ドキュメント / 技術マニュアル

CAM の加工方式とパラメータ

各加工方式が何をするか、そのパラメータが何を意味するか、そしてツインが切削条件をどう決めるかを説明します。ツインが示す数値は、物理モデルによる推定値です。

以下は、ジョブの中でフィーチャが取るパラメータです（program_generate ツールのフィーチャ）。長さの単位はミリメートル、角度の単位は度です。

ポケットの削り取り：リング、ジグザグ、アダプティブ

ポケットの領域とは、その形状からアイランドを除き、工具の半径の分だけ内側にオフセットしたものです。領域は層ごとに削り取られ、各層の深さは切込み深さ（ap）以下です。層の中での経路は、加工方式（strategy）で決まります。

はめあいのあるポケットは、壁を専用のパスで寸法どおりに仕上げます。はめあいを参照してください。

アダプティブ加工は、小さな径方向の噛み込みで、より深い ap で切削します。リンクは材料から離れた位置で移動し、領域が狭すぎてアダプティブでは削れない箇所は、リングに切り替えます。

仕上げの一周は、壁の入隅では直線の壁よりも工具がずっと大きく巻き込まれます。巻き込みが直線の壁の 1.2 倍を超えるところでは、その部分の壁を先に段階的に削ります（corner_steps、既定でオン。フィーチャーが自分の finish_ap を指定しているときはオフですが、corner_steps: true も指定すればオン。corner_steps: false でオフ）。

残り加工

rest: true を指定すると、ポケットは、前の工具が削り残した部分だけを削り取ります。大きな工具が届かなかった隅や狭い部分です。削り残しは、Studio が同じプログラム内の前のポケットから求めます。ツインにワークがあるときは、ツインのワークから求めます。

輪郭とタブ

輪郭（side：outside、inside、on）は、外形を 1層ずつたどり、ダウンカットで切削します。outside と inside は外形を工具の半径の分だけオフセットし、on は外形をそのままたどります。

タブ（tabs：数、幅、高さ）は、底に短いつなぎ部を残し、切り抜いた部品がその場に留まるようにします。タブの高さは、指定しない限り 1 mm です。切削の深さが 1 mm 以下の場合は、深さの半分の高さになります。

スロット：層ごとの切削とトロコイダル

スロット（x0、y0、x1、y1、width）の加工方式は、次のとおりです。

• layers（既定）：スロットの中央を工具の全幅で層ごとに削り、そのあと両側へスロットの幅まで広げます。
• trochoidal：スロットに沿った小さなループを、step ずつ先へ進めながら描きます。工具が噛み込むのは短い円弧の範囲だけなので、1回のパスでより深く削れます。スロットの幅は工具より広くなければなりません。

工具が材料に入る方法：ヘリカル、ランプ、プランジ

エンドミルは、材料が詰まった部分へまっすぐ突っ込むことはしません。各層は、次のいずれかで始まります。

• 領域に余地があるときは、ヘリカル（直径と角度は、応答の entry に示されます）
• 余地がないときは、経路に沿ったランプ
• まっすぐなプランジは、穴の中か、素材の外だけ

応答には、各加工工程について、最初にどのように進入したかが示されます。

穴

穴あけサイクル

points の位置にある、深さ depth の穴は、コントローラのサイクルで穴あけします。ドリル径の 3倍より深い穴は、ステップ送りで穴あけします。1回のステップ送りは、peck で別の値を指定しない限り、径の 1.5倍です。サイクルのリトラクト平面は、上面の 1 mm 上です。

ヘリカル補間によるボーリング

エンドミルより大きい直径 d の穴は、ヘリカル経路で切削し、底で寸法どおりに仕上げます。穴の径は、工具径の最大 2倍までです。それより大きい穴は、ポケットとして加工します（shape: circle）。

リーマ加工

穴のはめあいに合ったリーマ（reamer 6 H7）は、その送り速度で穴に入り、同じ送り速度で出ます。穴から早送りで抜くことはしません。穴は、同じジョブの中でリーマより前に、0.05–0.6 mm 小さく穴あけしておくか、predrilled と指定しておく必要があります。リーマの切削速度は、その材料でのエンドミルの切削速度の 4分の1、1回転あたりの送りはドリルの 2.5倍です。

