工具オフセットを使用した計測ワークでの計測方法

1.9 工具オフセットを使用した計測ワークでの計測方法

現在のワーク寸法を正確に計測して指令値と比較し、ワークの実際の寸法の偏りを特定 して補正できるようにしてください。これにより、加工に使用される工具のオフセッ ト値を確定できます。

機能

機械上で計測をおこなう場合は、実際の寸法は位置制御された送り軸の距離検出器から 取得します。ワーク寸法の指令値と現在値から特定されるそれぞれの寸法の偏りの原 因はさまざまですが、基本的に次の3つのカテゴリに分類されます。

● これらの原因が特定の傾向に影響されない寸法の偏り、たとえば送り軸の位置決め のばらつきや内部計測機器(計測プローブ)と外部計測機器(マイクロメータ、計測機 械など)との計測差など。

この場合は、経験値を適用できます。経験値は個別のメモリに設定されています。

特定された指令値/現在値の差は、経験値によって自動的に補正されます。

● 原因が特定の傾向による影響による寸法の偏り、たとえば工具の摩耗や送りねじの 熱膨張。

● 偶発的な寸法の偏り、たとえば温度変動、冷却水、計測点のわずかな汚れなどを原 因とするもの。

理想的なケースであれば、ひとつの傾向に影響される寸法の偏りのみは、補正値の 計算で考慮に入れることができます。しかし、偶発的な寸法の偏りについては、計 測結果に及ぼす影響の程度やその方向がほぼ不明のため、計測された現在値/指令値 の差から補正値を取得する手段(移動平均)が必要となります。

平均値計算

平均値計算と計測評価との組み合わせが最適な方法であることが実証されています。

工具の補正時に、補正を実際の計測に基づいておこなうか、または複数回の計測をおこ なって計測値の差を平均して補正に使用するのかを選択することができます。

説明 1.9 工具オフセットを使用した計測ワークでの計測方法 選ばれた平均値生成の式は次の通りです。

k D Mv Mv

Mv _{new old} ^old - ⁱ -

=

Mvnew 新しい平均値 = 補正量 Mvold 最後の計測の前の平均値 k 平均値計算用の加重係数

Di 計測された現在値/指令値の差(経験値を減算)

平均値計算では、一連の加工での寸法の偏りの傾向が考慮されます。平均値計算に使 用する加重係数kは、選択できます。

偶発的な寸法の偏りの影響を受けた新しい計測結果は、加重係数に対応する範囲で、新 しい工具オフセットにのみ影響します。

さまざまな加重係数kを使用した平均値計算の特性

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図 1-10 加重係数kを加味した平均値計算

● 計算やカウンタ補正で大きな偏りが生じた場合、kの値が大きいほど緩やかに式に 反映されます。ただし同時に、kの値を増やすほど、偶発的な値のばらつきは減少 します。

● 計算やカウンタ補正で大きな偏りが生じた場合、kの値が小さいほどすばやく式に 反映されます。ただし、偶発的な変動の影響も大きくなります。

説明

1.9 工具オフセットを使用した計測ワークでの計測方法

● 平均値Mvは、平均値Mvは、0から開始してワークの数iについて計算され、算出 された平均値がゼロオフセットの範囲(S_TZL)を超えるまで計算されます。この制 限値を超えると、算出された平均値がオフセットとして適用されます。

● 平均値はオフセットに使用された後、メモリから削除されます。次の計測が再度 Mvold = 0から開始されます。

表 1- 1 平均値計算とオフセットの例

下限値 = 40 µm

(S_TZL = 0.04) 2つの異なる加重係数の平均値の特性

i Di

[µm]

Mv k = 3

[µm]

Mv k = 2

[µm]

1. 番目の計測 30 10 15 2. 番目の計測 50 23,3 32,5 3. 番目の計測 60 35,5 46,2

③

4. 番目の計測 20 30,3 10 5. 番目の計測 40 32,6 25 6. 番目の計測 50 38,4 37,5 7. 番目の計測 50 42,3

①

④

8. 番目の計測 30 10 15 9. 番目の計測 70 30 42,5

⑤

10. 番目の計 測

70 43,3

②

1 2

3 4

5

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L

N N

印が付けられた欄の計測では、平均値(計算された平均値>S_TZL)を使って工具オフセ ットをおこないます。

● k=3のときの7番目と10番目の計測(

①

②

● k=2のときの3番目、7番目および9番目の計測(

③

④

⑤

説明