5軸制御マシンの校正

                  容積測定及びツールチップ測定が精度を保証する。

 

By Charles Wang, Ph.D.
President
Optodyne Inc.

5軸制御の工作機械の校正は、大変複雑で時間もコストもかかります。特に機械の停止時間や外部のサービスを頼む費用を考えるとなおさらです。工作機械のサービス会社で校正装置を持ち、5軸制御機の校正をやった事がある会社が見つかるかどうかも疑問です。5軸制御マシニングセンターや三次元測定機（CMM）を使って航空機部品を作っている会社でもクライアントが指示しなくとも校正は必要です。当社は新しい校正方法を開発しました。レーザードップラー技術を使い、取り扱い易く、時間もかからず、費用も少ない5軸校正です。ポータブルな装置は、機械技術者や保全のスタッフでも簡単に使えます。従って自社の備品として購入し、定期校正が行なえます。

5軸マシニングセンターでは、X，Y，Zの容積的位置決めと A，B 2軸の回転軸の両方を校正する事は困難です。X，Y，Z軸の直線軸と A，B 軸の回転軸を個別に他の軸から独立して校正することは時間がかかる上に、3軸の直線軸に沿った真直度エラーや直角度エラーを無視する事になり、更に2軸の回転軸のゆがみや直交エラーや交差エラー、そして主軸とZ軸の中心線の交差エラーも無視することになります。

これらのエラーは5軸マシニングセンターやCMMの正確な動作の妨げになるのです。

図1:容積的校正用レーザーベクトル法（パテント申請中）

上図：この測定を行なうとき、ツールチップは、まずX軸に沿って動き停止し、測定データが取り込まれます。次にY軸に沿って動き停止し測定データを取り込み、次にZ軸に沿って動き、測定します。こうして全容積の測定が行われます。
オプトダイン社が提案するのは3工程での測定です。

Step1－容積的校正： これはレーザーベクトル法で容積的エラーの校正を行ないます。これには3軸の直線偏位エラーと6ヶの真直度エラーそして3ヶの直角エラーが含まれます。この容積的エラーを測定する事で機械の全動作エリアの補正が行え、直線偏位のみならず、全体の精度を改善します。ボディダイヤゴナル偏位測定は、ASME B5やISO 230-6規格で容積的精度のチェックに有効な方法として推薦されています。ボディダイヤゴナル測定は、ツールチップをX，Y，Z 軸に対角線に沿って同時に動かして行ないます。この方法は、マシニングセンターの精度が良いかどうかのチェックを行ないます。つまり修正されるべきエラーの原因の表示はできません。
レーザーベクトルまたはシーケンシャルダイヤゴナル法はマシニングセンターの精度やエラーがあった時の原因を表示します。この測定のためにツールチップはX軸に沿って動き、測定のために停止します。それからY軸に沿って動き、測定のために停止し、最後にZ軸に沿って動き、測定のために停止します。これをくり返して動作エリア全部の測定を行ないます。