スレッドミルによるねじ切り（管用テーパねじを含む）

スレッドミルは穴の中を底まで下がり、続いて底から上へ向かって、1周で 1ピッチ進むヘリカル経路でねじを切ります。右ねじは反時計回り（ダウンカット）、左ねじは時計回りです。ねじは、呼び（thread：M8、M8x1、1/4-20 UNC、G1/4）または d と pitch で指定します。管用テーパねじ（1/4 NPT、Rc1/4）は、円すいに沿って切削し、1周は 48個の円弧で構成します。

穴の中の環状溝

groove は T 溝カッター（細い首に付いた円盤）で穴の壁に環状溝（止め輪や O リングの溝、迷光防止溝）を削ります。工具は穴の中心を溝の位置まで下り、壁から 0.1 mm まで出て、壁に step ずつ入るごとに一周します（ダウンカット）。最後に中心へ戻って上がります。ジョブでは溝径 d、穴径 bore、溝の下端 depth、溝の高さ width（指定しなければ円盤の厚さ。それより高い溝は下から上へ数回に分けて削ります）を指定します。主軸の工具が T 溝カッターでないとき、円盤が 0.2 mm の余裕をもって穴を通れないとき、溝が円盤の首から出ている長さより深いとき、溝径が穴径より大きくないときは拒否されます。

面取り、彫刻、V彫刻

• 面取り：Vビットが外形のエッジに沿って、width になる深さで動きます。幅は、円すい部で制限されます。
• 彫刻：工具は、線、またはシングルストロークフォントかアウトラインフォントの文字に沿って、一定の depth で動きます。
• V彫刻：Vビットは、形状の中軸（メディアル軸）に沿って動きます。各点での深さがその場所の幅を決めるため、形状の角はシャープに仕上がります。max_depth は、広い領域をその深さで平らに削ります。

曲面に彫刻するには surface に geometry_import で読み込んだメッシュの名前を指定します。各ストロークを 0.2 mm ごとにサンプリングし、工具をメッシュに当て、当たった高さから depth だけ下を削ります。斜面では V カッターが登り側に先に当たるため、どこでも depth より深く削ることはありません。メッシュの外に出るストロークは拒否されます。

時計の装飾である重なり合う円模様（ペルラージュ）は perlage です。円と同じ幅のフラットエンドミルが、輪郭の内側の格子点ごとに depth（最大 0.2 mm）まで下がり、dwell 秒（既定 0.2）止まってから、面の 0.3 mm 上に上がって次の点へ移ります。行ごとに pitch（既定は工具径の 0.65 倍）の半分ずらし、各円が前の円の一部に重なります。margin は円の中心を輪郭からその距離だけ内側に保ちます。

3D の荒加工と仕上げ加工

メッシュは、レベルごとに荒加工します（rough3d）。各レベルはアダプティブに削り取ります。そのあと、次の加工方式で仕上げます（finish3d）。

rest_from は、前の工具が削り残した部分だけを仕上げます。

残り削りの荒加工：rest_from（先に荒加工した、より大きなフラットエンドミルまたはラジアスエンドミル。仕様か工具番号で指定）を指定すると、rough3d はその工具が残した部分、たとえば入れなかったリブの間だけを削ります。rest_allowance はその工具が残した取り代です（指定しなければこのパス自身の値）。

ツインが決める切削条件

Studio は、工具の種類に対する材料のデータから出発します。切削速度の範囲と、1刃あたりの送りです。cutting（rpm、feed、ap、ae、finish_ap）に指定した値は、指定したとおりに保持されます。それ以外の値は、ツインのモデルで決めます。

安定性とびびり

ツインのびびりモデルは、ホルダーに取り付けた工具の安定限界線図を計算します。主軸の各回転数で安定を保てる切込み深さです。ローブは工具と機械のモデルが示す位置にあるにすぎないため、Studio はローブの頂点を狙いません。各回転数について、その前後 10 % の範囲で最も浅い安定切込み深さを取り、材料が示す回転数の 0.7～1.8 倍の範囲で回転数を選び、その深さの 80 % 以下で切削します。

