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Z軸がツ-ルパスより深く掘れてしまいます。

zue10565
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Z軸がツ-ルパスより深く掘れてしまいます。

zue10565
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IMG_8229.JPGキャプチャ163.PNG

前回の質問と同じ現象なのですが作成したツ-ルパスよりZ軸が深く掘れてしまいます。ただしB面はAの負荷制御で削っていますが写真のようにB面はツ-ルパス通り切削できています。不思議な現象でなぜか分かりません。前回の質問で最後の工程を選択した時出てくるストックが最終形状とはどうゆう意味でしょうか?今回と前回のようなトラブルは今まで起こったことがありません。またよろしくお願いいたします。

 

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Bunga777
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また説明が長くなるのでビデオでどうぞ😅

 

削れすぎと言っている場所が具体的にどこか?分からずに話してます。

もしそうじゃないよぉって場合には言ってください。

どうも0.1しかモデルと違わないので、ここが削れすぎではないのか?という気はしています。

zue10565
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IMG_8229.JPGIMG_8247.JPGIMG_8252.JPGIMG_8246.JPG

試行錯誤していてお返事が遅れました。削れ過ぎの場所はB面以外のC面、D面です。モデルボトムから0.3ミリが正しく0.2ミリとしてしまったのは私の勘違いです。削れ過ぎのD面は0.1ミリどころではなく約5ミリも掘り過ぎてベッドのMDF板まで突き抜けています。切削中に異音がしたのでもしかしたらステッピングモ-タ-に脱調という現象が起こったのではないかと考えて別のMDF板に10ミリ×10ミリ×10ミリのキュ-ブを掘ってみました。

ノギスで計測すると深さが11.5ミリという異常な数値になっています。5.7ミリ掘る予定が5ミリ余計に掘ったことを考えると比がおかしい気もしますがとりあえず10ミリに対して1.5ミリ狂ったということにしてパソコン画面からZ軸を調整してみました。

 

パソコンの画面にはZ軸の調整ができるようになっていて$102=の数値を変えることで調整できます。この調整で10ミリに対して10.1ミリ(これでも狂いすぎですが)まで追い込みました。Z軸の精度が必要な切削はあまりやらないのでこれで良しということにしてもう一度アルミ板を切削してみると今度は成功しました。なんとなくまだ腑に落ちませんがとりあえずできました。ありがとうございました。次回またよろしくお願いいたします。

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Bunga777
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どうも見る限りではマシン側の設定か不都合かというところだと思います。

 

Fusion360側ではまずシミュレーションがしっかりできているか?(今回はOKっぽい)

ポストで出力されたZ軸のオフセット値がしっかりと正しく出ているか?(確認してみてください)

ポストで出力されたZ座標の数値は間違っていないか?(こちらも要確認)

 

上記がFusion360側の確認事項です。

ここから先はマシン側がしっかりとその指示通りに動くか?設定が正しいか?になります。

 

マシン側のキャリブレーションをもう少し追い込んで、柔らかい素材で完璧にしてから、硬い材料にトライしてみてください。

zue10565
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キャプチャ164.PNGIMG_8258.JPGIMG_8256.JPG

何度もすみません。また同じ現象が起こってしまいました。マシンのキャリブレ-ション後MDF板を切削して成功したのがCです。そして試しに1個だけとアルミ板を切削したのがAで成功です。ところがあと3個必要なので3個並べて切削しようとしたのがBで全く同じ現象が起きて失敗しました。二つのデータで何が違うのでしょうか?「ポストで出力されたZ軸のオフセット値がしっかりと正しく出ているか?」、「ポストで出力されたZ座標の数値は間違っていないか?」とはどうゆう意味でしょうか?その確認方法を教えてください。よろしくお願いいたします。

 

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adachitech7
Consultant
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@zue10565 さん、

 

私も卓上のCNCを使っていて何度か経験があるのですが、加工中にエンドミルが下がってきているということはありませんか?Z軸の原点と比べてみてマイナス方向になっているようならその可能性はあると思います。私の機械ではツール交換の時に警告が出るのですが。

Bunga777
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仕事が立て込んでいてなかなかこちらにお返事できず、申し訳ありません。

 

私も加工中にエンドミルが下がっているのを疑っています。

 

加工前と加工後でエンドミルの長さは確かめてみましたか?

