CNC 旋盤で正確な工具を設定する方法がいくつあるかご存知ですか?
タッチプローブ方法: - この方法では、工具に接触するプローブを利用して、機械基準点に対する工具の位置を測定します。工具の直径と長さに関する正確なデータが得られます。
ツールプリセッター：ツールプリセッタ治具は、機械の外側でツールの寸法を測定するために使用されます。この方法により、ツールを迅速かつ正確にセットアップできます。
ツールオフセット方法:– この方法では、オペレーターがノギスやマイクロメーターなどのツールを使用してツールの長さと直径を測定します。次に、値が機械の制御システムに入力されます。
レーザーツール測定:レーザー システムは、ツールの寸法の設定と測定に使用されます。レーザー光線を工具の刃先に照射することで、正確かつ迅速に工具データを提供します。
画像認識方式：高度なコンピュータ システムは、画像認識技術を使用して工具の寸法を自動的に計算できます。これは、ツールの画像を撮影し、その特徴を分析し、測定値を計算することによって行われます。
これは非常に役立つ記事です。記事ではまず、CNC旋盤でよく使われる「試し切り工具のセッティング方法」の原理と考え方を紹介します。次に、CNC 旋削システム用のトライアル切削工具を手動で設定する 4 つの方法を紹介します。工具設定の精度を向上させるため、「自動切断～測定～誤差補正」によるプログラム制御による自動試し切り方式を開発しました。4 つの正確なツール設定方法もまとめられています。
1. CNC旋盤の工具セット方法の原理と考え方
CNC 旋盤の工具設定原理を理解することは、工具設定について明確なアイデアを維持し、工具設定操作をマスターし、新しい方法を提案したいオペレータにとって重要です。工具設定とは、工作機械の座標系をプログラミングする際に変更されるワーク座標系の原点位置を決定することです。工具設定には、基準工具プログラムの開始点の機械座標を取得し、その工具に対する相対的な工具オフセットを決定することが含まれます。
以下の規則は、試し切り法を使用した工具設定の背後にある概念とアイデアを示すために使用されます。Hua Medieval Star Teaching Turning System (アプリケーション ソフトウェアのバージョン番号 5.30) を使用します。ワーク右端面中心をプログラム原点とし、G92命令で設定します。直径プログラミング、プログラム開始点 H のワーク座標は (100,50) です。4 つのツールをツールホルダーに取り付けます。工具 No.1 は 90 度荒旋削工具、基準工具 2 は外周 90 度旋削工具です。ナイフ、No. No. 4 番目のナイフは、角度 60 度の三角形のネジ付きナイフです (記事内の例はすべて同じです)。
工具の設定には「工作機械」の座標が使用されます。図1に示すように、基準ツールはワークの外周と端面を手動でテストカットし、工作機械のXZ座標をディスプレイに記録します。プログラム原点 O の工作機械座標は、点 A と O での工作機械座標の関係から導出されます: XO=XA – Phd、ZO=ZA。点 O (100,50) に対する H のワーク座標を使用すると、最終的に点 H の工作機械座標を導き出すことができます: XH=100 – Phd、ZH=ZA+50。このワークピース座標系は、基準ツール上のツール先端の位置に基づいています。
図1 手動試し切りとツール設定の模式図
図 2 では、点 A と工具先端 B の間のオフセットは、工具ホルダにクランプされた工具の X 方向と Z 方向の延長量と位置の違いにより発生します。ワークピースの元の座標系は無効になります。各ツールは、使用中に異なる速度で摩耗します。したがって、各工具の工具オフセットと摩耗値を補正する必要があります。
工具オフセットを決定するには、各工具をワークピース上の特定の基準点 (図 1 の点 A または B) に位置合わせする必要があります。CRT には、非基準工具の工具オフセットとは異なる工作機械座標が表示されます。したがって、それらは同じ点に配置されます。手動計算またはソフトウェア計算を使用して、工作機械の座標が基準工具の座標から減算されます。次に、非標準デバイスごとにツール オフセットが計算されます。
図 2 工具のオフセットと摩耗の補正
