G07.1 円筒 interpolation の設定とプログラム方法

はじめに

工作物 chuck や専用のバイスジョーにクランプされた素材の実際の物理半径と、G07.1ブロックで指令された円筒半径が一致していない場合、計算された工具経路が歪み、カッターが想定以上に深く切り込んで素材を不良品（スクラップ部品）に変えるだけでなく、ツールキャリアや turret が回転する chuck、fixture の clamp、あるいは心押台へ直接衝突する深刻なハードコリジョン（衝突事故）を引き起こします。円筒 interpolation においては、機械の破損を防ぎ、加工の再現性を維持するために、回転軸寸法の正確な整合が極めて重要です。このパラメータが未検証のまま量産に入ると、2ロット目から寸法ばらつきが広がり、最終検査で初めて不良が発見されることになります。段取り前にMD24120番パラメータを確認することで、このコマンドで最も多い非計画停止を防げます。

これらのリスクを排除するため、CNCコントローラはG07.1（またはG107）円筒 interpolationをサポートしています。このコマンドは、平らな2D座標経路をワークの円筒表面に巻き付ける数学的架け橋として機能します。デカルト座標を同期された直線運動と回転運動へ動的に変換することで、プログラマは湾曲した表面を標準的な平坦な座標平面として扱うことができ、複雑な手計算を行うことなく、螺旋状の油溝や回転輪郭、巻き付くカム軌道などのプログラミングを大幅に簡素化できます。

技術概要

仕様	詳細
コマンドコード	`G07.1` (G107)
モーダルグループ	グループ18 / modal (ISO Dialect Mode)
サポート対象ブランド	Fanuc, Siemens, Mitsubishi
重要パラメータ	回転軸名 (A, B, C) および物理円筒半径 (r)
主な制約	G07.1は他のコマンドを含まない独立したブロックでプログラムする必要があります。工具長補正はG07.1のmodal内で有効にしてはなりません。

クイックリード

G07.1ブロックでプログラムされた半径を、chuckにクランプされた実際の素材の物理半径と正確に一致させます。
Siemens制御でG07.1を呼び出す前に、コンパイラをISO Dialect mode (G291)に切り替えます。
G07.1を開始する前に、すべての工具径補正(G41/G42)および工具長オフセットを確立しておきます。
円筒 interpolationの起動とキャンセルは、独立したブロックでプログラムします。
G07.1はシステムを毎分送り(G94)モードにシフトするため、cycle開始時に新しい非ゼロのfeedrate Fを宣言します。
SiemensのTRACYL変換用の回転軸マッピングを定義するために、チャネル専用パラメータMD24120を設定します。
工具がすべての物理的なワーク保持clampを安全にクリアすることを確認するために、空運転 (dry run)設定を使用して空中での座標スイープをテストします。

基本概念

円筒 interpolationは、回転輪郭、螺旋状の油溝、および巻き付くカム軌道のプログラミングを簡素化する重要な数学的架け橋として機能します。実用的なプログラミング上の効果として、プログラマは3次元の湾曲した表面を標準的な平坦な座標平面として扱うことができ、コントローラが軸の同期を動的に解決します。コントローラは、平坦な座標コマンドを、物理的な直線軸とC軸などの回転軸の同期運動に自動的に翻訳します。

段取りと実行の間、オペレータは工具とワークの物理的な関係に細心の注意を払わなければなりません。G07.1で指令された円筒半径が、ワークのchuckまたは専用のバイスジョーにクランプされた素材の実際の物理半径と一致しない場合、制御システムは歪んだ工具経路を計算します。このエラーにより、工具が深く入りすぎて未加工材料を破損したスクラップ部品に変えたり、ツールキャリアやturretを回転するchuck、fixtureのclamp、または心押台に直接衝突させ、壊滅的なハードコリジョンを引き起こす可能性があります。

一般的なトラブルは、feedrate単位の遷移や有効な補正からも発生します。G07.1を開始すると、デフォルトの切削モードとして非同期の毎分送り(G94)が自動的に設定されるため、それまでの毎回転送り(G95)は無効になります。オペレータがcycle開始時に新しいfeedrate値 F を宣言し忘れると、feedrateはゼロに低下し、即座にAlarm 14800をトリガーしてスクラップ部品の表面に深い dwell マークを残します。

