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汎用フライス盤を安価にCNC化したい
2023/10/21 07:22
- 日立精機のひざ型汎用フライス(2MW-V)をNC化し、CADで制作したモデルをCAMによりコード化して自動機として活用したい。
- フライス盤には安川電機製のサーボモーターとコントローラが組み込まれており、機構的にはNC化は可能であると考えている。
- 中古の製品を含めて、知識と情報が不足しており、CNC化について詳しい方のアドバイスを求めている。
汎用フライス盤のNC化について(2)
2023/09/04 14:44
日立精機のひざ型汎用フライス(2MW-V)をNC化して、CADで制作したモデルをCAMにてコード化して自動機として使いたいと思っています。フライス盤には安川電機製のサーボモーターとコントローラが組み込まれており、機構的にはNC化は可能であると考えており、x.y.zにおいて移動、自動送りが可能な状態です。
ACサーボ(USAMED-03MA1)
ACサーボパック（CACR-SRCA"05BBBY55"REV.E0)
切り替えユニット(JESP-JC002)
上記のシステムを有効に活用し、安価にCNC化したいと思っておりますが、当時の中古製品を含め、知識及び情報も乏しく、どなたか詳しくご教授して頂ければ幸いです。また、サーボユニットに直接コントロールする機能はあるのでしょうか、、汎用のCNCコントローラーで作動できれば、安価に仕上がるような気がしています。専門性のある難しい改造となりますが、何か情報があれば、非常に助かります。よろしくお願いします。
※OKWAVEより補足：「技術の森( FA・自動化)」についての質問です。
質問者が選んだベストアンサー
＞人件費につきましては、私一人で全作業行う予定なので
と、言う事なら無い訳でも無い
パソコンNCってのがあります ＜購入金額最低でCNC装置を作れる
Mach3
https://jp.sainsmart.com/products/mach3-cnc-sofutoa
https://www.originalmind.co.jp/goods/03515
但し、英文しかないんで詳細不明
普通のWindowsパソコンにNCボードを入れてソフトでCNCを実現する
https://www.contec.com/jp/products-services/search2/?target=1&query=&eol=0&type=3a4724d2-b450-462d-81bf-b451eb9d491d&count=10&start=0&lang=jp
現状のモータは交換しないでドライバのみ最新機種に更新する
https://www.e-mechatronics.com/product/servo/sgmx/model/sigma-xs/
アナログ電圧・パルス列指令形
新しいサーボドライバのI/FにNCソフトがどこまで対応してるのか？が不明ですが
MECHATROLINK
https://products.mechatrolink.org/product/detail/id=68
EtherCAT
https://www.ethercat.org/jp/products/C9332F8D4DDF47EC9E767F64A6957715.htm
補足
2023/09/18 08:33
回答ありがとうございます。サーボ・アンプ新設のコストとCNC付加装置の価格を鑑みて、非常に迷いが生じていますが、現在のところ現状のサーボコントローラは、切り替えタイプな事と、外部入力を受け入れる構造にない。（所有のフライス盤の仕様が、XYZステージの移動の機能に特化したものであると判断しなければならない状況なのかと考えております。現状設備を使っての更新にこだわっておりましたが、現状の改造は、非常に難しいと考えるに至りました。ありがとうございます。これからはサーボ選定など、具体的に検討していきたいと思っていますので、また何か助言を頂ければ助かります。今回の件、ありがとうございました。
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その他の回答 （5件中 1～5件目)
ACサーボやサーボモータがすでに組み込まれていて、それをNC化したいという話だったのでしょうか。勘違いしていたようです。
そのまま流用で話をすると・・・
>専門性のある難しい改造となりますが～
