sin embargo, el buscador de bordes tiene un diámetro de 0.200 pulgadas y la posición real en el
sistema de coordenadas de la pieza de trabajo deseado es la mitad del diámetro del buscador
de bordes en la dirección negativa. Esa es la posición actual en realidad (0.2000 / 2.0 = 0.1000)
en la dirección negativa o el eje está en la posición X-0.1000. Esto tiene sentido, si la posición
actual fuera X-0.1000, programar un movimiento absoluto a X0.0 movería el eje X 0.1 pulgada
en la dirección positiva, colocando el centro del buscador de bordes directamente sobre el borde
más a la izquierda de la parte.
Por lo tanto, queremos decirle al CNC que establezca la posición absoluta (programa) actual
para el eje X en X-0.1000 (la mitad del diámetro del buscador de bordes en la dirección negativa).
Eso es exactamente lo que hace la función Measure de entrada directa del valor de
compensación del origen de la pieza de trabajo.
El operador debe colocar un eje en una ubicación conocida en el sistema de coordenadas de la
pieza de trabajo utilizando el buscador de bordes, en este caso, 0.1 pulgadas en X. Luego, el
operador ingresa la la letra del eje que se está midiendo, seguido de la posición deseada en las
coordenadas del sistema de coordenadas de la pieza de trabajo X-0.1 en este ejemplo. Cuando
el operador presiona la tecla [Measure], el CNC calcula y establece el valor de la compensación
del sistema de coordenadas de la pieza de trabajo requerida que hace que la posición absoluta
(programa) actual sea el valor especificado por el operador.
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En la imagen central, puede ver que el CNC ha calculado un desplazamiento del sistema de
coordenadas de la pieza de trabajo del eje X de -10.2384. En la imagen inferior, puede ver que
la posición absoluta (programa) es ahora X-0.1000, el valor establecido por el operador.
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La función de entrada directa del valor del origen de la pieza simplifica el proceso y es aprueba
de errores del usuario. Sin esta característica, los operadores deben leer la posición del eje,
agregar el diámetro del buscador de bordes, seleccionar el campo de desplazamiento de
coordenadas de la pieza de trabajo apropiado (X / Y / Z), ingresar el valor resultante y luego
presionar la tecla INPUT en el panel de MDI. Aunque no es complejo, permite que se cometan
errores.
Se utiliza el mismo concepto básico al establecer las de coordenadas del eje Z. Sin embargo, en
lugar de ingresar la mitad del diámetro del buscador de bordes, tenemos en cuenta el grosor del
gage utilizado. Si la superficie superior no está calibrada, también podemos ajustar para que al
valor cero se rectifique eliminando el material restante.
En este ejemplo, en el eje Z se coloca un grosor de papel por encima de la pieza. La posición
real de la punta de la herramienta es de 0.004 pulgadas en la dirección positiva desde el punto
cero del programa deseado. Si vamos a rectificar 0.050 pulgadas de la superficie superior, el
punto cero está a 0.054 pulgadas de la posición actual del eje Z.
Si la posición de la máquina en el eje Z es Z-6.7402 (ver imagen) cuando la herramienta de
referencia está en contacto con el papel y el operador ingresa Z0.054 en el espacio
correspondiente al sistema de coordenadas de trabajo y presiona la tecla [MEASURE], el sistema
de coordenadas de la pieza de trabajo del eje Z se establecerá en Z-6.7942 y la posición absoluta
(programa) se convierte en Z0.0540. Si se programa un movimiento absoluto de Z0 moverá el
eje Z 0.054 pulgadas en la dirección negativa a la superficie de la pieza.
Herramienta de referencia
(Husillo)
Gage
Z-6.7402
0.004
Pieza
Prensa
Posición de Z después de tocar la superficie con un gage.
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2.2 Medición de las coordenadas de X y Y para cero de pieza (WorkOffset)
Encontrar la posición del lado de una pieza con un buscador de bordes se considera un
procedimiento básico, en este manual se explicará el proceso según el tipo de Edge Finder
utilizado.
