Sinumerik POCKET3/4設定手順：アラーム回避と加工法

はじめに

ツールタレットのインデックス時や主軸の位置決め前にZ軸の干渉クリアランス確認を怠ると、バイスの口金やクランプなどの治具に急送りで激突し、スピンドルの芯ズレや高額な設備のダウンタイムを引き起こす重大な衝突事故につながります。特に、センタカット刃（センター刃）を持たないスローアウェイ式のエンドミルを使用して垂直へのプランジを実行すると、切刃のない工具中心部がワークに強制的に押し付けられて刃先が瞬時に粉砕され、破片が機内に飛散するだけでなく加工品が廃却処分になります。このパラメータ設定やクリアランス確認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事態を招きます。SiemensのSinumerikコントローラにおけるPOCKET3（長方形ポケット）およびPOCKET4（円形ポケット）サイクルを安全に運用し、量産時の「信頼性と繰り返し精度」を維持するためには、アプローチ（進入）オプション、パラメータ構造、精度低下を防止するための機械の運動特性を正確に理解し、再現性の低下や不良品発生を防ぐ必要があります。

技術概要

技術仕様	詳細
コマンドコード	POCKET3（長方形ポケット）、POCKET4（円形ポケット）
モーダルグループ	ミーリングサイクル（非モーダルサイクル呼び出し、またはMCALLによるモーダル実行）
ブランド	Siemens
主要パラメータ	_VARI（加工/アプローチタイプ）、_MID（最大切込み深さ）、_CDIR（削り方向）
主な制約条件	サイクル呼び出し前に工具径補正が有効であること（Dオフセット有効化によりAlarm 61000を回避）。

クイックリード

工具補正の有効化: Alarm 61000によるサイクルの強制終了を防ぐため、POCKET3またはPOCKET4を呼び出す前に、必ずアクティブな工具径補正（D1など）をプログラムしてください。
工具半径の検証: Alarm 61105を防止するため、使用中の工具半径がプログラムされたポケットのコーナー半径または円形ポケットの半径よりも小さいことを確認してください。
逃げ高さの確認: ポケット中心への急送り位置決め時に、バイス of 口金、クランプ、治具などと干渉しないよう、退避面 _RTP および安全距離 _SDIS を十分に高い位置に設定してください。
適切なアプローチの選択: 一般的なスローアウェイエンドミルを使用してソリッド加工を行う際は、垂直プランジによる工具破損を避けるため、ヘリカル進入または揺動進入（_VARIの10の位を2または3に設定）を使用してください。
前加工パラメータの活用: 鋳肌や下穴の寸法を _AP1、_AP2、および _AD を使用して定義することで、空削りをスキップし、サイクルタイムを短縮します。
モーダルサブプログラミングの管理: 座標グリッドや位置パターン上に複数の同一ポケットを加工する場合は、ポケットサイクルと MCALL を組み合わせてください。

基本概念

POCKET3およびPOCKET4サイクルの実用的なプログラミング効果は、標準的な幾何学形状ポケットの荒加工および仕上げ加工を完全に自動化することです。プログラマは、ブロックごとに膨大なツールパスを手動で作成する代わりに、ポケットの寸法、仕上げ代、最大切込み深さを定義するだけです。コントローラが自動的にツールパスを計算して材料を除去します。ブランク材からのソリッド加工では、サイクルは非常にダイナミックな進入ストラテジーを提供します。工具は垂直にプランジするか、連続したヘリカル（螺旋）軌道に沿って傾斜下降しながら材料へスムーズに進入するか、あるいは工具がポケットの長手方向に沿って前後に揺動しながら必要な切込み深さに達するまで下降する揺動進入を使用できます。これにより、中心刃を持たない一般的なエンドミルを使用する場合でも、事前にドロップ用下穴を加工しておく必要が完全になくなります。

コマンド構造

SiemensのSinumerikコントローラは、ポケットミーリングに2つの異なるコマンドを使用します。長方形形状用のPOCKET3と、円形ポケット用のPOCKET4です。これらのサイクルはパラメータ化されたサブプログラムであり、プログラマはサイクル呼び出しブロック内で特定の数値を直接渡します。各引数は、基準高さ、ポケット寸法、仕上げ代、送り速度、進入方法など、加工動作の重要な幾何学的または技術的側面を定義します。

