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マシニングの不安定なZ軸について
- 2年ほど前に購入した900万円程度のマシニングは、購入時からZ軸が不安定で困っています。
- 通常、荒取りから仕上げになるにしたがって小径カッターの回転が高速になるはずですが、食い込みが進み、最高回転時には0.1mmも食い込むことがあります。
- メーカーに相談したところ、他のマシニングセンターでも0.05mm程度の誤差が出ることがあり、工具長の測定が必要との回答がありました。しかし、V33や安田の機械ではこのような問題がないようです。安物であることが原因なのでしょうか。他に対処方法があれば教えてください。
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はじめまして､Ｚ軸に関しての問題点は､各社同様な悩みを持ってます ｡メーカーとしても､温度変化による､コラムの変形､伸び等をどうにか 少なく抑えるための､構造の強化､熱変位を最小にするべく､ガラス スケールの取り付け､その他にも多くの対策を致しております｡しかしな がら､どのメーカーでも絶対とはいえないのが､現状です｡御社が言われ ているメーカーの安田にしても､多少なりともおきてはいるのです｡ 最終の仕上げ方ですが､機械を止めず連続で加工することが､熱変位を 最小にします｡時間の経過を長くおきますと､必ず段差も出ます｡我々、 中小企業も投資額には限界があり､限度があります｡その中で､良い製品 を造っていく事が､中小の宿命です｡皆で協力しあって､Ｚ軸対策を考え ましょう｡また､社内工場の温度管理でも､ずいぶん変わります｡例えば 冷暖房中､天井部分と､床の部分では､大きな温度差がでており､当社では 天井に大きな、スピコン付きの扇風機をつけてます｡これでも､多少は 良くなるます。
- 参考URL：
- www.furuichi-tec.co.jp
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やはり、工程毎に基準出しをするのがベストかと、そのせいもあってうちではMCではなはくNCフライスにしてます。どうせ人が付くなら同じですから。 MCならタッチセンサーを使って工具長補正のセットをプログラムに組み込むのがいいです。
私の会社でも・・ｚ方向の加工で０．０３以上の交差のものは、初めはＭ００停止で毎回・・測定を入れてマイクロなどで測定して誤差を補正しておりましたが あまりに人手が掛かるのでタッチセンサーを使い自動測定を使って補正するようにしております。 多少マクロの経験が必要ですがこれを発展させれば、機械の稼働率を飛躍的に向上させれると思います。
私の会社でも・・ｚ方向の加工で０．０３以上の交差のものは、初めはＭ００停止で毎回・・測定を入れてマイクロなどで測定して誤差を補正しておりましたが あまりに人手が掛かるのでタッチセンサーを使い自動測定を使って補正するようにしております。 多少マクロの経験が必要ですがこれを発展させれば、機械の稼働率を飛躍的に向上させれると思います。
熱伸びに関連するならば、加工前に随時工具長を加工回転数で測定し、そのまま加工する方法もあリます。機械熱変位のを工具長さに反映できる機上測定器があります。機上測定を正確に行えば仕上がり精度も機械の性能の考慮したものとなります。JIMTOF2002でほとんどの工作機械メーカが出展機に取り付けていたと思います。非接触式センサに関してもう少し調べてみてはいかがですか。色々なメーカが製品を出してきています。
追伸：弾性変形を利用したツーリングを使われると熱を持つと把握力が落ちてエンドミルが食い込むスパイラル現象が起きます。精密加工にはＭＳＴコーポレーションの物をお奨めします．
- 参考URL：
- http://www.mst-corp.co.jp/
900万円という価格から主軸冷却されていないと思います。空運転を30分以上して十分に伸ばしきってから加工されると改善すると思います。ＸＹ軸はそれほど影響はでないと思います。タッチセンサーとゲージブロックを使って伸びの確認をされると問題は解決します。主軸冷却している機械なら安田工業に限らず問題の解決手段をしています。センサーメーカーのＵＲＬを入れておきます。ご相談されてはいかがですか？
