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マシニングセンターでのZ軸誤差量改善方法は？
- マシニングセンターでのZ軸誤差量の改善方法について知りたいです。ボールエンドミルとスクエアエンドミルを使用した場合、同じ高さに加工されない誤差が生じています。
- 現在のマシニングセンターは外国産で、CNCはHEIDENHAINを使用しています。ダンキ運転時には加工前に行うようにしており、バックラッシュやレーザー測長の問題もない状態です。
- HEIDENHAIN上の工具情報で、使用する工具によって補正値を入力することができますが、ミクロン単位の誤差を抑えるために補正値を使わずに改善する方法を知りたいです。
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σ(゜・゜*)ンート・・・ 初心者なので、あまり、参考にしたり、突っ込みを入れたり、 しないでください(´ｴ｀*)ﾈｰ F刃とB刃の段差は、我が社でも課題になっていて、０．０２くらいの誤差は、どうしても生じてしまっています。 そこで我が社では、皆さんもやっているかもしれませんが、調整加工です。 狙いのZ値をB刃で加工して、F刃をわざと０．０２～０．０５の範囲で浮かして加工する。その後、B刃の加工面にF刃を合わせこんで（ここが、MCの腕の見せ所ｗ）、ツラツラに加工する。これにより、BとFの段差をなくしています。 しかし、我が社は大量生産の現場ではないので、こういう｢調整｣時間を取ることができます。大量生産したい場合、どうすればいいんだろぉ？。。；
突っ込まれたので．．． 例えばR5の工具を用いて30,000回転で使用して、次のD5の工具を 10,000回転で使用するならば、僅か4分間の暖機運転で機械(主軸) のＺ軸方向の熱変位が安定することは「糸色文寸」にあり得ない。 加工時にATC交換後に測るので ATC云々の話はない．．．は、 HSKのような2面拘束システムであれば、おっしゃられる通りで、 こちらは納得で賛同。
>誤差量が0.02mmほどある。 Ｒ５のボールエンド（ですよね）で加工した面が削りたりない感じでしたら、 ピックフィードの関係で、フラットエンドミルの加工面と段差があるように 見えるのではないのでしょうか。 ピックフィードを０．７とすると０．０１２程度凹凸になりますが、実際は ０．０２程度はあると思います。
突っ込もうかつっこもまいか悩んでいたが 突っ込んでおこう 主軸回転数がMAX S40000 なので高速マシニングセンターだと思う また 例）⇒R5の工具 切削条件の回転数で４分ダンキ ⇒R5の工具、レーザー測長 ⇒R5の加工プログラム開始 ⇒R5の加工プログラム終了 ⇒ツール交換 ⇒D6の工具 切削条件の回転数で４分ダンキ ⇒D6の工具 レーザー測長 ⇒D6の加工プログラム開始 ⇒D6の加工プログラム終了 と書いてあるので 暖気の前にすでに加工しているのですでに主軸は伸びきってると思う 段取り時にまとめてはかるのではなく 加工時にATC交換後に測るので ATC云々の話はない また、書いてないけど 焼きバメのチャックだと思う 普通のだと1万回転以上まわすのは危険 本当に ４～５年前の私を見てるようです 潰れた会社にはなかったが 一般のタッチベースががあれば それで比較すればいいということを思いつきました これで 3σをとって安定しているようなら マクロで補正でかけることも可能です めんどくさそうだが
回答(4)さんが言及されていますが、外国製で40,000回転主軸ならば、 ツールは2面拘束のHSKですね？。そうであれば、ATCの影響は数ミク ロン程度でしょう。 さて、ATC後に暖機運転しているといえども、例えばS10,000で加工し て、次にS40,000としたら、僅か4分の運転では機械(主軸)の熱変位は 安定しません。 何れかの工程に負担が掛かりますが、熱変位の観点で考えると、工具 ごとの回転数の差を可能な限りミニマムにしたいところです。 ひとつの工具における加工時間はどのくらいでしょうか？ 試しに、同じ工具で、S10,000→S20,000→S30,000→S40,000で、 一定時間回転させながら工具長を測定して、差を比べてみれば、 熱変位の影響が確認できるでしょう。 回転速度を変えるだけでも測定値が変るので、暖機後に主軸を定位置 停止させて比べることがよろしいかと。
ボールエンドとスクエアエンドミルの工具交換は、ATCでしょうか？ 工具長測定時と次回ATCされた時で、微妙に工具長が変化する可能性はありますね。多くの場合、機械の主軸は皿バネにより引っ張り込まれます。また、BTホルダの当たり面との関係もあり、工具交換の度に、工具脱着の繰返し精度が、必ず０かと言われると、そんなことはありえないはずです。 一般的に工具交換での繰返し精度は2面拘束の主軸の方が良いとも言われます。私の知る限り、XYZ方向ともに±0.002?というものもあります。 このような、工具交換時の繰返し精度ということも念頭におかれる事も重要です。
