Technical Sheet No.14014 ３次元切削加工機 キーワード：切削加工、CAM 、3D CAD、NC １．はじめに ツールをセットすることができるオートルー 平成 26 年 12 月に開設致しました「ものづ くり設計試作支援工房」では開放機器の一つ ルチェンジャーを装備し、CAM で設定したツ ールを自動的に選び出して交換します。 として 3 次元切削加工機を導入しました。3D CAD によってデータ化されたモデルを切削加 表１ 3 次元切削加工機の仕様 工で作成しま 機種名 MDX-540S(Roland D.G.製) す。 加工可能 ケミカルウッド、木材、樹脂、 切削の工程 な材料 真鍮、アルミ合金 は付属の CAM 動作スト 500mm（X）×400mm（Y） を使って対話 ローク 形式で簡単に テーブル 設定できます。 ×155mm（Z） 550mm（X）×420mm（Y） サイズ 切削可能な ワークの材質 は樹脂や被削 ワーク重量 最大 20Kg スピンドル 400 〜 12000rpm 回転速度 性の良い真鍮、 機械的 アルミ合金な 0.001mm/step 分解能 どです。 制御コマンド RML、NC コード ソフトウェ 0.01mm/step [RML] ア分解能 0.001mm/step [NC コード] 位置決め （X、Y それぞれの１軸方向） で、切削クズを飛散させないように上部に安 精度 ±0.1mm/300mm（無負荷条件とする） 全カバー、下部にダストボックスが設置され 繰り返し精度 ±0.02mm（無負荷条件とする） 写真１ 3 次元切削加工機の外観 ２．切削加工機の概要 写真１に示すように本加工機は卓上サイズ ています。 本加工機は CAM によって生成された加工プ ３．切削加工の手順 ログラムにしたがってツールを x 軸、y 軸、z まず切削したいモデルの CAD データを本加 軸の 3 軸方向に移動させながら切削していき 工機に付属する CAM に読み込みます。CAM は 4 ます。表１に主な仕様を示します。 種類のデータ形式（DXF,3DM,IGS,STL）に対応 CAM の設定では通常「荒削り」と「仕上げ」 の二つの工程でワークを切削していきますが、 しています。 データを読み込んだ後、ワークのサイズを 工程を追加して部分的に切削の精度を上げる 入力し、 「時間をかけずにおおまかに削る」・ こともできます。また本加工機は最大 4 本の 「時間をかけて細部まで削る」のいずれかの 地方独立行政法人 大阪府立産業技術総合研究所(産技研) http://tri-osaka.jp/ 〒594-1157 和泉市あゆみ野 2 丁目 7 番 1 号 Phone：0725-51-2525 仕上げ状態を選びます。次にワークの材質を x 軸を中心にワークを回転させながら切削す 入力し、荒削り工程用と仕上げ工程用のツー ることができます。写真 2 に回転軸ユニット ルを選択します。最後に切削シミュレーショ の外観ならびに図に本ユニットを使用した際 ンを行い、CAM 画面上に表示された切削後の の CAM 画面を示します。このとき、切削対象 形状を確認します。図２に CAM 画面上のモデ は樹脂のみ、ワークサイズは半径 90mm、長さ ルとその切削シミュレーションの結果を示し 297mm 以下等の制限がありますが、軸対称の ます。 モデルやらせん形状を持つモデルの切削に適 エンドミルによる切削加工ですので CAD デ しています。 ータの通りに作成できない場合があります。 その際にはより小さなサイズのツールを選択 したり、追加工程を加えたりしながら満足な 結果が得られるまでシミュレーションを繰り 返します。 切削に要するおよその時間についてもシミ ュレーションの結果からわかります。写真１ は図２のモデルを元に切削したもので、材質 は板厚 5mm のアルミ合金です。 写真２ 図２ 回転軸ユニットの外観 CAM 上のモデル（左）と 切削シミュレーションの結果（右） 図３ 回転軸ユニットを使った際の CAM 画面 ５．おわりに 本加工機は開放機器として時間単位でご利 用いただけます。モデルの試作、可動部分の 機構や動作の確認にお役立て下さい。 写真１ 詳細については下記の「ものづくり設計試 切削したモデル 作支援工房」までお尋ね下さい。 ４．回転軸ユニット 本加工機はツールを 3 軸方向に移動させな がらテーブルに固定したワークを切削します が、回転軸ユニットを付けることによって、 作成者 制御・電子材料科 発行日 2015 年 3 月 18 日 大川 裕蔵 ものづくり設計試作支援工房への連絡先 ・ 電 話：0725-51-2525 （ 総合受付：9:00～17:30 ） ・ メール ： [email protected] Phone:0725-51-2622
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