刷新されたマルチスピンドルCNC機で生産加速と精密制御を両立

この機械は、マルチスピンドルカムネジ切り盤の高速生産能力と、CNC（コンピュータ数値制御）によるプログラミング性と精度を融合。写真提供: Davenport Machine

精密機械加工業界の誰もがDavenportブランドを知っています。Model Bマルチスピンドルのような設備がこれまでに生産した部品総数を推定することは不可能です。

これらのカム駆動ネジ切り盤の多くは今日も現役です。しかし、Davenport Machine（Brinkman International Group Inc.の一部）は現在、この5軸機の次世代進化系である「Hybrid（ハイブリッド）」を提供しています。これは、より厳密なプロセス制御と精度を実現しつつ、操作がよりシンプルで、新しいジョブへのセットアップと段取り替えがより柔軟になるよう設計されています。

Davenport MachineのCEO、Andy Laniak氏によれば、Hybridの目標は、同社の伝統的なマルチスピンドルプラットフォームで知られる生産速度を維持しながら、直感的なコンピュータインターフェースで反復可能なCNC位置決め精度を提供し、今日の機械オペレーター、プログラマー、セットアップ担当者が使い慣れた環境を実現することでした。また、航空宇宙用ファスナーなどに使用される耐熱合金のような難削材の加工にも対応できるよう設計されています。

タッチスクリーン付きCNCが独自制御ソフトウェアを実行。工具-スピンドルオフセットで各スピンドルの部品径と長さを調整し、グローバルオフセット機能を提供。部品カウント、材料残量検知、スピンドル負荷監視などの機能も搭載。

この機械は2017年のPrecision Machining Technology Show（PMTS）で発表されたため、ご存知の方もいるかもしれません。（pmts.comで2022年8月10-12日クリーブランド開催の本年のショー詳細を確認できます。）それ以来、様々な設計改良と追加が行われています。最新バージョンのHybrid機（ニューヨーク州ロチェスターの本社で製造）の主な特徴を同社の説明に基づきまとめます。

• 高剛性ベース。 最適化された鋳造形状で高剛性を実現し、機械ベースに統合された構造サポートで振動減衰特性を向上。さらに、回転ヘッド/スピンドルキャリアは同社のHP設計ベースで、9インチ予圧アンギュラコンタクトベアリングで機械ベッドに支持され、一貫したスピンドル位置決めと高速インデックスを確保。各スピンドルもアンギュラコンタクトベアリングを使用し、サイズ制御と部品真円度を向上。
• CNC駆動スライド。 第1・第2ポジションのCNC駆動スライドは、予圧リニアレール上をサーボ駆動ボールネジで移動（カムやリンク不使用）。同様に、第3・第5ポジションはCNC駆動スイングアームを採用（カムやターンバックル不使用）。第4ポジションの2軸（X-Z）スライドは、単点旋削・ねじ切り、2Dプロファイリング、アングルアンダーカットが可能。ボーリングバーホルダーで複雑な内部輪郭とアンダーカット、ガングツールで同一スライド上での内径・外径加工も可能。
• 独自ソフトウェア搭載CNC。 Hybridの15インチタッチスクリーン付きCNCは、Davenport Machineが開発（継続的な改良・更新）した制御ソフトウェアを実行。各スライド軸を独立プログラミング可能。工具-スピンドルオフセットで各スピンドルの部品径と長さを調整。一度設定すれば、各スピンドルの各工具についてグローバルオフセット機能が働き、工具摩耗などの調整が可能。制御システムは部品カウント、材料残量検知、スピンドル負荷監視などの機能も提供。

  クイックチェンジダブテイル工具システムで新ジョブのセットアップを高速化。業界標準超硬インサート対応で特殊成形工具不要。

• ダブテイル工具保持システム。 段取り替え高速化のため、Hybridにはクイックチェンジダブテイル工具システムを採用。スキーブ、成形、標準5/8インチスティック工具構成で利用可能で、精密なテーパー、高さ、長さ位置調整が可能。すべての工具ホルダーに高圧（1,000psi）スルーツールクーラント供給ポートを備え、工具切れ刃に直接クーラントを供給し、ワークゾーン内の銅管や調整ノズルを不要化。（クーラントタンク容量200ガロン、高圧クーラントは標準装備。）工具モジュールは様々なツーリングサプライヤーの汎用超硬インサートを受け入れ、特殊工具は不要。
• 部品排出オプション。 Hybrid機には3種類の部品排出オプションがあります。1つは従来のスプリング式エジェクターで、機械内のシュートへ部品を押し出す方式。もう1つは、ピックオフスピンドルの後部から部品を滑り出させ、より優しく扱う方式。3つ目は、空圧式部品シュートとコンベアのシステムで、部品を機械外へ回収・搬出する方式。

  CNCプログラム可能な3ステーションバックワークスライドで、単点旋削・ねじ切りなど標準工具で多様な操作が可能。

• 3ステーションバックワーク軸。 このCNCプログラム可能な軸により、単点旋削、ボーリング、ねじ切り、輪郭溝入れ、キーブローチ、穴あけ、リジッドタッピングなどを標準工具で実行可能。これに加えて、4つの独立したバックワークスピンドルがクイックチェンジ工具インターフェースを備え、ドリル、センタードリル、タップ、リーマなどの工具に対応。オフライン工具長プリセット機能も搭載。これらのスピンドルにはER16、ER20、ER25のコレットサイズが利用可能。
• サーボ駆動ピックオフスピンドル。 この軸は0.0001インチ単位でプログラム可能で、早送り速度1,000ipm。丸材、六角材、その他不定形のピックオフが可能。コレット締め付けはMコードで空圧操作。

同社は、従来のDavenport設計に慣れた層と、CNCプログラミングとタッチスクリーンインターフェースに慣れた層の両方がHybrid機コンセプトを受け入れると確信しています。同様に、高速段取り替え能力を持つこの機械は、中量産で他のタイプの設備を使用しているショップの代替となり得るとともに、複雑な部品の高量生産にも適しています。

このグラフは、同一真鍮部品の加工テストデータに基づき、Hybrid機がModel BとHP機と比較して向上させたプロセス制御を示しています。