【第3回】プローブを活用した寸法測定と補正｜NCプログラムの自動化への第一歩

製造現場での品質向上や効率化には、プローブを用いた寸法測定と補正が欠かせません。特に小ロット多品種生産では、寸法不良の早期発見や補正が重要です。本記事では、NCプログラムにおけるプローブの使い方や補正手順について解説します。

1. プローブの基本とメリット

プローブは、NC工作機で寸法を測定するための測定器具です。加工途中や終了後の寸法測定を自動化することで、以下のようなメリットがあります：

加工精度の向上：測定結果に基づき、補正値を自動適用
時間短縮：測定から補正までの一連の作業をプログラムで実行
ヒューマンエラー削減：測定ミスを防止

2. プローブの動作原理

プローブは、工具位置を検出するために工作機械と通信します。NCプログラムでは以下のコマンドを使って操作します：

G31：測定用のスキップ動作
G65：プローブ専用マクロの呼び出し

プローブがワークの表面やエッジに接触すると、信号を機械に送ります。この信号を基に、機械が現在位置を記録します。

3. G31とG65を使ったプログラム例

プログラム例1：G31を使った寸法測定

以下は、X方向の寸法測定を行うプログラム例です：

N1 G21 G17 G90             (ミリ単位、XY平面、絶対座標)
N2 T99 M06                 (プローブ工具の選択)
N3 G54                     (ワーク座標系の設定)
N4 G00 X0 Y0 Z5.0          (プローブを安全高さまで移動)
N5 G31 X50.0 F200          (プローブをX方向に移動し測定)
N6 #100 = #5061            (測定結果を変数に格納)
N7 G00 Z5.0                (プローブを安全高さに戻す)
N8 M30                     (プログラム終了)

解説：

G31がプローブ移動中に接触を検知。接触点の座標はシステム変数（#5061, #5062, #5063）に格納されます。
#100 = #5061は、測定値をカスタム変数に保存する動作です。

プログラム例2：G65を使った寸法測定と補正

G65は、メーカーが用意した専用マクロを呼び出すためのコマンドです。以下は、プローブで測定し、Z方向の補正値を適用するプログラム例です：

N1 G21 G17 G90              (ミリ単位、XY平面、絶対座標)
N2 T99 M06                  (プローブ工具の選択)
N3 G54                      (ワーク座標系の設定)
N4 G00 X0 Y0 Z5.0           (プローブを安全高さまで移動)
N5 G65 P9810 X20.0 Y20.0    (プローブで指定位置の測定開始)
N6 #100 = #5063             (測定結果を変数に格納：Z方向寸法)
N7 #101 = [#100 - 5.0]      (測定値と目標値との差を計算)
N8 G10 L2 P1 Z[#101]        (ワーク座標系を補正)
N9 G00 Z5.0                 (プローブを安全高さに戻す)
N10 M30                     (プログラム終了)

解説：