>3Dプリンター等の技術も進んで来ている訳ですし、不可能な加工や材料の選定問題も解決に向かっているのは事実ではあります。が、まだまだ高価であったり～
>出来る限り安価なやり方も模索している次第～
>汎用のCNCコントローラーで作動できれば、安価に仕上がるような気が
周辺機材だけで判断するなら安いでしょうが、見えていないコストも考慮しないといけません。人件費、時間、それと配線材や特殊ツールも。
サーボの素性を調査して、旧回路を調べて、対応するNCを探して、改造図を起こして、制御盤と操作箱が新製必須でしょうし、機械に合わせたシーケンス(NCといえども中身はPLC)を作って、組み立てて調整して・・・
肌感覚ですが、3Dプリンタの価格を軽く上回りそうな気がします。
これ以上、回答者側で調査すると サイトの主旨や範疇を超えて有償になってくるレベルになりそう。
ACサーボ(USAMED-03MA1)
ACサーボパック(CACR-SRCA"05BBBY55"REV.E0)
切り替えユニットを無くして対応するNC(MX-3とか)に直接接続できそうな、できなさそうな、聞いたことあるような型式なので。
MX-3が運良くあったとして シーケンス作成には専用ソフトが必要で それはそれでPC-98でMS-DOSしか対応してなかった。ROMライターとイレーサーも必要。あれは使いにくいデバッグ泣かせのシステムだった(^^;)
PC98も話題になっていますね。
質問者様はPC98やMS-DOSをご存じでしょうか。
諸事情により古い資料（各取説、図面など）を見ることがもう不可能なので あとはお任せです。
マニュアルのDLには会員登録が必要なようですが、これも私はできませんので 必要に応じて質問者様で。
安川のマニュアル群↓
https://www.e-mechatronics.com/download/manual/index.html?qAct=Search&qCategory=%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%9C&qKind=all&qSeries=&qAdditionalOpen=1&qLangJp=1&qLangEn=1&qFromDate=&qToDate=&qKeyword=sr&qPropertyAv=1&qPropertySt=1&x=0&y=0
お礼
2023/09/11 08:54
ご回答ありがとうございます。非常に参考になります。現在のところ、PLC（位置決めコントローラーを使って制御する方法を模索していきたいと考えています。ただ、安川の切り替えユニットを使った一台のサーボコントローラーシステムなので、この辺りを何とかできなければ、サーボ、アンプ、CNCコントローラーと全とっかえでやるしかないと考えています。人件費につきましては、私一人で全作業行う予定なので、空き時間で頑張って行っていく感じとなります。配線作業から、制御盤から、すべて製作する予定です。切り替えユニットを無くして制御するNC(MX-３)の情報も調べてみます。が、PC98（懐かしいですね～）は、使用するつもりはありませんですので、やはり全とっかえになるのでしょうね。そこいら編の作業プロセスも、社内にオープンにして行きますので、社内ノウハウの蓄積にはなると考えております。３Dプリンターは、現在２台稼働しているのですが、実際は試作前の確認等に使用する程度の物（実際はこれだけでも便利ですが。）または、治具製作を短時間に行えるものと考えており、工作機械をある程度自動化する事は、とても意義があるものだと私自身は考えています。機械加工は、外注へと言う流れは止まりませんが、プロセスや教育的な製作過程の流れを記しておきたい考えであります。安川のマニュアル群、もちろん一番最初にダウンロードすると共に、さんざんくらいついて相談室に質問致しましたが、非常に感触悪く、シャットダウンされてしまいました。更新機種がない安川電機としましては、仕方ない対応だとも思いますので、こちらでの回答、非常に感謝しております。ありがとうございました。
補足
2023/09/11 13:06
MX-3の件、調べてみる程、サーボパックの仕様が細分化せれていて、自社で所有するフライスに付属するサーボパックの仕様だと、数値制御器の接続も難しく感じて来ました。恐らく、数値制御器を接続する事に対して、サーボパックもそれ相応な仕様の物と変更せねばならない様です。やはり全とっかえが吉なのかも知れません。PC９８の件、N88BASICにて計測器とのやり取りをIEEE（GPIB）にてプログラムしていた事を思い出しました。懐かしいですが、実装までかなりの時間を費やしてしまった記憶です。まだ大らかな時代でした。
