人とシステム

季刊誌
NTTデータエンジニアリングシステムズが発行する
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No.106 | システム紹介
Space-E 新バージョンCAM 2023、Version 5.11リリースのお知らせ
株式会社NTTデータエンジニアリングシステムズ
製造ソリューション事業部 技術開発部 開発課
若原 朋子

はじめに

製造業向けCAD/CAMシステム「Space-E」の最新バージョンを2023年秋にリリースします。本稿では、2022年10月にリリースしたSpace-E/CAM 2022のブラッシュアップを行ったCAM機能を中心に、Modeler、5Axis、オプションモジュール等のSpace-Eシリーズについて、今回のバージョンアップ内容を含めてご紹介します。図1にSpace-Eシリーズの商品構成を示します。

※新ブランドの発表は延期となりましたので内容を訂正(2023年8月)させていただきます。
本誌で説明する機能は新バージョンとなる、Space-E/CAM 2023、およびVersion 5.11のSpace-E/Modeler、Space-E/Direct Translator、Space-E/5Axisの内容です。

※対応OS:Windows 11 Pro、Windows 10 Pro 64bit(2023年9月時点)

図1 Space-E の製品構成
図1 Space-E の製品構成

Space-E/Modeler

Space-E/Modelerは、型要件モデリング機能を標準搭載し、多彩なサーフェイス機能による複雑な曲面作成とソリッド機能による簡易形状作成で柔軟なモデリングを実現します (図2) 。

Version 5.11では基本コンポーネントのバージョンアップを行い、最新OSであるWindows 11への対応を行いました。

図2 Modelerの機能
図2 Modelerの機能

Space-E/Direct Translator

従来より対応している各種フォーマットの新バージョンが利用できます(表1)。

表1 ダイレクトトランスレーターの各種フォーマット
表1 ダイレクトトランスレーターの各種フォーマット

※Space-E/Direct Translatorのご利用には、対応したオプションライセンスが必要です。

Space-E/CAM 2023

Space-E/CAM 2023は、CAM作業の時間短縮を実現する優れた操作性を備え、高品質加工を可能とする実績あるCAM演算ロジックを搭載しています。

・操作性を重視したパネル類

加工に関わる多くの項目を考慮する必要があるCAM作業において、Space-E/CAM 2023では容易な操作を実現しました。メインパネルの1画面で、モデル、加工工程全体の流れ、加工条件、経路の確認など一連の作業ができ、さまざまな情報を一目で把握できます。また、1つの機能パネルに統合された加工範囲、工具、加工条件などの設定については、入力や確認が必要な項目を分かりやすく表示します。

・複雑な曲面を得意とするCAM演算ロジック

複雑な曲面形状を忠実に再現する優れたCAM演算ロジックは、取り込んだモデル形状のサーフェイスを直接参照して均一な構成点の経路を作成します。不均一な構成点の経路になるポリゴン要素を参照する必要はありません。これによりなめらかな経路作成を実現し、複雑な曲面も高精度・高品質に仕上げます。

・工具の性能を発揮する荒取り加工機能

ラジアスエンドミルを使った効率的な加工を進めるモードを備えた荒取り加工機能は、ワークの外形をオフセットした周回経路により工具全面を利用した加工が可能で、工具性能を最大限に引き出すことができます。コーナー部には工具負荷優先のトロコイド円状の経路と、加工時間優先の取り残しを考慮した経路を出力できます(図3)。

図3 効率的な荒取り加工機能
図3 効率的な荒取り加工機能

・加工領域を自動検出する中取り加工機能

加工完成形状と加工途中の形状からストック(取り残し)を認識し、加工が必要な領域を自動検出して経路が作成できる中取り加工機能により、効率的な加工が可能です。ストック認識には、速度優先(Zmap)と精度優先(Multi)の2種類があります。経路計算を早く行いたい場合は速度優先を選択し、形状の細部または立壁を認識したい場合や工具の突き出し長さを算出したい場合は精度優先を選択することで目的に合わせた経路作成が可能となります(図4)。

図4 ストック(取り残し)認識機能
図4 ストック(取り残し)認識機能

指定したシャンク・ホルダ・工具の突き出し長さで干渉が発生する場合は、必要有効長、必要首下長さを自動算出し、レポートを表示して安全な加工を促します(図5)。

図5 干渉時のレポート表示
図5 干渉時のレポート表示

指定したホルダ・シャンク・工具の突き出し長さで加工したい場合は、干渉部を回避した経路を作成することができます。干渉を回避した形状を内部的に計算し、干渉を回避するための移動距離を可能な限り短くすることで連続した加工を実現します。さらに、未加工の領域を自動認識しているため、手間をかけず次の工程が作成できます(図6)。