手動による試し切りツールの設定の精度には限界があります。これはラフツーリングとして知られています。図 3 に示すように、加工代の範囲内でより正確な結果を得るには、CNC自動車部品、簡単な自動試し切りプログラムを設計できます。基準ナイフは「自動切断測定誤差補正」のコンセプトを使用して継続的に修正されます。非基準工具の工具オフセットとプログラム開始点は、加工命令の値と実際の測定値との差が精度要件を満たしていることを確認するために使用されます。精密工具設定は、この段階で行われる工具設定です。
初期補正後に標準以外のオフセットを補正するのが一般的です。これは、参照工具の開始点の位置が正確であることを保証することが、正確な工具オフセットの前提条件であるためです。
この基本的な工具設定プロセスは、次の 2 つの段階を組み合わせることによって実現されます。つまり、基準を使用してナイフを手動でテストカットし、工具設定基準の工作機械座標を取得します。– 各非参照工具の工具オフセットを計算または自動計算します。– リファレンスナイフはプログラムのほぼ開始位置にあります。– リファレンスナイフはテストカットプログラムを繰り返し呼び出します。ツール ホルダーは MDI またはステップ モードで移動して、誤差を補正し、開始点の位置を修正します。サイズを測定した後、非ベースナイフはテストカットプログラムを繰り返し呼び出します。このオフセットに基づいて工具オフセットが補正される。これは、参照ツールがプログラムの正確な開始時に静止していることを意味します。
図3 マルチナイフ試し切りのツールセッティングの模式図
ラフナイフセッティングテクニックの概要
工具セットアップの準備をするには、次のいずれかの方法を使用できます。 システム MDI のサブメニューで F2 キーを押して、工具オフセット テーブルにアクセスします。キーを使用して各ツールに対応するツール番号の位置にハイライトバーを移動し、F5 ボタンを押します。工具オフセット番号 #0000 と #0001 の X オフセット値と Z オフセット値を変更し、F5 キーを押します。
1) 基準工具を選択することで工具オフセット方法を自動設定します。
ツールを設定する手順を図 1 および 4 に示します。
キーで強調表示されている青いバーを移動して、No.2 基準工具の工具オフセット #0002 に合わせることができます。参照ツール 2. No.2 を設定するには、F5 キーを押します。2 のツールがデフォルトのツールとして設定されます。
2) 基準工具で外側の円を切り取り、工作機械の X 座標を記録します。工具を後退させた後、機械を停止し、シャフトセグメントの外径を測定します。
3) 基準ブレードは「ジョグ+ステップ」方式で記録された A 点に戻ります。テストの切断直径とテストの切断長さの列に、それぞれ PhD とゼロを入力します。
4) 標準工具を退避させ、非標準工具の番号を選択します。次に、手動でツールを変更します。各非標準ツールのツールチップは、「ジョグ + ステップ」方法を使用して点 A に視覚的に位置合わせする必要があります。ツールを視覚的に位置合わせした後、対応するオフセットを調整します。試し切りの長さと直径の列にゼロと PhD を入力すると、基準以外のすべてのナイフのナイフ オフセットが X オフセットと Z オフセットの列に自動的に表示されます。
5) 参照ツールがポイント A に戻ると、MDI は「G91 G00/または」G01 X[100 PhD] Z50 を実行してプログラムの開始点に到達します。
図4 標準工具の工具オフセットを自動設定する基準工具の模式図
2. 工具設定基準点で基準工具の座標をゼロに設定し、工具オフセット方法を自動表示します
図 1 および図 5 に示すように、ツールの設定手順は次のとおりです。
1) 上記の手順 (2) と同じ。
2) 基準メスは記録値に従い「ジョグ＋ステップ」方式で試し切り点 A に戻ります。
3) 図 4 に示すインターフェイスで、F1 キーを押して「X 軸をゼロに設定」し、F2 キーを押して「Z 軸をゼロに設定」します。すると、CRTに表示される「相対実座標」は(0,0)となります。
4) 非基準工具を手動で変更し、その工具先端が点 A と視覚的に一致するようにします。このとき、CRT 上に表示される「相対実座標」の値が、基準工具に対する工具の相対的な工具オフセットになります。▲ キーとキーを使用して、青色の非参照工具の工具オフセット番号を移動し、それを記録し、対応する位置に入力します。
5) 前の手順 (5) と同じです。
図 5 ツール設定基準点座標で基準ツールを 0 に設定すると、自動的に表示されるツール オフセットの概略図。
3. ナイフオフセット法は、外側の円形シャフトセグメントの複数のナイフによる試し切りを手動で計算することによって計算されます。