パラメータを設定することにより、単一のGコード行で荒加工のダウンカットから仕上げ加工の深さ方向切込みまでを制御できます。これらのサイクルはデフォルトで非モーダルであるため、MCALLステートメントを使用してモーダル動作を開始しない限り、現在のアクティブな工具位置でのみ実行されます。プログラミングの重要なルールとして、必要なすべてのパラメータをカンマで区切って順序どおりに定義し、使用しないオプションの末尾フィールドは空のままにすることが挙げられます。

POCKET3(_RTP, _RFP, _SDIS, _DP, _LENG, _WID, _CRAD, _PA, _PO, _STA, _MID, _FAL, _FALD, _FFP1, _FFD, _CDIR, _VARI, _MIDA, _AP1, _AP2, _AD, _RAD1, _DP1, _UMODE, _FS, _ZFS, _GMODE, _DMODE, _AMODE)

POCKET4(_RTP, _RFP, _SDIS, _DP, _CDIAM, _PA, _PO, _MID, _FAL, _FALD, _FFP1, _FFD, _CDIR, _VARI, _MIDA, _AP1, _AD, _RAD1, _DP1, _UMODE, _FS, _ZFS, _GMODE, _DMODE, _AMODE)

パラメータ	説明	データ型 / 値の範囲
`_RTP`	退避面（工具軸方向の絶対座標）	REAL
`_RFP`	基準面（ワーク表面の絶対座標）	REAL
`_SDIS`	安全距離（基準面からの急接近距離、符号なしで入力）	REAL
`_DP`	ポケット深さ（絶対座標またはインクリメンタル）	REAL
`_LENG`	ポケットの長さ（インクリメンタル、符号付き） [POCKET3のみ]	REAL
`_WID`	ポケットの幅（インクリメンタル、符号付き） [POCKET3のみ]	REAL
`_CRAD`	長方形ポケットのコーナー半径 [POCKET3のみ]	REAL
`_CDIAM`	ポケットの直径または半径 [POCKET4のみ]	REAL
`_PA`	第1軸におけるポケット基準点/中心点（絶対値）	REAL
`_PO`	第2軸におけるポケット基準点/中心点（絶対値）	REAL
`_STA`	長手方向軸と第1軸の間の回転角度（0° ≤ STA < 180°） [POCKET3のみ]	REAL
`_MID`	パスごとの最大切込み深さ（平面ごと）または最大ヘリカルリード（インクリメンタル）	REAL
`_FAL`	ポケット側面/平面の仕上げ代（符号なし）	REAL
`_FALD`	底面/深さ方向の仕上げ代（符号なし）	REAL
`_FFP1`	平面加工の送り速度（平面送り速度）	REAL
`_FFD`	深さ方向切込みの送り速度（切込み送り速度）	REAL
`_CDIR`	削り方向（0 = ダウンカット、1 = アップカット、2 = G2による、3 = G3による）	INT
`_VARI`	加工タイプ（1の位：1=荒加工、2=仕上げ加工、10の位：0=G0垂直、1=G1垂直、2=ヘリカル、3=揺動）	INT
`_MIDA`	ソリッド加工における平面内の最大切込み幅	REAL
`_AP1`	ポケット長さのブランク寸法（POCKET3） / ポケット半径のブランク寸法（POCKET4）	REAL
`_AP2`	ポケット幅のブランク寸法（POCKET3）	REAL
`_AD`	基準面からのブランクポケット深さ寸法	REAL
`_RAD1`	進入時のヘリカル軌道の半径	REAL
`_DP1`	360°ヘリカル回転あたりの進入深さ	REAL
`_UMODE`	アンダカットモード / パラメータ	REAL / INT
`_FS`	面取り幅	REAL
`_ZFS`	工具先端の進入深さ（絶対座標またはインクリメンタル）	REAL
`_GMODE`	ジオメトリモード（プログラムされた幾何データの評価）	INT
`_DMODE`	表示モード（平面G17/G18/G19、送り速度グループ、テクノロジスケーリング）	INT
`_AMODE`	代替モード（ポケット深さ絶対/インクリメンタル）	INT

