バックラッシュのパラメータ設定方法

2009/08/18 09:14

このQ&Aのポイント

マシニングセンターにおけるバックラッシュのパラメータ設定方法について質問があります。
主軸をマイナス方向に動かして、ダイヤルゲージを押し込む状態を作ります。
しかし、MDIでY100とy-100を繰り返すと、同じ位置に戻ってきてしまいます。なぜでしょうか？

バックラッシュのパラメータの設定

マシニングセンターにおいてのバックラッシュの設定ですが、ダイヤルゲージを主軸よりも手前のYマイナス側に固定してます。主軸がマイナス方向に動くと、ダイヤルゲージを押し込む状態です。主軸をパルスハンドルでマイナス方向に動かして、ダイヤルゲージの0メモリよりも押し込んだ状態を作り、今度逃がしていきながら、0にそろえます。（最初の動きのバックラッシュをなくしました。逃げる方向と最初に軸が動く方向が同じです）この状態からMDIでインクリ指令ですが、Y100.0と打って主軸を100ミリはなします。今度Y-100と打って戻したときにダイヤルゲージの針が最初に設定した 0のところに0.02ミリ押し足りない状態です。つまりバックラッシュYの設定は今の設定値よりも0.02ミリを余計に加算する設定に変更必要だと思いますが、わからないのはそのまま続けてMDIで　Y100　ｙ-100 と打ったら、同じ場所 0に0.02押し足りないメモリ位置に帰ってくるのですが、ここで同じ場所に帰ってくるのを考えていると分からなくなりました。今の設定では0.02手前に帰ってくるはずが、同じ場所に帰ってくるのは連続でMDIでY100　ｙ-100を繰り返した場合スタート時の動きY100でもバックラッシュの設定値が加算され Y-100で戻ってくるときも加算されるとしても最初パルスハンドルで0にセットして逃してからやったときのようにバックラッシュの設定値は0.02足りないはずなのになぜ同じ場所に帰ってくるのかを考えているとわからなくなりました。アドバイス頂けないでしょうか。

noname#230358

マシニングセンター
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noname#230359

2009/08/20 18:02 回答No.3

ＭＤＩでパルスハンドルでの移動時はバックラッシュの補正値を読み込んでいないがＭＤＩで移動量設定しスタートボタンを押せばモーダルなＧ・Ｍｺｰﾄﾞが読み込まれしまう。多分、その為に混乱していると思われる。まず、パラメーターの補正値を確認し控えて下さい。 (元々の補正値は0.005～0.02以内だと思います) パラメーターの補正値を 0 にして同じ事をしてみて下さい。簡易的には数値入力せずに、パルスハンドルのみで行き帰りの誤差を確認してしもＯＫ後は軽切削で寸法確認後の補正もありです。機械よっては測定箇所で数値が違う事もあります。テーブルが真直ぐ動いて無かったり、偏磨耗を起こしている場合も。補正値の誤差と考えれば回答 1)さんの 0.001～0.002 の数値は理解できるが補正無しで 0.001 なんて高精度加工機でもないと・・・・測定は慣らし運転を実行後に行わないと正確ではありません。本来、ピッチエラー補正も関係してくるがユーザーでは困難です。＞・・・・パラメータを0にして行っているのと同じでしょうか？制御は専門では無いので推量の範疇ですが。制御装置の設定で変更が可能だと思います。ただ、数値で動くときは座標系を読み込む必要がありますので元々のバックラッシュ値をリセットしていないと混乱する恐れがあります。＞・・・その分だけバックラッシュ補正値にプラスというながれでしょうか？実際の加工で精度を維持する目的でバックラッシュ補正する訳です当然、「刃物や主軸のたわみ」等を考慮して測定値より少ない数値を設定します。円弧切削をして真円度測定機で計測するのが良いのかも知れませんが・・・間違った方法で設定するよりは安全です。Ｘ軸Ｙ軸が同じストロークでも個別のバックラッシュの設定が必要です。一般的な立型のＭＣならＹのサドル上にＸのテーブルが乗っかる構造が多い。当然モーターや軸受の負荷も差があります。製造・組立て時の精度によって同タイプの機械でも個々の差はあります。慣らし運転については摺動部に十分油が回り、機械の熱変位も安定さす事が目的です。ピッチエラー補正はボールネジのストローク範疇での誤差を見ます。バックラッシュ補正が正しくても、測定位置によって誤差はありますボールネジの精度もねじ研をする機械の精度で決まります。ファナックＣＮＣ用語集 http://www.fanuc.co.jp/ja/product/glossary/index.htm 機械と言えども完全な剛性体ではありません。力が掛かればボールネジも伸びるしテーブルも曲がる滑りのスライドなら隙間が無いと動きません試しにテーブルの端にダイヤルをセットして逆の端に力を掛けて見れば僅かでもダイヤルが動くはずです。

