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NCデータの精度とCAMへのデータ渡しについて
2023/10/14 23:36
- NCデータの精度とは、樹脂歯車の試作品を製作する際に使用するDXFデータの切削データのピッチについての規定です。
- 歯車精度は通常、小数点２桁程度で規定されます。
- NC加工機で対応可能なピッチは何mm間隔なのか、また、曲線データの場合は円弧データとして出力されるのかという疑問があります。
NCデータの精度
2006/07/04 18:39
CAMには疎いのでご教示ください。例えばですが、樹脂歯車の試作品を
製作する際にDXFデータをCAMに渡しますが、切削データはポイントの
ピッチは何mm間隔であればOKでしょうか。歯車精度は普通小数点２桁
程度で規定されますがそのデータは何mmmピッチであればNC加工機で対
応可能になるのでしょうかという意味です。
前後が曲線であれば補間して円弧データとして出力されるので
しょうか。（ピッチが粗い場合）
質問者が選んだベストアンサー
何ｍｍピッチというのが良く分かりませんが、とりあえず私がわかる範囲でお答えします。
通常CADにも公差はありますよね。（ウチでは0.0005ｍｍです。）
それと同じようにCAMにも公差はあります。
ウチではCAMの公差は0.01ｍｍです。（設定でいくらでも変更可）
この公差の理由はあまり公差を厳しくしても、計算時間ばかりかかってあまり意味がないということと一般機械加工公差は0.02ですのでその公差より厳しくという意味合いでウチでは0.01ｍｍで設定しています。
後、データの作り方にも大きく2つあると思います。（マクロは今含みません）
データの作り方の1つは点群データ、2つめは円弧変換データ。
ウチのCAMではどちらかを選択できます。
NC加工機で加工可能と言うのは、フライスであれば刃物で加工できるかどうかが問題になると思いますし、ワイヤーカットであればワイヤー線の厚み以内であれば加工可能だと思います。
とりあえずざくっと答えて見ましたが、質問に意味が良く分かりませんので追記説明をしてください。
一昔前はdxfではスプラインは読めなかったと思います。（ウチでもそうでした。）ですが、バージョンUPをしてからは読めるようにまりました。
おそらく今のお話はスプラインを読めないCADをお使いでしていると思います。確かにウチでも過去に貴方と同じ思いで変換をしていました。
それでも不安なときは変換をdxfではなくigesで変換し、加工していました。
（igesならば何の問題もありません。）
dxfしてもigesにしても加工自体は直線か円弧に変換して加工プログラムをつくります。円弧分割のピッチが0.5ｍｍと心配されているみたいですが、どうしても心配ならばスプラインをdxf変換に任せるのではなくて、dxfに変換する前に円弧分割してからdxfに変換することをお勧めします。
（補足説明：過去のウチのCADではスプラインを円弧に変換する際、dxf変換で公差でもって設定が出来ません。それゆえに先にCADの機能でスプラインを円弧変換し、そしてdxfに変換していました。それならば公差は設定が出来ますし、線と線が途切れることはありません。）
私自身の感覚では、CADで円弧変換公差を設定して、分割ピッチが0.5ｍｍであっても問題はないと思います。
参考になれば幸いです。
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その他の回答 （3件中 1～3件目)
[「スプラインとするとき､この１０点の位置座標
は有効桁数が１０桁で理論と一致しているので問題はないのですが」
ところがここが問題です。
スプラインは必ずその定義点を通るとは限らないのですスプラインの種類（BスプラインとかNURBSスプラインとか）によって違ってきます。さらにDXFを通すとさらに円弧処理が入りますからさらに複雑です。これらの処理では精度を定義するのにピッチではなく、トレランスという考え方をします。
定義された真値からどれぐらいの幅のなかに収まるか？CADによってトレランスや精度の考えかたが異なり一概には判断出来ません。CADによってインボリュートの計算をされてるのならそのCADメーカーに聞くしかないですけど。
お礼
2006/07/05 20:41
ご返信に感謝します。確かにスプラインはその種類に応じて通過しないのが
ありますね。当方のは単なる通過点ですが、曲率の大きな個所は点ピッチを
もっと小さく取る必要がありますね。
メーカーの持っているＣＡＤによっては確かに精度が粗くなる可能性もあり
そうですね。悩むところです。ＮＣに渡すＤＸＦデータは最大限精度を高め
ても仕方ないのですね。勉強になりました｡ありがとうございました。
この件はＮＣ工作機械を実際にＤＸＦをＮＣデータに変換している業者から
もご意見があると助かります。
補足
2006/07/06 06:54
誤解を受けるといけないので下記記しておきます。
１）当方の歯形カーブは必ず計算結果の点列を通過しています。
点列の精度はエクセルの精度にあわせています。
２）Ｂ級スプライン、Ｎｕｒｂｓ曲線は歯形曲線の生成には不適
なことは常識であること。
３）ＮＣに渡すデータは点ピッチを少なくすることで実際の形状
から逸れないようにする事は必要なことは、真実です。
（歯形形状に関する修士論文にその記載がありました。）
従って、ご指摘のアドバイスから､当方が得た結果は下記、
-----------------------------------------------------------
