커터 위치

Cutter location

커터 위치(CLData)는 프로그램(일반적으로 G 코드)의 지시에 따라 CNC 밀링 기계가 밀링 커터를 고정하도록 지시받은 위치를 말합니다.

각 모션 제어 G-코드는 마지막 커터 위치에서 다음 커터 위치까지의 모션 유형(예: "G01"은 선형, "G02"는 원형)과 다음 커터 위치 자체(이 예에서는 데카르트 포인트(20, 1.3, 4.409)로 구성됩니다."G01 X20Y1.3Z4.409"

CNC 밀링에 적합한 커터 경로를 만들기 위한 기본적인 기초는 유효한 커터 위치를 찾아 직렬로 연결할 수 있는 기능입니다.

CAD 모델과 도구 정의에 따라 유효한 절단기 위치를 생성하는 문제에 대해서는 오프셋에 의한 계산과 삼각형을 기준으로 한 계산이라는 두 가지 광범위하고 상충되는 접근법이 있습니다.각각에 대해서는, 이 기사의 후술의 항에서 설명합니다.

일반적인 커터 위치 문제의 가장 일반적인 예는 커터 반경 보상(CRC)입니다.이 경우 엔드밀(스퀘어 엔드, 볼 엔드 또는 불 엔드)은 반경을 보상하기 위해 오프셋해야 합니다.

1950년대부터 CRC 계산은 G40, G41, G42 등의 G 코드의 지시에 따라 CNC 컨트롤 내에서 자동으로 수행되었습니다.주요 입력은 오프셋 레지스터에 저장된 반지름 오프셋 값(일반적으로 주소 D를 통해 호출됨)과 왼쪽/오른쪽 상승/기존의 구별(각각 G41 또는 G42를 통해 호출됨)이었다.오래된 수동 프로그래밍 환경을 보완하는 소프트웨어 지원 옵션이 추가된 CAM 소프트웨어의 등장으로 CRC 계산의 대부분을 CAM 측으로 이동할 수 있게 되어 CRC 처리 방법에 대한 다양한 모드를 제공할 수 있게 되었습니다.

2축 또는 2.5축 CRC 문제(예: XY 평면의 단순한 프로파일에 대한 도구 경로 계산)는 계산 능력 측면에서 매우 간단하지만, CRC가 다소 복잡해지는 것은 볼 엔드 밀을 사용하여 3D 객체를 윤곽화하는 3축, 4축 및 5축 상황에서 발생합니다.여기서 CAM이 특히 중요해지고 수동 프로그래밍보다 훨씬 빛을 발합니다.일반적으로 CAM 벡터 출력은 특정 CNC 제어 모델에 맞춘 후처리 프로그램에 의해 G 코드로 후처리됩니다.일부 최신 모델의 CNC 컨트롤은 벡터 출력을 직접 받아들여 내부적으로 서보 입력으로 변환합니다.

간격띄우기

자유형 표면의 UV 매개변수 점부터 시작하여 xyz 점 및 법선을 계산하고 도구 정의와 일치하는 방법으로 법선을 따라 점으로부터 오프셋하여 커터가 이제 해당 점에 접하도록 합니다.

문제: 다른 곳의 모델과 충돌하거나 도려낼 수 있으며, 삼각형의 접근방식을 완전히 구현하는 경우를 제외하고는 이러한 현상이 발생하고 있는지 알 수 있는 방법이 없습니다.

대부분의 출판된 학자들은 이것이 절단기 위치를 찾는 방법이며 접촉 지점으로부터 떨어진 충돌 문제는 해결된다고 믿고 있습니다.그러나 지금까지 인쇄된 어떤 것도 실제 사례를 다루지 못했다.

삼각형에 대하여

절단기 위치에 대한 XY 구성요소부터 시작하여 모델의 모든 삼각형을 순환합니다.커터의 원형 그림자 아래에서 교차하는 각 삼각형에 대해 정확하게 삼각형과 접촉하는 데 필요한 커터 위치의 Z 값을 계산하고 이러한 모든 값의 최대값을 구합니다.Hwang [1]등은 1998년에 원통형, 볼 엔드 및 불 엔드 밀링 공구에 대해 이 방법을 설명했습니다.이러한 아이디어는 Chuang [2]등의 2002년 논문에서 더욱 발전되었다.2004년의 논문에서 Yau [3]등은 삼각형에 대해 APT 커터를 위치시키는 알고리즘을 설명한다.야우 등겹치는 삼각형을 찾는 데 kd-tree를 사용합니다.

문제: 충분한 공차로 모델을 등록하기 위해 충분한 삼각형을 수용하려면 많은 메모리가 필요하며 초기 절단기 위치 값을 얻기 위해 프로그래밍하는 데 시간이 더 오래 걸립니다.단, 적어도 모든 경우에 유효함을 보증합니다.

오늘날 주요 CAM 시스템은 모두 이렇게 하고 있습니다.왜냐하면 모델의 복잡성과 형상에 관계없이 장애가 발생하지 않고 나중에 신속하게 만들 수 있기 때문입니다.효율보다 신뢰성이 훨씬 더 중요합니다.

위는 3축 기계이며, 5축 기계 자체 입력이 필요합니다.

Z맵

ZMAP 알고리즘은 커터 위치 값의 정기적인 배열을 계산하고 컴퓨터 메모리에 저장하는 방법으로 최병경에 의해 2003년 학술 문헌에서 제안되었습니다.그 결과 절단기 위치의 높이 맵 모델이 생성되어 값 사이에 [4]보간할 수 있습니다.

정확도 문제로 인해 고정 ZMap 포인트 사이에 "부동" 포인트를 배치함으로써 확장 ZMap(EZMap)으로 일반화되었습니다.EZMap 포인트의 위치는 ZMap 작성 시 반복적으로 검출됩니다.EZMap 포인트는 통상적인 ZMap 포인트 사이에 날카로운 가장자리가 생기는 곳에만 배치됩니다.완전히 평평한 소스 지오메트리는 EZMap 포인트를 필요로 하지 않습니다.

레퍼런스

  1. ^ Hwang, Ji Seon; Chang, Tien-Chien (July 1998). "Three-axis machining of compound surfaces using flat and filleted endmills". Computer-Aided Design. 30 (8): 641–647. doi:10.1016/S0010-4485(98)00021-9.
  2. ^ Chuang, C.-M.; Chen, C.-Y.; Yau, H.-T. (January 2002). "A Reverse Engineering Approach to Generating Interference-Free Tool Paths in Three-Axis Machining from Scanned Data of Physical Models". International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 19 (1): 23–31. doi:10.1007/PL00003965. ISSN 1433-3015.
  3. ^ Yau, H.-T.; Chuang, C.-M.; Lee, Y.-S. (July 2004). "Numerical control machining of triangulated sculptured surfaces in a stereo lithography format with a generalized cutter". International Journal of Production Research. 42 (13): 2573–2598. doi:10.1080/00207540410001671651.
  4. ^ Maeng, Seung Ryol; Baek, Nakhoon; Shin, Sung Yong; Choi, Byoung Kyu (2003). "A Z-map update method for linearly moving tools" (PDF). Computer-Aided Design. 35 (11): 995–1009. doi:10.1016/S0010-4485(02)00161-6. Archived from the original (PDF) on July 22, 2011. Retrieved July 22, 2010.