出力、切削抵抗、工具のたわみ

• 出力：切削が使うのは、その回転数での主軸出力の、最大でおよそ 80 % です。
• 切削抵抗：切削抵抗は、治具が横方向に保持できる力の半分未満に抑えられます。
• たわみ：仕上げパスは、ツインが推定する工具のたわみが小さく収まるよう、軽く抑えられます。
• 隅と円弧：円弧での送り速度は、機械の持つ加速度で制限されます。これは、コントローラが、切削を計画した送り速度より下まで減速することがないようにするためです。仕上げパスは、工具の噛み込みが増えるポケットの内側の隅で減速します。

クローズドループ：ツインでのプログラムの試運転

検証をオンにすると、Studio は新しいツインでプログラムを実行します。実行でびびり、過大な負荷、工具の大きすぎるたわみが見つかると、Studio はプログラムを変更して、もう一度試します。

• より浅い層
• 設定した回転数の 0.7～1.8 倍の範囲で、ローブが多少ずれていても切削が安定する別の主軸回転数
• はめあいのある壁へのスプリングパス

試した各バージョンは保存されます。長いプログラムは、呼び出しの裏で試され、その報告は後から届きます（run_status）。応答には、何を変更したか、その理由が示されます。

複数の段取りとネスティング

• 段取り：Studio は各段取りのプログラムを書き出し、そのあと段取りを順にツインで確認します。各段取りは、それ以前の段取りが残したワークの上で確認します。そのワークが素材と異なる場合は、そのワークに合わせて、段取りのプログラムを書き直します。
• ネスティング：部品は、外形をもとに、余白を空けて板材の上に配置します。各部品はフィーチャを保ち、フィーチャは部品と一緒に回転・移動します。

制限事項

• 3軸です。4軸目も、工具の傾斜もありません。
• STEP ファイルは読み込めません。CAD ソフトから STL または 3MF をエクスポートしてください。
• 切削条件とツインのチェックは、機械、工具、材料の物理モデルによる推定値です。モデルと異なる工具や材料では、切れ方が変わります。
• エディション：アダプティブ加工、parallel 以外の 3D 仕上げ方式、残り加工、複数の段取りは、Maker エディション以上に含まれます。ネスティングとプログラムオプティマイザは、Pro エディションに含まれます。

ジョブの大きさの上限

この上限を超えると、Studio はプログラムを書き出しません。理由と、何を変更すればよいかを示します。

1つのジョブには、フィーチャを最大 32000個まで入れられます。同種の穴は、位置をまとめて 1つのフィーチャとして扱います。加工工程の一覧、その理由、クローズドループによる修正の対象は、最初の 64個のフィーチャです。それ以降のフィーチャでびびりが出ても、報告されるだけで、修正はされません。段取りシートには、最初の 64個の加工工程が載り、そのことも書かれます。

プログラムのチェックと段取りシートが読み込めるのは、移動 200万回分までです。円弧は、短い弦に分けて数えます。半径 3 mm の全円で約 50本、半径 50 mm の全円で約 220本です。上限を超えた場合は、どこで止まったかが示されます。段取りシートには、その場合でもプログラム全体の時間は載りますが、その行より後の加工工程ごとの時間と、工具の高さは載りません。ツインでの試運転は、プログラム全体をチェックします。

Studio がプログラムを書き出すのにかかる時間を、デスクトップ PC の 2コアで測定した結果です（ツインでの試運転は、その後になります）。

3D 加工について：

• メッシュは、部品に必要な細かさにとどめてください。仕上げにかかる時間は、メッシュの三角形が増えた割合とほぼ同じだけ、長くなります。
• 緩やかにうねった面は、waterline ではなく parallel か steep_shallow で仕上げてください。そのような面では、等高線は小さなループを数多く作ります。上のレリーフでは、材料の中よりも空中での移動のほうが多くなり、そのプログラムは 280万行になりました。