製作側のＣＡＤ、ＣＡＭソフトによっては精度管理上意図しない
結果が作成されることもある、ということになります。
-----------------------------------------------------------
尚、ＤＸＦデータはＣＡＤ系由でなく点列データを直接ＤＸＦに
変換する手法にします。これはＣＡＤによっては適切なスプライン
作成処理ができないソフトもあるというご指摘によります。
(当方はそのようなソフトの存在は聞きませんが・・・念のため）
ＭｉｃｒｏＣＡＤＡＭの場合は精度は全く問題はありません。
小数点以下１５桁を保持します。
このソフトの場合ＤＸＦ変換にあたってそれなりの精度を保持する
コンバータが求められます。当然､当方はそのソフトのライセンスを
保持しています。
Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲの場合は絶対精度を小数点以下６桁
で設定することで小数点以下６桁の精度管理は保持可能です。
(CATIAもsolidworksも含めて主要な３Ｄソフトは全て同様です）
-----------------------------------------------------------
従って現在のところ当方の疑問は点列の中間などでのＣＡＭを
通じたＮＣの加工誤差はどのような実態かということになります。
-----------------------------------------------------------
このところが質問の当初からのポイントになっています。トレランス
の考え方というのが良くわからないのですが、ＣＡＭ側にある場合は
やはりＮＣ加工サイドの意見を求めることになります。
誤差をつきつめる課題はＣＡＤソフトの上では解決済みにしてください。
一般のＣＡＤ上では中間点の誤差は全く無視できるレベルのはず
です。当方の計算上モジュール１０の歯形で１０点の点列を並べた
場合の２点の中間点の誤差はほとんどゼロになります。
回答（1）にもあるように質問自体が漠然としてる為思いつく範囲でヒントになりそうな事を。「樹脂歯車」とのことですが非常に難しいです。金型寸法っだけではなく成型変形が大きいので苦労します。
またインボリュート曲線自体の計算誤差、NCデータへの近似（NCでは円弧しか指定出来ない為どこかで近似操作をしなくてはいけない）一般にこのとき
トレランスと呼ぶ考え方を採用します。
そして最後が実際の加工する機械の精度、ワイヤー加工機等。
未確認情報です（その多くがノウハウのため文献になることはない）高精度の歯車の型では銅電極をハブ盤で加工して放電加工するとか？放電代を含んだ歯切り工具を作って！
お礼
2006/07/05 11:25
ありがとうございます。筆力の未熟さで意図がうまく伝えられないことに
お詫びします。質問の意図は＃１さんへの返信に記載しました。
実はこの歯車は１組だけの特注品(試作）ですから､それなりにコストは
かかります。変形量と時間経過の変形、耐候性(湿度）による変形は実験
で調査することになるので先ずは純粋に加工するという視点でお考え頂け
ればと思います。
インボリュート曲線の誤差で悩んでいるのです。
歯形を仮に１０点からなるスプラインとするとき､この１０点の位置座標
は有効桁数が１０桁で理論と一致しているので問題はないのですが、
問題は二つの点の間の補間です。この課題を、１０点の位置座標からなる
歯形曲線を２DCAD（高精度のCADです）でスプラインで作成して、それを
DXFデータとして出力します。このデータでNC対応は精度上問題はないの
か？ 本当の悩みの核心はここにあります。
何かアドバイスありましたらお願いします。
＞そして最後が実際の加工する機械の精度、ワイヤー加工機等。
未確認情報です（その多くがノウハウのため文献になることはない）
最後の工作機の誤差は仕方ないので、CAMデータ(円弧補間データ）がど
れだけ精度よく作成されるかという視点からお考えいただければと。
お礼
2006/07/05 11:06
ありがとうございます。質問への回答としては意図を外していません。
先ずどのような工具で加工するかはこの際問いません。この前提で、
＞この公差の理由はあまり公差を厳しくしても、計算時間ばかりかかってあまり意味がないということと一般機械加工公差は0.02ですのでその公差より厳しくという意味合いでウチでは0.01ｍｍで設定しています。
当方も0.01ｍｍレベルで充分かなと考えていたのですが、点列をスプラインで
つなげた曲線カーブで直線に近いカーブの部分（実際は曲線）の点列のピッチ
が０．５ｍｍにもなったりします。この部分がどのようにCAMにデータとして
読み取られるかということです。ＣＡＭ側で前後のカーブの変化率を読み取って適宜にデータ点を作成してくれるのだろうか、それともそのままでＣＡＭに渡しても精度は心配ないのだろうかということです。
曲線をDXF変換すると変化率の少ない曲線部は比較的点の位置間隔が大きく
飛びますよね。それでも精度としてOKなのかと？
経験に即した判りやすい説明です。ありがとうございました。
＞dxfしてもigesにしても加工自体は直線か円弧に変換して加工プログラムをつくります。
＞どうしても心配ならばスプラインをdxf変換に任せるのではなくて、dxfに変換する前に円弧分割してからdxfに変換することをお勧めします。
＞それでも不安なときは変換をdxfではなくigesで変換し、加工していました。
（igesならば何の問題もありません。）
貴重なご指摘です。
igesコンバータは所有しているのでigesがCAMに渡せるのであればそれで措置
しようと思います。