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NC旋盤とCAMの基礎知識|スムーズな金属加工を実現するには?

2019年08月30日(金) 更新

近年では、工業分野において工作機械でNC旋盤を使うケースは非常に多い傾向です。コンピューター制御も進んでいるため、NC旋盤単体で使用するのは非常に困難であり、一般的にはCADやCAMを併用してNC旋盤を使用しなければならないことが珍しくありません。ここでは、NC旋盤の基本的な知識や種類、そしてNC工作機械に欠かすことができないCAMの基礎知識などについて、詳しくご紹介します。

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NC旋盤の基礎知識

NC旋盤とは?

そもそも、旋盤というのは素材を回転させた状態で刃物を当てて、切削加工を行う工作機械のことをいいます。もともとは、手で行われていたものですが、1950年代後半に日本の大学でNC旋盤が開発されました。NC旋盤では、コンピューターによる数値制御によって旋盤加工の自動化を実現しています。

設定した手順で刃物を使い分けて自動加工するため、高い精度で加工位置や刃物の送り速度、回転速度などの工程管理を簡単に制御することが可能です。近年では、コンピューターでの制御がどんどん進んでおり、CNC旋盤とも呼ばれています。

NC旋盤の種類

NC旋盤には、主に次のような種類があります。

・タレット式

タレットと呼ばれる回転装置に複数の刃物を取り付けられる旋盤です。1つの作業工程完了後にタレットが回転し、連続して異なる刃物による加工が可能となっています。

・櫛歯型

前後左右に動くテーブルに刃物を取り付けて操作するタイプの旋盤です。

・単軸自動旋盤

単一の加工を連続して行うための旋盤です。同じ形状の部品を大量生産したい場合に向いています。

・多軸自動旋盤

主軸が複数ある旋盤です。1つの作業で、異なる加工が同時に可能で、生産効率が高くなっています。

NC旋盤の加工に使用するCAMとは?

NC旋盤の制御にはNCプログラムが必要

先にご紹介したように、NC旋盤というのは、コンピューター制御された旋盤のことをいいます。そのため、一般的な旋盤のように旋盤そのものをそのまま使用することができません。NC旋盤を適切に操作するためには、NC装置に工具の選択や加工内容などのさまざまな定義を行います。そこから指令および旋盤の制御をさせることで、はじめて稼働させることができるのです。

具体的にいうと、NC旋盤を動かすためにはNC装置のシステム上にNCプログラムをという指令コマンドを入力する必要があります。NCプログラムには、工具の移動や主軸の回転数などに関する指令が含まれており、このプログラムに沿ってNC旋盤は自動的に加工を行うのです。

NC工作機械の加工プログラムを作成するCAM

・CAMとは

NC旋盤やマシニングセンタなど、NC工作機械を制御するためのNCプログラムは、機械ごとに言語やテクノロジーが違うこともあり、直接入力するためには一定の技術や知識が必要となります。CAMは、NC工作機械の支援ソフト的な位置づけであり、CAMを活用することで、簡単にデータが出力できるようになるのです。CADで図面設計した形状に対して、詳細な設定を行い、ツールパスと呼ばれる工具の軌跡情報を作成すれば、ポストプロセッサを使用してNCプログラムファイルを生成させることができます。

・主な種類

CAMの主な種類は以下の通りです。

全自動型:大まかな設定のみで、すぐに使用可能なCAM
汎用型:加工条件を細かく設定できるCAM

・CAMを使用するメリット

工具の軌跡情報をパソコン上で確認できるので、工作機械を実際に動かす前に、シミュレーションを行い、登録した指令データの軌道などを確認して干渉などの問題を見つけることができます。

NC旋盤加工におすすめのCAM

NC旋盤加工を行うCAMの選び方

NC旋盤のNC制御装置が読み込むことができるプログラムというのは、メーカーや機種によって異なるケースが多いです。そのため、CAMを購入する場合には会社や工場の環境にあったものを選ぶ必要があります。使用予定のNC旋盤などの工作機械に対応しているCAMでないと、適切なプログラムを出力できないので注意が必要です。

また、自社のNC工作機械のデータだけではなく、取引先のデータも問題なく扱えるのか、しっかりと確認したうえで購入する必要があるでしょう。また、加工したい形状に対応しているCAMである必要があるので、どんな加工に対応しているかも確認しておきましょう。

NC旋盤加工でFeatureCAMを使用するメリット

NC旋盤加工を行う場合、FeatureCAMというソフトウェアがおすすめです。FeatureCAMでは、ミルや旋盤、ターンミルなど、最新の機械を含めて幅広い加工機に対応しているので自社や取引先のデータにサポートしている可能性が高いでしょう。

また、フィーチャ認識という自動認識機能を有しており、1回のワークフローで穴や側面を自動認識することができるので、スピード感のあるプログラミングが実現可能です。これによって、データ作成からチェックまでの時間を大幅に短縮することができるでしょう。

FeatureCAMの製品概要

FeatureCAMの旋盤では、2D(2次元)だけではなく、フライス加工でも定義できる3D(3次元)形状に対する自動認識機能が使用できます。この機能を活用することで、外径、内径、穴などの形状を自動抽出し、加工定義を行います。後はシミュレーションで問題ないか確認するだけです。

このように、NCデータ作成までにかかる時間を大幅に短縮することができます。

CAMを使ってNC旋盤を使いこなそう

NC旋盤は、一般的な旋盤とは異なり、コンピューターによって制御されています。そのため、加工の際にはNC制御装置にNCプログラムを流し込む必要があるのです。CAMは、CADなどで設計した図面データに工具情報や軌跡情報を登録することで、自動でNCプログラムに変換してくれる便利なツールです。NC旋盤を使用する際には、自社や取引先の形式にあったCAMを選んで、NC旋盤を使いこなしてみましょう。

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