工作機械のゼロの重要性
こんにちは、つねぞうです。
デザイン・リビューFM第117回目。
このデザイン・リビューFMは、世の中の様々なもの、主に工業製品について、私の主観で勝手にデザイン・リビューをしていこうという番組です。
今回はですね、科学系ポッドキャストの日に参加します。
この科学系ポッドキャストの日とは、様々なポッドキャスターが共通の科学的なテーマでお話ししましょうという企画ですね。
毎回ホストの方がいらっしゃるんですけれども、今回はプラントライフという番組を配信されている金丸さんがホストですね。
この金丸さんが考えてくださったテーマは、ゼロ、0ですね、0、ゼロですね。
数字のゼロに関するエピソードを募集します。
ということで、皆さんゼロを聞いて何を思い浮かべるでしょうか。
何もないとか、空っぽとか、普通はそうかもしれませんね。
工作機械に関わる人間にとってのゼロというのは、ある意味すべての始まりなんですよ。
すべてが始まる場所、それがゼロです。
工作機械でゼロと言えば、原点、送り軸の原点ですね、それがゼロです。
工作機械の軸を動かすときの基準となる位置、原点、ゼロから、例えばX軸、Y軸、Z軸というものがあって、
プラスにいくつ、マイナスにいくつ、動きで左右とプログラムで指示をして、実際に加工をしていくと。
最近だと3Dプリンターを持っている人も増えていると思いますので、結構こういう話がイメージしてもらいやすくなったと思うんですよね。
樹脂を溶かして出すヘッド部分が前後左右、上下に動くと思うんですけども、
3Dプリンターの構造によってはベッド側が前後に動いたり、上下に動いたりという機械もあると思いますけども、
例えばバンブーラボのAOR-Miniだとベッド側が前後に動きますね。
いろんな軸が動くと思うんですけども、プリントが終わると、その3Dプリンターのヘッドだったりベッドが必ず同じ位置に戻りますよね。
バンブーラボのAOR-Miniだとヘッド、頭の部分が一番上に上がって、そして左端に行くと、ベッドは一番前に来ると思います。
おそらくですけども、その位置がAOR-Miniの原点、各軸が0の場所だと思ってます。
ちょっとちゃんと中のプログラムを見たことがないので、もしかすると違うかもしれませんね。
後でお話しする第2原点とか第3原点という場所かもしれないですけども、
Gコードとゼロの関係
多分そこは原点なのかなと私は思ってます。
同じように工作機械にも各軸に原点というものがあって、それは機械の機種や軸によって場所が異なりますね。
動けるストローク、軸が動けるストロークのど真ん中が原点の場合もあったり、一番端、右端が原点の場合があったりもします。
上下に動く軸、重力軸というんですけども、上下に動く軸だと一番上の位置、一番高い位置が原点なことが多いと思いますね。
基本的には加工するワークを置くテーブルに対して、工具をつけて回転させる主軸が一番遠くなる方向が原点になっているかなと思います。
特にJISで原点はどこにしなさいと決められているわけではないんですね。おそらく決められていないと思います。
各メーカーが使いやすいだろうと考えた位置を原点としていると思いますね。
どの向きをX軸にしましょう、どの向きをY軸にしましょう、Z軸にしましょうとか、回転軸の名前ですね、A軸、B軸、C軸というのはJISで決められています。
それぞれの軸のプラス方向、マイナス方向もこういう風に決めましょうというのもJISで決められています。
なかなか自分で判断するのは難しいところもありますので、工作機械であればオペレータードアの近くに貼っているんですね。
こっちがプラスだよ、こっちがマイナスだよ、この軸がXだよ、Yだよという送り軸の名判が貼ってあると思いますので、それを見るのが確実ですね。
どうやって決めているんだろうというJISを見たい方はJIS-B-6310というのを見てみてください。
JIS-B-6310は産業オートメーションシステム機械および装置の制御、座標形および運動の記号というものですね。
これを見ていただくと、工作機械に限らずいろんな動く機械、動く装置の軸の名前はこういう風に決めましょうということが書いてありますので、ぜひぜひ見てみてください。
この原点、全ての軸がゼロの他に、ちょっとさっき話しましたけども、第2原点、第3原点というものもあります。
例えばATC、自動工具交換装置というのがあるんですけども、そのATCする位置とか、APCですね、自動パレット交換装置というのがあるんですけども、そのパレット交換する位置というのが、この第2原点、第3原点と呼ばれるものだったりするんですけども、
こちらは原点と言いつつ、軸の位置はゼロではないですね。第1原点、機械の基本的な原点に対してのこれこれの位置というところが、その第2原点、第3原点に当たりますので、軸の位置はゼロではなくて、ATCする時の基準の位置、APCする時の基準の位置という意味での第2原点、第3原点というものもあります。
ちょっと話が変わりますけども、工作機械のプログラムではGコードというものが使われます。Gペケペケという記号で動作を指示するんですけども、このGコードでゼロは何だと思いますか?
G00は早送りなんですね。早送りというのは加工をしない動作をさせる時に使う指令ですね。対してG01というのが切削送りで加工をする時に使う指令なんですけども、基本的にそのG00早送りは切削送りのG01よりも早いスピードで動きます。
その代わり、その位置決め制度というのはある程度犠牲にしていると。ある程度犠牲にしつつ早く動くというところで非切削時間というんですけども、加工をしていない時間の動作を早く動いてトータルでの加工時間を短くすると。
例えばさっき話したようなATCをするための第2原点に向かう時とか、APCをするための第3原点の位置に向かう時、動かす時にはこの早送りというもので動かすと。これも工作機械のゼロですね。
工作機械も加工が終わるとG00で先ほどの原点ゼロに戻るのです。ということで、こんな感じでしょうかね。工作機械のゼロということで、今回は科学系ポッドキャストの日、今月のテーマゼロということで、工作機械のゼロについて話してみました。
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