工具径補正(G41/G42)および工具長オフセットも、円筒 interpolationを開始する前に完全に確立しておく必要があります。G07.1のmodal内で工具長補正をアクティブにしようとすることは厳しく禁止されており、安全のために自動運転を中断するプリプロセッサのアラームコードが即座に生成されます。安全な実行を保証するために、オペレータは空運転設定を利用して空中での座標スイープをテストし、工具先端がすべての物理的なワーク保持clampを安全にクリアすることを確認しなければなりません。

コマンド構造

円筒 interpolationを有効にするには、対象となる回転軸と円筒の物理半径を指定する専用のコマンドブロックが必要です。制御システムがG07.1を解析すると、回転軸を展開された直線軸として扱う仮想平面を確立します。円筒表面上でプログラムされたすべての直線 interpolationおよび円弧移動は、この仮想座標マッピングを使用して計算されます。

円筒変換をキャンセルするには、半径をゼロにしてG07.1を呼び出す必要があります。これにより、コンパイラは回転軸を通常のポジショニング動作に戻すよう指示されます。起動およびキャンセルのコマンドは独立したブロックに記述する必要があり、同じ行に座標移動、spindleコマンド、または補助 M-code をプログラムすることはできません。

; 円筒 interpolationの起動とキャンセルの構文
G07.1 A (B, C) r ;  物理半径 r を指定して回転軸 A、B、または C でモードを起動
...
G07.1 A (B, C) 0 ;  円筒 interpolationモードを解除

Siemens制御システムは、外部のコンパイルおよび変換特性を構成するために、特定のチャネル固有および一般の機械パラメータを利用します。

パラメータ	説明	設定範囲
MD24120 `$MC_TRAFO_GEOAX_ASSIGN_TAB_1`	円筒変換の基準軸として使用される回転軸とその物理名を定義するチャネル固有の機械データ。	基準軸名
MD18800 `$MN_MM_EXTERN_LANGUAGE`	G07.1コマンドを処理するために外部言語コンパイルシステムを有効にするのに必要な一般機械データパラメータ。	有効 / 無効
MD20734 `$MC_EXTERN_FUNCTION_MASK`	外部トランスレータ機能を制御します。Bit 3はISOデシマルスキャナーのエラーチェックを規制し、Bit 2はG04 dwellの時間解釈を規定します。	ビットマスク

ブランド別応用

Fanuc

— (no source)

パラメータ: — (no source)
アラーム: — (no source)
バージョン: — (no source)

Siemens

Siemens制御システムは、G07.1を独自のTRACYL kinematic transformation engineに直接マッピングして実行します。このエンジンは、チャネル固有パラメータMD24120を介して幾何軸を動的にリンクします。さらに、制御システムはG290とG291を介したバイリンガルコンパイルアーキテクチャを備え、ISOデシマルモードからネイティブモードへ切り替えることができます。

ISO Dialect Mode (G291)下で、SiemensはG07.1 C[半径]を介して円筒 interpolationを起動し、G07.1 C0を介して非アクティブ化します。

カテゴリ	システム詳細
パラメータ	MD24120 (基準軸の定義)、MD18800 (外部コンパイラの有効化)、MD20734 (dwellスケーリングおよびスキャナーチェックの制御)
アラーム	Alarm 14800 (プログラミングされたパス速度がゼロ)、Alarm 61800 (外部CNCシステムが不在)、Alarm 61102 (spindle回転方向 of プログラムなし)
バージョン	SINUMERIK 840D slは多角旋削コマンドG51.2/G50.2をサポートしていますが、802D slではサポートされていません。

警告: G07.1のmodal内で工具長補正をアクティブにしようとすることは厳しく禁止されており、即座にプリプロセッサのアラームコードを生成して自動運転を中断します。

Mitsubishi

— (no source)

パラメータ: — (no source)
アラーム: — (no source)
バージョン: — (no source)