Los buscadores de bordes vienen en versiones mecánicas y electrónicas:
Buscador de bordes mecánico: tiene un cuerpo principal que se monta en un
portaherramientas, collar o portabrocas. El extremo de medición del buscador de bordes está
unido a su cuerpo con un resorte. Cuando se instala en el husillo funcionando alrededor de 1000
RPM, el extremo de medición generalmente se tambalea. Cuando el buscador de bordes está
muy cerca del borde de la pieza, el cuerpo y el extremo de medición se estabilizan y se alinean
concéntricamente.
Al moverse un poco más cerca del borde hace que el cabezal de medición se "desplace", lo que
indica que se ha detectado el borde. Si bien es prudente mirar a lo largo del borde que se detecta
mientras se mueve el buscador de bordes en su posición, es importante mirar perpendicular al
borde para detectar el desplazamiento.
Buscador de bordes electrónico: Los buscadores de bordes electrónicos tienen luces, alarmas
audibles o ambas para indicar cuando el extremo del medidor entra en contacto con el borde de la
pieza de trabajo. El buscador electrónico de bordes puede tener una aguja con punta de bola, los
buscadores electrónicos de bordes se utilizan con el eje detenido, el procedimiento para encontrar
una posición de borde es muy similar. La posición detectada por el buscador de bordes estará
alejada la mitad del diámetro de la punta del sensor. Es importante conocer el diámetro del sensor,
ya que debe tenerse en cuenta al ingresar los datos de compensación en el CNC
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2.2.1
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Procedimiento para establecer los valores de offset para el X y Y para el sistema de
coordenadas de la pieza.
1. Asegúrese de que el sistema de coordenadas de la pieza de trabajo utilizado en el programa esté
activo (G54, G55, G56, G57, G58, G59, G54.1 P1…P48). Verifique los códigos G modales en la
pantalla modal. Si no está activo, actívelo usando el modo (MDI).
2. Inspeccione la pieza de trabajo en los bordes a medir y asegúrese de que no haya rebabas u otros
que puedan producir una detección de bordes falsos.
3. Monte la pieza en el dispositivo de fijación (prensa, fixture, Chuck, ect)
4. 4. Coloque el buscador de bordes en un portaherramientas.
5. Si usa un buscador de bordes mecánico, use 1000 RPM. Puede programar la velocidad del husillo
en MDI y presionar inicio de ciclo. Inicie y detenga el husillo con los botones del operador manual o
use MDI para ejecutar el inicio del husillo y detenerlo (M03 / M05). Para un buscador electrónico de
bordes, omita este paso.
6. Mueva los ejes X, Y y Z para que estén a una pulgada del borde a medir. Puede usar el modo
continuo JOG o HANDLE con una configuración de incremento adecuada.
7. Muévase a una velocidad de avance más baja o a un ajuste de incremento más pequeño cuando
use el Handle.
8. Mueva el buscador de bordes en el eje Z solo hasta que el extremo de medición esté justo debajo
de la superficie superior de la pieza de trabajo. Es importante que solo la punta del buscador
mecánico de bordes o la punta del electrónico esten debajo de la superficie superior de la pieza de
trabajo.
9. Cambie al incremento más pequeño disponible.
10. Lentamente, mueva el buscador de bordes hacia el borde de la pieza hasta que casi se toque.
11. Este paso es ligeramente diferente dependiendo de si se está utilizando un buscador de borde
mecánico o un buscador de borde electrónico.
a. Si utiliza un dispositivo mecánico, mueva muy lentamente el buscador de bordes hacia el borde
hasta que las partes superior e inferior se alineen y estabilicen. Muévase para poder mirar el
buscador de bordes en una dirección perpendicular al borde que se está midiendo, mueva le eje
hasta que el buscador de bordes se desalinee. Retroceda un par de incrementos y luego regrese
hacia la parte hasta que vuelva a desalinearse para asegurarse de que la posición detectada
sea repetible.
b. Si usa un dispositivo electrónico, mueva muy lentamente el buscador de bordes hacia el borde
hasta que encienda la luz o el sonido. Retroceda un par de incrementos y luego retroceda a la
parte en un incremento a la vez hasta que el buscador de bordes señale nuevamente para
asegurarse de que la posición detectada sea repetible.
12. Presione el botón
en el panel CNC.