＞サーボ、アンプ、コントローラーを一新して自動化する事が王道
王道こそ理想
王道ではない道は全て邪道！！
＞出来る限り安価なやり方も模索している次第であります
王道が王道である理由の一つは低コスト
旧型サーボを転用すると購入金額は低く誤魔化せるけど、人件費はその数倍以上かかる
よーするに、サービス残業と無断休日出勤を強要すればローコストに粉飾できる
サービス残業でなくチャンと残業手当付けたとしてですが
とてつもなく長い時間掛けて苦労して完成させた設備に大した性能が無いと分かった時
「心が折れる」
所謂、黒歴史
前の回答でPC9801の事例を挙げましたが、実はまだ続きが
PC9801で苦労してる間に「Windows化する予算」を食いつぶしてしまった
PC9801の能力は現代のスマホに遠く及ばない
PC9801を妖しげなサイトで買ったら経理課が認めてくれない（保全課員の自腹）
恐らく、本件の旧式サーボには
最新型に更新する予算を食いつぶして、妖しげなサイトからサーボ自腹購入
そんな未来が待ってる
ニュースで話題になってる中古車販売店みたいなブラックと謂われたくなければ
ローコスト粉飾は止めましょうね
お礼
2023/09/11 08:30
ご回答ありがとうございます。参考にさせて頂きます。
>3Dcad世代への教育的な事においても非常に効果的で意義のあるものだと思っております。
この考え方を否定はしませんが、少し遠回し的な回答します
NECPC9801問題
http://pc-98.net/
https://www.pc98factory.com/
未だにPC9801が売ってたりする
何故、こんな前世紀の遺物に１０万円以上の値が付くのか？
PC9801のインターフェースが独自で周辺装置も一式更新しなくてはならない
優秀過ぎる保全部隊がPC9801を保全課倉庫の奥に隠匿してる
そのおかげでそこの工場の設備は古いままで時代遅れになってる
それでいーの？
本件の安川製サーボも検索すれば中古品は入手可能
所謂「２コイチ修理」２台の故障した装置の部品を組み合わせて１台の完成品を作るとか
優秀な保全部隊が揃っているとそんな修理を頻発してたりする
それはそれで優秀な人材に変わりは無いんですが
若い技術者に修理技術を伝授していくって、 聞こえはいいけど
若い技術者が最新技術を覚える機会が失われていくって現実
↑のNECPC9801の事例の如く
安川サーボは現行CNCとインターフェースが違うので簡単には接続できない
と、言う訳で
推奨はサーボモータも含めて最新のCNC装置にごっそり一式更新
お礼
2023/09/07 13:41
ご回答ありがとうございます。おっしゃること、誠にごもっともに感じております。確かに古い機械を更新する事の不都合は感じている事ではありますが、私共の事情もお話出来ればと思います。申し訳ございませんが、少しお付き合いください。私共は、設計製造より技術開発に趣きを置く会社として現在進行しております。しかしながら、技術開発する上で、設計製造業務も最終的には非常に重要な要素となり、実のところ思想は良いのだが、現実に物を作る段階になり失敗する。または時間が掛かりすぎる傾向にあります。設計製造としましては、設計業務に携わる、設計に特化して非常に優秀な人材は、3％にも満たないのでは（私の裸感です。）と感じています。また、旋盤・フライス技能としても、ただ削れる程度の者でも5％程度、更にその数少ない技術・技能者は、定年退職にて失われつつあるのが現状です。現状のものつくりとしましては、3Dcadによる設計とCAEによる検証。これに外注による製作なら、製作する会社からの提言等も得られる機会がありましたが、現在ではEC調達による直接モデルからの調達が主流となりつつあり、その流れを止める事は出来ないのが現実です。その中で、少数の3Dcad精鋭を育てて行きたいと考えていると同時に、フライス・旋盤による技能、ここでは、機械を使って、こんな加工が出来る。こんな設計は物理的に不可能、または無意味、コスト高等の学びの場となって行けば、少しは社内の空洞化を遅らせる事が出来るのではないかと考えています。確かに、3Dプリンター等の技術も進んで来ている訳ですし、不可能な加工や材料の選定問題も解決に向かっているのは事実ではあります。