マニュファクチャリングエクステンションの開梱–なぜ急で浅いのですか？

製造拡張機能とは何ですか？

Steep and Shallowを怠惰な機械工のための単なる万能のツールパス以上のものにする詳細を深く掘り下げる前に、Fusion 360ManufacturingExtensionが実際に何であるかを簡単に説明したいと思います。 Manufacturing Extensionは、それを必要とする私たちのために、より深い機能を追加します。現在、アディティブマニュファクチャリング、穴認識、表面検査とジオメトリプロービング、急勾配と浅いへのアクセスが含まれています。基本的に、掘削の自動化、工程内検査、および堅牢な仕上げ戦略。 Fusion 360内で直接ManufacturingExtensionを有効にする、つまりサブスクライブできます。ManufacturingExtensionの詳細についてはこちらをご覧ください。

Manufacturing Extensionをサブスクライブし、それらのストラテジーを使用して一連の操作を実行し、再サブスクライブしないことを決定した場合でも、実行した操作を表示および投稿できます。それらを編集することはできません。 Manufacturing Extensionの目標は、必要なときに必要な機能にのみアクセスできる柔軟性を提供することです。高い初期費用、ダウンロード、追加のシリアル番号やドングルはありません。このように、Fusion 360の基本価格は、ビジネスを維持しながら、このより深く複雑な機能を常に必要としない人のために低く抑えられ、レガシープログラムを投稿するオプションを提供します。

わかりました、かっこいいです。急で浅いのは何ですか？

Steep and Shallowは、ManufacturingExtensionに含まれる3D仕上げツールパスです。高レベルでは、単一のツールパスで複雑な表面形状を持つ完全な部品を加工できます。 1回の操作でパーツの急勾配と浅い領域の両方に専用のパラメータがあります。その名前の由来は明らかだと思います！

この高レベルのビューからすると、Manufacturing ExtensionにSteepとShallowを含めることは、あまり意味がありません。ホタテと輪郭の戦略を組み合わせると同じ結果になるようですよね？それが私が最初に思ったことです。しかし、ティム・ポールが言うのが好きなように、悪魔は細部にあります。そして、すごい、急勾配と浅瀬には多くの詳細がありますか！

よく見るために、私はピア9のサンフランシスコテクノロジーセンターにあるHaas VF2SSで4つの同じ部品を機械加工しました。細部のいくつかを比較して、急勾配と浅瀬が本当に使用する価値があるかどうかを確認します。

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しきい値の角度とオーバーラップ距離

[急なパス]タブと[浅いパス]タブの上部から始めましょう。しきい値角度パラメータを使用すると、急勾配と浅い戦略でパーツの適切な領域を簡単にカバーできます。これは、戦略が急なものから浅いものに切り替わる「カットオフ角度」です。したがって、30度を入力すると、浅いパス戦略が適用されます。急勾配のものには、急勾配パス戦略が適用されます。 Overlap Distanceパラメーターは、最終製品の継ぎ目の外観を減らすための戦略をブレンドする距離を指定します。

ScallopまたはParallelandContourを組み合わせて使用​​している場合でも、ほとんどの3D仕上げ戦略で使用可能な勾配封じ込めを使用することで、ツールパスでほとんどのパーツをカバーできます。 Z軸に対して、0度はフラットで、90度は垂直です。したがって、45度のしきい値角度と同じ結果を得るには、スカラップまたはパラレルで0度から45度の傾斜封じ込めを使用し、輪郭で45度から90度の封じ込めを使用します。ただし、これは重複を考慮していません。

オーバーラップ距離は本当に重要ですか？

さて、誰に尋ねるか、どのようなパーツを作っているかによって、オーバーラップの重要性は異なります。必要ではなく、貴重なサイクル時間を無駄にするだけだと言う人もいます。均一な表面仕上げを行うには、遷移表面をブレンドすることが非常に必要であると言う人もいます。ここで重要なのは、Steep and Shallowには、オーバーラップ距離を正確に制御するために使用できる実際のパラメーターがあるということです。オーバーラップが必要な場合は、オーバーラップ距離をステップオーバーの2倍に設定し、そこから調整することをお勧めします。

個別の戦略をオーバーラップさせるには、スロープの封じ込めもオーバーラップするようにする必要があります。この場合、スカラップの最大角度を45.5度に設定し、輪郭の最小角度を44.5度に設定しました。したがって、ツールパスは約1度だけわずかに重なる必要があります。しかし、それが直線距離にあるのかわかりません。 Steep and Shallowの利点は、それらがどれだけ重なるかを正確に把握していることですが、個別の戦略では、少し推測してチェックするゲームです。

急で浅いハイジャック

さて、急で浅いのしきい値角度が許す重要なことがあります。基本的に、しきい値角度をそれぞれ0.1度または89.9度に設定することにより、急なパスまたは浅いパスのいずれかでパーツ全体をカバーするように強制できます。これを勾配制限と組み合わせると、急勾配と浅勾配を使用して、最適化されたスカラップ、平行、等高線、または傾斜ツールパスを作成できます。これは、ツールの向きを使用してツールを傾けることができる5軸マシンを使用している場合に特に役立ちます。これにより、同じ切削動作を維持しながら、工具が先端を切断します。または、これから説明するメリットに基づいて、SteepandShallowをScallopまたはParallelのより良いバージョンに変えることもできます。

