2026/10/27（火）２・３・４限

★CNC加工機への回転軸ユニットの取り付け¶

1. 作業の目的¶

今回の作業では、Asterプロジェクトにおける歯車機構の試作および加工環境の整備を目的として、回転軸ユニットであるZCL-540の、Roland社製CNC加工機MDX-540への取り付けを行った。

これまでの検討では、差動遊星歯車機構を用いた四輪駆動・操舵ユニットの設計を進めるとともに、部品の材料選定や製造方法について検討を行ってきた。特に、小型歯車の製作に関しては、POM-C樹脂の採用を決定し、CNC加工機を用いた部品製作に向けて設計の見直しを進めている。

こうした部品の製作においては、工作物の形状や加工面に応じて適切な加工方法を選択する必要がある。そのため、通常の三軸加工に加え、工作物を回転させながら加工できる環境を整備することが、今後の加工方法の検討において重要となる。

そこで今回は、CNC加工機に回転軸ユニットを導入し、今後の回転軸を利用した加工に向けた準備を行うこととした。

今回取り付けたZCL-540は、Roland社製MDX-540シリーズに対応する回転軸ユニットであり、工作物を回転させるための駆動機構や、工作物を支持・固定するための機構を備えている。[1]

通常の三軸加工では、X軸、Y軸およびZ軸の移動によって工具と工作物の相対位置を制御する。一方、回転軸ユニットを使用することで、これらの直線軸に加えて工作物の回転角度を制御できるようになる。

ZCL-540は、回転軸を含む四軸同時制御に対応している。ただし、実際に四軸加工を行うためには、加工機本体の設定だけでなく、CAMによる工具経路の生成、NCコードの出力および回転軸の設定などを適切に行う必要がある。[1]

また、ZCL-540の対応材料は樹脂であり、金属材料は対象外とされている。そのため、今後POM-C樹脂製の歯車などを加工する際には、工作物の寸法や重量、固定方法とともに、ユニットの仕様を考慮する必要がある。[1]

今回の主な作業は、CNC加工機MDX-540への回転軸ユニットZCL-540の取り付けである。

今後、回転軸を利用した加工を行うためには、ユニットを加工機に適切に固定するだけでなく、回転中心の位置や工作物の保持状態などについても確認する必要がある。また、回転軸の動作方向や原点の設定についても、加工プログラムとの整合性を確保しなければならない。

今回の取り付け作業は、これらの確認や調整、実際の加工試験に先立ち、回転軸を利用した加工環境を整備するための作業として位置付けられる。

なお、現段階では、回転軸の原点設定、回転動作の確認およびNCコードによる試運転については、今後の確認事項として整理する。

回転軸ユニットを利用した加工を実施するにあたり、以下の事項について確認する必要がある。

ユニットの固定状態を確認するとともに、回転中心の位置や工作物の取り付け状態を確認する。取り付け位置や工作物の芯出しに誤差がある場合、加工精度に影響する可能性があるため、事前の確認が重要となる。

加工機の座標系と回転軸の動作方向を確認し、工作物の回転角度を適切に制御できるようにする。特に、CAM上で設定した回転軸と実機の動作が一致しているかを確認する必要がある。

Autodesk Fusionを用いた加工経路の生成とNCコードの出力について検討する。回転軸を使用する場合には、使用するポストプロセッサや出力される軸指令が加工機の制御仕様に適合していることを確認しなければならない。

実際の工作物を加工する前に、工具や工作物の干渉が生じないことを確認したうえで、回転軸の動作を試験する。その後、工作物の固定方法や加工条件を検討し、必要に応じて試験加工を実施する。

今回の作業では、Asterプロジェクトにおける部品製作環境の整備を目的として、CNC加工機への回転軸ユニットZCL-540の取り付けを行った。

回転軸ユニットを導入することで、通常の三軸加工に加えて工作物の回転を利用した加工を行うための環境を整備できる。これにより、今後の歯車部品の製作や、回転軸を利用した加工方法の検討を進めるための基盤が整った。

一方で、ユニットを取り付けただけでは、直ちに所定の精度で加工できることが保証されるわけではない。今後は、回転中心の確認、原点設定、回転軸の動作確認およびNCコードの検証を行い、設計した加工経路を実機で適切に実行できることを確認する必要がある。

以上より、今回の作業は、これまで進めてきた機構設計および材料選定の検討を、実際の部品製作へとつなげるための加工環境整備として位置付けられる。

[1] Roland DG Corporation, 「ZCL-540 ユーザーマニュアル」.