切削工具のオフセット値の確認

CNC機械加工アプリケーションで使用される切削工具は、正しく機能するために特定の属性を備えている必要があります。たとえば、立形マシニングセンター（VMC）で使用されるすべての切削工具には、Z軸ストローク（とりわけ）によって制限される最小および最大の長さがあります。図に示すように、スピンドルノーズは、Z軸ストロークの正の端にあるときに、テーブルトップから最大距離になります。最小Z軸位置でも、スピンドルノーズはテーブルトップよりかなり上にあります。

ツールチップは、プログラム内の最小および最大のZ座標に到達できる必要があります。到達できない場合、Z軸のオーバートラベルが発生します。オフセットレジスタで指定された各切削工具の長さは、Z軸のオーバートラベルなしでこれらの極値に到達できるかどうかを決定します。たとえば、テーブルトップの近くに保持された薄いワークピースを加工する非常に短い切削工具を考えてみます。ツールが短すぎると、Z軸がプログラムの最小のZ軸座標に到達できなくなります。

横型マシニングセンター（HMC）にも同じ懸念があります。ただし、水平の場合、スピンドルの最小Z位置は通常、テーブルトップではなくテーブルの中心線から指定されます。同様の問題は、HMCの最大スピンドルZ位置で特に問題になります。切削工具は、テーブルの端と同じ高さの大きなフランジをクリアしてから、ワークピースの奥まで届く必要がある場合があります。 Z軸は、必要なクリアランスを確保するのに十分な距離までバックアップできない場合があります。

明示的なセットアップ手順がない場合、切削工具の長さは、ジョブが実行されるたびに異なります。機械のオペレーターは、長すぎたり短すぎたりする工具を無意識のうちに組み立てることがあります。使いやすいセットアッププログラムを使用して、ワークピースを実行する前にオーバートラベルの問題をテストできるため、プログラムの検証中に時間のかかる遅延がなくなります。

このプログラムを使用するには、次の定数値を決定します。

• テーブルトップ（またはテーブルの中心）からZ軸の基準位置でのスピンドルノーズまでの距離。
• Z軸ストローク。

セットアッププログラムは、オフセットからこれらの値を参照します：

• 現在のZ軸フィクスチャオフセットレジスタ値。
• 工具長補正レジスタの現在の値。

そして、オペレーターはテストプログラムで指定します：

• プログラム内の最大および最小のZ座標。

これは大変な作業のように思えるかもしれませんが、最大および最小のZ座標のみを定期的に決定して入力する必要があります。それ以外はすべて定数であるか、セットアッププロセスの一部としてオフセットで指定されます。

この例のVMCでは、最大Zスピンドル位置が28.327インチであると判断します。このマシンのZ軸ストロークは19.4769インチであると言います。これにより、Zスピンドルの最小位置が8.8501インチになります。最大Zスピンドル位置とZ軸ストローク値を、それぞれ永続的な共通変数＃500と＃501に配置します。それらはシステム定数としてそこに残ります。

フィクスチャオフセット番号1のZレジスタは、ほとんどのFANUC CNCでシステム変数＃5203によって参照され、Z軸参照位置（最大Zスピンドル位置）からプログラムゼロ点までの負の距離を含みます。

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2000シリーズのシステム変数には、工具長補正レジスタ値が含まれています。たとえば、＃2001には、ツール番号1の長さが含まれています。

セットアッププログラムでプログラムされた最小および最大のZ座標を、それぞれ共通変数＃100および＃101で指定します。

関連する変数の意味を理解したら、次の式を検討してください。

• ＃110 =＃500 +＃5203 +＃100 +＃2001（ツール1の最小のZ軸マシン位置）
• ＃111 =＃500 +＃5203 +＃101 +＃2001（ツール1の最大Z軸マシン位置）

結果は、最小および最大のZスピンドル位置と比較できます。

• IF [＃110 LT [＃500-＃501] THEN＃3000 =101（ツールが短すぎます）
• IF [＃111 GT＃500] THEN＃3000 =102（ツールが長すぎます）

これは、ツールを1から10までテストするセットアッププログラムです。セットアップが完了すると、セットアップ担当者がこのプログラムを変更して実行します。

• O1000（すべてのオフセットをテスト）
• （オペレーターは最初の4つの値を調整します）
• ＃100 =-[2.5] （プログラムで最も小さいZ）
• ＃101 = 3.0 （プログラムで最大のZ）
• ＃102 = 1 （最初にテストするツール）
• ＃103 = 10 （テストする最後のツール）]
• WHILE [＃102 LE＃103] DO 1
• IF [[＃500 +＃5203 +＃100 +＃[2000 +＃102]] LT [＃500-＃501]] THEN＃3000 =101（ツールが短すぎます）
• IF [[＃500 +＃5203 +＃101 +＃[2000 +＃102]] GT＃500] THEN＃3000 =102（ツールが長すぎます）
• ＃102 =＃102 + 1（ステップカウンター）
• 終了1
• ＃3000 =103（許容可能な長さ）
• M30

このプログラムが完全に実行され、「許容できる長さ」というメッセージが表示された場合、Z軸はオーバートラベルしません。代わりに「工具が短すぎます」または「工具が長すぎます」というメッセージが表示される場合は、共通変数＃102（変数表示画面ページ）の現在の値を確認して、問題の原因となっている工具を特定して修正してください。 「許容可能な長さ」のメッセージが表示されるまで、プログラムを再実行してください。