スピンドル制御は、特に旋削加工における CNC プログラミングの最も重要な側面の 1 つです。

G96 (一定表面速度) と G97 (固定速度) を適切に使用すると、工具寿命を延ばし、表面仕上げを改善し、操作の安全性を高めることができます。

 

1. G96 等表面速度 (CSS) とは何ですか?

G96は、ワーク径に応じて主軸速度を自動的に調整し、メートル/分または表面フィート/分単位の一定の切削速度を維持します。

 

例：G96 S250 M03 (一定表面速度 = 250 m/min、スピンドル始動)

法律：ワークピースの直径が小さくなり→主軸速度が上がります。

適用可能なシナリオ:切削加工中にワークの直径が変化する旋削加工に適しています。

 

2. G97 固定速度とは何ですか?

G97は、一定面速度機能をキャンセルし、スピンドルを固定速度値でロックします。

例：G97 S1200 M03 (主軸回転数1200rpm固定)

 

適用可能なシナリオ:

穴あけ加工

タッピング加工

リジッドタッピングはライブツールを使用して実行されます

 

3. スピンドル安全ロック – G50 命令

一定表面速度モードでのスピンドル速度の損失を防ぐために、常にG50を使用して最大スピンドル速度を設定します。

 

例：G50 S3000 (スピンドル最高回転数を3000rpmに制限)

以下と併用:G50 S3000 + G96 S200 M03

重要性：G50を使用しないと、ワークの直径が小さいため主軸速度が高くなり、安全上のリスクが生じる可能性があります。

 

4. ファナックサンプルプログラム

 

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O2001 (スピンドル制御サンプルプログラム)

G21 G40 G80 G90 (メートル単位の設定、先端半径補正の解除、固定周期の解除、絶対座標の設定)

T0101(ツール 1 とツール 1 の補正パラメータの呼び出し)

G50 S3000 (主軸最高速度制限3000rpmに設定)

G96 S250 M03 (一定面速度オン、切削速度設定250m/min、主軸前進スタート)

G00 X60 Z2 (X60、Z2 位置へのクイック移動)

G01 Z-40 F0.25 (Z-40位置への直線補間、送り速度0.25mm/rpm)

G97 S1200 M03 (定速モードに切り替え、速度を 1200 rpm に設定、ドリル準備完了)

G00 X200 Z200 (X200、Z200 セーフポジションへのクイック引き出し)

M30 (手順の終了とリセット)

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5. ハースの例

Haasシステムはファナックと同じコマンドコードを使用しますが、同時タッピングにはリジッドタッピング命令(M29)が必要です。

 

G96 S500 M03 (一定面速度オン、切削速度500 m/min、主軸前進)

G50 S2500 (主軸最高速度制限2500rpmに設定)

(荒い回転...)  (荒旋削関連プログラムの項目はこちら)

G97 S1200 M03 (定速モードに切り替え、1200 rpm)

M29 S1200 (リジッドタッピングモードをアクティブにし、タッピング速度を1200rpmに設定)

G84 Z-25。 R2です。 F1.25 (リジッドタッピングサイクル、タッピング深さZ-25、R2位置への高速位置決め、送り速度1.25を実行)

 

6. シーメンス・シヌメリック対応指令

一定の表面速度をオンにし、切削速度 250、最大速度制限 3000 に設定します: CSS ON S=250 LIMIT=3000

スピンドル正回転スタート:SPINDLE ON CW

一定の表面速度をオフにして、固定速度を 1200 に設定します: CSS OFF S=1200

 

7. ハイデンハインは指令に対応

スピンドルの固定速度を1200 rpm、スピンドルの前方回転に設定:SPINDL RPM = 1200 M3一定の表面速度をオンにし、切削速度250、最高速度3000を設定します:CSS ON V = 250 MAXRPM = 3000一定の表面速度をオフにします:CSS OFF

 

8. 最良の解決策

ファナックシステムまたはハースシステムを使用する場合、G50または対応するスピンドルロック命令が必要です。

穴あけまたはタッピングする前に、G97固定速度モードに切り替えてください。

アルミニウム合金の加工にはより高い表面切削速度 (SFM) が必要であり、ステンレス鋼の加工にはより低い表面切削速度が必要です。

コンピュータ支援製造 (CAM) システムの送り速度/回転速度計算機を使用して、適切な S 値 (回転速度または切削速度) を決定できます。

 

9. よくある間違い

エラーの種類は結果につながる

G50コマンドの使用を忘れる小径ワークを加工する場合、主軸速度が制御不能になる場合があります

穴あけ時にはG96一定面速度を使用してください送り速度が回転速度と一致しないため、工具が破損する可能性があります

モーダルコマンドが正しくキャンセルされない固定速度が使用されると予想されますが、まだG96一定表面速度モードです

 

10. スピンドル制御の今後の展開

アダプティブスピンドル制御 - CNCシステムは、負荷に応じて回転速度を自動的に調整します。

AI駆動のスピンドル最適化 – 加工される材料に応じて回転速度をリアルタイムで調整します。

デジタルツイン技術 – 加工前に主軸速度曲線をシミュレートし、事前にパラメータを最適化します。

結論

G96/G97 主軸速度制御をマスターすることが、安全で効率的な旋削の鍵となります。

 

一定表面速度 (CSS)、主軸速度ロック (G50)、および穴あけ中の固定速度モードの正しい使用を組み合わせることで、工具寿命を延ばし、加工の安全性を向上させ、表面仕上げ品質を向上させることができます。