2級数値制御旋盤技能士⑨ 座標値の計算の説明

数値制御旋盤

お世話になっております。見習い生産技術です。今回は計画立案等作業試験(実技ペーパー)で毎年出題される座標値の計算の解説をしていきます。毎年出題されるということでここを抑えればある程度点数をとれるということです。私の勤務先の方々もここでつまずいてしまうことがとても多いので、基本的なことを解説していきたいと思います。

角のとがった部分を辺で切り落とす「C面取り」に対して、丸く面取りする加工を「R面取り」といいます。
たとえば左の図の場合、半径2㎜の円弧を描くように、丸く面取りしているので「R2」になります。口頭で言う場合には「2R」と言ったりもします。
ちなみに右の図は、「C2」の例。違いがわかりますね?

プログラムを作成するには、座標値A,Bを求めないといけません。

Φ100、長さ50、R10の時の隅R、角Rです。

A点X100Z40

Z方向はそのままなので、1010ミリ手前が始点となります。

B点X120Z50

Rとは半径の事なので、Φに直すとΦは直径なので倍になります。つまりX方向はR10の倍、Φ20まで移動しないといけませんね。

角Rも隅Rと同じ考え方です。

A点X80Z50

XはR10の倍、Φ20マイナスが始点となります。

B点X100Z60

ZはR10分、プラス10が終点ですね。

Φは2倍にする事は絶対に忘れない事!

ついうっかり忘れてしまう事がたまにあります(笑)しっかり確認をしましょう!

辺の長さを求めるのに三平方の定理(ピタゴラスの定理)を使用します。ですが、職場の方に教えるときは、基本的に三角関数を主に使用し教えていました。個人的には、こちらが使用しやすく教えやすいです。式さえ覚えておけばそこに数字を当てはめるだけて答えがでます

もっとかみ砕いていうと、算数で距離=速さ✖時間(き・は・じ)みたいなのを習ったと思います。

それと同じで下の図のように変換する事が出来ます。

ひとつの角度と一辺の長さが分かれば、求めたい辺の長さを求めることができます。

【例題イメージ】

直径 Φ40 の端面から、角度 15° のテーパ(斜め面)が始まっている。このテーパのZ方向の長さが 12mm であるとき、テーパ終了点(交点)のX座標(直径値)を求めよ。

1:直角三角形の各辺を整理する

  • わかっている角度(θ):15°
  • わかっている辺(底辺=Zの長さ):12mm
  • 求めたい辺(対辺=Xの半径方向の増分):X

2:tan(タンジェント)を使って半径分の増分を出す

tan(15°)= X / 12 これを変換して

X = 12 ✖ tan(15°)

※試験問題の巻末、または問題文中に必ず「tan(15°) = 0.2679」といった三角関数表の数値が指定されています。

X = 12 ✖ 0.2679 = 3.1248mm

3:直径値に換算して基準に足す

これは「半径分」の飛び出し量なので、直径に直すために2倍します。
直径分の増分 = 3.2148 ✖ 2 = 6.4296mm

スタート位置の直径がΦ40 なので、ここに足し算します。
終了点のX座標 = 40 + 6.4296 = 46.43mm(※指定された四捨五入の桁数に合わせて処理します)

これが解答となります。


いかがだったでしょうか?少し難かしくよく分からないかもしれません。今回の基本的なものは・・・

  • 直角三角形を作る:図面のテーパ(斜め線)や円弧をもとに、自分で直角三角形を見つけます。
  • 三角関数(\(\tan \))で計算:巻末の関数表を使い、「底辺(Z)× \(\tan(角度)\) = 半径分の増分」を計算します。
  • 直径値への変換:求めた数値は「半径」なので、必ず2倍して直径にしてから基準の寸法に足し引きします。

※特に「2倍し忘れるケアレスミス」が最も多いので、そこだけ徹底的に注意してください。

次回は、円弧部の座標の求め方の解説と実際に過去問題を解いて解説していきたいと思います。今後も色んな情報をアップしていきますのでよろしくお願いします!

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