工具の設定は CNC 加工の主要な作業であり、重要なスキルです。特定の条件下では、工具の設定精度が部品の加工精度を決定することがあります。同時に、工具の設定効率も CNC 加工効率に直接影響します。ツールの設定方法を知っているだけでは不十分です。また、CNC システムのさまざまなツール設定メソッドと、加工プログラムでこれらのメソッドを呼び出す方法についても知っておく必要があります。同時に、さまざまなツール設定方法の長所、短所、使用条件を知っておく必要があります。
1. ナイフセッティングの原理
ツール設定の目的は、ワーク座標系を確立することです。直感的に言えば、ツールセッティングとは、工作機械の作業台におけるワークの位置を確立することです。実際には、工作機械座標系における工具設置点の座標を求めることになります。
CNC 旋盤の場合、加工前にまず工具設定点を選択する必要があります。工具設定点とは、CNC 工作機械を使用してワークを加工する際に、ワークに対する工具の移動の開始点を指します。工具設定点は、ワーク（ワーク上の設計基準や位置決めデータなど）上に設定することも、治具や工作機械上に設定することもできます。治具または工作機械上の特定の点に設定する場合、その点はワークの位置決め基準と一致している必要があります。寸法関係をある程度の精度で維持します。
ツールを設定するときは、ツール位置点とツール設定点が一致している必要があります。いわゆるツール位置点とは、ツールの位置決め基準点を指します。旋削工具の場合、工具位置点は工具先端です。工具セットの目的は、工作機械座標系における工具セット点（またはワーク原点）の絶対座標値を求め、工具の工具位置偏差値を測定することです。工具先端の位置合わせの精度は加工精度に直接影響します。
実際にワークを加工する場合、通常、1つのツールではワークの加工要求を満たすことができず、複数のツールを使用して加工するのが一般的です。複数の旋削工具を使用して加工する場合、工具交換位置が変わらない場合、工具交換後の工具先端点の幾何学的位置が異なるため、加工開始時に異なる開始位置で加工できるようにするには、異なる工具が必要になります。プログラムが正常に実行されることを確認します。
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この問題を解決するために、工作機械CNCシステムには工具幾何位置補正機能が搭載されています。工具幾何位置補正機能を利用することで、あらかじめ選択した基準工具に対する各工具の位置偏差を測定し、CNCシステムに入力するだけで済みます。工具パラメータ補正欄にグループ番号を指定し、加工プログラム内でTコマンドを使用することで、工具経路上の工具位置のずれを自動補正します。工具の位置偏差の測定も工具の設定操作によって行う必要があります。
2. ナイフのセット方法
CNC加工における工具セッティングの基本的な方法には、試し切り法、工具セッティング装置セッティング、自動工具セッティングがあります。この記事では、CNC フライス盤を例として、一般的に使用されるいくつかの工具設定方法を紹介します。
1. 試し切りとメスのセット方法
この方法は簡単で便利ですが、ワーク表面に切削痕が残り、工具のセット精度も低くなります。ワーク表面の中心にある工具設定点（ワーク座標系の原点と一致する）を例にとると、両側工具設定方法が使用されます。
(1) x、y 方向のツール設定。
① クランプを介してワークを作業台に設置します。クランプ時、ワークの四方に工具をセットできるスペースが必要です。
② 主軸を中速で回転させ、ワークテーブルと主軸を素早く移動させ、工具をワークの左側に近い一定の安全距離の位置に素早く移動させ、その後速度を落として左側に近づけます。ワークの側面。
③ ワークに近づくときは、微調整操作（通常 0.01mm）で近づけ、工具がワークの左側面にちょうど触れる程度までゆっくりとワークの左側に近づけてください（観察、音を聞いてください）。切削音を見て、切削痕を見て、切りくずを見て、工具がワークに接触する状況が発生した場合は、0.01mm 後退させます。このとき工作機械座標系で表示されている座標値を-240.500などとメモします。
