「CNC」とは、computer numerical control (コンピュータ数値制御)の略です。CNC マシンにはさまざまな形状とサイズがあり、材料を除去することで、コンポーネントや部品製造の最初の段階を頻繁に実行します。CAD (コンピュータ支援設計)ソフトウェアで部品を開発した後、CAM (コンピュータ支援製造)ソフトウェアを使用してツールパスを生成します。これは、製造過程で、マシン、切削工具、ワークピースの動作を制御するツールパスを生成する方法に関する CNC マシン向けの指示です。
Autodesk Fusionなどの CAM ソフトウェアは、CNC マシンの機能の制御に必要なすべてのすべての指示を含むデジタル ファイル(NC プログラム)を作成します。設定可能なポスト プロセッサは、NC プログラムの正確な内容の制御に使用され、これには、NC コントローラのタイプ(Heidenhain、Siemens、Fanuc など)に合った各種 G コード、M コードだけでなく、直線軸や回転軸(頭部やテーブルに回転軸を持つ 3 軸、4 軸、5 軸など)の設定が含まれます。
CNC ソフトウェアを選択する前に、使用する CNC マシン、操作、材料のタイプ、および作成する部品の複雑さを評価します。CNC ソフトウェアによって、特定の CNC マシンとの互換性はさまざまで、切削、旋削加工、プラズマ切削、3 軸ツールパスと5 軸ツールパスなどの CNC 操作用のユーティリティも多様です。CNC マシンとそのコントローラとの互換性、必要なファイル形式、ソフトウェア拡張機能やプラグインなど、CNC ソフトウェアのオプションがワークフロー全体で適切に機能することを確認してください。
次に、CNC ソフトウェアがどの程度包括的かつ堅牢であるかを検討します。たとえば、一部の CNC ソフトウェアでは、CAD、CAM、CAE (コンピュータ支援エンジニアリング)および完全なシミュレーション機能が 1 つのパッケージに統合されています。対照的に、他のプログラムは、CNC マシンに G コードを送信するだけのシンプルなものです。また、ソフトウェアの機能やカスタマー サポートのレベルが異なると、価格も異なります。CNC ソフトウェアの費用は、無料から数千ドルと多岐にわたり、サポート、アップグレード、サブスクリプションに継続的に費用がかかる場合があります。各 CNC ソフトウェア プログラムの機能、品質、技術サポートと比較して予算を検討してください。ご不明な場合は、ご購入前に無償体験版またはデモをお試しください。
Autodesk Fusion などの CNC ソフトウェア/プラットフォームは、CAD と CAM を統合し、設計プロセスと製造プロセスを可能な限り連携させた状態で維持します。設計を作成する場合、エンジニアは、製造プロセスを最初から念頭に置いておく必要があります。ストック素材を搭載した CNC マシンは、機械加工プロセス中に切削や他の工具の使用など、プログラムされた操作を実行します。最後に、ツールパスが G コードに変換されると、マシンの動作が制御され、完成品が生成されます。Autodesk Fusion の製造ワークスペースは、ツールパスを解釈し、CNC マシンの G コードとしてこれらをエクスポートする役割を果たします。
オートデスクの CNC ソフトウェアには、主に次のような利点があります。
CNC ソフトウェアと CNC マシンを組み合わせると、3D CAD モデルと同じ精度を物理的に実現できます。Autodesk Fusion など一部の CNC ソフトウェアには、潜在的なエラーや無駄を事前に特定するために、機械加工プロセスを仮想的にテストするシミュレーション機能も含まれています。
オートデスクの CNC ソフトウェアは、CAD と CAE の機能を CAM 機能と統合することで、製造過程全体をスムーズにします。また、CNC マシンは、CNC ソフトウェアから直接迅速な変更を行うことができるため、常に効率的に稼働します。
CNC 機械加工は、マシン筐体の背後にあるファブリケーションの多くを自動化するため、オペレータは、加工作業に直接関与する必要がありません。このステップによって事故の可能性が排除されることはありませんが、けがのリスクは大幅に減少します。
多くの CNC 加工作業の最初のステップである粗取り加工では、詳細をゼロイングする前に、ストックから可能な限り多くの材料を除去します。オートデスク CNC ソフトウェアの負荷制御機能によって、干渉のない粗取り加工が実現し、再配置のための長距離移動が不要になるため、製造元は短期間で高品質な部品を提供することができます。
2 軸切削を用いる場合は、切削工具は X 軸と Y 軸を中心に移動し、3 軸切削を用いる場合は、Z 軸を追加することによって、工具のヘッドが上下に移動します。CNC ソフトウェアをアップグレードして 3 軸ツールパスを提供することで、同じ切削作業を少ないセットアップで実行できるため、加工時間が短縮され、それに対応するコストを削減できます。4 軸切削を用いる場合は、回転軸が 1 つ追加されます。