ホタテの連続パス

ダイアログボックスを下に移動すると、Scallopに固有の浅いパスセクションにいくつかのオプションがあります。この場合、このパーツジオメトリでは、Scallopの方がParallelよりも理にかなっているので、これに焦点を当てます。 [連続]チェックボックスを使用すると、トランジションの移動が必要な個別のオフセットパスではなく、スカラップが連続スパイラルになります。これにより、ツールが常に材料にかみ合ったままになるため、パーツのマークを減らすことができます。一定の係合により、工具のたわみの変化が減少し、噛み合いを開始したときに工具がたわむ部分にマークが生じたり、外れたときに工具が真っ直ぐになったりします。

連続パスは、マシンがよりスムーズに移動するのにも役立ちます。通常、リードイン/アウト移動とカッティング移動には、ツールに対して定義され、操作によって継承される異なる送り速度があります。このブログの範囲外である最適な機械の動きを作るために入る多くの要因がありますが、一定の送り速度を維持することは間違いなく役立ちます。これは、機械が頻繁に加速および減速する必要がないことを意味します。これにより、工具のたわみの問題がさらに悪化する可能性があります。

現在、Fusion 360のScallopツールパスでは連続パスの作成は利用できません。したがって、SteepとShallowを使用して改良されたScallopを作成することはできますが、基本的なScallopでこれを複製することはできません。

ホタテの滑らかなオフセット

次に、表面仕上げのばらつきを減らしながら、機械の動きを滑らかにするのに役立つ2つのオプションがあります。

スカラップツールパスは、パスがパーツの中心に向かってオフセットし続けるため、「崩壊」する傾向があります。これにより、ツールパスの角が鋭くなる可能性があります。これらの鋭い角は、工具と機械が本質的に10セント硬貨をオンにする必要があることを意味し、少なくとも1つの移動軸で高い加速と減速をもたらします。上で述べたように、これは工具のたわみの問題につながり、部品に跡が残る可能性があります。これに対抗するために、Steep andShallowにはSmoothOffsetsオプションがあり、これらの鋭いコーナーを丸めて、マシンの動きをスムーズにします。

残念ながら、SmoothOffsetsでさえ特効薬ではありません。内部コーナーにはまだ問題があります。プログラムされたステップオーバーよりも、各内部コーナー間の距離が大きくなっています。これは、内部の角に沿ってより高い尖頭につながる可能性があります。幸いなことに、Steep and Shallowには、この問題を正確に解決するためのさらに別のオプションがあります。ジャンクションでカスプを削除すると、距離がステップオーバーよりも大きい内部コーナーに沿ってパスが追加され、高いカスプが滑らかになり、より均一な表面仕上げが得られます。

繰り返しになりますが、これらのオプションはSteep and Shallowにのみ存在するため、Steep and Shallowを使用してこれらのオプションでScallopを作成できますが、標準のScallopツールパスを使用してこれを複製することはできません。

等間隔のスムージング

私は間違いなく最後まで最善を尽くしました、そしてそれは急勾配と浅瀬で利用可能な新しい平滑化オプションです。 Fit Lines and Arcsは、基本的に、Fusion 360の他の部分のスムージングオプションと同じように機能します。つまり、線と円弧を近似して、ツールパス内のポイントの総数を減らします。ティムはここでより詳細に説明する素晴らしい仕事をしています。このオプションは、ポイントが多すぎるとデータが不足する可能性がある古いマシンに最適です。データ不足とは、工作機械が停止し、次のコード行が処理されるのを待つことを意味します。これは、ぎくしゃくした問題のある機械の動きにつながる可能性があります。大きくて複雑なツールパスは、処理能力の低い古いコントロールで問題を引き起こす可能性がありますが、最新のプロセッサを備えた新しいコントロールでは、この問題が発生する可能性は低くなります。

新しいマシンでは、データの処理はもはや問題ではありません。さて、実際には追加する方が有益です ポイント間の距離をできるだけ均等に保つためのポイント。これにより、ツールパスポイントが元のサーフェスに近くなり、全体的な公差が厳しくなり、ポイント間のマシンの動きがスムーズになります。 3つのスムージングオプションをすべて試しましたが、パーツの結果は次のとおりです。残念ながら、結果は実際の結果ほど写真には表示されません。ただし、表面品質には明らかに大幅な改善が見られます。ツールパスの不規則な点の分布が、完成したパーツのファセットや不整合に直接つながることもわかります。

それはどういう意味ですか？

それで、あなたは急で浅いを使うべきですか？結論は、よくあることですが、完璧な答えはないということだと思います。技術的な観点からは、他のツールパスを組み合わせても利用できない機能を提供します。連続パス、スムーズオフセット、および等間隔ポイントはすべて、マシンの移動方法と結果として生じる表面仕上げを考慮すると、明らかな利点を提供します。したがって、表面公差が厳しく、手作業による仕上げが簡単ではない部品を加工する場合は、これらの改善点を検討する価値があります。加工後にビードブラストを行う場合は、ScallopとContourを使用するツールパステンプレートで十分です。

ビジネスの観点から、SteepandShallowには追加コストがかかります。ダウンストリームの仕上げ操作を減らすことで、サブスクリプションコストをすべて相殺するのに十分な場合があります。さらに、Manufacturing Extensionには他の機能も付属しています。工程内検査機能がプロセスの信頼性を大幅に向上させる方法について、同様の調査にご注目ください。

個人的には、Manufacturing Extensionの最も優れた点は、購入するモジュールやソフトウェアの層を選択するために使用していた方法を実際に「選択」する必要がないことだと思います。試してみて、プロセスに適さないと判断した場合は、サブスクリプションを更新しないでください。さらに、作成したツールパスには引き続きアクセスできます。

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