 

CAM上ではしっかりと削れているのに高さがおかしい時の原因は、オフセットの合わせ間違い、素材の固定ミス、工具の固定ミスが三大ミスです。

 

エンドミルの把握力が弱いと素材の硬さによって挙動が変わりますから、最初に試しで削った柔らかい素材で、複数個取りも試してみると良いかもしれません。

 

柔らかい素材では大丈夫ならば、アルミのような柔らかくないけどもくい込み易い素材は、エンドミルがくい込んで引っ張られて出てきてしまうのかも知れません。

 

だとすると、鉄やステンレスのような硬めのくい込みにくい素材の場合は逆にエンドミルが短くなる可能性もあります。

 

そのあたりを疑いつつ確認してみて下さい。

Bunga777
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こちらの質問にしっかりお答えしていませんでしたね。

>「ポストで出力されたZ軸のオフセット値がしっかりと正しく出ているか?」

>「ポストで出力されたZ座標の数値は間違っていないか?」とはどうゆう意味でしょうか?

>その確認方法を教えてください。

 

最初のオフセットに関してはオフセットのパラメータ値が出力されているので、それが工具に対応したものになっているか?を確認する必要があります。

T1ならばH1、T2ならばH2などに通常はなっていますが、稀にポストの不都合でこれが対応していないものになっている可能性はゼロではありません。

Monosnap roland iso.cps - Visual Studio Code 2024-07-04 18.44.06.png

 

次のZ座標がCAM通りになっているか?というのは言葉どおりで、CAMで指示した通りにGコードが出力されているかを確認する事になります。何も不都合がなければこんなことはする必要もありませんが、現状どこがおかしいかを突き詰めていく段階では、これらがしっかりと確実に出力されているか?を確認して、原因の可能性を潰していく必要があります。

 

以上、早く原因が分かると良いですね、がんばってください!👍

zue10565
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IMG_8266.JPG

ありがとうございました。試行錯誤の結果原因が分かって今度は成功しました。原因はZ軸のガタとベッドのガタでした。以前は問題ありませんでしたからエンドミルを折ったりしている間に負荷が掛かってガタが出たのかもしれません。ただZ軸の剛性不足は明らかで電源を入れた状態でルータ-を思い切り揺すってみるとエンドミル先端が動いてしまいます。

マシンは国産の卓上CNCフライスですがコミュニテイ-を見てみると皆さんZ軸の剛性不足には悩んでおられるようでいろいろな改造をされています。

 

しかし組み立て式の卓上マシンにそこまでの剛性を求めるかという気もします。このZ軸の剛性不足のせいでキャリブレ-ションをMDF板でやった時とアルミ板でやった時で結果が違ってしまっています。アルミでやるとエンドミルが吸い込まれてしまうようで深く掘れてしまいます。そこで今はアルミの切削なのでこれでキャリブレ-ションしてMDF板でやる時はまたキャリブレ-ションするつもりです。ホビ-用として使っているのでまあ仕方がないかと思っています。次回またよろしくお願いいたします。

Bunga777
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主軸の剛性不足の件で。

まぁ主軸というか本体というか、機械加工では剛性はキモといえる部分です。

寸法精度に影響するのはもちろんですが、工具の寿命にも直接響いてきます。

長い目で見るとマシンの寿命にも関わります。

 

趣味とはいえ、いや趣味だからこそ工具寿命は長持ちさせたいですし、

寸法がでないで無駄な材料なども使いたくないですよね。

 

ちなみにマシンの機種名なんでしたっけ?どこかにあったっけか……。

よかったら教えて下さい。

zue10565
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マシンはアバロンテックのCbeam剛性強化版です。中国製と迷いましたがコミュニテイ-が充実していることとパーツの入手しやすさで選びました。ここまで随分とアルミを無駄にして高い勉強代を支払ってしまいました。3Dプリンタ-を初めて導入した時もこんな感じでした。試行錯誤は得意なので出来ましたがコミュニテイ-によると挫折してしまった方もいるようです。

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zue10565
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IMG_8272.JPGIMG_8275.JPGキャプチャ166.PNG

何回も同じ質問で申し訳ありません。また同じ現象が起こってしまいました。今回はZ軸のステッピングモ-タ-をハイトルク型に交換してまた失敗も覚悟で工程を一つずつ切削しどの工程でトラブルが起こるか確認しながらフライス盤から目を離さず監視しました。上図のような切削ですが必要な個数は2個で一個は失敗覚悟の切削です。

切削は順調に進みましたがCの輪郭で大きな異音がしてエンドミルがベッドのMDF板まで突き抜けました。本来A面はモデルの底から0.3ミリの高さで止まるはずです。

 