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位置決め 5 軸機械加工とも呼ばれる 3 軸/2 軸機械加工では、切削工具は 3 つの直線軸(X、Y、Z)を横切って移動し、2 つの回転軸(A または B、C)に沿って異なる角度に傾斜させることができます。対象的に、真の 5 軸機械加工とも呼ばれる 5 軸同時機械加工では、切削工具とワークピースが、X、Y、Z 軸だけでなく A/B 軸、C 軸に沿って同時に移動します。3 軸/2 軸機械加工には、同時 5 軸機械加工に必要な複雑な CNC ソフトウェアやハードウェア プログラミングを使用しなくても、セットアップを削減し、干渉を回避し、より剛性力の高い工具を使用できるという利点があります。ただし、同時 5 軸機械加工を使用すると、より複雑で有機的な形状や輪郭を実現できるだけでなく、加工時間や無駄を削減できます。
CNC 旋削加工では通常、ストックを固定切削工具に沿って回転させる旋削マシンを使用します。旋削操作には、ストックの前面または部品の外側から材料を除去する、部品にねじを追加する、部品に穴を開ける、穴を作成するなどがあります。旋削加工は、特定の作業を切削よりも効率的に行いますが、CNC ソフトウェアや機械でサポートされている場合は、「ミルターニング加工」操作で旋削加工と切削の両方を組み合わせることができます。
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オートデスクのお客様がプロジェクトで CNC ソフトウェアをどのように使用しているかをご覧ください。
CONTURO PROTOTYPING
複雑な部品のCNC 機械加工をより迅速かつ安価に実用化するために、Conturo Prototyping は「Autodesk Fusion Manufacturing Extension を使用して部品設計を簡素化し」、より効率的にコラボレーションを行い、セットアップを自動化し、最終的に 5 軸機械加工を行うために一日に複数の部品をプログラミングしています。
画像提供: Contouro Prototyping
EVOLVE
ジェネレーティブ デザインは、積層造形に限定されません。エンジニアリング会社の Evolve 社が Autodesk Fusion のジェネレーティブ デザイン機能と 2.5 軸 CNC 機械加工を使用して、電動ハイパーカーのコンポーネント重量を 40% 削減した方法をご覧ください。
画像提供: Evolve
CAVALIER TOOL & MANUFACTURING
「金属除去のエキスパート」である Cavalier は、強力で使いやすい Autodesk PowerMill CNC ソフトウェアを使用してスピンドルの使用率を最適化し、安定したカッターパスを持つ小型カッターを使用して加工時間を大幅に短縮しています。
画像提供: Cavalier Tool and Manufacturing
Precision Mold & Machining
Precision Mold & Machining が、3 軸および 5 軸の CNC 機械加工用に、従来の CAD/CAM ソフトウェアを オートデスク PowerShape および PowerMill に切り替えたことにより、生産性、品質、およびボトムラインがどのように向上したかをお聞きください。
画像提供: Precision Mold & Machining
こういったオートデスクの役立つリソースを使用して、CNC 機械加工ソフトウェアの詳細を学習します。
Autodesk Fusion などの CNC ソフトウェアは、CAD 3D モデルを G コードとツールパスに変換し、部品を物理的に作成する方法を CNC マシンに指示します。CNC プログラミングのタイプと利点の詳細はこちら。
このデジタル製造向けのスキル構築コースでは、設計図の読み取りから CAD のモデリング、CNC マシンのセットアップ、Autodesk Fusion CNC ソフトウェアを使用した CAM ツールパスのプログラミング、デジタル検証など、部品の作成プロセス全体を取り上げます。
CNC 機械加工の制御に使用するワーク座標系(WCS)の原則と、異なる工具長を考慮した作業と工具のオフセットの方法を説明します。
数本の短いビデオ チュートリアルで、繰り返し実行する CNC 機械加工ツールパスを呼び戻すために保存する方法について学習します。
この YouTube プレイリストでは、最新の機械加工プロセスにおける基本的な機械加工テクニック、ツール、方法について詳しく解説しています。
準備はできていますか?複合軸ジオメトリを認識し、3 軸マシン、4 軸マシン、5 軸マシン用ツールパスを制御するエキスパートレベルの CNC 機械加工コースについてご説明します。
ユーザーからよく寄せられるよくある質問から、CNC 機械加工ソフトウェアの詳細を学習しましょう。
CNC ソフトウェアの主なタイプには、部品やアセンブリの 2D モデルおよび 3D モデルを作成するコンピュータ支援設計(CAD)ソフトウェア、および CNC マシンに部品の製造方法を通知する G コードまたは別のコードに CAD モデルを変換するコンピュータ支援製造(CAM)ソフトウェアがあります。CNC シミュレーターソフトウェアは、製造を物理的に試みる前に、部品の CNC 機械加工をシミュレーションして潜在的なエラーを特定します。Autodesk Fusionなど一部の CNC ソフトウェアには、CAD、CAM、シミュレーションなどが 1 つのパッケージに含まれています。
