CNCフライス工作機械アライメント機器の設計と応用

ツールとパッドを使用してゼロオフセット値を決定する場合、ツールは徐々にワークピースに近づく必要があります。 ツールとワークの距離がパッドの厚みに近い場合は、パッドを真ん中に置いて引っ張る作業を繰り返してください。 オペレータの感覚に基づいて、ツール、パッド、ワークが完全に接触しているとき、ワーク座標系のゼロオフセット値を設定する必要があります。 この方法はオペレータの経験とスキルが大きく問われ、時間がかかり、精度も低いです。 不適切な操作はナイフの衝突の危険につながり、メンテナンスコストが増加する可能性があります。 ゼロオフセット値を決定するには、専門的なツール設定ツールを使用するのが便利で安全ですが、既存の専門的なツール設定ツールは機能が比較的限られており、X、Y 座標と Z 座標のゼロ オフセット値のいずれか 1 つしか完成できません。 全座標のゼロオフセット値の設定を完了するには、ツール設定ツールを交換する必要があり、時間がかかります。 さらに、専門的なツールの設定は比較的高価であり、高い工作機械のパフォーマンスが必要です。 一般的なCNCフライス盤は要件を満たすことが難しく、工作機械のアップグレードや改造が必要であり、コストが高くつき、一部の中小企業には適していません。
企業は採用します。
X、Y、Z 座標のゼロ オフセット値を同時に完了できるツール アライメント機器を設計します。 構造が簡単で、コストが安く、操作が便利で、精度が高いです。 CNCフライス盤やマシニングセンターのワーク座標系のゼロオフセット値設定の問題に対応します。
1. CNCフライス工作機械位置合わせ装置の構造設計
1.1 全体の構造設計
CNCフライス盤は主にチャックとインジケーターの2つの部分で構成されています。 このうちチャックは主に爪、円筒シェル、チャックコアから構成されます。 爪の中心位置には、切削工具をクランプするためのクランプスペースが装備されています。 インジケーターは主に接続軸、絶縁スリーブ、電池、発光ダイオード、スプリング、インジケーターチューブ、コネクティングロッド、接点などで構成されています。インジケーターチューブの内側には電源と発光装置があり、透明な穴があります。表示管の側壁に設置され、発光装置が発光しているかどうかを観察することができます。 シャフトを電源に接続し、電源を発光素子に接続します。 発光素子は接点に接続されており、接点はクランプ空間と同軸になっています[3]。
ワーク座標系のゼロオフセット値を設定する場合、チャック本体のグリッパをクランプして工作機械上のツールに取り付けます。 インジケーターの接点がワークに接触すると閉回路が形成され、インジケーターの照光部が発光し、工具の位置合わせの目的が達成されます。 操作が簡単で、安全で信頼性が高くなります。
1.2 インジケーター構造の設計
インジケーターは主に、接続シャフト、絶縁スリーブ、電池、発光ダイオード、スプリング 1、指示管、コンロッド、スプリング 2、接点で構成されています。 インジケーターの下端は球面コンタクトとなっており、コンロッド下部の円弧状の穴にスプリングにより固定されています。 ラジアル方向の力が加わると左右に揺動し、外力がなくなると元の状態に戻ります。 コンタクトがワークピースの側面に接触すると、CNC フライス工作機械の位置合わせ装置にかかるワークの力を緩衝し、工具位置合わせ装置の変形や損傷を回避し、工具位置合わせ装置の精度を低下させる可能性があります。 コンタクトの材質は硬度と耐摩耗性の高い金属導体です。ワークとの頻繁な接触による磨耗を回避し、結果としてコンタクトのサイズが変化し、導電性の導体としても機能します。
コンロッド全体の形​​状は、中間に段穴を設けたT字型の段付軸形状となっています。 大きな穴はバネを配置するために使用され、小さな穴はワイヤを接続するために使用されます。 指示管内の円筒穴の内側に、T 字型の直径が大きい円筒面が配置されています。 IT5-IT7レベルH/g小ギャップフィッティング方式を採用しています。 大きい方のシリンダーの上部には圧縮バネが取り付けられており、コネクティングロッドは常にインジケーターチューブの下端のクランプに固定されています。 軸力が加わると上下にスライドし、外力がなくなると元の状態に戻ります。 ツールセット装置の下端の接点がワークの上面に接触すると、コネクティングロッドが上方に移動してツールセット装置にかかるワークの力を緩衝し、ツールセット装置の変形や損傷を防ぐことができます（図） 1)。