13. Presione el softkey [WORK] para habilitar la pagina de coordenadas de pieza.
14. Presione la tecla suave [OPRT] para visualizar la tecla suave [MEASURE].
15. Muévase con las flechas hasta posicionarse en el sistema de coordenadas deseado.
16. Ingrese la letra X (o la dirección de la letra Y) seguida de la posición actual del eje en las
coordenadas del sistema de coordenadas de la pieza de trabajo. Por ejemplo, si el buscador de
bordes tiene un diámetro de 0.200 pulgadas y está en la dirección negativa en relación con la
coordenada de pieza deseada cero, ingrese X-.1 (o Y-.1).17. Ingrese la dirección de la letra X (o la
dirección de la letra Y) seguida de la posición actual del eje en las coordenadas del sistema de
coordenadas de la pieza de trabajo. Por ejemplo, si el buscador de bordes tiene un diámetro de
0.200 pulgadas y está en la dirección negativa en relación con la coordenada de pieza deseada
cero, ingrese X-.1 (o Y-.1).
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17. Presione la tecla [MEASURE]: el valor se establece automáticamente en la tabla del sistema de
coordenadas de la pieza. El procedimiento anterior se repite para el eje X y para el eje Y.
2.3 Medición de coordenadas de pieza para eje Z
Si está utilizando el método de la herramienta de referencia para establecer la geometría de la
longitud de la herramienta (consulte la sección 3), es hora de establecer el desplazamiento del
sistema de coordenadas de la pieza de trabajo del eje Z utilizando la herramienta de referencia, la
parte superior de la pieza y un gage o comúnmente una hoja delgada de papel. La herramienta de
referencia puede ser la punta del husillo, la herramienta más larga o la herramienta más común. El
husillo debe detenerse para esta operación.
Si planea usar el método de contacto para establecer la geometría de la longitud de la herramienta,
el valor del sistema de coordenadas de la pieza de trabajo del eje Z debe establecerse en cero
y debe omitir el siguiente procedimiento.
2.3.1
Procedimiento para establecer las coordenadas en Z para la pieza de trabajo.
1. Asegúrese de que el sistema de coordenadas de pieza del programa este activo en la pantalla modal.
2. Mueva los ejes X, Y y Z para que la herramienta de referencia esté aproximadamente una pulgada
por encima de la superficie superior de la pieza.
3. Mueva muy lentamente el eje Z hasta que casi toque la pieza, dejando un espacio para el gage a
utilizar o bien hasta tocar el tool setter .
4. Presione el botón
5. Presione la tecla suave (softkey) [WORK] para desplegar la tabla de workoffset.
6. Posiciónese sobre el sistema de coordenadas a utilizar (G54-G54.1P48)
7. Utilice un gage para posicionar el husillo sobre la parte, en la imagen siguiente se usa una pieza
delgada de papel con espesor conocido.
8. Ahora se debe definir si la superficie superior ya está
rectificada o no:
a. Para superficies rectificadas ingrese la letra Z y el
valor del gage utilizado.
b. Para superficies NO rectificadas ingrese la letra Z y
el valor del gage utilizado más el valor del espesor
a retirar cuando la superficie sea cero.
9. Presione la tecla [MEASURE] para establecer el valor
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automáticamente.
3 Medición del largo de la herramienta (Tool Offsets)
3.1 Métodos para medición de herramienta
Existen dos métodos, Herramienta de referencia y método Touch Off.
Herramienta de referencia: este método utiliza una herramienta de referencia para establecer
los de la longitud de la herramienta. La herramienta de referencia tiene un valor de
compensación de cero y todas las otras herramientas tienen una longitud relativa a la
herramienta de referencia.
Touch Off: Este método mide todas las herramientas utilizadas en el programa actual en relación
con una superficie de referencia en la pieza, generalmente la parte superior de la pieza en crudo.
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3.2 ¿Como funciona la opción medición de largo de herramienta?
La medición de longitud de herramienta simplemente copia el registro de posición relativa del eje
seleccionado en el campo de longitud de herramienta seleccionado. Para usarlo requiere que la posición
relativa se ponga a cero en la ubicación adecuada para el método que se está utilizando
3.2.1
Usando el método de herramienta de referencia
Cuando el método de herramienta de referencia se usa para medir longitudes de herramienta, el truco
consiste en establecer la posición relativa del eje Z cero cuando la herramienta de referencia está en la
posición de medición de la herramienta.
