マシニングセンター | じじぃの引出し

Fusion360 CAM でマシニング／工具登録

kazuban — Thu, 02 Apr 2020 11:55:55 +0000

前回は、とりあえず、Fusion360でパス出ししてみました。
今回から、具体的なCAM操作方法を紹介していきたいと思います。
Fusion360 のインストールからモデルを作成する情報はネット上に豊富にありますのでそちらで学習してください。
このサイトでは、CAM・特に切削加工に関する内容を主として書いて行こうと思います。
ただし、私自身は独学なので、無駄や好ましくない操作があるかもしれませんので、ご了承ください。
なにかありましたら、コメントか問い合わせいただければ助かります。

サンプルモデル
工具管理
まとめ

サンプルモデル

３Dプリンタと違い、切削加工には工具が必要です。
CAMで切削用のパス生成を行うには、使用する工具を登録する必要がありますから、まずは工具管理について、説明します。

ダウンロード

サンプルとして前回のモデルを「Step」形式で公開します。
このモデルを元に説明していこうと思います。
また、「step」フォーマットにしたので、他のCADに取り込んで比較する事もできると思います。
下記よりダウンロード可能です。

https://kazuban.com/soft/SampleModel.zip

サンプル取り込み

Fusion360 を起動したら、左上の「ファイル」から、「開く」⇒「マイコンピュータから開く」で、ダウンロードしたモデルを選択する事で、取り込む事ができます。

CAMには直接関係ありませんが、モデルが開いた直後は「デザイン履歴」が残らない設定になっています。
どちらがいいのか？は作業内容や、考え方により違うと思います。
作業の履歴をさかのぼれるようにしたい場合には、「ドキュメント設定右クリック」⇒「デザイン履歴をキャプチャ」に設定する事で、履歴を残すモードに切り替える事ができます。
ただし、モードの違いで、使用できる機能も違ってきます。
例えば「履歴をキャプチャしない」モードの場合には、「検査」項目に「検証」機能が利用できます。
他CADからのモデルを検証したい場合には、まず取り込み直後に「検証」した後に「履歴をキャプチャ」するモードにする方法もあります。

CAM（製造ワークスペース）

モデルが開いたら「作業スペース」を「デザイン」から「製造」に切り替えます

工具管理

新工具作成方法

使用する工具は、「管理」⇒「工具ライブラリ」で作成できます。
「CAM工具ライブラリ」画面の、右上の「新規ミル工具」で作成できます。
この時に、「ライブラリ」項目の「ドキュメント」を選択してあれば、現在のモデル専用の工具となります。
他のモデルでも使用する工具であれば、「Local」⇒「Library」を選択して作成すれば、このモデルを閉じた後でも、他のモデルで再利用する事が可能です。

工具ライブラリでは、

「刃物」で工具形状
「軸」で首下からシャンクへのテーパ部
「ホルダ」で使用ホルダ
「送りと速度」で加工条件
「ポストプロセッサ」で工具番号

など必要な項目を定義します。
設定方法は、入力項目でだいたいわかると思いますが、工具形状と加工条件は、実際の加工には必須です。
この設定は、最初は工具メーカーのカタログ値を参考に設定していき、徐々に加工状況や経験値をもとに編集していきます。
工具条件は「送りと速度」タブで設定しますが、「ランプ」が聞きなれない条件かもしれません。
Fusion360では、傾斜での切込みを「ランプ」と呼んでいます。
螺旋で切り込む場合が多いですが、その時の切込み速度になります。

サンプル用工具登録

それでは、サンプルモデルで使用した工具を登録していきます。
形状や条件は、概略下記のようにしましたが、CAM経験のある方は、適当に変更してください。

T01 : φ5ドリル : φ5.0 L47 A140° S3180 F400
T02 : φ24チップ式ドリル : φ24.0 L72 A180° S1330 F130
T03 : φ20-R0.8 チップ式 : φ20.0 R0.8 L60 S1750 F530 ランプ300
T04 : φ8 ソリッドエンドミル : φ8.0 L25 S6000 F1630 ランプ500
T05 : φ10-φ0.5 面取りカッタ : φ0.5-φ10 L4.75 S2200 F120
T06 : φ12-R1.0 ラジアス : φ12.0 R1.0 L26 S4400 F1100 ランプ1100
T07 : M6タップ : φ6.0 P1.0 L8 S530