④工具をz方向のプラス方向にワーク表面上まで退避させます。同じ方法を使用して、ワークピースの右側にアプローチします。このとき工作機械座標系で表示される座標値（-340.500など）をメモしておきます。
⑤これより、工作機械座標系におけるワーク座標系の原点の座標値は｛-240.500+(-340.500)｝/2=-290.500となります。
⑥同様に工作機械座標系におけるワーク座標系の原点の座標値を測定することができます。
(2) z 方向のツール設定。
① ツールをワーク上で素早く移動させます。
②主軸を中速で回転させ、ワークテーブルと主軸を素早く移動させ、工具をワーク上面に一定の安全距離を保った位置に素早く移動させ、その後速度を落として工具端面を移動させます。ワークの上面近く。
③ ワークにアプローチする際は、工具端面がワーク表面にゆっくりと近づくように微調整動作（通常 0.01mm）で近づけてください（工具、特にエンドミルの場合は注意が必要です）。ワークの端面をカットし、カッターの端面がワークの表面に接触する領域（半円未満、エンドミルの中心穴がワークの表面よりも下に切らないようにする）、工具の端面がワークの上面に接触した直後、再び軸を上げ、このときの工作機械座標系の Z 値 -140.400 を記録し、ワーク座標系の原点 W の座標値を記録します。工作機械座標系では -140.400 です。
(3) 測定した x、y、z 値を工作機械のワーク座標系格納アドレス G5* に入力します (工具設定パラメータの格納には、通常 G54 ～ G59 コードを使用します)。
(4) パネル入力モード (MDI) に入り、「G5*」と入力し、スタートキーを押して (自動モードの場合)、G5* を実行して有効にします。
(5) ツールの設定が正しいか確認してください。
2. すきまゲージ、標準マンドレル、ブロックゲージ工具のセット方法
この方法は、工具の設定中に主軸が回転しないことを除いて、試し切りの工具の設定方法と似ています。隙間ゲージ (または標準のマンドレルまたはブロック ゲージ) が工具とワークピースの間に追加されます。隙間ゲージは自由には動きません。計算に注意してください。座標を使用する場合は、隙間ゲージの太さを差し引いてください。この方法では主軸を回転させずに切削できるため、ワーク表面に傷がつきませんが、工具のセット精度が十分ではありません。
3. エッジファインダー、偏心ロッド、軸セッターなどの工具を使用してツールをセットします。
操作手順は試し切りツールの設定方法と同様ですが、ツールをエッジファインダーまたは偏心ロッドに置き換えます。これが最も一般的な方法です。効率が高く、工具設定の精度を確保できます。エッジファインダーを使用する場合は、鋼球部分がワークにわずかに接触するように注意する必要があります。同時に、加工するワークは良導体である必要があり、位置決め基準面の表面粗さは良好である必要があります。 Z 軸セッターは、一般にトランスファー (間接) ツール設定方法に使用されます。
4. トランスファー（間接）ナイフのセット方法
ワークピースの加工には、多くの場合、複数のナイフを使用する必要があります。 2 番目のナイフの長さは 1 番目のナイフの長さと異なります。ゼロに戻す必要があります。ただし、ゼロ点が削られて直接ゼロ点が取り出せなくなったり、ゼロ点が直接取り出せなくなったりする場合があります。加工面にダメージを与えることは許容されますし、工具や工具によっては直接セットすることが困難な場合もあります。この場合、間接変更方法を使用することができます。
(1) 最初のナイフの場合
① 1 刃目は引き続き試し切り法や隙間ゲージ法などを使用します。このときのワーク原点の工作機械座標 z1 をメモします。最初の工具が加工された後、主軸を停止します。
② ツールセッターを工作機械の作業台の平らな面（バイスなどの広い面）に置きます。
③ハンドホイールモードで、手を使って作業台を適切な位置に移動し、スピンドルを下に動かし、ナイフの下端でツールセッターの上部を押すと、ダイヤルポインタが回転します（できれば1円以内）。このとき軸をメモしておきます。設定器の表示値を設定し、相対座標軸をゼロクリアします。