よく監視していると外周のB面を切削しているときに大きな異音とともにエンドミルは吸い込まれてルータ-のチャックに当たって止まりました。私にはエンドミルの回転方向と切削方向に問題があるように見えました。輪郭は慎重に複数深さ1ミリにしましたが効果が無かったようです。輪郭をランプ回転させればもしかしたら成功したかもしれません。私にはツ-ルパスに問題があるように思えます。輪郭の前までの工程は順調でしたからハイトルク型ステッピングモ-タ-に交換した効果は十分に感じられます。

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Bunga777
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切削方向ですが通常仕上げ加工ではダウンカットという、壁を右手に見ながらエンドミルが進んでいく方向で加工します。

この形で切削すると切削が終わった部分に切粉が噛まないのでキレイに仕上がるんですね、なので基本仕上げはダウンカットなんです。確かにおっしゃるように若干食い込んで力がかかる訳ですが、代わりに仕上りはきれいになります。

 

で、恐らくエンドミルがコレットから抜けてしまったんですよね?違うのかな?

もしこの程度のダウンカットで耐えられないとなると、ちょっとコレットのチャック力が弱すぎるかな?

なんかナットで締めるような構造になってましたよね。ここのコレットの構造が甘いのでは?と思ったりします。

 

それとエンドミルの細さに比例して力がかかるので、もしかしたらもっと細いエンドミルなら行ける可能性もありますね。

ただ、アルミで剛性が無い機械だと、Φ3くらいが無難なのかな……、ちょっと私にその手のマシンの経験が無いので、いまいち感覚が分かりません。

 

[コミュニティのルール&エチケットに反している行為があったため、文章の一部を削除しました - オートデスクより]

zue10565
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このアバロンテックのCNCはルータ-のコレットチャックがボタンロックになっていて私はそれとスパナ1本で締めるものだと理解してやっていましたがアバロンテックのコミュニテイ-によるとこれは仮止め用だそうです。ですので以前このトラブルが起き始めたころは確かにチャックが緩くてエンドミルが抜けたのかもしれません。しかし今はスパナ2本を使い力の限り締めています。切削後のエンドミルのコレットからの距離も変わりません。

 

ですのでエンドミルがコレットから抜けたのではありません。どうも全て輪郭でこの症状が起こるようなので輪郭も負荷制御か輪郭をランプ回転させるというのはどうでしょうか?

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Bunga777
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という事はヘッドが力に耐えきれずに下に降りてしまったって事でしょうか?

 

下記BBSを読んでみるとかなりの重さをかけても歪むことはあっても、滑り落ちるみたいな現象は無さそうですが、どういう構造なんだろう……。

https://bbs.avalontech.jp/t/topic/1334

 

あと、ランプで降りていく加工は私も実際にやりますよ。

複数深さのチェックを外して、リンクのランプをオンにして上から下までクルクル落としていきます。

この際ランプ時はランプ送り速度で降りていくはずなので、設定を間違わないようにしないと、遅い分には大丈夫ですが早いと困るので気をつけてください。

Monosnap Autodesk Fusion 2024-07-18 00.04.57.png

gymnyan-man
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某所でもいくつか可能性は上げていますが、

エンドミルにアルミが溶着して異常な負荷がかかったのではないでしょうか。

 

マキタのルーターは回転数が早めなので、熱がこもらないようにしないとアルミが溶けてエンドミルに溶着してZ方向に引っ張られたり、両面テープ固定だとテーブルから吹き飛んだりします。

通常の切削負荷で大きくたわむことはありませんが、溶着までいくとさすがに脱調やミリ単位のずれになります。

アルミの加工とは熱との闘いです。

 

 

対策としては

潤滑油を使って切削熱を減らす(5-56などのスプレーをたまに差すなど)

アルミ用のエンドミルを使う(DLCコーティングなど。アマゾンの安物なんかはアルミがよくくっつきます)

切りくずが溝に残らないようにパスを作る

薄く早く削るようにする

などがよく挙げられます。

 

材料もアルミ合金によって削りやすさ、ねばつきやすさが異なります。

自分も同じC-Beamの機構を使った自作CNCを使って、快削アルミと書かれているような2000番台のアルミはいまのところ失敗したことはありませんが、押し出し材に使われるような5000番台で安いハイスエンドミルを使っていた時は溶着してよく失敗しました。

 

EESignature


Bunga777
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解決済み

おおお、、、お返事いただけて助かります @gymnyan-man 

なるほど切粉の癒着か……思い浮かばなかったな、流石ですね。

 

うちだと常に切削油をかけていてほぼドライで加工することはないので、その辺のノウハウは gymnyanさんじゃないとわからないな。 ちなみにエアーで飛ばしながらなんてのは現実的ではないんですかね?

