NX12 CAM新機能

2019年1月末、弊社よりNX12のリリースを開始いたしました。ここではNX12のCAM機能に焦点をあて、機械加工で有益な機能につきましてご紹介いたします(表1)。

Convergent Model

NXCAMでは測定器のアウトプットであるファセットデータを加工素材として活用することが可能です。しかしながらファセットデータは容易に編集することはできません。ファセットデータを編集するためにファセットの分割後、複数のサーフェスを作成しトリム後ソリッド化する等、非常に時間を要する作業が必要です(図1)。

これに対しConvergent ModelはファセットデータをNXソリッドへ変換します。変換後のソリッドは通常のソリッドとして編集/追加が可能となります。この結果、ファセットデータから正確な製品モデルをソリッドとして作成することが可能となりました(図2)。

なお、ファセットデータにありがちな「三角パッチの抜け(穴)」に対し、自動穴埋め機能も提供されています。

3Axis Milling

NXCAMが苦手とする高速粗加工と主に型補修のための加工機能が強化されました。

高速粗加工として提供されるAdaptive Millingはツールパスを減速させず、可能な限り一筆書きとなるツールパスを作成します(図3)。さらに高速加工を実現するためにツールパスのコーナRの大きさを任意に決定したり、一筆書きの加工で最後に残った柱部位に対し、Z方向からスパイラルで除去する仕組み(図4)等、高速粗加工を意識した詳細な機能を提供します。

主に型補修用機能として活用されるGuiding CurvesではMorphingとRacetrack around Guideが新規に追加されました。

Morphingは2曲線間の間を指定ピッチでツールパスを作成する機能です(図5)。NX12.0.2より前のバージョンでは、この様な領域に対しサーフェス領域やストリームラインによりツールパスを作成しました。この手法では、補助面や補助線をモデリング機能で作成する等、時間がかかることが課題でした。Morphingはこの課題を改善し、補助面や補助線を作成せず形状上に存在するエッジ曲線から形状なりのツールパスを作成します。

またRacetrack around Guideは1本の曲線を中心に、その周りをオーバル・サーキットの様なツールパスを作成する機能です(図6)。型の補修部位に曲線を1本作成するだけで、補修用ツールパスが作成されます。

5Axis Milling

同時5軸加工では楕円工具(Tangent Barrel Tool)が活用できるようになりました。楕円工具の活用によりピッチを広げることが可能となります。この結果、広いピッチで低いスカロップハイトとなる加工面が得られるため、劇的に加工時間が短縮されます(図７)。

3軸加工で追加されたGuiding Curvesが同時5軸加工にも追加されました。この機能は溝部位や凹部位で効果的です。

NX12.0.2より前のバージョンで溝部位に対するツールパスを同時5軸加工で作成する場合、補間機能を活用し任意の位置に複数の工具軸を設定します。この結果、製品との干渉を回避し、かつ滑らかに工具が動作するツールパスが作成されます。NX12.0.2の新機能5軸加工用Guiding Curvesでは、このツールパスを2曲線間の選択のみで実現します(図8)。

また1本の曲線を元にオフセットしたツールパスを凹部位に作成します。凹部にフィレットがあればその中心線をオフセットすることで、凹部位の品質を確保することが可能となります(図9)。

Multi-Axis Additive Manufacturing

3Dプリンターの登場により、材料に対する調達期間の短縮や費用の削減が可能となりました。JIMTOF 2018では、ハイブリッド工作機械(レーザー金属積層+同時5軸加工)が展示され、工作機械の中で材料を造形し、直ちに加工を実施することで短時間で製品を作成する技術が話題となりました(図10)。

ハイブリッド工作機械発表後、SiemensはDMG森精機と協調しNXCAMでハイブリッド工作機械の活用を可能とする技術を培ってきました。ここで培われた技術は2018年8月よりDMG森精機以外のハイブリッド工作機械へも順次適用されることとなりました。

NX12.0.2より提供される機能は「Planar Additive」および「Rotary Additive」です。「Planar Additive」は平面上にレーザー積層を実施する機能(図11)、また「Rotary Additive」は回転体にレーザー積層を実施する機能です(図12)。レーザー積層により造形されたモデルに対し、NXCAMの従来機能を活用し旋盤加工やミーリング加工を実施します。この結果、ハイブリッド工作機械で造形と製品加工が可能となります。

なお、上記機能以外に自由曲面にレーザー積層を実施する機能として「Freeform Additive」(図13)および「Tube Additive」(図14)がございます。本機能は2019年12月頃にリリースが計画されています。

終わりに

SiemensではNXCAMのユーザビリティー改善に力をいれています。NXCAMのユーザビリティーに対し、各国のユーザより改善要望が上がっているとのことです。このためSiemensではMBGを中心にNXCAMユーザにインタビューを実施し改善項目を決めています。特に「オペレーション・ダイアログの階層が深い」、「習得に時間がかかる」との意見が多いそうです。

NX12.0.2でも新しいオペレーション・ダイアログを確認することができます。しかしながらバージョンアップで大きく変わる可能性があるとのことよりここで取り上げることは控えました。近い将来、簡単な操作で頭に描くツールパスを作成できることになりそうです。

今回ご紹介させていただいた新機能は、７月30日から8月1日の5日間、バンコク(タイ)においてSiemensがアジア・パシフィック向けに開催した「Technical Workshop in Bangkok」にて展開された内容です。本ワークショップでは上記機能以外にも新機能・機能改善についての展開がありました(表2)。

本ワークショップには講師を含め26名が参加しました。ドイツ、日本、中国、韓国、タイ、シンガポール、インドのNXCAMエンジニアが参加しています(図15)。参加者とのコミュニケーションを通じ、アジア・パシフィックの加工現場の実情を少し垣間見ることができました。

アジア・パシフィックでは、最も人気がある工作機械はマザック製工作機械であり、INTEGREXが特に人気があるとのことでした。マザックが提唱する「Done in One」を考察すれば当然のことかもしれません。また同時5軸加工についても主流となりつつあるとのことです。5 Axis Milling説明の際には、予定された時間を超えてまで議論していました。新しい道具を活用することで、日本のものづくりとの距離が縮まりつつあるかもしれません。

弊社では今後も積極的にSiemensが主催するフォーラム等に参加し、世界各国での加工現場での取り組み等をキャッチアップしながら、タイムリーに情報提供いたします。

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