それでは、「製造ワークスペース」⇒「管理」⇒「工具ライブラリ」で「CAM　工具ライブラリ」ダイアログボックスを表示します。
ライブラリ一覧から、「ドキュメント」⇒「CAM_Sample」を選択後
ドリルのアイコンで、登録画面が表示されます。

デフォルトでは「刃物タブ」で、ボールエンドミルがでていると思います
この「タイプ・ボールエンドミル」をクリックすると、工具のタイプが変更できます。
ここでは「ドリル」を選択して、ドリル工具を作成してみます。

「刃物タブ」で工具形状。「送りと速度タブ」で加工条件
「全般タブ」は工具メーカーや型番など。
「ポストプロセッサタブ」では工具番号などを設定します

このような感じで、使用する工具をすべて登録します。
「工具形状」「加工条件」「工具番号」は必須です。
クーラントなどは、ミーリングセットアップ時でも設定できますし、使用するポストプロセッサにより、出力が変わります。

工具ライブラリの表示項目

工具形状や条件など、再確認する場合、工具ライブラリのタブ項目を変更しておいたほうが見やすくなります。
「工具ライブラリ」が開いた状態で、「名前」などのタブ上で右クリックすると、表示するタブを選択できます。
また、タブは左ボタンでドラッグできますから、自分の好きな配置にできます

まとめ

使用する工具の登録方法を説明しました。
次回は、登録した工具を、共有する方法など説明したいと思います

Fusin360 のCAM機能

Fusion360でマシニングセンターを動かす／CAM機能の検証

kazuban — Fri, 27 Mar 2020 04:52:09 +0000

「Fusion360」を使いはじめたきっかけは、ボケ防止に個人で購入した３Dプリンターで遊ぶためですが、「CAM機能」も備わっていました。
個人使用なら無料ですが、商用でも年間６万円ちょっとで使用できます。
この価格で本当に会社のマシニングセンターが動くのだろうか？と思い
取り組んでみたのが、約２年前。
予想に反して（笑）、出力したパスで、加工できてしまいました。
さらに「負荷制御」と呼ばれている、会社で現在使用している他のCAMでは出せないパスにも対応していて驚きました。
当時のレポートを下記のサイトでも書かせていただきましたので、お時間あれば覗いてみてください。

Fusion360 のCAMでマシニングセンターを動かしてます！ | キャド研

こんにちは今までは、自宅の３Ｄプリンターでプリントするために、個人的にFusion360を使用していました。

「じじぃの引きし」は自分のサイトなので、もう少し具体的な記事を書いていこうと思います。

Fusion360って、何？
Fusion360 CAM機能の検証
まとめ

Fusion360って、何？

3Dプリンタを利用している人には、かなりメジャーなCADかもしれませんが、NC工作機械の現場では、まだそこまでは知られていないかもしれません。
Fusion360の情報は、ネットで検索すれば、こちらのサイトをはじめ、沢山ヒットします。
かなり多様な機能が盛り込まれている、Autodesk が販売するCAD/CAMです。
ひと昔であれば、 CAD/CAM はかなり高価なシステムでしたが、このコストでCAMまで使用できるのは、驚きです。
ただ、果たしてマシニングセンターが動作するNCデータを出力できるのか？
当時は半信半疑でしたが、現在は問題なく加工できいるので具体的な使い方など紹介していきたいと思います。

Fusion360 CAM機能の検証

サンプルモデル

検証用サンプルモデルとして、なんとなく金型っぽいモデルを作ってみました。
このモデルでパス出ししてみます。
工具選択や加工工程などは、環境や経験で加工方法はいろいろだと思いますが、Fusion360でこんなパスが出たという、参考にはなるかと思います

使用工具

T01 : φ5ドリル
T02 : φ24チップ式ドリル
T03 : φ20-R0.8 チップ式カッター
T04 : φ8 ソリッドエンドミル
T05 : φ10-φ0.5 面取りカッタ
T06 : φ12-R1.0 ソリッドラジアス
T07 : M6タップ

