切削開始点の検出

質問

ファナックNCを使用したドリル加工機でドリルが加工対象に接触したことを
検出後、特定の深さを切削をするようなことをしたいのですが良い方法が
あればお教え願えないでしょうか。
この時、ドリル原位置から加工対象までの距離は不特定です。

補足としまして、前記で「ドリル原位置から加工対象までの距離は不特定です。」と記載しておりますが距離のばらつきは±3mm程度を想定しております。

スキップ機能を利用して刃先が加工対象に当たった位置(スキップ信号位置)を
読み出しその位置から決められた深さ分を送るようなことがしたいのですが、
この時、スキップ信号となる良い方法があればアドバイスいただけないでしょうか。

よろしくお願いいたします。

回答No.10

noname#230359

＞根拠もなしに想像で批評・・・
これは言いすぎだと思うが、技術的には興味のある話。

それは　どれだけの速度で?衝突?させてるのか？
このメーカには具体的記述が無かったので他を探すと
　　http://www.big-daishowa.co.jp/pdf/tough_sensor_series.pdf
　　8/10頁
　　ＬＣタッチセンサ
　　エアーカット時間の短縮
　　工具がワークに接触するまでの空送りの早さを切削送りの1.5倍～２倍に上げ、
　　ロスを最小限におさえる事ができます。

納得する。私は・・・G00では無いのだ・・・
加工箇所が数百とか、基準面の凸凹が酷く必ず個別に深さ決めを要する、とかなら価値有ると思う。
でなく、基準の歪みをサンプリング測定で補正する程度なら、従来のメカ式タッチセンサでもさほど不利ではないと思う。＜切削送りの1.5倍～２倍＞だから検出精度もソコソコ有ると想像。超が付かない細径工具なら大丈夫そう。

しかし?衝突?の危なっかしさはやはり気になる。メカ式でも同じだが。レーザーも同じか？　は知らない。

お礼

有難うございます。
参考にさせていただきます。

回答No.9

noname#230359

(8)さんへ

「noblesse oblige」は流石に驚きました。

>接触した時点でストップフィードまたはステップフィードすれば、「軸送り
>中」「動的」な処理は必要ありません。

何度も説明していますが、ここが矛盾していることに気が付いて頂けませんか？
「接触」した瞬間に変動する応答性を無視して「停止」するのは不可能ですよ？
さらに送り速度が変更されると停止位置が変化します。
接触時は軸が送られている状態ですので…
動的な処理が必要では無いですか？

>必要であれば、対策をすれば良いでしょう。

そうですね対策をしましょう。
(1)接触時の速度をＮＣ側から取得
(2)接触時の加速度をＮＣ側から取得
(3)センサー応答時間＋内部処理応答時間（一定では無い）を考慮

ここまでやっても、まだ不確定要素が残る（ＮＣ側速度の取得も遅れ時間が発生するしＩＯの内部処理時間は不確定要素として残る）。

汎用ＰＬＣならまだしも、ＰＭＣにて上記処理を行うのは「必要であれば、対策をすれば良いでしょう」といえるレベルの難易度でしょうか？

お疲れ様です。
改めて自身の文章を見直しましたが、不特定多数の方が見る場所に書いて良いような書き方では無かったですね。
私の書き込みを見て気分を悪くされた方もいらっしゃると思います。
感情的な書き方をして申し訳ありませんでした。

リングセンサについて補足させて下さい。
難しい対策が必要のような書き方をしていますが単純に制御のオーバーシュートを考慮するだけですので、ＮＣ装置の改造を行った経験のある方なら十分に対応可能だと思います。
精度も良い物でしたし、要求される目的に合えば使用されるメリットのある製品だと思います。

回答No.8

noname#230359

回答(7)さんへ

>リングセンサを利用したM/Cを取り扱った事があるとのこと、
>ＰＭＣ側で対策がとられていませんか？
>ラダー・ダイアグラムをご確認下さい。

私は制御や設計は専門ではないので、外部仕様しか知りませんし分かりません。

>軸送り中にワークとの接触を検出（この間も軸送り中）
>　　　　↓
>センサー応答＋内部処理←ここは一定では無い（この間も軸送り中）
>　　　　↓
>目標値を変更
>
>上記の処理において何も対策していない状態において、本当に問題ないとお考えですか？

必要であれば、対策をすれば良いでしょう。

さらに今回の質問では、「軸送り中」とも「動的」とも指定されていません。

> ファナックNCを使用したドリル加工機でドリルが加工対象に接触したことを
>検出後、特定の深さを切削をするようなことをしたいのですが良い方法が
>あればお教え願えないでしょうか。

>スキップ機能を利用して刃先が加工対象に当たった位置(スキップ信号位置)を
>読み出しその位置から決められた深さ分を送るようなことがしたいのですが、
>この時、スキップ信号となる良い方法があればアドバイスいただけないでしょうか。