Hay cuatro pasos principales en el proceso:
1. Mueva la herramienta de referencia a una posición de referencia. Esto es cuando la herramienta de
referencia está en contacto con el medidor o gage.
2. Establezca la posición relativa del eje Z a cero presionando
, [RELATIVE] luego Z0 y tecla
suave [PRESET]
3. Instale la herramienta a medir en el husillo y mueva la punta de la herramienta a la misma posición
de referencia. El registro de posición relativa del eje Z ahora debe mostrar la longitud relativa de la
herramienta.
4. Seleccione el número de longitud de geometría que se actualizará e ingrese "Z" y presione [INP. C]
o bien [Input Counter] para copiar la posición relativa del eje Z en el campo de compensación de
herramienta.
Nariz del husillo: este método utiliza la nariz del
husillo como herramienta de referencia. Ahora todas
las compensaciones de geometría de herramienta
son positivas. Los valores almacenados en las
tablas corresponderán con la longitud física real de
las herramientas. La punta del husillo siempre está
disponible para la medición y siempre podrá
alcanzar la parte superior de cualquier parte para
realizar la medición.
Este método crea la menor confusión para los
operadores. Aunque la punta del husillo se usa a
menudo como herramienta de referencia, debe
tenerse en cuenta que si se programa un G49,
cancelando el desplazamiento de la herramienta, el
eje Z se moverá en la dirección de la pieza, lo que
podría causar un choque.
En la práctica, los usuarios del método de nariz de
husillo no programan G49 y confían en G28 para
deshabilitar temporalmente el desplazamiento de la
longitud de la herramienta a medida que devuelve el
eje Z a la posición inicial.
Nota: La herramienta de referencia elegida debe
usarse durante la configuración para establecer el
valor del sistema de coordenadas de la pieza en el
eje Z.
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Usando el método de Touch Off
Cuando se utiliza el método de toque, la posición cero del
eje Z debe ser la misma que la posición cero de la máquina,
que se establece automáticamente cuando se enciende el
CNC.
Mover cada herramienta utilizada a la superficie de la pieza
de trabajo.
1. Instale la herramienta a medir en el husillo y mueva la
punta de la herramienta hacia la superficie de la pieza de
trabajo. El registro de posición relativa del eje Z ahora debe
mostrar la distancia relativa desde la posición inicial hasta
la punta de la herramienta.
2. Seleccione el número de compensación de herramienta
y el campo de compensación de longitud de geometría que
se actualizará e ingrese "Z" y presione [INP. C] para copiar
la posición relativa del eje Z en el campo de compensación
de herramienta.
Tenga en cuenta que las coordenadas de la pieza de trabajo X e Y se configuran de la misma
manera, ya sea utilizando la herramienta de referencia o de toque.
Asegúrese de que las coordenadas de la pieza de trabajo utilizada en el programa estén activas.
Compruebe también que la posición relativa del eje Z es cero en la posición inicial (el valor
predeterminado cuando el CNC se enciende).
Retraiga el eje Z y coloque la herramienta a medir en el eje, ya sea manualmente o mediante la
programación y ejecución de un código T y M06 en el modo MDI. Esto se debe realizar con cada
herramienta. Si require hacer un ajuste utilice la función [INPUT+] con el valor requerido.
4 Resumen
La entrada directa de los controladores FANUC del origen de la pieza y las funciones de medición
de la longitud de la herramienta facilitan el establecimiento del sistema de coordenadas de la pieza
y las compensaciones de la geometría de la longitud de la herramienta.
Todos los valores ingresados por el operador son conocidos y constantes. Los cálculos y la entrada
de datos se minimizan, evitando errores en el proceso. Los valores se calculan e ingresan
automáticamente con simples acciones.
El método de herramienta de referencia que utiliza la punta del husillo es rápido y económico y
elimina la medición de herramientas estándar. También reduce la confusión del operador ya que
todos los signos de los valores de desplazamiento son positivos y las dimensiones de los valores
son aproximadamente la longitud visible de la herramienta.
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