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Ｚ軸原点のズレとは？原因と対処法について
2023/10/14 18:38
- 新規に導入した縦型ＭＣの試運転中、ツールテーパー部に傷がつく問題が発生しました。
- マガジンの取り付け不良が主軸挿入時のこじれの原因であることが分かりました。
- しかし、調整後も操作盤の電源ＯＮ、ＯＦＦの度にＺ軸原点位置が下降する問題が発生しています。
Ｚ軸原点のズレ
2006/12/22 00:33
先日、新規に縦型ＭＣを導入しましたが、試運転の段階でツールテーパー部に特定の傷がつくことに気づき、調べたところマガジンの取り付け不良によるツールの主軸挿入時のこじれが原因であることが分かり、メーカーによる調整の後ツールテーパーの傷の問題は解決できました。ところがその後、操作盤の電源ＯＮ、ＯＦＦの度にＺ軸原点位置が0.05づつ下降してくるようになってしまいました・・・調整以前はせいぜい0.006だったのですが・・・
メーカーの説明ではサーボモーターのブレーキ不良との説明でしたが、連鎖的な問題の発生、メーカー側への不信感もあり納得がいきません。
似たような経験をお持ちの方、専門分野で知識をお持ちの方、他にどのような原因が考えられるでしょうか？お知恵をお貸しください。
質問者が選んだベストアンサー
RB利です
「Ｚ軸が電源ON、OFF毎回に0.05mmほど落下する」
OFF時に落ちるか、ON時に落ちるか検証が重要ですが
装置を想像します
Ｚ軸は縦、サーボモーターとボールネジが直結（がたが無い）
無励磁ブレーキ付き（OFF時摩擦で落下を止めている）
カウンターバランスがある（Ｚ軸移動部分の重みとバランスするウエイト
又は油圧、空圧シリンダーが有り）
落ちる原因
カウンターのバランスが取れていなくてモーターに力が無いとき（OFF）で
ブレーキが利かないとき（電磁ブレーキに電気が通じている、又はブレーキをはずしたら）Ｚ軸が重さで落下する状況とします
電源をONする時、サーボモーターがＺ軸を保持する力が生まれるまで
少ないが時間がかかります
このときモーターに力が生まれる前にブレーキが解除されると落下が起きます
又、OFFしたとき（非常停止の場合も同じ）サーボモーターが保持する力が
無くなるのと無励磁ブレーキが保持する力が生まれるまで時間差がある場合があります
このわずかな時間差でＺ軸は落下しその後のサーボモーターに力が生まれたとき
（ON時）、ブレーキが効いたとき（OFF時）にＺ軸はとまります
修理した原因と直接関係は無いと思います
納入時よりＺ軸移動の摩擦力が少なくなった（いずれこの現象は現れた）
ブレーキの利き方が遅くなった
対策
バランスを取り直す（油圧、空圧シリンダーの場合はカウンターバランス調整
ウエイトの場合は重り調整
上記が不可の場合は
ＮＣメーカーにサーボモータに力が生まれるタイミングとブレーキが外れるタイミングを電気ソフトで修正してもらう
両方不可の場合
ON、OFF時は落下は避けられないとし、ON時Ｚ軸を一旦ＪＯＧ（マニュアルで）
下降し原点復帰を行う
（原点復帰すればＺ座標値がかわらいとお見受けしましたので）
わかりにくいかも知れませんが
装置を想像して原因をつかんでください
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その他の回答 （4件中 1～4件目)
まず、Z軸の座標がズレてしまい その後の加工に影響が出るのでしたら以下の内容は無視して 機械メーカに見てもらって下さい。
原点復帰後問題なし、もしくは絶対位置検出（原点位置バックアップ）を行っている場合は、以下の内容と先の回答者様達の内容を参考にしてみて下さい。
どの軸でも少なからずサーボONとOFFを繰り返すとズレます。特に重力軸はその傾向が強く、当然ブレーキがかかる時間とサーボOFFはタイムラグがあるため避けられない現象です。そのズレ分の大小は機械の構造による影響があるので一概にこうであるとは言えません。
弊社の制御方法（参考）（重力軸にはバランスウェイトや油圧バランス等を装備）
サーボON時＝油圧ON後、圧力およびサーボが安定してからブレーキ開放（数ミリ秒～数秒を設定 短いほど良い）
サーボOFF時＝NC機能の「重力軸ブレーキコントロールタイマ」を使う事により、重力軸のサーボOFFを遅らせる。（先にブレーキをかけてからサーボOFFする やはり短いほど良い）･･･NC機種によっては使えない場合があるのでそのときは諦める。
こんな制御をしてもズレを「ゼロ」にすることは不可能ですが、極小にするように努力しています。
新規の機械ということなので ブレーキの不良は考えにくいですが 可能性がゼロではないのも事実です。
お礼
2006/12/22 20:47
ご回答ありがとうございます。
やはりタイムラグが原因でしょうか。ただあまりにも経験が無いほど変化量が大きかったのと新設の機械ということもあって心配になりました。
説明していただいた内容を踏まえてメーカーの修理、調整の対応をうけたいと思います。
縦型マシニングのZ軸であれば、上下のユニット重量のバランスを取るための
バランスシリンダーやダンパーなどが組み込まれていると思います。
最新のものでは上下の送りに位相差を持たせた2つの送りねじで落下防止を
している2軸制御のものもあるようですが・・・
縦型の場合、ある程度のZ軸の落下は発生します。
今回のケースの場合、電源ON、OFFの時と言うことですので、制御応答の
遅れによる落下だと思います。
いずれにしろ、上下にブレーキ付きのサーボを使う場合には、制御系の
遅れによる落下は発生します。落下させたくないのであれば、前述の
バランスシリンダーなどで常に位置を保持できるように支えてあげる
ことが必要です。
お礼
2006/12/22 20:16
ご回答ありがとうございます。
メーカーの説明も同様でした。
サーボの調整をうけてみようと思います。
Z軸が下降との事ですが Zは水平だから前後ですか
それとも主軸の上下？だとしたらY軸ですよね？
電源off時に主軸が下がるという事ですよね？
それでしたらよく有ることで メーカの言うとおりです
サーボのブレーキを調整もしくは交換ください
横型と勘違いしておりました
お礼
2006/12/22 20:11
ありがとうございます。
縦型なのでＺ軸の下がる量です。次第に大きくなってきているのが気になりました。
サーボの調整をうけてみたいと思います。
お礼
2006/12/22 21:04
ご回答ありがとうございます。
メーカーも時間差（タイムラグ）が原因ではないか、との説明でした。
電気的修正もしくはサーボモーター交換による対応になるだろうとのことでした。
人為的なことが原因で急に下降量が増えたのではなく、いずれは現れるであったろう現象、であると考えれば納得がいきます。
様々、要因はあると思いますが暮れのバタバタした時期に新規に機械を導入するのも考え物だとおもいました。
アドバイスを踏まえてメーカーと問題を対処したいと思います。