XYZ軸安定化オプションを比較する

質問

• 新規に立マシニングを購入予定です。大きさはストロークがＸ1500Ｙ700程度の物です。金型加工なので、Ｚ（Ｙ）軸をなるべく安定させたいのですが、投資と効果を対比するとどのオプションが有効でしょうか？ 工場は小さく、外気温の上下はかなりあると思われます。
• メーカー推薦のオプションは以下のとおりです： 1. XYZ軸スケールフイードバック 2. クーラントクーラー 3. 主軸熱変異補正 4. 自動工具長補正 どのオプションも高価であり、メーカーの説明も懐疑的です。
• XYZ軸の安定化オプションを比較する際、投資と効果を考慮する必要があります。工場が小さく、外気温が上下する環境で使用するため、オプションの効果が重要です。メーカー推薦のオプションはXYZ軸スケールフイードバック、クーラントクーラー、主軸熱変異補正、自動工具長補正ですが、高価であるため懐疑的な意見もあります。適切なオプションを選ぶためには、各オプションの特徴と効果を比較し、工場の要件に合わせた選択をする必要があります。

回答No.2

noname#230359

知り合いの金型加工屋さんが、ある機械メーカの熱変位補正（主軸の伸び）のNCパラメータをクーラント使用時と非使用時にて設定値を変え使用しています。
非接触式の工具長センサを使用し、パラメータを変えながら、基準工具を計測し、加工回転数や、回転時間に対して、その工具長（オフセットメモリ）に入る数値を一定になるように熱変位補正用パラメータを変えています。
これは、加工回転で長さ計測する事のできるセンサーにて主軸を回転させながら、基準工具（長さのわかっているものが好ましいが、わかってなくとも良い）を計測し、
伸びるはずの主軸の長さが、機械側の熱変位補正で正しく補正されているならば、非接触式工具長センサで計測され、工具オフセットに入った工具長データが、いつ計測しても同じ長さ（同じ数値）になるはずですので、その様な結果になるように、パラメータを調整するのです。当然クーラント使用時と非使用時ではその設定値も多少違います。あんまり難しくはないようで、当然機械メーカの推奨値は記録して控えて居りいつでも元に戻せるようにしています。
彼らが狙っている加工精度は0.01mm以下ですが、ワークが小さいため可能であるかもしれません。
Y軸ストロークが500mm以下の機械ですので。

幸い同じ種の工具では、加工回転数は同じなわけで、主軸の伸びの補正が正しくできれば、問題は、工具磨耗補正だけとなります。
これはある程度の頻度で工具長を工具長センサで計測しながら加工を進めれば、工具オフセットに反映されるので、刃先が大きな加工段差を生まない数値として計測されます。
テーブル上にて加工面を占有するセンサーはやはり機械メーカにしてももっと考えるべきところだと思います。テーブルはその加工領域から金が湧き出るのですから。それくらいの感覚が機械メーカになければ、外国のメーカに負けることにならないかと少し心配です。

私が知っているところでは、主軸にもよりますが、BT主軸の場合、ある回転域で主軸は伸びますが、遠心力で、主軸テーパが開きドローバ軸により引き上げられ工具長は短く出たり主軸の回転数に伴う伸びで長く出たり複合的に動きます。
そこら辺はメーカが良く把握しているはずですのでよく確認して買うほうが良いと思います。
HSKは、キリコの噛み込みに注意が必要です。

長々すみません、結論的にはやはり1,3,4が必要ではないかと思います。クーラント使用する場合は、機械と同じ温度にクーラントを調整してくれる2も必要かと思います。でもどこの温度を見てクーラントの温調しているんでしょうか。確認が必要でしょう。

参考になれば幸いです。

お礼

回答どうもありがとうございます。
読ませていただいた感じですが、どうやらオプションをつければ終わりではなくて、データ取りも必要な感じですね。おっしゃるとおり、4の自動工具長補正は機上の場合、スペースも占領してしまいますし、大量の切子が出ることを考慮しますと、はずさざるを得ないようです。
メーカーに実測値を出してもらうように言ってみます。
いずれにしても一筋縄ではいきそうではないですね。