ブランド別応用

Siemens

SiemensのSinumerik環境では、ポケットサイクルは標準Gコードから直接複雑な幾何形状をサポートする高度なコマンド（POCKET3およびPOCKET4）として呼び出されます。Siemensシステムにおける大きな利点の1つは、MCALL を使用してサイクルをモーダル化できることです。これにより、オペレータは座標グリッドやパターン（たとえば HOLES2 やカスタム座標）を定義し、冗長なGコードブロックを記述することなく、各位置でポケットサイクルを実行できます。さらに、_AP1、_AP2、_AD などのパラメータを設定して、鋳造された穴や事前に荒加工されたキャビティを指定することで、制御装置に空削りのパスをスキップさせ、残りの取り代の除去に集中させることができます。

ブランド比較

機能 / パラメータ	レガシーSiemensサイクル (POCKET1 / POCKET2)	モダンSiemensサイクル (POCKET3 / POCKET4)	対話型ShopMillインターフェース
必要な工具要件	センター刃を備えたセンタカットエンドミル（DIN 844規格）が厳格に必須。	ヘリカル/揺動進入のサポートにより、センター刃を持たない標準的なスローアウェイエンドミルが使用可能。	工具リストに登録された適切なすべてのフライスカッターをネイティブにサポート。
進入方法	垂直プランジ（垂直進入）に限定。ソリッド加工には下穴の加工が必須。	垂直（G0/G1）、ヘリカル軌道、および中心線上の揺動進入方法に対応。	工具テクノロジーデータと直接リンクした、ランプ、ヘリカル、ストレートプランジのビジュアル選択。
送り速度のプログラミング	パラメータを使用して標準的な単位（mm/minまたはmm/rev）でプログラミング。	mm/min単位の深さ方向送り速度（`_FFD`）および平面送り速度（`_FFP1`）としてプログラミング。	深さ方向切込み送り速度をmm/刃（標準は`FZ`）の `FZO` としてプログラミング可能。
前加工サポート	ネイティブサポートなし。常にソリッド材料ブロックを想定。	ブランク寸法パラメータ（`_AP1`、`_AP2`、`_AD`）を介してサポート。	サイクルパラメータを動的にスケーリングする対話式のブランク/前加工トグル。

技術解析

Siemensは、いくつかの高度な組み込みサイクル動作により、他の制御装置ブランドとは異なるユニークな方法でポケット加工を処理します。第一に、Siemensは、_AP1、_AP2、_AD（または AZ、W1、L1）などのパラメータを使用して、標準のポケットサイクル内に包括的な「前加工後処理」ロジックを直接埋め込んでいます。すべてのポケットを完全に中実（ソリッド）の材料ブロックとして処理するのではなく、プログラマは、すでに加工されているより小さなポケットや鋳造下穴の寸法を定義できるため、サイクル呼び出し時に空削リで時間を浪費することなく、既存の形状を効率的に拡張できます。第二に、Siemensは、長方形ポケット用の高度に専門化された揺動進入方法を提供しており（_VARIの10の位を3に設定することで作動）、ポケットの中心線に沿って往復するスロープ（ランプ）軌道を自動的に計算します。これは、基本的なISOマクロにはほとんど組み込まれていない運動特性です。最後に、Siemensのエコシステムは2層式のプログラミングアプローチをサポートしています。これらの複雑にパラメータ化されたGコードサイクルは、ShopMillの「簡易入力」および「完全入力」グラフィカルマスクとネイティブに統合されており、UIが _DMODE 変数を通じてテクノロジパラメータをスケールできるため、対話式のオペレータと標準のGコードプログラマの両方がバックエンドで全く同じキネマティックルーチンを利用できます。

