Superficies de forma libre con alta precisión garantizada

La opción 3D-ToolComp de los controles numéricos Heidenhain compensa desviaciones respecto de la forma circular ideal en fresas de punta esférica. Además, en combinación con el ciclo de palpación 444 de los controles numéricos TNC, mejora también la precisión de una sonda de palpación durante su uso. Ambas funciones aseguran superficies de forma libre altamente precisas.

A pesar de la elevada precisión en la fabricación de herramientas, las fresas esféricas, en particular, no tienen una geometría uniforme y, por regla general, el radio de cada herramienta difiere individualmente de la forma circular ideal. Esto es un inconveniente para un mecanizado de alta precisión. El punto de contacto del radio de la fresa con la pieza calculado por el control numérico no coincide con el radio real, y esto con cada nueva fresa utilizada.

Lo mismo es de aplicación en el uso de sondas de palpación de pieza. Cada sonda tiene su propio comportamiento de conmutación. En función de la sonda de palpación empleada y de la longitud del vástago de palpación, resultan desviaciones del orden de centésimas de milímetro. En este caso, el error de medición puede ser de una magnitud equivalente si se realiza la medición sin una calibración previa.

Con la opción 3D-ToolComp se dispone en los controles numéricos TNC de Heidenhain de una potente compensación tridimensional del radio de la herramienta. Mediante una tabla de valores de corrección pueden definirse valores delta en función del ángulo, los cuales describen la desviación de la herramienta respecto de la forma circular ideal. El control numérico TNC corrige entonces el valor del radio definido para el punto de contacto actual de la herramienta con la pieza. Para poder determinar exactamente el punto de contacto, el programa NC debe haber sido generado con frases normales a la superficie (frases LN) por un sistema de CAM. Además de la posición de la punta de la herramienta, los juegos de vectores contienen un vector que apunta desde el punto de contacto sobre la pieza hacia el punto central de la fresa esférica, la llamada normal a la superficie. Adicionalmente, este tipo de juegos de vectores pueden definir también la orientación de la herramienta respecto de la pieza.

La compensación la realiza de forma automática la máquina herramienta controlada por el TNC. Para ello se mide la forma de la herramienta con un sistema láser y un ciclo especial. El control numérico TNC puede usar estos datos directamente y documentarlos en una tabla de compensación. El usuario no necesita volver a introducir la compensación de la herramienta en el programa NC. El control numérico TNC gestiona automáticamente las cambiantes influencias a través de errores de forma de la herramienta, cumpliendo así un importante requisito para procesos de mecanizado fiables. No obstante, las desviaciones de forma de la herramienta empleada también pueden introducirse manualmente en la tabla de valores de compensación a partir de un protocolo de medición que suministre el fabricante de la herramienta.

Si después de su mecanizado, las superficies de forma libre deben ser medidas con una precisión elevada, la sonda de palpación empleada debería ser previamente calibrada tridimensionalmente. De este modo pueden compensarse desviaciones del comportamiento de conmutación en cualquier dirección. Para empezar, 3D-ToolComp lleva a cabo una calibración 3D de la sonda de palpación de pieza con ayuda de una bola de calibración. Durante este proceso, 3D-ToolComp genera automáticamente una tabla de valores de compensación en la que se registran las desviaciones del comportamiento de conmutación.

Si a continuación se utiliza la sonda de palpación de pieza calibrada tridimensionalmente junto con el ciclo 444 para la medición de una superficie mecanizada de forma libre, el control numérico tiene en cuenta los valores de compensación memorizados. La superficie es medida con elevada precisión. El usuario también puede definir por sí mismo valores de tolerancia, en base a los cuales el ciclo de palpación 444 analiza directamente la calidad del mecanizado. Además, los resultados medidos pueden ser evaluados en el programa NC, por ejemplo, para un proceso individual de automatización. Esto ayuda, por ejemplo, a reconocer desviaciones de la calidad de la superficie producidas durante el mecanizado por el desgaste de la herramienta, errores de programación o deflexiones.