また、CNC ソフトウェアはオフラインおよびオンライン プログラミングとして使用できます。オフライン プログラミングでは、マシンの稼動時に NC コードを作成できるため、生産性と製造現場のスループットが向上します。これに対して、オンラインプログラミングでは、オペレータが CNC ソフトウェア コードを書いている間は、マシンが部品を作成することはできません。
選択された CNC ソフトウェアがお持ちのマシンと互換性があるかを確認したい場合は、マシン製造元のマニュアルや Web サイトで、マシンで使用できるソフトウェア、オペレーティング システム、通信プロトコル、およびハードウェア インターフェイスに関する推奨事項を確認することができます。ソフトウェア会社の技術サポートに確認し、お持ちのマシンで動作する G コードやその他のファイル タイプがソフトウェアでサポートされていることをご確認ください。
それでもご不明な場合は、オンライン ユーザー グループ、フォーラム、またはレビューで、CNC マシンとソフトウェアの組合せに関するフィードバックを確認してください。使用可能な場合に、CNC マシンでテストする場合は、購入前に、ソフトウェアの無償体験版またはデモ機を試してください。
CNC 機械加工関連で最も重要な費用の 1 つは CNC マシンそのものの費用です。エントリ レベルのマシンは約 5,000 USD ドル程度で、ハイエンドのマシンになると 500,000 USD ドルを超えます。費用は、サイズ、動力、スピンドル速度、複合軸の機能、精度、工具交換機能、自動化促進のためのマルチパレット、スピンドル クーラントによる高圧などの要因によって異なります。マシンを購入したら、部品を加工するための切削ツールを購入する必要があります。CNC 機械加工に必要な手順を生成する場合、一般的には、コンピュータ支援製造(CAM)ソフトウェアをサブスクリプション購入します。そのため、すべての状況に合う答えはありませんが、CNC 機械加工には事前投資が必要になります。
切削は、CNC 機械加工の 1 つのスタイルです。CNC 機械加工は、コンピュータで制御されるマシンが部品を製造するプロセスです。切削では、切削ツールが高速で回転し、ワークピース内またはワークピースを横切って前進することで材料を除去します。CNC 機械加工には他に、旋削加工、ルーティング、プラズマ切削、ウォーター ジェットなどのタイプがあります。積層演算子と減法演算子のように、旋削と切削を 1 台のマシンに組み合わせると、減法造形と積層造形を組み合わせたハイブリッド製造のように、さらに複雑な製造が可能になります。
3D プリントまたは積層造形は、必要なジオメトリを構築するために材料を堆積させるプロセスです。一般的に、CNC 機械加工は、ワークピースから材料を除去し、所望のジオメトリを作成する減法処理を指します。3D プリント処理では、内部ラティスのように複雑なジオメトリを作成できますが、エラーを防ぐためにプリント中は部品をサポートする必要があります。CNC 機械加工では通常、より正確な部品が生成され、特に単体部品の製造時には大幅に高速化できます。
積層造形と減法造形は多くの製造元で併用されています。単純なケースでは、3D プリントで部品をプリントしてから、CNC 切削で、必要な穴、スロット、合わせ面などのさらに精度が重要なフィーチャーを加工します。よりニッチな用途では、ハイブリッド製造により積層造形と減法造形のプロセスを融合させることで、両方のテクノロジーの長所を組み合わせることができます。たとえば製造元は、すべての印刷を行ってから CNC 機械加工を行うのではなく、3D プリントのプロセスを通じて空洞部品を印刷しながら、一定の間隔で CNC 機械加工ステップを実施することができます。
CNC は、Computer Numerical Control (コンピュータ数値制御)の略で、スピンドル速度、送り速度、位置など(ただし、これらに限定されない)のマシンの動作をコンピュータが制御することを表します。コンピュータをプログラム(制御とも呼ばれる)するには、コンピュータ支援製造(CAM)ソフトウェアを使用することができます。CNC 用の CAM ソフトウェアは、ツールパスと呼ばれる一連の指示を生成し、通常はポスト プロセッサを使用して、これらのツールパス データを、マシンが読み取ることができるコードに変換します。次に、作業担当者がこのコードをマシンに転送し、コードを実行されると完成品が作成されます。
はい。Autodesk Fusion には、ミル、旋盤、ルーター、ミル/旋削マシン、プラズマカッター、ウォーター ジェット、レーザーなどのさまざまな CNC マシンを制御できる強力で使いやすい CAM ソリューションが含まれています。また、Autodesk Fusion は、CAD、CAE、ECAD、および CAM を 1 つのソリューションに統合し、データの損失を削減し、CNC 機械加工プロセスおよびその他下流プロセスの信頼性を向上させます。
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