図 1 ナイフ位置調整器具とインジケーター
バネの上端は透明な絶縁チューブになっており、その中に発光ダイオードとCR1025電池が組み込まれています。 発光ダイオードのプラス極とマイナス極はワイヤーで接点電池に接続されています。 発光ダイオードと電池の間に閉回路が形成されると、発光ダイオードが点灯します。 バッテリーの上端は接続シャフトの接点柱に接続されており、絶縁リングの中央の穴に固定され、通常の三角形の細ネジで接続されています。 連結軸の上端は位置固定用のネジ[4]を介してクランプの一端のネジ穴にねじ込まれます。
1.3 クランプ構造の設計
チャック本体は、チャックコア、円錐形ねじリング、クランプ、円筒形シェルで構成されています。 ドリルコアには爪保持穴とテーパねじリング保持溝が設けられています。 爪のねじ端は、ドリルコアの爪収容穴に取り付けられ、ねじを介してドリルコアの収容溝の円錐形ねじリングに接続されます。 3 つの爪のネジのない端は​​、ツールをクランプするためのクランプ スペースを形成します。 円錐形ねじリングは、２つの半円を組み合わせて全円を形成し、円錐形ねじリング収容溝に埋め込まれている。 ドリルコアは外側に円筒形のシェルが埋め込まれており、円筒形のシェルと円錐形のねじリングの間に小さなしめしろ H7/p6 はめあいが使用されており、トルクを伝達できます。 円筒シェルを回転させると、円錐ネジリングが回転駆動され、円錐ネジリングの駆動により爪が伸縮し、爪間の収容穴の大きさが変化し、径の異なる工具の取り付けが容易になります。そしてロックツール。 円錐形のねじ付きリングとの接続を除いて、円筒形のシェルとドリルコアは特別な取り付け要件なしで相互に回転できます。 隙間の大きなH9/d9公差はめあいを採用しており、チャック構造は図2に示します。

図2 クランプ構造
2. CNCフライス工作機械位置合わせ装置の使用方法
この記事では、ファナック CNC フライス盤 Oi Mate シリーズを例に、CNC フライス盤位置合わせ装置の使用方法を紹介します (図 3)。 3 つのジョーを押し込み、ツールハンドル上のツールを 3 つのジョーの間の収容穴に深く挿入し、ツールの先端が収容穴の底に接触するようにします。 次に、CNC フライス工作機械位置合わせ器具の円筒シェルを逆方向​​に回転させると、ジョーが伸びて収容穴が減少し、工具位置合わせ器具と工具の相互位置が固定されます。

図3 工具位置調整器の設置
Z軸方向の原点オフセットを設定する場合は、CNC工作機械を動作させて徐々にワーク上面の原点に近づけてください。 工具設定器の警告が点灯したら、CNCフライス盤の操作パネルの「OFF SET」ボタンを押して、ゼロ点オフセット設定画面を表示します。 数値制御フライス工具設定器の固有長さ値をバッファエリアに入力し、「測定」ボタンを押すか、このとき工作機械に表示されている機械座標値を読み取り、工具設定器の固有長さ値に加算します。測定器に入力し、得られた値を原点オフセット設定インターフェースに入力すると、Z 軸原点オフセットの設定が完了します。
X 軸方向のゼロ点オフセットを設定する場合は、CNC 工作機械をツールセッタの接触で徐々にワーク側面に X 軸方向に近づけるように動作させます。 ツールセッターの警告が点灯したら、ゼロ点オフセット設定インターフェースのバッファエリアにワーク座標系におけるツールセッターの座標値を入力し、「測定」ボタンを押すとゼロ点オフセット設定が完了します。 X軸方向。 Y 軸方向のゼロオフセット設定方法は X 軸方向と同様です [6]。
3. CNCフライス工作機械アライメント機器の動作原理
コンタクトがワークに接触すると、インジケーター内部のバッテリーのプラス極から電流が流れ出し、接続軸を通ってツールセッターのクランプ部に達します。 クランプはツールに接続され、ツールはツールホルダーに取り付けられます。 ツールホルダは工作機械に取り付けられ、ワークは工作機械に固定されます。 ワークがコンタクトに接触し、コンタクトがコンロッドに接続されます。 コンロッドはワイヤーを介して発光ダイオードの正極に接続され、発光ダイオードの負極はワイヤーを介してバッテリーの負極に接続され、閉回路を形成して発光ダイオードが点灯します。ダイオード。 接点がワークから離れると回路が切断され、発光ダイオードが消灯します。 制御回路の原理を図4に示します。
                                                                               

図4 回路原理
4. 結論
CNCフライス盤のゼロ点オフセット設定の問題を解決するために、CNCフライス盤のX、Y、Z軸方向のゼロ点オフセット値設定を完了できるCNCフライス盤アライメント機器が設計されました。ワーク座標系。 同時に、ツール位置調整ツールの使用も導入されます。 CNCフライス工作機械の位置決め装置は主にチャックとインジケーターで構成されており、電源としてボタン電池と警告装置として発光ダイオードが装備されています。 フライス盤のゼロオフセットを設定する際は、チャック上のグリッパを使用してフライス盤のツールセッターを固定します。 ツールセッタの接点がワークに接触すると、工作機械、ワーク、ツール、ツールセッタが閉回路を形成し、警報装置が点灯します。 CNC フライス盤のゼロオフセットインターフェースでは、機械座標系における工具の座標値を入力して、CNC フライス盤のゼロオフセット設定を完了します。 このツール設定装置を使用すると、ゼロオフセット設定時間を効果的に節約し、生産性を向上させることができます。これは、ツール設定装置の内部に弾性装置があり、不適切な操作やツールとの衝突の危険を回避し、メンテナンスコストを削減し、簡単な操作ができるためです。構造も操作も簡単です。
基金プロジェクト: 山東華余工科大学 2019 キャンパスレベル研究プラットフォーム: CNC 工具製造技術研究開発センター; 徳州企業研究開発プログラムプロジェクト：CNCフライス盤用工具設定装置の研究と実践（DZSKJ202008）