CNC Tech Talk：スキップ信号をトリガーする2つのあまり知られていない方法

スピンドルプローブを使用したことがある場合は、G31で指定されたスキップ機能を使用してサーフェスをプローブすることをご存知でしょう。プローブスタイラスは、最初に接触する表面からわずかな距離内に配置されます。スタイラスを接触させるG31コマンドが与えられます。プローブがトリガーされてからマイクロ秒以内に、スキップ信号がCNCに送信され、次の3つの原因が発生します。

1. 停止するモーション。
2. スキップするモーションコマンドのバランス。
3. ＃5061（X）、＃5062（Y）、＃5063（Z）などのシステム変数に格納される軸の位置。

プローブスタイラスがX軸面の左側（負）側から0.2インチ以内に移動するようにプログラムされた直後に与えられる、このコマンドについて考えてみます。

G91 G31 X0.3 F20.0

X軸はXで0.3インチ移動するように指示されています。スタイラスは開始時に表面から0.2インチ以内にあるため、途中で表面に接触します。プローブがトリガーされると、CNCはモーションを停止し、X位置をシステム変数＃5061に保存します。

スキップ信号をトリガーする最も一般的な方法はプローブを使用することですが、スキップ信号をトリガーする方法は、あまり知られていないものが少なくとも2つあります。スピンドルプローブと同様に、それらを統合するには、マシンビルダーまたはアクセサリデバイスプロバイダーが必要です。つまり、ここで紹介した手法を利用するには、支援が必要になります。

軸駆動モーター負荷の変化を使用してスキップ信号をトリガーします。

トルク制限スキップは、ファナックが呼んでいるように、危険な状況を検出し、大災害が発生する前に機械を停止することを可能にします。私は2つのシナリオを提供しますが、この機能がどのように機能するかを理解すれば、きっともっと多くのシナリオを思いつくことができるでしょう。

自動化システムの場合：

メインスピンドルとサブスピンドルを備えたほとんどの機械は、部分的に完成したワークピースをメインスピンドルからサブスピンドルに自動的に転送して、追加の加工を行います。主軸が終了すると、サブスピンドル軸は、そのグリッパー/チャックジョーが主軸からワークピースをつかむことができるまで前進します。サブスピンドルグリッパーがワークピースをクランプし、メインスピンドルジョーがアンクランプします。その後、サブスピンドル軸がその加工位置に後退し、サブスピンドル加工が開始されます。

この方法は、ワークピースとサブスピンドルグリッパーの間に切りくずが挟まれるなど、サブスピンドルの前進動作の邪魔にならない限りうまく機能します。この場合、グリッパーが詰まり、グリッパーや機械が損傷する可能性があります。または同様に問題があるのは、グリッパーとワークピースの間にチップが詰まった状態でプロセスが終了する可能性があることです。

トルク制限スキップが適切に統合されている場合は、グリッパーが完全に前進していることを確認できます。何かが邪魔になると、サブスピンドル軸の負荷がその基準を超えて増加し、スキップ信号がトリガーされます。この場合、重大な損傷が発生する前に、モーションのバランスがスキップされます。トルク制限スキップコマンド（ここでもG31）の後で、サブスピンドル軸システム変数（マシンの5番目の軸の場合は＃5065など）の値がコマンドされた終点に等しいことを確認するためのテストを行うことができます。そうでない場合は、カスタムマクロアラームが鳴り、マシンが停止します。

破損しやすい切削工具の場合：

旋盤カットオフツールを考えてみましょう。カットオフ中にカットオフツールが破損すると、ツールに損傷を与える可能性があり、場合によっては機械に損傷を与える可能性があります。マグネシウムやチタンなどの可燃性物質では、関連する熱の蓄積により火災が発生する可能性があります。カットオフモーションにトルク制限スキップ（G31）コマンドを含めて、カットオフ軸の駆動モーター軸負荷が既知の許容限界を超えて増加しないことを確認できます。その場合、コマンドのバランスがスキップされ、アラームが鳴り、工具/機械の損傷の可能性が最小限に抑えられます。

導電率を使用してスキップ信号をトリガーします。

タッチセンサーにより、金属表面をオンザフライで検出できます。これを使用すると、金属（セラミックではない）切削工具を使用してワークピースの表面を見つけることができます。たとえば、鋳造面に0.06インチの深さの直径1インチの穴をスポットフェーシングするとします。キャストサーフェスは、パーツごとに異なることで有名です。スピンドルプローブで変動に対処することもできますが、これにはもっと時間がかかります。

タッチセンサーを使用すると、スポットフェーシングツールを使用して表面を検出できるため、スピンドルプローブが不要になります。 （回転する）スポットフェーシングツールを安全なアプローチ位置に移動し、G31を使用してスポットフェーシングツールに表面に移動するように命令します。スポットフェースが接触するとすぐに、スキップ信号が生成されます。 CNCはモーションを停止し、モーションのバランスをスキップします。そこから、0.06インチの増分移動を指定して、必要な深さまで面をスポットします。

すでに述べたように、これらの機能をCNCマシンに統合するには、工作機械メーカーに連絡する必要があり、投資が必要になります。しかし、潜在的なメリットを考えると、コストと労力の価値は十分にあるかもしれません。