④ スピンドルを持ち上げ、最初のナイフを取り外します。
(2) 2本目のナイフの場合。
①2本目のナイフを取り付けます。
② ハンドホイールモードで主軸を下に動かし、ナイフの下端でツールセッターの上部を押すと、ダイヤル指針が回転し、指針が最初のナイフと同じ表示 A の位置を指します。
③この時の軸の相対座標に相当する値z0を（正負の符号付きで）記録します。
④ 主軸を上昇させ、ツールセッターを取り外します。
⑤最初のツールのG5*にある元のz1座標データにz0(プラスまたはマイナス符号付き)を加算し、新しい座標を求めます。
⑥この新しい座標は、第 2 工具のワーク原点に対応する工作機械の実際の座標です。それを 2 番目のツールの G5* 作業座標に入力します。このようにして、第 2 ツールのゼロ点が設定されます。 。残りのナイフも 2 番目のナイフと同じ方法でセットします。
注：複数の工具で同じ G5* を使用する場合、手順⑤、⑥を変更して、No.2 工具の長さパラメータに z0 を格納し、2 番目の工具を使用して加工するときに工具長補正 G43H02 を呼び出します。
5. トップナイフのセット方法
(1) x、y 方向のツール設定。
①工作機械のワークテーブルに治具を介してワークを取り付け、センターと交換します。
② ワークテーブルと主軸を素早く動かしてチップをワークに近づけ、ワーク描画線の中心点を見つけて速度を落としてチップをワークに近づけます。
③ チップ先端がワーク描画線の中心点に一致するまで、ゆっくりとワーク描画線の中心点に近づきながら微調整動作を行ってください。このとき、工作機械座標系の x 座標値と y 座標値をメモします。
(2) センターを外し、フライスを取り付け、試し切り法や隙間ゲージ法などの工具設定方法を用いて、Z 軸座標値を求めます。
6. ダイヤルインジケータ（またはダイヤルインジケータ）ツールの設定方法
ダイヤルインジケーター（またはダイヤルインジケーター）の工具セット方法（一般的に円形ワークの工具セットに使用されます）
(1) x、y 方向のツール設定。
ダイヤルインジケータの取り付けロッドをツールハンドルに取り付けるか、ダイヤルインジケータのマグネットシートをスピンドルスリーブに取り付けます。主軸の中心線（工具の中心）がほぼワークの中心になるように作業台を移動し、マグネットシートを調整します。伸縮ロッドの長さと角度は、ダイヤルインジケータの接点がワークの周面に接触するような長さと角度になっています。 （指針は約0.1mm回転します。） 主軸を手でゆっくりと回すと、ダイヤルインジケータの接点がワークの周面に沿って回転します。観察する ダイヤルインジケータの指針の動きを確認するには、作業台の軸をゆっくりと動かし、それを数回繰り返します。主軸を回転させたとき、ダイヤルインジケータの指針は基本的に同じ位置にあります（メータヘッドが一回転したときの指針のジャンプ量は工具設定の許容誤差内、たとえば0.02mm以内）ので、スピンドルの中心が軸であり、軸の原点です。
(2) ダイヤルインジケータを取り外し、フライスを取り付け、試し切り法や隙間ゲージ法などの他の工具設定方法を使用して、Z 軸座標値を取得します。
7. 専用ツールセッターによるツールセット方法
従来の工具セット方法では、安全性が低い（隙間ゲージ工具のセットなど、強い衝突により工具先端が破損しやすい）、加工時間がかかる（試し切りなど、何度も切削を繰り返す必要がある）などの欠点がありました。 ）、人間によって引き起こされる大きなランダムエラー。 CNC加工のリズムがなければ、CNC工作機械の機能を十分に発揮できません。
専用のツールセッターを使用して工具をセットするため、工具のセット精度が高く、作業効率が高く、安全性が高いというメリットがあります。経験に裏付けられた面倒な工具設定作業を簡略化し、CNC工作機械の高効率・高精度を実現します。 CNC加工機の工具セッティングに欠かせない専用工具となっております。
投稿日時: 2023 年 11 月 1 日