が、まだまだ高価であったり、精度、追加工困難と言う意味では、いまだに難しい事実も残ります。その中において、フライスの自動化は、設計者、製造者のどちらに於いても技術を高める上において有効だと感じております。（フライスの自動化が可能となれば、設計者もとっつきやすいかと。）旋盤などは、自動化しにくいですし、加工機として円筒形固定と言う枷もあります。現状では、最新の3Dcad.cam.CAE.ecサイトによる製作となっている現実を、なんとか少しでも教育的内製へと微力ながら推進している次第であります。確かにおっしゃる通りサーボ、アンプ、コントローラーを一新して自動化する事が王道と感じてきているのも事実ではありますが、社内での共有も含め、プロセスをオープンにしている関係もあって、出来る限り安価なやり方も模索している次第であります。また、段階的に進めて行ければ、プロセスがわかりやすくなるとも考えております。社内、Webを含め、特殊で古い機械の改造であるため、相談できる相手もおらず、非常に難儀しています。ですが、全とっかえの方法では、かなり光明が見えてきている次第であります。重ねてお礼を述べさせてもらうと共に、もし、情報があれば、これからもいろいろと教えてください。よろしくお願い致します。
安川電機 e-mechatronics ダウンロードページからサーボドライバのマニュアルをダウンロード
https://www.e-mechatronics.com/product/index.html
ACサーボパック（CACR-SRCA"05BBBY55"REV.E0)
切り替えユニット(JESP-JC002)
太古の昔のアナログサーボ時代のシロモノ
現代のデジタルサーボ用CNC装置でこれを駆動する事は困難です
必ずしも不可能ではないが、はっきり言って時間のムダ
徒労に終わる事は目に見えてる
ACサーボパックは何台ありますか？
切り替えユニットは１台のサーボパックを切り替えて３軸駆動する常識を超えたシロモノ
いにしえの昭和時代はコストダウンするためにそのような事例もあったけど
CNCではなく簡易型NCフライスとして使うなら
PLCのパルス出力位置決めコントローラ
https://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/cnt/plcq/pmerit/motion/positioning.html
まぁ概ね、これ以外の選択肢は無い
タッチパネルから座標データ入力してってヤツ
＞CADで制作したモデルをCAMにてコード化して
これは諦める
どーしてもCAMは譲れないなら
サーボモータから一式交換する以外の選択肢は無い
https://okwave.jp/qa/q10170051.html
お礼
2023/09/06 11:34
ご回答、本当にありがとうございます。古い工作機械の自動化に対し、非常に情報が乏しく、安川電機にも後継機種が無いため、サポートを拒否されてしまいましたので、非常に助かります。我々は、工作をメインとする事業ではありませんが、３Dcadで設計し、ミスミなどのEC調達の利便性に対して、技術の蓄積が難しくなって行く時代となってきていると感じています。今後ともご教授頂けると幸いです。重ねて、ありがとうございました。
補足
2023/09/06 11:25
回答、ありがとうございます。非常に感謝しております。確かに、サーボユニット１台で、切り替えユニットを介在して作動させるこのシステムは、NC制御を非常に困難にすると、何となく感じておりました。しかしながら当社において、フライスを改造してNC/CNC化する事は、3Dcad世代への教育的な事においても非常に効果的で意義のあるものだと思っております。後にはサーボ及びユニットを全交換し、完全にCNC化したいと思っているのですが、前段階の実績として簡易的に制御を行い、実績的な品物を作っていければ、後の改造につながると考えております。そこで、この現状のシステム、切り替えてサーボをコントロールする状態で、三菱の制御器を使ってNC化出来るという嬉しいお話なのですが、現状のサーボパック（CACR-SRCA）とCACR-PR型との制御入力の違い、また、３軸をコントロールする場合の切り替えに対する制御いついて疑問が残ります。申し訳ありませんが、もう少しお付き合いを頂ければと思っております。実績などお話を頂けたら、なお参考になりますので、厚かましいとは思いますが、是非よろしくお願いします。
お礼
2023/09/12 13:16