プログラム例

T1 D1 M6 ; ツール径補正D1を有効にしてツール1を選択
S2000 M3 ; 主軸正転 2000 RPM
G17 G90 G54 ; XY平面、絶対座標、ワーク座標系
G0 X0 Y0 ; ポケット中心に急送り
Z20 ; 安全逃げ面に急送り
; POCKET3 長方形サイクルを実行
POCKET3(20, 0, 2, -25, 70, 50, 15, 0, 0, 90, 2, 0, 0, 2000, 0.1, 0, 21, 60, 8, 3, 15, 6.5, 1, 0, 1, 2, 11100, 11, 110)
G0 Z100 M5 ; Z軸退避、主軸停止
M30 ; プログラム終了

空運転 (dry run) 解析:

ブロック1-5: 機械はツールタレットをツール1にインデックスし、カッター補正オフセット D1 をアクティブにし、主軸を2000 RPMで始動し、G17 加工平面を選択し、G90 絶対プログラミングを設定し、ポケットの中心点 X0 Y0 への移動をコーディネートします。Z軸は20 mmの位置に急送り位置決めされます。
ブロック6（POCKET3呼び出し）: サイクルが開始します。Z軸は退避面（_RTP = 20）まで急送りで下降し、そこから基準面（_RFP = 0）の上方 2 mm の安全距離高さ（_SDIS = 2）まで下降します。
アプローチと加工: _VARI = 21（荒加工、ヘリカル進入）に設定されているため、工具は半径 _RAD1 = 6.5、ピッチ _DP1 = 1 mm/回転の螺旋状のヘリカル進入軌道を開始し、_MID = 2 mmで定義された最初の切込み深さに達するまで、_FFD = 0.1（切込み送り速度としてプログラム）で切り込みます。
ポケットの除去: サイクルは平面送り速度 _FFP1 = 2000 mm/minの同心円パスを使用して70 mm×50 mmの長方形領域を荒加工し、仕上げ代（_FAL = 0、底面仕上げ代 _FALD = 0）を残さずに（仕上げ加工を同時に行うか、このブロックで要求されていないため）加工します。コーナー半径は15 mmに加工されます。
退避: 最終深さ −25 mmに達すると、工具は安全距離まで退避し、さらに退避面 _RTP = 20 まで急送り速度で戻ります。

エラー解析

アラームコード	発生条件	オペレータ側の症状	原因と対策
Alarm 61000	サイクル呼び出し前に工具補正（`D`番号）が有効になっていない。	サイクル呼び出しブロックで機械の動作が即座に停止し、制御表示部に「Alarm 61000 工具補正が有効ではありません」が表示されます。	サイクルを呼び出す前に、Gコードシーケンス内で工具径補正オフセット（`D1`など）が有効（例: `T1 D1 M6`）であることを確認してください。
Alarm 61105	プログラムされたポケット半径（またはコーナー半径 `_CRAD`、円形半径 `_PRAD`）が、アクティブな工具半径よりも小さい。	ブロックの開始時にサイクルの実行が即座に中断され、制御表示部に「Alarm 61105 カッター半径が大きすぎます」が表示されます。	より小径の工具を選択するか、工具が境界内に物理的に収まるようにプログラムされたポケット寸法/半径を大きくしてください。
Alarm 61101	退避面 `_RTP` と基準面 `_RFP` の座標の論理的な整合性が取れていない（例: Z軸上で基準面が退避面よりも高い位置に定義されている）。	コントローラは工具の移動開始を拒否してプログラムの実行を中断し、「Alarm 61101 基準面が正しく定義されていません」を出力します。	Z軸の座標値を調整し、退避面 `_RTP` が基準面 `_RFP` よりも物理的に高い位置になるように設定してください（例: `_RTP = 20`、`_RFP = 0`）。

実務応用ノウハウ

カッターの粉砕やバイスの口金・クランプとの衝突といった重大な事故は、加工動作前の初期パラメータおよびアクティブステートの確認を怠ることで発生します。特に、段取り前に _VARI パラメータや工具の D 番号（工具径補正）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ぐことができます。