誤差値も0.02で、同じ現象と思われる投稿が過去にあります。 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=105042&event=QE0004 ここの回答(1)さんも回答されていますね。(^^) レーザで測った値と接触式のセンサで測った値を比較すれば、原因が分かり対策が見えてくると思います。 >オイル、切り屑の関係や、レーザー測長付近の工具清掃エアーブローも >圧力を変更したり、エアーをかけなかったり、いろいろ過去に試したものの >、誤差は改善されませんでした。 工具の種類で差があるということですので、ここに原因があるとは考えていません。 レーザー測長は接触式と比べて、ただ主軸を回して測定してやればうまくいくというものではないことは質問者さんも分かっておられると思います。 私が見たレーザ測長器メーカのマニュアルの先頭にいきなり著作権による保護がどうこうとあるので詳しくは書けませんが、質問者さんお使いのMCのCNCメーカまたは測長器メーカのレーザ測長用の計測サイクルでも、接触式よりも多様な計測ができるようになっているはずで、それらを試されると良いと思います。
測長は、いつ行っていますか？ 主軸回転中？停止中？ また、ボールエンドミルとフラットエンドミルはどれくらいの回転数で回していますか？ どちらかと言えば、ボールエンドミルは高速で使用していますよね。 暖気運転の有無に関わらず、高速回転をしていると主軸が伸びてきます。 どちらも比較的低回転なら変化量は変わりませんが、1万回転を超えてくる辺りから顕著に現れてきます。（主軸のサイズや仕様により、伸び量やこの回転数の値は変わります） 使用する回転レンジにより補正量を変えてやるか、主軸を回転させたままある程度時間を経過させて測長した方がいいのではないでしょうか？ ちなみに、ある程度回した状態を維持しても、計測の際に回転を止めてしまうと元にもどってしまいます。 レーザー計測器自体、弊社にありませんので断言できませんが。。。 そうですか・・・お役にたてず、申し訳ないです。 弊社の4万回転主軸機は接触式の計測器なのですが、回転を止めて計測するため2万回転前後で似たような問題に一時、悩まされたもので・・・。 ですので、今では計測後の工具長に値を付加するマクロプログラムを間に挟んで、運転しています。
お礼
測長方法 ⇒加工開始直前に加工切削条件と同じ回転数でまわす。 ⇒４分ほどダンキ ⇒主軸回転しながらレーザー測長 ※複数工具使用のときも同様 例）⇒R5の工具 切削条件の回転数で４分ダンキ ⇒R5の工具、レーザー測長 ⇒R5の加工プログラム開始 ⇒R5の加工プログラム終了 ⇒ツール交換 ⇒D6の工具 切削条件の回転数で４分ダンキ ⇒D6の工具 レーザー測長 ⇒D6の加工プログラム開始 ⇒D6の加工プログラム終了 上記のような加工の流れです。 回転数は、工具によって変わりますが、MAX S40000です。 小径が多いため、ほぼS10000超えです。
これですよ レーザー測長 虚像を測るので誤差が出ます メーカは出ないって言いきるけど ちょうど 私も誤差量が0.02mmぐらいでしたね 究極は 最後一本で仕上げてしまう が 最強です 高速マシニングセンターじゃないとできないが タッチセンサーのほうが個人的にはいいと思う キリコ噛みで工具長が長く出てしまう可能性もあるけど この場合 切り込み不足の方向なので つい加工すればよい 切り込みすぎは なんともならない もうひとつ 工具長測定はプログラム内でやってますか？ こちらのほうが、主軸の伸びが吸収されるので 良いとされます が 上記のことは何ともなりませんけどね まるで、４～５年前の私みたい 国産の高速マシニングだが ここで 確かに多様な質問をした覚えがある スクエアーのやつは 測定は加工時に入っていて回転させ ちょっとずらして測ってるんだと思いますが ボールは中心 某所のマニュアルでは レーザーの透過７０％したら… なので いやそれは…なんですけどね オプションで変更可能なら、タッチ式のほうがいいと思います （壊れる可能性はあったり、切り込み不足は発生するが、切り込みすぎは発生しないから） それでも、加工中の伸びや 測定誤差も、少しは発生するので どうしても段が許されない場合は やっぱ、一本で仕上げるしかないでしょうね
お礼
数年、悩まされまして、接触式のほうがよいと思われます。 ただ、マネーが・・・。 私のほうもいろいろ研究してみようと思います。 ありがとうございます。
補足
やはり、レーザー測長でしょうか？ 加工プログラム内に工具測長のプログラムが入っております。 ボールエンドミルの測長プログラムでは、刃先先端中心で測定。 スクエアエンドミルでは、径から内側に0.1mm入ったところで 測定しております。（Φ２以上の工具の場合） スクエアエンドミルの先端形状に関しても 径中心に向かって、くぼんでいるので、測定位置がよろしくないとも 思われます（表現がヘタですみません）。
お礼
オイル、切り屑の関係や、レーザー測長付近の工具清掃エアーブローも 圧力を変更したり、エアーをかけなかったり、いろいろ過去に試したものの 、誤差は改善されませんでした。 レーザー測長値と接触式のときの値を比較してみようと思います。