ブランド比較

トピック	Fanuc	Siemens	Mitsubishi
運動変換エンジンのマッピング	— (no source)	G07.1を独自のTRACYL kinematic transformation engineに直接マッピングします。	— (no source)
バイリンガルモードの遷移	— (no source)	G290とG291を介した独自のバイリンガル遷移アーキテクチャにより、ネイティブのSiemens cycleを実行可能。	— (no source)
dwellスケーリングの構成可能性	構成不可能な厳密な時間構造。	G95が有効な場合、MD20734 Bit 2を介してG04 dwellを秒またはspindle回転数でスケーリングするように構成可能。	構成不可能な厳密な時間構造。

技術解析

いくつかの明確な挙動が、Siemens SINUMERIKの円筒 interpolationをFanucおよびMitsubishiの制御システムと明確に差別化しています。SiemensはG07.1を独自のTRACYL kinematic transformation engineに直接マッピングします。TRACYLは単純で固定された軸マッピングループを実行するのではなく、MD24120などの詳細なチャネル固有パラメータを使用して、物理的な幾何軸を動的にリンクする高度な運動学ソルバーとして機能します。これにより、小径カッターを使用する場合でも完全に垂直な溝を加工するためのスロット側面補正のような先進的な機能をサポートします。

SiemensはG290およびG291による独自のバイリンガル遷移アーキテクチャを備えています。他のブランドでは異なるプログラム形式を実行するために完全に別個のセットアップが必要ですが、SiemensではG07.1を含む標準のISO G-codeストリームからネイティブのSiemensモード(G290)にシームレスに切り替えることができ、高速ダイナミック公差やサーフェスコンプレッサ用のCYCLE832などの最適化されたSiemensテクノロジーcycleを実行して、再びISOパスに戻ることができます。

Siemensは、MD20734 Bit 2によって制御されるパラメータ構成可能なdwellスケーリングを備えており、G95が有効な場合にG04カウントダウンを秒またはspindle回転数で動的にスケーリングします。対照的に、FanucとMitsubishiは、アクティブな送りモードに基づいてdwell時間を動的にスケーリングできない、構成不可能な厳密な時間構造を維持しています。

プログラム例

Fanucの例

; Fanuc G07.1の例
; — (no source)

空運転: — (no source)

Siemensの例

; Siemens G07.1の例
G291 ; ISO Dialectモードに切り替え
G07.1 C45.0 ; C軸の円筒 interpolationを起動、半径45.0 mm
G01 G42 Z47.5 F100 C60.0 ; 工具径補正 (G42) を伴う直線 interpolation
G03 Z40.0 C249.549 R7.5 ; 展開された円筒表面上の反時計回りの円弧
G07.1 C0 ; 円筒 interpolationモードをキャンセル
G290 ; ネイティブのSiemensモードに戻す

空運転: 空運転を行うには、feedrateのoverrideを低い値に設定し、シングルブロックモードでプログラムを実行します。工具は空中でのみ移動し、オペレータはC軸の回転とZ軸の運動が正しく同期していることを検証できます。最初の切削パスの前にG42工具径補正が正常にアクティブになり、G07.1 C0が指令される前にG40を介してキャンセルされていることを確認してください。カッターがchuck、心押台、バイスジョー、およびすべてのワーク保持clampに接触しないことを確認します。

Mitsubishiの例

; Mitsubishi G07.1の例
; — (no source)

空運転: — (no source)

エラー解析

ブランド＆アラームコード	発生条件	オペレータへの影響	根本原因 / 是正処置
Siemens Alarm 14800	G07.1がアクティブな状態で、F0またはモーダルのfeedrateがゼロとして評価される輪郭移動がプログラムされた場合。	プログラム実行が停止し、cycleスタートが赤色になり、制御装置にアラームが表示されます。	G07.1は送りモードをG95からG94へ自動的に切り替えます。feedrate Fが宣言されていない場合、feedrateはゼロに低下します。是正処置: G07.1の後の最初の移動ブロックで非ゼロのfeedrate Fをプログラムします。
Siemens Alarm 61800	外部コンパイルが無効な状態で自動プログラム実行中にG07.1コマンドを検出した場合。	プログラムプリプロセッサがコンパイル処理を停止し、アラームを表示します。	機械データMD18800またはオプション19800が無効になっています。是正処置: 制御パラメータでMD18800またはオプション19800を有効にします。
Siemens Alarm 61102	spindle回転が有効でない状態で円筒表面で固定cycleを呼び出した場合。	加工cycleが停止し、制御装置にアラームを表示します。	spindleの回転コマンド (M03またはM04) が省略されていました。是正処置: cycleを呼び出す前にM03またはM04をプログラムします。
Fanucのアラーム	— (no source)	— (no source)	— (no source)
Mitsubishiのアラーム	— (no source)	— (no source)	— (no source)

