Das Gewindeschneiden in Mach4 funktioniert nach einem anderen Prinzip als in Mach3.

Mach3:

– M84 ist starres Gewindeschneiden und wird ausschließlich von der CSMIO/IP-Bewegungssteuerung als völlig autonome Funktion umgesetzt. Beim starren Gewindeschneiden in Mach3 wird die Position der Z-Achse mit der aktuellen Spindelposition synchronisiert. Die Synchronisierung ist so schnell und präzise, dass man den Eindruck hat, dass die Spindel mechanisch mit der Z-Achse verbunden ist. Es ist sehr wichtig und das sollte deutlich gemacht werden, dass die Synchronisierung während des gesamten Prozesses des starren Gewindeschneidens ununterbrochen weiterläuft. Dadurch kommt es am Boden des Gewindes, wo die Spindel die Drehrichtung wechselt, nicht zu der „tension/compression”-Erscheinung („spannen/drücken“), die den Gewindeschneidbohrer vor Bruch schützt.

Es spielt keine Rolle, ob wir einen VFD- oder einen Servoantrieb zum Antreiben der Spindel verwenden, wichtig ist nur, dass die Spindel ein ausreichendes Drehmoment hat.

Mach4:

– G4/G74 ist ein normales Gewindeschneiden, bei dem ein VFD- oder Servoantrieb verwendet werden kann.

Die Rolle der CSMIO/IP-Steuerung besteht hier lediglich darin, die von Mach4 vorgegebene Trajektorie mit der Spindeldrehzahl zu synchronisieren. Der Einfachheit halber kann man sagen, dass die Vorschubgeschwindigkeit der Z-Achse mit der Spindeldrehzahl synchronisiert wird. Die Geschwindigkeitssynchronisation ist nicht so ideal wie die Positionssynchronisation im Falle von Mach3, aber in der Praxis funktioniert sie und verursacht keine größeren Probleme.

Das Problem dabei ist jedoch, dass am Boden der Bohrung zu der „tension/compression”-Erscheinung („spannen/drücken“) kommt, wenn die Spindel ihre Drehrichtung ändert.

Diese Erscheinung wird dadurch verursacht, dass Mach4 die Tatsache nicht berücksichtigt, dass die Spindel mehrere Umdrehungen ausführen muss, bevor sie bremst und in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt. Aus diesem Grund soll obligatorisch ein Ausgleichshalter zu verwenden, der diese Erscheinung kompensiert. Dies wird sogar in der Mach4-Anleitung erwähnt:

„Due to slight variations of spindle speed, feedrate and accelerations in some machines it is recommended that a special tapping head be used. A tapping head allows the tap to float a little bit, compensating for those variations, especially at the bottom of the hole.” 

d.h.: „Aufgrund der geringen Schwankungen der Spindeldrehzahl, des Vorschubs und der Beschleunigung bei einigen Maschinen wird empfohlen, einen speziellen Gewindeschneidkopf einzusetzen. Der Kopf ermöglicht ein leichtes Anheben des Gewindes und gleicht so diese Differenzen aus, insbesondere am Boden der Bohrung.“

 

– G84.2/G84.3 ist starres Gewindeschneiden, bei dem, wie die Mach4-Anleitung nahelegt:

„requires the machine to have precise control of spindle speed, axis feed, and precise feedback of spindle RPM.”

d.h. „es erfordert eine präzise Kontrolle der Spindeldrehzahl, des Achsvorschubs und der präzisen Rückkopplung der Spindeldrehzahl“

Dies bedeutet, dass für den Antrieb der Spindel ein Servoantrieb verwendet werden sollte, der in der Lage ist, die Soll-Position aufrechtzuhalten.

Dabei kann es sich um einen step/dir-Antrieb (unterstützter Positionsmodus) im Falle der CSMIO/IP-S-Steuerung oder um +/-10 V (unterstützter Geschwindigkeitsmodus) im Falle der CSMIO/IP-A-Steuerung handeln.

Darüber hinaus hat Mach4 die Option „Enable Step/Dir Spindle rigid tapping“, die, wie man vermuten kann, die Spindeln als eine Drehachse behandeln soll. Dies bedeutet, dass auch ohne die Synchronisierung, die die CSMO/IP-Steuerung sicherstellt, ein starres Gewindeschneiden erfolgen sollte, da die Spindel zu einer vollwertigen Drehachse geworden ist.

Leider ist dies nicht der Fall, und Art-Soft (vor ein paar Monaten) hat festgestellt, dass sie diese Funktion korrigieren werden. (Stand für den 16.02.2022)

Unsere Programmierer planen, bald ein Plugin-Update für Mach4 zur Verfügung zu stellen, und hoffen, auch etwas für starres Gewindeschneiden zu tun, wenn
– sie eine Dokumentation für die neu hinzugefügten Funktionen und Änderungen in Mach4 bekommen
– die neu hinzugefügten Funktionen und vorgenommenen Änderungen in Mach4 wie vorgesehen funktionieren werden.
– sie Antworten auf eventuelle Fragen erhalten.

 

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