接触した時点でストップフィードまたはステップフィードすれば、「軸送り中」「動的」な処理は必要ありません。

>私の書き方が悪かったですね…

僭越ですが、あなたがスペシャリストなのでしたら、下記の言葉をお贈りします。
-----
ノブレス オブリージュ
-----

回答No.7

noname#230359

(6)さんへ
私の書き方が悪かったですね…

リングセンサを利用したM/Cを取り扱った事があるとのこと、
ＰＭＣ側で対策がとられていませんか？
ラダー・ダイアグラムをご確認下さい。

軸送り中にワークとの接触を検出（この間も軸送り中）
　　　　↓
センサー応答＋内部処理←ここは一定では無い（この間も軸送り中）
　　　　↓
目標値を変更

上記の処理において何も対策していない状態において、本当に問題ないとお考えですか？
考慮しなければいけない問題に対して、ご自身のお使いの設備にて問題が無かったからといって、他の設備も大丈夫だろうというのは少し乱暴ではないでしょうか。

回答No.6

noname#230359

回答(5)さんへ

>軸送り中に「軸送りにより発生した外部の事象」を「軸送りの指令値」に動的に反映させるのは、難しい可能性があるのでは？
>という事をお伝えしたかった。

私はリングセンサを利用したドリル加工を行うマシニングセンタを扱ったことがあります。
問題ありませんでした。

根拠もなしに想像で批評をするのはお止め下さい。

>不具合としてですが、痛い目にあいました…
>
>ただ今回の件についてはリングセンサの信頼性を問題としているのではなく、

僭越ですが、こちらの経験上のお話が質問者さんにとって有益な情報になると思います。

回答No.5

noname#230359

(4)さんへ

あります。
不具合としてですが、痛い目にあいました…

ただ今回の件についてはリングセンサの信頼性を問題としているのではなく、軸送り中に「軸送りにより発生した外部の事象」を「軸送りの指令値」に動的に反映させるのは、難しい可能性があるのでは？
という事をお伝えしたかった。

回答No.4

noname#230359

回答(3)さんへ

>製品と刃具の接触を検出するのでは、精度的に問題が出てくると思われます。

>たとえ量産設備（製品）であっても基準面切削を行うのが一般的だと思われます。
>「製品と刃具が接触した点から～」では品質管理が大変になるのでは…

これらは、リングセンサについて実際に扱ったことや不具合等で関わったことがおありの上での書き込みでしょうか？

回答No.3

noname#230359

はじめまして。

どれ位の精度を求められているのかによりますが…
製品と刃具の接触を検出するのでは、精度的に問題が出てくると思われます。

外部センサにしろNCの内部処理にしろ応答性が一定では無い為、動的に動いている物に対して補正を掛けると処理分のズレが出ます。
（接触前後の送りを下げることである程度対応できますが）

もし可能ならば、
治具側の斜め上に非接触の変位センサを取り付け、刃具が接触すると思われる点を測長します。
送り軸方向に対してのセンサ取り付け面の角度をθとすると、測長した長さＨとcosθで製品の基準が求められると思います。
あとはマクロでプログラムに反映させるか、PMCから工具長を書き換えてあげれば良いと思います。

たとえ量産設備（製品）であっても基準面切削を行うのが一般的だと思われます。「製品と刃具が接触した点から～」では品質管理が大変になるのでは…

説明足らずでした。

どんな方法で行うにせよ必ず安全方向となるようにインターロックを追加して下さいね（基準±3?なら±5ｍｍ以上の補正量が入った場合はアラームとなるようにする等）。

センサ誤作動で主軸を駄目にしたら泣くに泣けません

複数社から同じようなセンサが販売されていますので、見積もりを取られて比較されるのが無難だと思います（私の会社だとキーエンスさんが安かった）。

レーザーの光軸上にクーラントがあれば誤検出の原因となるので加工中はシャッターで隔離する等の対策が必要です。

注意点は…
極端な話ですがサイクルタイムが長く取れるならノギスで測って工具長を変えるのがコスト面で一番有利となります。自動設備であっても。
もう少し色々な方法を検討されてみてはどうでしょうか？

参考URL：

http://www.keyence.co.jp/appli/appli_sensor/il/

お礼

アドバイス有難うございます。

参考にお教えいただいた変位センサセンサですが、よく使われますか？
検討中の装置でセンサを取り付けれそうな場所はクーラントがかかりそうなのですが。
何か注意点などもあればお教えください。

回答No.2

noname#230359

今時はリングセンサを利用するのが一般的と思います。
下記はその一例です。
----------
http://www.murakamigiken.co.jp/ae.htm
(センサリング式タッチ検出器(TOU-10))
----------

ググってみたところ、光センサを利用したものもみつかりましたので追記します。
----------
http://www.patentjp.com/09/F/F100031/DA10116.html
----------

お礼

有難うございます。
参考にさせていただきます。

回答No.1

noname#230359

工具長じゃいけないの？

自動設備の意味がいまいちわからんが

センサーでやりるにしても
工具長や座標を変えてやらないといけないので無理

たぶん会話がかみ合ってないと思うのは私だけではないと思うよ

お礼

早々のご回答ありがとうございます。
自動設備に組み込まれているため、工具長は変更できません。

説明がうまく出来ず申し訳ありません。

スキップ機能を利用して刃先が加工対象に当たった位置(スキップ信号位置)を
読み出しその位置から決められた深さ分を送るようなことがしたいのですが、
この時、スキップ信号となる良い方法があればアドバイスいただけないでしょうか。

よろしくお願いいたします。