図6 干渉回避機能
図6 干渉回避機能

工具の径方向、軸方向の仕上げ代を個別で制御可能となり、側面や底面仕上げの追い込み加工の経路作成が容易になります(図7)。

図7 工具の径方向、軸方向の仕上げ代個別制御
図7 工具の径方向、軸方向の仕上げ代個別制御

・その他有効な機能

Z等ピッチの等高線経路だけでなく、形状との交線を基に指定した曲面(基準面)をオフセットした経路を作成できます。等高線経路と比べ、基準面に沿う周回の経路が作成可能となることでアプローチ・リトラクトを削減できるため、加工痕を抑止して高品質な加工を実現します(図8)。

図8 等高線経路と基準面オフセット経路
図8 等高線経路と基準面オフセット経路

経路作成後の編集ではCL編集機能があります(図9)。

CL編集機能でトリム、移動、アプローチ追加などの経路編集を行った後は、最適化機能で干渉のチェックが可能です。

図9 CL編集機能
図9 CL編集機能

・穴加工の工程作成時間を削減するフィーチャー加工機能

2軸加工におけるフィーチャー加工機能では、穴の属性情報からデータベースに登録されている加工パターンや工具情報と照合し、自動的に2軸の加工経路を作成できます。これにより、穴加工工程の作成時間を削減できます(図10)。

図10 フィーチャー加工機能
図10 フィーチャー加工機能

Space-E/5Axis

5軸加工のメリットとして、加工や段取り替えに要する時間の短縮、加工精度の向上などが知られていますが、一方で「5軸経路の作成は難しい」という課題もあります。その要因の一つが最適な加工方向の検討になります。Space-E/5Axisでは、この課題を解決し、5軸加工のCAM作業の時間短縮を実現します。

加工領域、工具、加工条件に加え、5軸加工ならではの軸制御、干渉チェックの設定を1つの機能パネルにまとめ、分かりやすく表示します。

・5軸荒取り加工

5軸荒取りでは、最適な方向からの割り出し角度をシステムが自動算出します。加工方向の検討や補助面作成の作業が不要で、手動で作成した時と比べCAM作業時間の短縮が見込めます。ストック形状も認識するため、自動的にシャンク・ホルダの干渉を回避し、安全な加工をサポートします(図11)。

※荒取りの割り出し角度自動算出機能はSpace-E/5Axis Plusのオプションライセンスが必要です。

図11 5軸荒取りの自動割り出し機能(1工具で複数方向の割り出し加工)
図11 5軸荒取りの自動割り出し機能
(1工具で複数方向の割り出し加工)

手動で割り出し方向を設定する場合は、ベクトル方向の設定と軸方向からの角度設定が可能となり、作業者の負担を軽減します(図12)。

図12  ベクトル方向(左)と軸方向(右)の角度設定
図12 ベクトル方向(左)と軸方向(右)の角度設定

・5軸中取り加工

5軸中取りでは、あらかじめ複数方向を指定する、専用のテンプレートを提供します。荒取りと同様に加工方向の検討や補助面作成の作業が不要となり、加工条件と工具を設定するだけで中取り専用の割り出し工程を自動作成します。各割り出し方向において高精度なストックで削り残しを認識しているため、効率的な加工が可能になります。

・5軸仕上げ加工

5軸仕上げでは、5軸経路を簡単に作成する「3軸5軸変換機能」があります。3軸加工機能で作成した経路をもとに、自動的に工具の傾き情報を付加し、工具軸方向の難しい設定をすることなく、簡単に3軸経路を5軸経路に変換できます。またストック形状を認識して、自動的にシャンク・ホルダの干渉を回避します。

同時5軸経路の位置決めの際、開始位置での傾きから開始位置を原点としたフィーチャー座標系を出力して工具を降下するため、アンダーカット部から安全に加工を開始できます。そのほか、多様な加工に合わせた機能も搭載しています(図13)。

図13 多彩な5軸加工機能
図13 多彩な5軸加工機能

作成した5軸経路は高精度なシミュレーションにて事前に各干渉箇所の確認が可能です。経路シミュレーションではモデル・工作機と工具の干渉を、切削シミュレーションではストックと工具の干渉を確認し、安心・安全な加工を支援します。指定した工程までのストックを認識させて、シミュレーションを起動するため、途中工程の確認も迅速に行えます。

おわりに

私たちはものづくり分野のお客さまの未来をITで支援するため、Space-Eによる「CAMの自動化」を目標とし、お客さまの声に耳を傾けた開発に取り組んでいきます。

今後も、Space-Eにご期待ください。

兜モデルの5軸加工動画の公開

兜を3Dスキャン後、Space-Eによる3Dモデル、NCデータの作成を行い、5軸加工機によるアルミ削り出しを行いました。
ぜひ動画をご覧ください。(ご協力:ものづくりネットワーク沖縄様)

〈5-axis Machining KABUTO〉

5-axis Machining KABUTO
【5軸加工】兜モデル切削動画 5-axis Machining KABUTO - YouTube(外部サイトへ移動します)

YouTubeチャンネル「NDESものづくり情報局」では、Space-Eに関する機能紹介等の動画配信を行っています。
Space-Eの機能や操作に関する動画をアップしていく予定です。

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