 

ちなみに、負荷がかかって下に引っ張られて差さるってのは、どこが動いてしまうんでしょうか?

モーターからのベルト駆動だったりして、ベルトが持っていかれてモーターが回転してしまうって事ですかね?

zue10565
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キャプチャ167.PNG

下がってしまったのはZ軸全体で駆動はスパイラルシャフトですからということはステッピングモ-タ-がハイトルクに交換したにもかかわらず負けてしまったということだと思います。電源を入れた状態でルータ-に思い切り力を入れてZ軸を下げようとしても下がりませんからよほどの力で吸い込まれたんだと思います。

理解できないのは以前はこんなことは起きなかったということです。何度かエンドミルを折るような負荷をかけてしまいそれから頻発し始めました。

 

エンドミルにアルミが溶着したのではないかということですがエンドミルにそのような状況は見られません。エンドミルはDLCコートで時々切削油をスプレ-しながらの切削です。負荷制御は全く問題なく切削出来輪郭になったとたんに大きな異音がなり始め数十秒後にガッシャ-ンとZ軸全体が落ちました。

 

輪郭をランプで回すテストをしたいのですが具体的にランプ送り速度とランプ角度、最大ランプ切り込みピッチ、ランプ除去高さはどのくらいの数値をいれればよいですか?時間がかかっても問題ありません。もしこれでもだめなら輪郭をやらないという方法を考えています。もともとの加工条件が切り込み0.2ミリ、最大取り込み1ミリという緩い条件ですから粗削りの状態でも十分キレイじゃないかと思っています。ちなみにアルミはA5052です。

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Bunga777
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解決済み

ということは、とりあえず負荷が掛かり過ぎてZ軸が下がったわけではないと仮定した方が良いかも知れないですね。

 

だとすると、以前やっていただいたように、負荷のかからない素材で試してみるのと、そもそも材料がない状態でドライランをしてみるのが良いと思います。

 

もしかしたら特定のGコードで不正が動きをするようになっている可能性もなきにしもあらずです。

ドライランをする時にはZ軸を上にオフセットさせて、Zピッチも細かくなくて良いので、数パスで終わるように単純なプログラムにして試してみてください。

 

まずは負荷をかけたからなのか?そうではないのか?を特定するところからですね。

gymnyan-man
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DLCコーティングにオイルさしながらなら溶着はなさそうですね。

思いついた可能性をとりあえず挙げているので実際の挙動と照らし合わせていい感じに切り分けていってください。

 

>ちなみにエアーで飛ばしながらなんてのは現実的ではないんですかね?

切りくずが残らないようにエアーで飛ばすof空冷はアリです。溝の加工では切りくずを除去しながらでないと負荷がかかるので木工の時などはやっています。今回はオイルありとのことなのでオイルでよさそうです。水が細くて深い場合は切りくずがたまりそうではありますが今回の形状の薄さなら問題ないかと。

 

>ちなみに、負荷がかかって下に引っ張られて差さるってのは、どこが動いてしまうんでしょうか?

>モーターからのベルト駆動だったりして、ベルトが持っていかれてモーターが回転してしまうって事ですかね?

C-Beamの送り機構は通常はベルトはなく送りねじなので、ベルトはないです。

ステッピングモーター自体のトルクはそんなに高くないですが、減速しているので人間の手では押さえられないパワーになっています。

 

エンドミルを折るような負荷を何度かかけてから頻発と聞いて思いつくのは、基板のコンデンサーが破損している可能性です。

昔加工が途中でズレる失敗が頻発したとき、基板のコンデンサーが取れていたことがありました。

普通に動いているし加工も一見できているのにちょっとした負荷でズレる というのは似ている気がします。

検証が難しいですが、電源を入れてある程度時間がたった状態でZ軸を動かしてみて、手で止めれるくらいトルクが落ちているようなら基板側の問題な気がします。

 

ランプの条件は仕上げ代だけ削るのであれば

角度5度 切り込みピッチ1mm、除去高さ1mm でランプ速度を200、複数深さの最大切り込みピッチを0.5に下げておく くらいでかなり負荷は下がると思います。

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