工具径補正がプログラム上で無効な状態（Dオフセット未割り当て）でポケットサイクルが呼び出されると、制御装置は補正計算を行えず即座に Alarm 61000 を出力して停止します。また、プログラムされた円形ポケットの半径（または長方形コーナー半径 _CRAD）よりもアクティブな工具半径が大きい場合は Alarm 61105 がトリガーされ、ツールパス生成前にサイクルが強制終了します。これらのアラームによる非計画停止や、不適切な進入設定による再現性の低下および不良品発生は、加工段取りの標準手順でパラメータ検証を行うことで未然に回避可能です。

さらに、ソリッド材料からポケットを加工する際、ヘリカル進入（_VARI の10の位を2）や揺動進入（_VARI の10の位を3）のパラメータ設定が未検証のまま量産に入ると、2ロット目から切削抵抗による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という深刻な事態につながります。センター刃を持たないエンドミルによる垂直プランジ（_VARI の10の位を0または1）は、工具中心部への急激な負荷集中により、シャンクの破損や主軸軸受への致命的な損傷を招くため、必ず進入軌道を設定したパラメータ（_RAD1 や _DP1）が機械側の工具登録情報および物理セットアップと合致していることを検証しなければなりません。これにより、ロットごとの寸法ばらつきを防ぎ、高い繰り返し精度と生産の信頼性を維持することができます。

おわりに

Sinumerikシステムでのポケットミーリングにおいて、生産ロット間の高い再現性を維持するためには、工具ジオメトリとマシンの運動特性に完全に合致したパラメータ設計が求められます。特に工具径補正（D番号）のアクティブ化、加工境界に対する安全マージンの確保、垂直プランジの排除によるヘリカルや揺動アプローチの設定は、刃先破損や突然の機械衝突を防止するための基本的な設計ルールです。さらに、_AP1 などの前加工パラメータを正しく組み合わせることで、鋳肌や下穴に対する空削りを防止し、サイクルタイムの短縮とロット間での寸法ばらつきを最小限に抑えられます。これらのパラメータ検証を日常のプログラムチェックに組み込むことで、再現性の低下や不要な不良品発生を防ぎ、長期にわたる安定稼働と確実な製品品質を両立できます。

よくある質問

POCKET3/POCKET4サイクル開始時に発生するAlarm 61000「工具補正が有効ではありません」の具体的な対処法は何ですか？

このアラームは、制御装置がカッター半径のオフセット値を計算できない場合に発生します。単に T1 などの工具呼び出しを行うだけでなく、サイクル呼び出しの直前に必ず D1 などの工具オフセット（刃先位置補正）番号を明示的にプログラムしてください。実務アクションとして、プログラムの開始部またはツールチェンジマクロの直後に D コマンドが正常に実行されているか、MDIモードで事前に確認することをお勧めします。

量産ロットの途中でワークの鋳造寸法がばらつく場合、POCKET3/POCKET4での空削りを防ぎ再現性を保つにはどうすればよいですか？

鋳肌のばらつきや前工程での下穴径の変動に対しては、前加工パラメータである _AP1、_AP2、および _AD を使用して実際のワークブランク形状を定義します。これにより、すでに材料がない領域での空削りパスがスキップされ、刃先の不要な摩耗を抑えてロット間の加工寸法を均一に保てます。実務アクションとして、ロット切り替えの際には各ロットのブランク測定値を計測し、これらのパラメータを微調整する管理ルールを策定してください。

センター刃のないエンドミルでソリッド材にポケット加工を行う際、ロット全体の刃先寿命と繰り返し精度を向上させるアプローチパラメータの設定は？

垂直プランジを完全に避け、_VARI パラメータの10の位を2（ヘリカル）または3（揺動）に設定します。さらに、ヘリカル進入時には _RAD1（ヘリカル半径）を工具直径の約60%から80%に設定し、_DP1（1回転あたりの切込みピッチ）を適切に緩やかに設定します。これにより工具の底刃全体に均等に切削負荷が分散され、急激な摩耗や突発的な刃欠けを防止できます。実務アクションとして、使用するスローアウェイチップの推奨限界進入角度をツールメーカーの技術資料で確認し、_DP1 の値を計算した上でプログラムに入力してください。

Siemens POCKET3/POCKET4 ポケット加工サイクル完全ガイド