こんにちは、ドリル・エンドミルなど切削工具の再研磨をしているツールリメイクです。
マシニングセンタの工具オフセットについてしっかりと理解しているでしょうか？
工具オフセットを使用すれば、エンドミルの径ごとにNCプログラムを作り直す必要がなく、NCプログラムの使い勝手をアップしてくれます。
そんな工具オフセットについて、今回は詳しく解説していきましょう。
これからNCプログラムを勉強していくという方は必見です。
マシニングセンタの工具径補正ってなに？
マシニングセンタには工具径補正（または工具オフセット）という概念があります。
工具径補正を使うと、エンドミルの径ごとにプログラムを作成し直す必要がなくなりとても便利です。
なぜ工具径補正が必要なのかをまず説明していきましょう。
1辺が100mmの正方形をNCプログラムで描いて、工具径補正を入れずに直径10mmのエンドミルで加工を行った場合、1辺当たり工具の半径分5mm短くなってしまい、仕上がりが1辺90mmの正方形となってしまいます。これはNCプログラムで描いた線の上を、工具の中心が通るようになっているからです。
工具の直径分を予め考慮してNCプログラムに組み込むこともできますが、それでは使用する工具の直径が変わった場合などに、NCプログラムをすべて書き直す必要が出てきます。そこで利用されるのが工具径補正というシステムです。
工具径補正は工具の半径分、工具の位置を左右どちらかにずらしてNCプログラムを動作させる機能です。
工具径補正に使用している工具の半径を入力しておけば、NCプログラムはそのままで、工具の位置を補正して動作してくれます。
また、工具径補正を使った加工であれば、工具の摩耗が原因の寸法変化もマシニングセンタに補正値を入力するだけでかんたんに寸法調整ができます。この手軽さは工具径補正の機能を使ったときに得られるメリットの一つです。
マシニングセンタの加工において、NCプログラムをより汎用的なものにするためにも、この工具径補正はなくてはならないものとなっています。
工具径補正の種類
工具径補正には
- 左側補正
- 右側補正
といった2つがあり、用途に合わせて使い分ける必要があります。
※左側補正、右側補正イメージ
一般的に使われるのが左側補正です。
NCプログラムの進行方向に対し左側に工具の半径分ずれて動作するのが左側補正です。
切削工具は右回転で一般的に使用するため、左側に補正すると回転方向に沿うように材料を削っていきます。これはダウンカットと呼ばれる動きとなり、刃物や機械に負担がかかりにくい切削方法となります。
マシニングセンタの加工では、刃物の寿命の観点からダウンカットでほとんどの加工を済ませてしまうので、実際の現場では左側補正を使うことがほとんどとなるでしょう。
最も一般的なGコードでの左側補正はG41で示されます。
反対に右側補正は、NCプログラムの進行方向に対し右側に工具の半径分ずれて加工します。
工具の回転に逆らうように切削するため、アップカットと呼ばれる加工となります。
アップカットは、刃面が接触する瞬間が最も負荷が高くなるため、刃物や機械に負担がかかりやすくなるため、重切削などには向きません。
その反面アップカットは、微細な切り込み量での仕上げ加工に向きます。ですので、右側補正は面粗度や寸法精度を要求される際に有効です。
GコードではG42と表示されます。
工具径の補正方向はうまく使い分けをしていくようにしましょう。
工具径補正にはスタートアップ動作が必要
工具径補正はスタートアップ動作が必要です。
スタートアップ動作とは、NCプログラムで加工を始める前に、工具を補正位置に退避させる動きのことで、事前に工具径補正していなければ加工の途中で工具位置が補正される形になってしまい、ワークを削りすぎてしまいます。
工具径補正を使用する場合は、加工を始める前の段階で工具径補正掛けておく必要があるので注意しましょう。
工具径補正のエラー
工具径補正にはNCプログラムの軌跡によってエラーが出る場合があります。
エラーには下記の2つがあります。
- 円弧半径小
- 切り込みすぎ
順番に見ていきましょう。
円弧半径小
円弧半径小とは、加工する部分のコーナーRが工具径よりも小さい場合に出るエラーのことです。
一例を紹介しておきましょう。コーナーRがR2のときに、直径6mmのエンドミルで工具径補正を使って加工しようとすると、R2は直径6mm（R3）のエンドミルでは正しく加工できません。このような場合は、エラーが出てしまいます。
このような場合の対策はコーナーRをエンドミルの半径よりも大きくするか、エンドミルの半径をコーナーRよりも小さくする必要があります。
切り込みすぎ
切り込みすぎは、プログラムで指示した軌跡に対して、工具が食い込んでしまうことを指します。
このエラーは、エンドミルの直径よりも細い溝を加工する場合など、そのまま加工してしまうとワークに刃物が切り込み過ぎてしまう場合に発生します。
こちらの場合も小さい径のエンドミルを使用するか、エンドミルで加工できるだけの溝幅にする必要があります。
円弧半径小と切り込みすぎのどちらもよく似たエラーなので対処方法はほとんど同じですが、切込みすぎは原因を見つけるのが難しい場合があります。
工具径補正はマシニングセンタの基本！
工具径補正は難しいものではなく、あくまでマシニングセンタの基本となるものです。
工具径補正をうまく使っていけば、使いやすいNCプログラムを書く一つのポイントとなっています。
工具径補正をしっかりと理解して、使い勝手のいいNCプログラムをかけるようにレベルアップしていきましょう。
エンドミルの再研磨はツールリメイクにおまかせ
ツールリメイクでは、再研磨を専門にしており、お持ちの工具にピッタリの再研磨方法をご提案することが可能です。
ですので、エンドミルだけでなく様々な工具を再研磨可能ですので、刃物の切れ味で困っているのであれば、ぜひ一度ご相談くださいね。
ツールリメイクではスクエアエンドミルの再研磨はもちろんのこと、ドリルやエンドミルのレンタルサービスも行っております。
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