図 6 に示すように、システムはナイフ 1、2、4 を手動で位置合わせし、軸を切り出します。次に、各ナイフの刃先の機械座標を記録します。(図 6 の点 F、D、および E)。各セグメントの直径と長さを測定します。No.1切断メスを交換してください。画像のように工具の凹みをカットします。切断刃を右先端に合わせ、点 B の座標を記録し、図に従って L3 と PhD3 を測定します。各ツールの F、E、D 点と O 原点の間の増分座標関係は、上記のデータを比較することで決定できます。
すると、工作機械座標は（X2-PhD2+100、Z2-L2+50）であり、基準工具に対応するプログラム開始点の工作機械座標であることがわかります。計算方法を表 1 に示します。空欄には、計算および記録された値を入力します。注：試し切り距離とは、ワークの座標ゼロ点から試し切りの終点までのZ方向の距離です。正負の方向は座標軸によって決まります。
図6 マルチナイフ手動試し切りの模式図
表 1 非標準工具の工具オフセットの計算
この方法では、テストカットポイントを視覚的に位置合わせする必要がないため、簡単なテストカット手順が可能になります。ただし、ナイフのオフセットは手動で計算する必要があります。式が記載されたシートを印刷して空白を埋めると、工具オフセットをすばやく計算できます。
図 7 Century Star CNC システムの自動工具設定の概略図
4th Century Star CNCシステムのマルチツール自動工具セット方法
工具オフセットに関する上記の方法はすべて相対的な方法です。HNC-21Tでは、専門スタッフによるパラメータ設定とシステムテストを行った後、ツールセットアップ時に「絶対オフセット方式」を選択することができます。加工プログラミングでは、絶対工具オフセットは相対工具オフ方法とは少し異なります。ワーク座標系にG92やG54を使用する必要はなく、工具補正を解除する必要もありません。例については、プログラム O1005 を参照してください。図 6 に示すように、システムがゼロに戻った後、各ナイフで手動で円柱部分を切断してみます。
長さと直径を測定した後、各ナイフのツールオフセット番号を入力します。試し切り長さは試し切り径の欄に記載しております。システム ソフトウェアは、「外部シャフト セグメントのマルチナイフ切断 - ナイフ オフセットの手動計算」で説明されている方法を使用して、プログラムの原点に従って各ナイフの工作機械の座標を自動的に計算できます。このツール設定方法は最も高速であり、工業生産に特に適しています。
5 つの正確な工具設定テクニックのまとめ
正確な工具設定の原理は「自動測定、自動試し切り、誤差補正」です。誤差補正は 2 つのカテゴリに分類できます。 基準ツールの MDI 操作、またはプログラムの開始位置を補正するための刃物台のステップ移動の場合。非標準工具の場合は、その工具オフセットまたは摩耗値を補正します。混乱を避けるために、表 2 は値を計算して記録するように設計されています。
表2 試し切り方法の工具設定記録表（単位：mm）
1. 基準ツールが開始点を修正した後、各非標準ツールのオフセット方法を変更します。
ツールを設定する手順を図 3 に示します。
大まかなツールのキャリブレーション後、基準ツールがプログラムの先頭にあるはずです。すべての非標準ツールのオフセットをテーブルの適切な位置に入力します。
O1000 プログラムを使用して PhD2xL2 を処理し、トライアルカットを作成します。
次に分割された切削軸の直径と長さを測定し、指令プログラムの値と比較して誤差を判定します。
MDI エラー値またはステップ移動が MDI エラー値より大きい場合は、プログラムの開始位置を変更します。
5) 測定された寸法に基づいて O1000 の指令値を動的に変更し、プログラムを保存します。基準工具の開始位置が精度範囲内になるまで手順(2)を繰り返します。修正されたプログラムの開始点の工作機械の座標に注目してください。座標をゼロに設定します。
6) 試し切りごとに O1001(ナイフ No.1、No.O1002(ナイフ No.3)) をダイヤルし、各切片の長さ Li (i=1、2、3) と直径 PhDi を測定します。
7) 表 3 の方法を使用して誤差を補正します。
加工誤差が精度の範囲内になり、基準工具がプログラムの開始点で停止して動かなくなるまで、手順6～7を繰り返します。
表3 円筒軸セグメントの自動試し切りの誤差補正例（単位：mm）
