NCプログラムの基本と作成方法、工具長補正・径補正の解説

NC（Numerical Control）プログラムは、加工機械を制御する指示を与えるためのコードです。これを学ぶことで、CNC工作機械を効率的に活用できます。本記事では、NCプログラムの基本から、工具長補正・径補正の考え方と使用方法まで、初心者向けにわかりやすく解説します。

1. NCプログラムとは？

NCプログラムは、数値とコマンドで構成された指示書です。これにより、切削工具や工作機械の動きを制御します。代表的なNCコードには以下のような種類があります。

Gコード（動作コマンド）
機械の動きを指示するコード。例：
- G0（高速移動）
- G1（直線補間）
- G2（円弧補間：時計回り）
- G3（円弧補間：反時計回り）
Mコード（補助機能）
主軸の回転開始/停止、クーラントのON/OFFなどを指示します。例：
- M3（主軸正転）
- M8（クーラントON）
- M30（プログラム終了）
その他のコード
- F（送り速度）
- S（主軸回転速度）
- T（工具番号選択）

2. NCプログラムの基本構成

NCプログラムは、以下の基本的な要素で構成されます。

%
O1234 (プログラム番号)
N10 G21 (単位設定：ミリメートル)
N20 G17 G90 G40 (平面選択、絶対座標、工具補正解除)
N30 T1 M6 (工具選択・交換)
N40 G0 G54 X0 Y0 Z5.0 (ワーク座標系、初期位置設定)
N50 S1000 M3 (主軸回転開始)
N60 G43 H1 Z3.0 (工具長補正適用)
N70 G1 Z-5.0 F100 (加工開始位置)
N80 G1 X50 Y50 (直線加工)
N90 G0 Z5.0 (退避)
N100 M30 (プログラム終了)
%

%：プログラム開始/終了を示す記号。
N：行番号（任意）。
G/Mコード：動作指令や補助機能を指定。

3. 工具長補正（G43/G44）

工具長補正とは、工具の長さを考慮し、正確なZ軸位置を計算する機能です。工作機械のテーブルと工具先端の距離が変わっても、補正値を用いて正しい加工が可能になります。

設定手順
1. 工具ごとの長さを測定し、機械のツールオフセットテーブルに登録します。
2. プログラムで工具番号に対応する補正値を指定します。例：H1は1番の工具の補正値を使用。
使用例

T1 M6          (工具1を選択)
G43 H1 Z10.0   (工具長補正適用、Z軸位置を補正)

補正方向
- G43：工具長を加算（一般的）。
- G44：工具長を減算（あまり使用しない）。

4. 径補正（G41/G42）

径補正は、工具の直径を考慮して、加工パスを補正する機能です。特に仕上げ加工や内外の輪郭加工で重要です。

設定手順
1. 使用する工具の直径をツールオフセットテーブルに登録します。
2. プログラムで適切な補正方向（G41/G42）を指定します。
補正方向
- G41：工具中心を左に補正（左オフセット、通常内側加工）。
- G42：工具中心を右に補正（右オフセット、通常外側加工）。
使用例

G17 G90 G40       (XY平面選択、絶対座標、径補正解除)
T2 M6             (工具2を選択)
G1 X0 Y0          (開始位置)
G42 D2 X50 Y50    (工具径補正適用、工具2の補正値を使用)
G1 X100 Y100      (加工)
G40               (径補正解除)

注意点
工具径補正を有効化（G41/G42）する際は、必ず直線移動を含めて補正開始点を設定する必要があります。補正解除（G40）も同様です。

5. 初心者向けヒント

シミュレーションを活用
実機加工の前に、シミュレーションソフトでプログラムを確認しましょう。エラー防止に役立ちます。
小さいステップで実行
初めてのプログラムは短い動作範囲で確認し、少しずつ拡張していきましょう。
コメントを活用
プログラム中に(コメント)を記載すると、内容を把握しやすくなります。
Gコード一覧表を手元に置く
必要なコードをすぐ参照できるよう、一覧表を準備しておきましょう。

6. 実践例：円形輪郭加工プログラム

最後に、工具長補正・径補正を活用した簡単な円形加工のプログラム例を示します。

%
O0002 (円形加工例)
G21 G17 G90 G40 (ミリ単位、XY平面、絶対座標、径補正解除)
T3 M6 (工具3を選択)
G43 H3 Z5.0 (工具長補正適用)
S1500 M3 (主軸回転)
G0 X0 Y-50 (円加工開始位置)
G42 D3 (径補正右適用)
G2 I0 J50 (円弧加工：中心(X0, Y0)、半径50)
G40 (径補正解除)
G0 Z5.0 (退避)
M30 (プログラム終了)
%