Z軸の食い込みの原因は、外気の温度差が影響していると多分違いないと思います。 マシニングセンターのZ軸は、特に冬場の急激な温度変化に 影響されやすく加工をはじめる時の気温との温度差が、加工精度に 影響されると思われます。 Z軸だけでなくY軸も、かなりの精度誤差が生じているとおもいますよ。 空調なしで加工を行うなら冬場よりも夏場の方が、精度が出ると感じた事は、ありませんか。？ やっぱり根本的な、対策は、しっかりとした、空調するしかないと思いますが、外気温の変化によってどのように精度が変化するくらいの 調査や、データ取りをやって補正するくらいにしたほうがいいと おもいます。 余談ですが、マシニングセンターで加工するときに、 ワークのXY方向の精度が厳しい方を、X軸にすると精度が出やすい ですよ。 これも、外気温の変化に対してX軸の方が影響を受け難いからです。 それでは。
お礼
ありがとうございます。確かにZ軸が狂う時はY軸もZ軸程ではありませんが狂います。私、NCフライスは長い事使っているのですが、空調など気にしなくてもほとんど狂いが無かったので、考え方を変えなければいけないと思っている今日このごろです。
Z軸は特に気になりますよね。機械の設置条件や、熱変異、などいろいろ考えるときりがありません。私が使う機械は２流メーカー製のＭＣですが、１０年間一度も衝突させたことがないこともあり、Ｚ軸は比較的安定しています。しかし機械の剛性や熱変異により、真円度や精密位置決め等で支障の起こることもあります。かなりシビアな製品を扱う機械であれば、それなりに諸条件を整えるしか方策は無いかと思い、私は時間経過による位置ズレは自分でデータをとり、作業に反映させております。どんな機械でもあるパフォーマンス持っていれば、あとは作業者の腕でがんばりましょう！不景気でそんなにＮＣを気軽には買い替えはできないですものね！それでは。
お礼
ありがとうございます。うちのは一度だけZ方向に早送りオーバーライド25%(F3000)で衝突させた事があるのですが（テープ屋さんに作ってもらったデータでしたので頭にきました。）そんな事も少し影響があるんでしょうか。
こんにちは。当社でも1000万円クラスのマシニングを今年度導入いたしましたが、やはりZ軸の変異は悩みの種です。このクラスのマシニングでは、コスとダウンのためか主軸冷却機能がついていないようで、当社で購入した機械にもついていませんでした（オプションにはなっていましたが）。当社では、各軸を早送りでスライド、主軸を8000回転で回転させる、と言った暖気運転を最低40分は繰り返し行っています。更にＺ軸スライド面に扇風機で風を当てて、少しでも熱が逃げるようにしています。それでも0.02mm程度の変異はあります。 主軸に温度計を取りつけて、温度を気にしながら室温を調節していったら、もう少し良い結果が得られるかもしれないと思うのですが。 参考になれば幸いです。
お礼
ありがとうございます。当社でもこの暖気の方法でやった事があるのですが、そのあとすぐに8000rpmの仕事を単発でやるのであれば効果があったのですが、300rpm位の荒取りから始まる加工ではまた冷えてしまって仕上げ時には工具が上がる現象がおきてしまいした。
うちでも、同じ様な価格のマシニングセンターを使っていますが、やはりＺ軸の（主軸）のびの問題はあります。最高回転で使うとやはり０．１ｍｍぐらいは食い込むし、機械の寿命も短くなるので８０％ぐらいまでに回転をおさえて、暖気の時に例えば１０００ｒｐｍで加工する時は１０００ｒｐｍで暖気して工具長を測定するなどすればそんなに誤差は出ないと思います。どうしても８０００ｒｐｍ使いたいと言うのであればハイスピンドル等を使った方が良いと思います。
お礼
ありがとうございます。人からは”あまり目一杯回すと機械に良くないらしい”と 聞いていたのですがやっぱり良くないのでしょうか。
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お礼
ありがとうございます。みなさんがこの問題では悩んでいる事が分かっただけでもほっとしています。