質問者

補足 2009/08/21 08:41

ありがとうございます。＞ＭＤＩでパルスハンドルでの移動時はバックラッシュの補正値を読み込ん＞でいないが＞ＭＤＩで移動量設定しスタートボタンを押せばモーダルなＧ・Ｍｺｰﾄﾞが＞読み込まれしまう。＞多分、その為に混乱していると思われる。＞パラメーターの補正値を 0 にして同じ事をしてみて下さいパルスハンドルで方向を切り替えたときはバックラッシュ補正の数字は加算されない　つまり　パラメータを0にして行っているのと同じでしょうか？ MDIのGコード入力で方向の切り替えをしたときだけバックラッシュの補正値が加算されるのですね？＞後は軽切削で寸法確認後の補正もありですエンドミルで一片20ミリのプログラムで正方形の島残し加工をして X方向Y方向の距離が20ミリよりも小さければその小さい値だけ行き足りていないことになり、その分だけバックラッシュ補正値にプラスというながれでしょうか？またX方向Y方向　同じ距離であれば、x軸ｙ軸のバックラッシュの補正は同程度に設定されていると考えられますか？＞測定は慣らし運転を実行後に行わないと正確ではありませんこれはどのような　ところ　原因でどの程度かわってくるのでしょうか？ピッチエラー補正というのはボールネジ一回転でちゃんと一回転分の距離を動いているかというのを　補正できるパラメータがあるのでしょうか？

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noname#230359

2009/08/21 00:50 回答No.4

頭で動きを理解しつつ補正をしているとよく分からなくなることがあります。私は専用でプログラムとして作成しており、示す値だけを考えればいいようにしております。ちなみに、私はドリルチャックなどでピックテスターを保持して上述のプログラムを走らせています。パルスハンドルでの値に近づけるために早送りより低送りでの位置決めを推奨します。機械によっては早送りとパルスの制度に差異が生じるからで、私は原点出しや測定の精度重視で行っています。ドリルチャックでと書きましたが、もしテーブル側が移動するタイプの場合は剛性のあるスタンドで無いとダイヤル自体が動いてしまう可能性が少なからずあるので少しでも頑丈にとドリルチャックを使用しています。 ↓プログラム例（自己責任）動きはプログラムに任せて自分は値の入力に専念出来ます。プログラム実行中にパラメータの変更が可能かどうかは用確認です。例はY軸用でX軸は応用の事。バイス等を使って適度にゲージを当ててそこから実行します。実行後はZ軸のアプローチでダイヤルに当たりますので当てすぎは禁物です。 O*** G91 G01 Z20. F1000 Y20. Y-19.5 Y-0.5 F10 Z-20. F1000 / M01 （ここで値を読む / Z20. F1000 Y-20. Y19.5 Y0.5 F10 Z-20. F1000 M2　（最初に読んだ値との差を読むなお、これで補正した後に、パルスハンドルにてプラスやマイナスに0.001レンジで回して確認をしています。差がある場合、両者の間をとる等使用状況にあった対応も必要ですね。ではでは。＞原点だしの時はパルスハンドルで動かして行うからそちらの精度重視でやっているのでしょうか？その通りです。それ以外の状態は「誤差」という考え方です。＞穴あけの加工中とかはXYの軸移動はG00でうごき位置決めされますが、、やっぱりパルスハンドルの方でバックラッシュを合わせておいた方がいいでしょうか？測定結果によるかと思います。ほとんど差は無いだろうと思いますが、測定結果に大きな差がある場合は別途考慮しなくてはいけないと思います。＞このように手前0.5でスピードを1000から10に落として当てるのはどのような意図があるのでしょうか？パルスハンドルで回す状態に近づける為です。当方の機械は速度によって若干の差が認められたためこのような方法をとっていますが一度確かめた上で差が無ければ省いて良いと思います。送り速度も丁度良いところを探します。なお、こういった測定での調整はあくまで「静的精度」の調整で、円弧補間や形状加工の際の「動的制度」は後から誤差として出てくると思います。もし、切削送りと早送りに別々のパラメータが存在するなら「いい感じ」に調整できそうです。

