金属加工に使用するNCプログラムの基礎知識

金属加工を正確かつ効率的に行うためにはNCプログラムが不可欠です。まずはNCプログラムの基礎知識についてご案内します。

NCプログラムとは？

NCプログラムとはコンピューターで数値を制御するためのプログラムです。NCは「Numerical control（数値制御）」の略であり、「CNC（コンピューター数値制御）」とはほぼ同義の言葉として用いられています。「NCデータ」という名称も一般的です。

NCプログラムにおける「数値」は「座標」です。プログラムでは座標に基づいた指示が行われます。プログラムには例外なく読み込みと動作を実行するための機械が必要ですが、NCプログラムはNC工作機械が受け取り手となります。NCプログラムで指定することで、NC工作機械の工具を任意の場所に移動させることが可能です。移動のスピードなどもプログラムで指定できます。

古くは第二次世界大戦中から工作機械を自動制御して加工を行う取り組みが行われていたようです。数値制御の技術開発を一気に推し進めたのは、1960年代に一気に進歩したコンピューターでした。その後も技術開発が進められ、現在は多くの複雑な形状の工業製品がNCプログラムによる加工によって生み出されています。

NCプログラムの主な特徴

NCプログラムは他の多くのプログラムと同様に、アルファベットと数字の文字列で構成されています。その中で座標と動作が表現されているのです。

NCプログラムを読み込んだNC工作機械は、プログラムに沿って自動運転を行います。その間、人の手を必要としないため人的リソースが軽減されます。加工の精度も極めて高く、最終的な仕上がりのクオリティにブレは生じません。

プログラム次第では複雑な加工も可能です。複数軸の同時制御にも対応しているため、人間の手では時間がかかってしまうような加工も短時間で実行できます。NC工作機械の一種であるマシニングセンタは面加工や穴あけ、ねじ切りなど一台でさまざまな加工が行えることが特徴ですが、この加工指示もNCプログラムで行います。

NCプログラムを初心者が扱うのは難しい？

工作機械に複雑な処理を実行させるNCプログラム。それだけに、習得するのは難しいと感じられる方が多いかもしれません。NCプログラムの利用シーンなどから、難易度について検証していきます。

NCプログラムの利用シーン

NCプログラムを利用するのは、マシニングセンタやNCフライス盤をはじめとするNC工作機械で金属加工をさせるときです。

穴あけや面の切削など製品に実施されるひとつひとつの加工はシンプルですが、実際の工業製品では曲名や文字の加工など、人間の手では難しい設計が採用されています。NCプログラムは、そうした複雑な設計を実現するために活用される例が一般的です。

さらに、NC工作機械は複数軸での同時作業を得意としています。NCプログラムではこの複数軸の同時加工を命じられるためにも重宝されています。

こうした利用シーンから考えると、NCプログラムが難しいと感じられるのは不思議ではないでしょう。

NCプログラムが難しいと思われる理由

NCプログラムが難しいと考えられている最大の理由は、準備工程の多さかもしれません。実際に大量の加工ができるプログラムを完成させるためには、コードの入力やテストなど多くの準備が求められます。いずれも手作業での金属加工にはない手間です。

ただし、この手間自体は制作者の習熟とともに軽減されていきます。類似したプログラムの過去に作成していれば、流用することも可能です。何よりも、プログラムによる加工自動化のメリットを考えれば、慎重に時間をかけてプログラムを作成する意義は十分にあると言えます。

NCプログラム自体は他のプログラムと同様に習得は簡単ではありません。さまざまな機能により、NC工作機械に複雑な処理を実行させます。しかし、金属加工を担当する立場としては、NCプログラムのすべてを理解する必要はないでしょう。

NCプログラムで金属加工を行う際は、最低でもGコード、Mコードといった基礎コードは覚えておいたほうが良いと考えられています。まず、NCプログラムの仕組みを理解することから始めてください。

難しいプログラムも作成可能な「FeatureCAM」

NCプログラムの内容は想定している金属加工に応じて複雑になっていきます。さらに、通常は製品の設計データをベースにしてNCプログラムを工作機械に打ち込まなければなりません。この工程の効率を大きく向上させるのが、「CAD/CAM」というツールです。こちらではこのツールの概要と弊社が提供しているCAD/CAM「FeatureCAM」についてお話します。

CAD/CAMならNCデータ作成の流れがスムーズ

NCプログラムはNC工作機械に直接打ち込むこともできますが、「CAM（Computer Aided Manufacturing）」というツールを用いるとパソコン上で作成できます。作業効率の点から、CAMを使ってNCプログラムを作成する例が一般的です。

CAD/CAMには、パソコンで製品イメージを設計できるCADにCAMのシステムが組み込まれています。CADで設計された製品に必要な加工のプログラムを、そのままCAMで作成可能です。システム内では実際に使用する工具が設定されているため、材料に与える負荷や加工スペースなど発生しうる問題をあらかじめ把握できます。

CAD/CAMがあればCADの設計データを設計者から受け取り、CAMでNCプログラムを作成することも可能です。このことから、設計と加工の分業にもCAD/CAMが一役買っています。現在、流通しているCAMのシステムはCAD/CAMの構成になっているものが大半です。

上述したように設計が特殊になるほど、加工に必要なNCプログラムは複雑になっていきます。一方で、CAD/CAMがあれば設計に依存せず、比較的スムーズにNCプログラムが作成できます。多くのベンダーがさまざまな機能を付与したCAD/CAMをリリースしていますが、その中でも弊社の「FeatureCAM」は初心者でも扱いやすいことが特徴です。

FeatureCAMは、NCプログラムの勉強を始めたばかりの初心者の方向けにナビゲーションシステムを搭載しています。加工プログラムに初めて触れる方や、長らく使っていない方でも取り扱いが容易なソフトウェアです。「ステップ」メニューから順番通りに作業すれば、最終的にNCデータ作成までたどり着けるシステムとなっています。プロセスの途中で迷うことがあったら、一度「ステップ」メニューを確認してください。

3Dモデルから2次元パーツの加工プログラムを自動作成する機能も搭載されています。操作が容易なだけではなく、対応力も申し分ありません。扱いやすいCAD/CAMをお探しの方はFeatureCAMをご利用ください。

加工プログラムの作成にはCAD/CAMがあると安心

NCプログラムを深く理解するためには、大変な労力が必要でしょう。しかし、金属加工を行うすべての方がNCプログラムを完ぺきに理解しているわけではありません。多くの方にとって金属加工をなじみやすくするために、CAD/CAMというシステムが存在します。NCプログラムの難しさを懸念している方は、まずCAD/CAMの利便性を体感してください。

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