Sehr häufig wird mit dem Z-Nullpunkt auf Werkstückoberkante gearbeitet und vor jedem Fräsjob auch jedes Werkstück in X/Y und Z-Richtung angetastet. Es geht aber auch einfacher… Mit Hilfe des universellen Aufspannsystems kann bei den meisten Fräsjobs das Antasten in X und Y-Richtung entfallen, da das Werkstücks bereits im CAM an der „richtigen“ Stelle positioniert wird. Das Antasten der Werkstückoberkante bleibt dabei aber weiterhin erforderlich. Erst mit einem zusätzlichen Werkzeuglängensensor (WZLS) und einer Neudefinition des Z-Nullpunkts kann zusätzlich auch das Antasten in Z-Richtung bei dem meisten Werkstücken entfallen.

Prinzip

Der WZLS wird direkt auf dem Frästisch platziert und die tatsächliche Auslösehöhe gemessen. Diese Höhe wird nun in der Steuerungssoftware (hier: Gmoccapy) abzüglich der zukünftigen Opferplattenhöhe eingegeben und der Z-Nullpunkt auf „Oberfläche Opferlatte“ bzw Werkstückunterkante umdefiniert. Bei der WZL-Messung wird die Steuerung (hier: LinuxCNC) nun die geschummelte Höhe für die exakte Höhe der Fräserspitze setzen und der Z-Nullpunkt „wandert“ die Differenz zwischen tatsächlicher und geschummelter Auslösehöhe nach oben.

Arbeitsweise

Zuerst wird die Maschine referenziert und alle Werte im G54 Koordinatensystem auf den gleichen Wert des absoluten Maschinenkoordinatensystems G53 gesetzt  (G54 = G53).  Im letzten Schritt wird einmalig die Opferplatte mit der Frästiefe G54 Z=0 plangefräst. Ein Antasten der Z-Höhe kann damit bei zukünftigen Fräsjobs entfallen, da der Z-Nullpunkt mit der Opferplattenoberfläche /Werkstückunterkante übereinstimmt.

Dieses Verfahren ist bei 99,9% der Fräsarbeiten ohne Probleme einsetzbar.

Ein paar Tipps & Hinweise:

  • Wird ein Werkstück in X/Y oder Z-Richtung angetastet, stimmen die Koordinatensysteme G54 und G53 nicht mehr überein. Unter Umständen stimmt das Anlegeraster der Passstifte  und/oder die Z-Höhe nicht mehr mit der Opferplatte Z=0 überein. In einem solchen Fall ist der oben beschriebene Schritt (G54 = G53 setzen) zu wiederholen um Kollisionen zu vermeiden.
  • Bei Werkstücken, die eine definierten Tiefe zur Werkstückoberkante haben müssen, funktioniert dieses Prinzip nicht, sofern das Werkstück eine Dickentoleranz hat. Hier hilft entweder nur ein erneutes Antasten in Z (=Werkstückoberkante), oder die manuelle Messung der Werkstückdicke und deren Berücksichtigung im CAM-Job
  • Auch wenn der WZLS selbst auch in einer ungenutzten Ecke auf der Opferplatte (und nicht auf dem Frästisch selbst) steht, ist dieses Verfahren möglich. Hierbei muss die geschummelte Höhe jedoch zur tatsächlichen Auslösehöhe hinzuaddiert werden. Es wird also die Höhe hinzuaddiert, die sich der Z-Nullpunkt unterhalb des WZLS befinden soll.
  • Durch Verändern der geschummelten Auslösehöhe lässt sich die Opferplatte mehrfach planfräsen und der Z-Nullpunkt bleibt dabei auf der (neuen) Opferplattenoberfläche.
  • Die exakte Übereinstimmung des Z-Nullpunkts hängt von der Präzision der Referenzfahrt ab (gilt auch für das universelle Aufspannsystem)