5 軸 CNC 加工の説明

コンピュータ数値制御 (CNC) として 機械加工は機械加工業界でその価値を証明し続けており、技術は向上し続けています。機械が生産プロセスで 1 つのタスクしか実行できず、生産のことわざの「音楽椅子」で部品が 1 台の機械から次の機械に渡される時代は終わりました。代わりに、指示されたという理由だけで、フライス加工、旋盤加工、穴あけ加工、研削加工ができる機械があります。その結果、より効率的かつ精密な精度で製造される、より複雑な部品が得られます。

CNC 旋盤のガイドをご覧ください

このプロセスの鍵は、より高度な機械が 5 軸および 6 軸 (長い E) で部品を作成できるようにする技術の進歩に由来します。このやや理論的な数学的原理は、機械加工によって部分的に実用化されています。機械加工の世界にいる私たちにとっても、原理は複雑で理解しにくいので、掘り下げてみましょう。

X、Y、Z 軸は 3 次元空間を表し、回転軸は A、B、または C で表されます。

三軸

代数に戻って考えてみてください。線形グラフを描く必要があった場合は、5 つの軸のうち 2 つを既に知っていることになります。そして、地球に住んでいるなら、3番目のものを知っています。学校で描いたグラフは、X と Y の 2 つの軸を扱っていました。おそらく、これらの 2 つの軸は、Y が上下の線で、X が左右の線であると考えていたでしょう。これは完全に理解できますが、次の観点を考慮してください。目の前のテーブルに置かれた方眼紙を考えてください。あなたを指している線とあなたから離れている線は Y 軸であり、水平線は X 軸です。鉛筆を紙の真ん中に置き、消しゴムを天井に向けます。これで、Z 軸が作成されました。 Z 軸は、3 次元空間で高さを与えるものです。

バスルームにハエがいて、バスルームの床と壁が同じ正方形のタイルで覆われていると想像してみてください。理論的には、ハエが飛んでいる床タイル (X、Y 軸) と壁のどのタイル (Z 軸) を特定することで、ハエが部屋のどこにいるかを正確に特定できます。それを想像できたなら、数学者のルネ・デカルトが、伝説によるとグラフ化のためのデカルト座標系を作成したときに考え出したプロセスを再現したことになります。

パーツを操作して複雑なカットを行う 5 軸マシン。

さらに 2 つの軸

3 つの軸について説明しましたが、最後の 2 つの軸はどうでしょうか。最初の 3 つは非常に実用的です。方眼紙の真ん中に鉛筆が立っているところを想像してみてください。次に、紙に穴を開けて、鉛筆の途中まで引っ張ります。紙を回転させて傾けます (できれば、重力で垂れ下がらないように、紙は硬めにします)。これを行うと、実際には 6 つの軸で作業していることになります。

鉛筆 (Z 軸) を中心に紙を回転させると、C 軸が複製されます。手前の端が上または下になるように用紙を傾けると A 軸が複製され、左右の側面が上または下になるように傾けると B 軸が複製されます。 5 軸加工でも 6 軸加工でも同じことができます。 5 軸マシンはワークピースを移動および操作できるため、ツールはピースのさまざまな部分にアクセスして 5 軸で成形し、機械間でピースを移動することなくタービンのようなピースを作成できます。 6 軸マシンでは、ヘッドがワークピースの周りをより動的に移動できます。 6 軸加工ではより広い範囲の動作が可能ですが、6 軸を必要としないジョブでは冗長になる場合があります。