加工工程

T01 : M6下穴
T02 : φ30下穴
T03 : φ30荒（+0.1）
T04 : 段差10.0ポケット荒（+0.1）：負荷制御
T03 : 段差20.0ポケット荒（+0.1）：負荷制御
T05 : φ30面取りC2
T05 : ポケット部面取りC1
T04 : ポケット平坦部段差仕上（側面+0.25）
T04 : 段差10.0ポケット側面仕上（補正）
T04 : 段差20.0ポケット側面仕上（補正）
T06 : 段差20.0ポケット中央フィレット曲面仕上
T06 : 段差20.0ポケット側面フィレット曲面仕上
T07 : M6タップ

シミュレーション

上記の工程で、パス作成してみました。
さっそく、Fusion360 のシミュレーション機能で、加工シミュレーションしてみます。
シミュレーション速度は、動画の取り込み時、適当に変更していますが、
だいたいの加工状況は、イメージできると思います。

いかかでしょう？！
加工条件も、なるべく実際の加工に合わせたので、実際の加工もできると思っています。
さらに、会社で使っている他のCAMには無い「負荷制御」と「モーフィング」機能を使用してみました。

負荷制御(Adaptive Clearing)

１０年以上前から気になっている削り方ですが、会社で使用しているメインCAMのベンダーさんは、要望は出していますがなかなか取り入れてもらえない機能です。
この機能付きの別のCAMも検討しましたが、これだけの為に新しいCAMの導入までは行けませんでした。
画像は工具経路が分かりやすいように、側面と深さの切込み量を極端に変更して負荷制御パスの経路です。
横方向の切込み量が一定で常に工具負荷が一定になるようなパスです。

横方向の負荷が安定するので、高硬度材向けの多刃の工具や一度に工具径の数倍突っ込む深切込み加工には、かなり威力を発揮します。
他のCAMをメインに使っている担当者も、荒加工だけは、Fusion360を使ったりしています。
負荷制御に関しては、以前の記事で少し詳しく書いてあるので、興味あればご覧ください。

高効率加工／HSM・負荷制御

HSM( High speed machining )とは？HSMはAdaptive Clearingとか負荷制御とも呼ばれています。一般的には、工具負荷が一定になるようなパスだと言われていますね。じゃあ、工具負荷が一定とは、どんなパスなのか？簡単なポケット形状を掘り込むパスを出してみます左が...

３D等ピッチ加工

意外と思い通りのパスが出ないのが、緩斜面と急斜面が合体しているような形状です。
通常３D加工でよく使われるのは、等高線加工ですが、読んで字のごとく、「等高・一定深さ」ですから、水平に近い緩斜面ではパスのピッチが著しく広くなり思うような面精度が得られません。（ちなみに、平坦面にはパスは出ません）
会社には、Fusion360以外に２種類のCAMを使用していますが、その一つにはこのような等ピッチ的な機能がないので、等高線のピッチを調整したり、走査線や投影などと組み合わせたりして苦労して作成しています。
もう一つの５軸用のCAMには、２本のガイド線と断面形状で、等ピッチにする機能があり比較的きれいなパスが出せます。

Fusion360では、「モーフィング」という機能を見つけたので使ってみました。
これは、２本のガイド線を指定して、何分割にするかを指定する方法です。
断面に対して、確実に等ピッチにはなりませんが、ある程度は等ピッチっぽくはなりました。
等高線よりも、よさげなパスがでました。

今回は、単純なサンプルでしたが、「ドリル」「ヘリカル穴」「負荷制御」「底面ポケット」「径補正輪郭」「面取り」「３D加工」「タップ」など、機能的には、かなり網羅したつもりです。
この程度の加工であえば、Fusion360 でもマシニング加工は可能ですし、導入検討の選択肢の一つだと思います。

まとめ

どんなCAMでも得意不得意がありますから、自分が加工したい製品形状によって各社いろいろなCAMを検討・選択していると思います。
場合によっては、数種類導入している所もあるかと思います。
お金をかければ、思い通りのCAMが手に入るかもしれませんが、年間¥62,000のCAMでもこの程度の加工が可能なので、費用対効果は抜群だと思います。

コントローラ内に取り入れた、工作機械も最近出てきたみたいですねぇ～
https://licensecounter.jp/3d-fab/interview/20180821_89.html

Fusion360 は他の機能も豊富でまだまだ使いこなせていません。
アセンブリやレンダリング、 CG的なモデリング機能もあるみたいなので、ボケ防止には当分楽しめそうです。
次回は、今回使用したCAM機能を詳しく紹介していきたいと思います