CNC HMC マシニングおよびマシニング センター

CNC 機械加工装置を使用すると、企業は複雑な部品をユーザー フレンドリーな単一セットアップの機械加工プロセスで製造できます。この設計は、生産性の面で大きなメリットをもたらします。つまり、人件費を削減し、部品の品質と労働時間を改善します。

横型マシニング センター (HMC)

CNC ターニング センターの HMC バージョンには、製造プロセスをスピードアップし、作業が中断されないようにする水平スピンドルが含まれています。たとえば、HMC の向きにより、チップが自然に落ちるので、テーブルからチップを取り除くのに時間を無駄にする必要はありません。効率を最大化するために、作業を別のパレットに積み込みながら、HMC をパレットに配置することもできます。

5 軸マシニング センター

一般的なタイプの機械は、航空宇宙産業で最も一般的に使用されている 5 軸マシニング センターです。 5 軸加工機には、部品を傾けるか、傾けるだけのオプションがあります。この機能により、マシンは輪郭のある表面にスムーズに追従し、ツールをさまざまな方向に簡単に配置できます。

立形マシニング センター (VMC)

VMC には、ワークピースを上から把持するための垂直アクション スピンドルが装備されており、ほとんどの場合、2.5 軸または 3 軸の機械加工操作で実行されます。 HMC コンソールよりも安価なため、小規模企業にとって特に魅力的です。長年にわたり、VMC はより高度になり、高速スピンドルと会話型制御プログラミングが組み込まれました。

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ホリゾンタルを購入する理由

簡単な答えは、生産性と利益です。ホリゾンタルは、同等の VMC の 3 倍の作業を簡単に行うことができます。このステートメントは、コンピューターをビジー状態に保つ負荷が利用可能であることを前提としています。間違いなく、HMC を使用すると、はるかに短い時間でより多くのことを実行できます。生産量が増えると、ワークショップの効率が大幅に向上します。 1 回のセットアップで複数の操作を HMC で実行できるため、進行中の作業を工場内で移動する必要が少なくなり、生産性が向上します。

HMC コンソールは、多くのアプリケーションで 3 つから 4 つのライザーを簡単に置き換えることができます。これは、1 人の HMC オペレーターが 3 人の VMC オペレーターの作業を実行できることを意味し、人件費を削減します。 HMC の毎月の金銭的支払いは VMC よりも 4,800 ドル高くなる可能性がありますが、単一の HMC の毎月の人件費は、VMC で同じ量の生産を行う場合よりも 7,200 ドル低くなる可能性があります。また、通常、HMC には関連する自動化が多いため、オペレーターはそれにあまり注意を払うことができず、別のセルを実行したり、他の機器を操作したり、検査を行ったりすることができます。

スピンドル使用率

どのような CNC マシンでも収益を得るには、スピンドルを稼働させ続けて、オペレータの介入をできるだけ少なくしてチップを生成する必要があります。大学の研究者による調査では、「スピンドルの実行時間で測定された VMC の平均使用率は 25% であることがわかりました。HMC の使用率は通常 85% です」。まだ HMC 使用率を大きく下回っています。

典型的な 8 時間のシフト中、HMC は約 7 時間カットしますが、VMC はシフトごとに約 2 時間カットします。週に 5 日、HMC が 1 日次のシフトで働く場合、週に 35 時間多く、週 6 日働く場合はさらに多くの時間を削減できます。時間は年間 1,200 時間を超える場合があります。機械を完全に積載した状態に維持する作業があれば、水平の追加コストはほとんど取るに足らないものになります。

部品をひっくり返す

オペレーターが部品のロードまたはアンロード、チップの除去、工程内品質管理の実行、または部品の反転のために VMC ドアを開く必要がある場合は常に、スピンドルを停止する必要があります。このパーツで 6 つの面を加工する必要がある場合、オペレータはパーツを合計 7 回移動する必要があります (ロード、5 回の移動、アンロード)。同じパーツが HMC で加工される場合、オペレーターはパーツに 3 回 (ロード、再配置、アンロード) 触れるだけです。生産性と効率が向上しました。さらに、自動パレットチェンジャーのおかげで、オペレーターは、スピンドルが作業エリアのパレット上の部品を切断し続けている間に、これらの操作を処理できます。また、HMC ではオペレーターの介入が少なくて済み、ロード エラーやその他のエラーの可能性が減るため、品質が向上する可能性もあります。

マシン設計に関する考慮事項

ボックスガイドとリニアガイドのどちらが優れているかについては、長い間議論されてきました。 VMC について議論するとき、この選択が問題になるほどの違いはないと主張することができます。 HMC の場合は状況が異なります。 HMC の場合、加速速度と減速速度が高くなる可能性があるため、アルミニウムなどの材料の軸移動速度が高い場合、リニア ガイドの方が優れていることが証明されています。その結果、サイクルタイムを大幅に短縮できます。リニア ガイドを備えた一部の HMC は、マシンの剛性を犠牲にすることなく、また過剰な熱を発生させることなく、1G の加速を実現します。

ただし、一部の HMC アプリケーションでは、ボックス化された方法の方が適している場合があります。ボックス ガイドを備えた HMC はプログラム可能な最大送り速度が遅くなりますが、高い切削抵抗が発生する可能性がある操作ではパフォーマンスが向上します。アングル ガイドは、チタン、超合金、工具鋼などの硬質材料の重切削に推奨されます。ボックス ガイド付きの HMC は、硬い材料の重い切削でも完璧な仕上がりを実現します。 HMC のスピンドル ヘッドの設計は、一般的に非常に堅固です。この設計は、切削力によるたわみに抵抗するため、切りくず負荷が高くなり、工具寿命が延びます。大きなワークスペースを持つ一部の HMC では、Y 軸に 2 つのボールねじがあり、Y 軸と X 軸に比例して重みが増します。

HMC コンソールは剛性を考慮して構築されているため、通常、同じサイズの VMC よりもはるかに重いです。 (平均 40 x 20 インチの VMC の重量は 16,000 ポンドであるのに対し、同じサイズの HMC の重量は 40,000 ポンドを超える場合があります。) HMC の重量が大きいため、このタイプのマシンの基盤はより重要になります。 VMC よりも。基礎は HMC コンストラクターの仕様を満たしている必要があり、機械は適切に配置されて固定されている必要があります。これにより、重切削中に機械が「バウンド」するのを防ぎます。

横型マシニング センターの詳細情報

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