実務応用ノウハウ

加工寸法のばらつき（再現性の低下）や刃物の過食いによる不良品発生は、プログラムされたG07.1の半径値と、工作物 chuck や専用のバイスジョーにクランプされた素材の物理半径との不一致から生じる直接的な結果です。制御システムは指令された円筒半径に基づいて回転軸の角度移動量を計算するため、実際の素材半径と乖離がある場合、計算されたツールパスが歪み、最悪の場合は turret が回転する chuck、心押台、またはクランプ治具に衝突するハードコリジョンを招きます。段取り前にMD24120番パラメータを確認することで、このコマンドで最も多い非計画停止を防げます。このパラメータが未検証のまま量産に入ると、2ロット目から寸法ばらつきが広がり、最終検査で初めて不良が発見されることになります。量産品の繰り返し精度と加工信頼性を維持するために、ロットごとに素材の外径寸法を測定し、プログラム側のG07.1の指定値に反映させる段取り手順を徹底する必要があります。

さらに、G07.1モーダルの起動に伴う feedrate モードの遷移も、深刻なトラブルの原因となります。G07.1が起動すると、制御モードがそれまでの毎回転送り（G95）から毎分送り（G94）へ自動的に切り替わります。この際に新規 of F 値（feedrate）を指定し忘れると、送り速度がゼロになり、移動時に Alarm 14800 が発生して加工が一時停止します。これにより、切削途中のワーク表面に深い dwell マークが残り、一瞬にして不良品発生を招きます。また、工具径補正（G41/G42）や工具長補正などのすべての補正は、G07.1を開始する前に完了させておく必要があります。補間 modal 内での工具長補正のアクティブ化はプリプロセッサのアラームを招き、即座に機械動作をストップさせます。加工を開始する前には、必ず送り速度 override を下げて空運転によるエアカットを実行し、カッターがすべてのワーク保持 clamp などの障害物を安全にクリアすることを確認してください。

おわりに

G07.1円筒 interpolationを用いた量産ラインでは、ロットごとの素材外径の測定値とプログラム側の入力値を完全に同期させることが不可欠です。段取り段階でのパラメータ照合（MD24120）と、最初のワークに対する空運転を伴うエアカットによる干渉チェックを標準作業手順（SOP）として定義することで、突発的なハードコリジョンや再現性の低下を防ぎ、高品質な連続加工と設備の安定稼働を両立できます。

よくある質問

G07.1を使用した量産加工において、ロットの切り替え後に寸法ばらつきが発生する場合の対策は？

ロット間での素材の取り代や物理的な外径寸法のわずかな変動が原因である可能性が高いため、ロットが変わるごとに最初のワークの外径をマイクロメータで測定し、プログラム中のG07.1で指定している半径パラメータ値を実際の実測半径に合わせて修正してから加工を開始してください。

G07.1の起動ブロックを実行した際に自動運転が停止し、送り速度がゼロになるのを防ぐには？

これはG07.1の起動により送りモードが自動的に毎分送り（G94）へ切り替わることが原因であるため、プログラム内のG07.1起動直後の移動指令ブロックに「F」ワードを明示的に記述し、毎分送り用の適切な送り速度を再宣言する習慣をチーム内で徹底してください。

G07.1円筒 interpolationプログラムの稼働前に、制御盤で確認すべき必須パラメータは何ですか？

TRACYL運動変換エンジンにおいて回転軸と物理軸のマッピングを定義するMD24120番パラメータ（$MC_TRAFO_GEOAX_ASSIGN_TAB_1）および外部コンパイラを有効にするMD18800の設定値を確認し、段取りシートのチェック項目としてパラメータ検証作業を追加してください。

G07.1 円筒 interpolation プログラミングとアラーム対策