質問者

補足 2009/08/21 08:30

ありがとうございます。＞パルスハンドルでの値に近づけるために早送りより低送りでの位置決めを＞推奨します。＞機械によっては早送りとパルスの制度に差異が生じるからで、私は原点出＞しや測定の精度重視で行っています。原点だしの時はパルスハンドルで動かして行うからそちらの精度重視でやっているのでしょうか？穴あけの加工中とかはXYの軸移動はG00でうごき位置決めされますが、、やっぱりパルスハンドルの方でバックラッシュを合わせておいた方がいいでしょうか？＞Y-19.5 ＞Y-0.5 F10 このように手前0.5でスピードを1000から10に落として当てるのはどのような意図があるのでしょうか？ありがとうございます。残念ながら、切削送りと早送り　別々のパラメータはないですね。

noname#230359

2009/08/19 18:03 回答No.2

回答（1)さんの丁寧な説明がGoodと思います。バックラッシュは、方向切替のときに、発生しますので、方向切替のない場合は、確認できません。簡便な、直感的な確認方法として、ダイヤルゲージを当てたまま、パルスハンドルで、1ミクロンずつ、5ミクロン程度送ります。都度、座標値とダイヤルゲージを確認照合します。方向を切り替えて、同様に操作確認します。以上を何度か繰り返します。実際にバックラッシュが20ミクロンであるなら、方向切替した直後は、ダイヤルゲージは変化しないはずです。送り量を、5＝＞10＝＞15＝＞20と順次上げていき、確認照合します。回答（1)さんの上げている、｢サポートベアリングのがた｣のほかに、可能性は低いですが、｢カップリングのすべり｣があるかもしれません｣。

質問者

補足 2009/08/21 08:43

ありがとうございます。つまり方向切り替えしたときにパルスハンドルを1000分の一のスケールでまわしてダイヤルが動かない間まわした分だけがバックラッシュということですね。

noname#230359

2009/08/18 21:56 回答No.1

一方向位置決めの繰り返しとしてはダイヤルの値が0.02で安定していますね。 0.02なる値はバックラッシュとしては大きすぎる値なのでパラメータで補正するようなレベルではありません。Ｙ軸ボールスクリューを固定しているサポートベアリングの押さえにスキマ(ガタ)があり、プラスからの位置決めとマイナスからの位置決めの際にボールスクリュー全体が動いた．．．なんてケースを一度だけ経験したことがあります。（万に一つの可能性ですが）先ずは、最善の状態で測定しなおすことをお奨めいたします。・ダイヤルゲージは可能な限り太いマグネットスタンドに取り付ける。・主軸にダイヤルゲージを当てた際にＸ軸を動かして頂点を見つけて　測定ポイントとする。・ダイヤルゲージは浅く当てる(0.5mm程度）・Ｙ軸動作で直接ダイヤルゲージを当てずに、Ｙ軸移動後にZ軸のアプ　ローチで測定を行なう。測定手順 ?ダイヤルをゼロセット ?Ｚ+50．；Y100.，Y-100.；Z-50.;　※ZはF1000.ぐらいスピードで ?ダイヤルを再びゼロセット ?測定開始　　Ｚ+50．；Y100.，Y-100.；Z-50.;→測定　　Ｚ+50．；Y-100.，Y100.；Z-50.;→測定　　これを７回繰り返すこの結果、プラスからの位置決め、マイナスからの位置決めの値同士のバラつきが少なく、相互の差が0.001～0.002ぐらいであれば、バックラッシ補正のＮＣパラメータでの対応が可能と考えます。それでも常に0.02の差があるのであれば、前述のガタなどの要因を疑わなくてはならないかもしれません。回答3)さんのおっしゃるとおりで、パックラッシュ0.001～0.002とかのオーダは新品未使用状態での値です。それでも、もしバックラッシュが0.01以上生じている場合は、メーカに依頼して原因を調査して、必要に応じた修理を施すことをお奨めいたします。 (ご指摘するようにピッチエラー補正にも関わってきたらオオゴトです）バックラッシは、ボールスクリューの捩れら送り軸の微小な姿勢変化など、一寸した機械の動作の停滞を補正するもので、機械のガタを誤魔化して無理やり動かす機能ではないとの認識です。 >Z軸の動きを加えて測定した場合とY軸の動きのみでやった場合では >どのような　どれくらいの　差が出てくるものでしょうか？ダイヤルゲージは精密な測定器具なので、衝撃緩和を目的として、0.5mm ぐらいの浅い当て方+Z軸による上からのアプローチを提案いたしました。回答(4)さんの、ゆっくりした速度でアプローチすることも同じ目的と推察いたします。極めてセンシティブな測定ですので、機械バックラッシュ以外の誤差要因をできる限り排除することが重要と考えます。

質問者