2. 各ツールの開始位置を個別に変更する
この方法のツール設定原理は、各ツールがプログラムの開始点を調整し、間接的に同じ原点位置に位置合わせすることです。
ツールを設定する手順を図 3 に示します。
粗い工具の校正後、No. 2 の基準工具がプログラムの先頭にあるはずです。
第１の正確な工具設定方法のステップ２）から（５）は同一である。
O1000プログラムを使用してトライアルカットを実行します。各セクションの長さ Li と直径 PhDi を測定します。
ステップ移動ツールまたはMDIツールホルダーは誤差を補正し、各ツールのプログラム開始点を調整します。
各非標準プログラム ツールの開始位置が許容精度の範囲内になるまで、手順 (6) を繰り返します。
工具オフセットテーブルは、CRT に表示される相対座標を工具オフセットの番号に対応する X オフセットと Z オフセットの欄に入力することでアクセスできます。この方法は便利で簡単です。この方法は簡単で便利です。
3. 工具参照プログラムの開始位置を変更した後、同時に非標準工具のすべてのオフセット方法を変更します。
方法は第１の精密工具設定方法と同様である。2 つの唯一の違いは、ステップ 7 で O1003 プログラムが呼び出され、3 つのナイフを同時に呼び出すことです (O1004 では No が削除されます。O1003 プログラムはツール処理の No. 2 セクションを置き換えます。残りのステップは同じです。
6. この方法を使用すると、一度に 4 つのナイフを修復できます
加工誤差を調べるには、相対工具オフセット法を使用して、各セクションの直径 PhDi と各セクションの長さ Li (i=2、1、4) を測定します。MDI または基準工具のツールホルダへのステップ移動を使用します。プログラムの開始点を変更します。非標準ツールの場合は、まず元のオフセットを使用してオフセットを修正します。次に、新しいオフセットを入力します。基準工具の加工誤差も摩耗欄に入力する必要があります。絶対工具オフセットを使用して工具を校正する場合は、O1005 トライアルカット プログラムを呼び出します。次に、それぞれの工具オフセット番号の摩耗列で工具の加工誤差を補正します。
CNC 旋盤の正しい工具設定方法の選択は、CNC 旋盤の品質にどのような影響を与えますか?CNC機械加工部品?
正確さと精度：
工具が正しく設定されていれば、切削工具は適切に位置合わせされます。これは、加工作業の精度と精度に直接影響します。工具の設定が間違っていると、寸法誤差が生じたり、表面の仕上げが悪くなったり、さらにはスクラップが発生したりする可能性があります。
一貫性：
一貫した工具設定により、複数の部品における加工作業の均一性と一貫した品質が保証されます。表面仕上げと寸法のばらつきを軽減し、厳しい公差を維持するのに役立ちます。
工具寿命と工具摩耗:
工具がワークピースに適切に係合していることを確認することで、正しい工具設定により工具寿命を最大限に延ばすことができます。不適切な工具設定は、工具の過度の磨耗や破損を引き起こす可能性があり、工具寿命が短くなります。
生産性と効率性
効果的なツール設定技術により、機械のセットアップ時間を短縮し、稼働時間を増やすことができます。アイドル時間を最小限に抑え、切断時間を最大限に短縮することで生産性が向上します。これにより、より迅速な工具交換が可能になり、全体の加工時間が短縮されます。
オペレーターの安全
正しいツール設定方法を選択すると、オペレータの安全が影響を受ける可能性があります。画像認識やレーザーツール測定などの一部の方法では、手動でツールを扱う必要がなくなり、怪我の可能性が減ります。
アネボンの目標は、製造時の優れた外観の変化を理解し、2022年に向けて国内外の顧客に最高のサポートを心を込めて提供することです。 高品質のステンレススチールアルミニウム高精度のカスタムメイドCNC旋削加工フライス加工、CNCスペアパーツ航空宇宙向け、国際市場を拡大するために、Anebon は主に海外の顧客に最高品質の高性能機械部品、フライス加工部品、CNC 旋削サービスを提供しています。
中国卸売中国機械部品およびCNC機械加工サービスのAnebonは、「革新、調和、チームワークと共有、トレイル、実用的な進歩」の精神を掲げています。私たちにチャンスを与えてください、そうすれば私たちの能力を証明するつもりです。皆様のご協力により、アネボンは皆様と一緒に明るい未来を創造できると信じております。
投稿日時: 2023 年 10 月 19 日