精密製造のための多様なCNC工作機械とシステムを探る

精密CNC加工パートナーをお探しですか？ その前に、CNCについてよく学んでおくことをお勧めします。CNCインデックス制御工作機械は、CNC加工言語でプログラミング・制御され、その多くはGコードです。CNC加工Gコード言語は、CNC工作機械の加工工具のデカルト座標位置を指示し、工具の送り速度と主軸回転数、工具交換、クーラントなどの機能を制御します。CNC工作機械には何種類あるのでしょうか？ 以下の内容で様々なCNC工作機械を紹介し、それらの違いを見つけられます。

機能別CNC工作機械の種類

CNC（コンピュータ数値制御）工作機械は、プログラム制御システムを備えた自動化工作機械であり、複雑、精密、小ロット、多品種のCNC加工部品の加工・生産を実現できます。精密CNC加工では、CNC加工プロセスで使用される多くの種類のCNC工作機械があり、異なる加工方法に基づいて以下のカテゴリーに分類できます。

機能別の種類

CNCフライス盤：形状、スロット、穴、ノッチ、溝、ポケット、特殊面の作成に使用され、回転切削工具で固定ワークピースから材料を除去してCNCフライス部品を製造する加工プロセスを実行します。

CNC旋盤：主運動が工作物の回転であり、旋削工具の移動が送り運動となって回転面を加工する工作機械を指します。さまざまな回転形成面の加工に使用できます。旋盤には多くの種類があり、異なる加工方法に基づいて以下のカテゴリーに分類できます。

CNC穴加工機（ドリリングマシン）：ワークピースの穴加工に使用され、センタードリル位置決め、ドリル、リーマ、座ぐり、穴あけ、ボーリングなどの穴加工操作を行います。CNCフライス盤の線形補間、円弧補間、複雑曲線補間動作による連続制御機能で、ワークピースの平面と曲面をフライス加工します。

CNCプラズマ切断機：部品の穴加工に使用され、ドリル、センタードリル位置決め、座ぐり、リーマ、穴あけ、ボーリングなどの穴加工操作を行います。連続制御機能は、CNCドリルフライス盤の円弧補間、線形補間、周期曲線補間を使用して部品の曲面をフライス加工します。

CNC研削盤：ワークピースの表面を研削する工作機械です。

ポイントツーポイントシステムと輪郭制御システム

ポイントツーポイントシステム：材料と工具が特定の固定相対位置に配置され、工具が加工されて戻るまでその位置を保ちます。このタイプの装置には、ドリル盤、ボーリング盤、タッピング盤が含まれます。

輪郭制御システム（連続制御システム）：工作機械が部品の輪郭に沿って材料を切削するため、連続した経路で動作します。このような装置には、旋盤、フライス盤、フライス盤が含まれます。

軸数による5グループ分類

2軸CNC工作機械：旋盤のように2軸のみを使用でき、工具がX、Zなど2方向に動きます。

2.5軸CNC工作機械：3軸システムですが、動作は3次元ではありません。X軸とY軸がまず位置に移動し、その後第3軸が作動を開始します。ドリル・タッピングマシンなどが該当します。

3軸CNC工作機械：X、Y、Zの3軸が同時に動きます。現在最も広く使用され、汎用性が高く、高精度・高精度な工作機械です。自動/対話操作、スロットフライス、ドリル、シャープエッジ切削に使用できます。

4軸CNC工作機械：3軸工作機械にA軸またはB軸でさらに1回転を加えたもの。一般的な例は立形工作機械や横形工作機械です。4軸加工では追加軸でフライス加工が行われ、X、Y、Zでの操作は3軸システムと同じで、A軸またはB軸での回転はX軸周りの軸となります。

5軸CNC工作機械：3軸工作機械に、A軸とB軸で2方向（YとZ）に追加回転を加えたもの。回転はテーブルの移動と主軸（支点）の動きによってそれぞれ与えられます。5軸機は高度なCNC工作機械です。その多次元回転と工具動作により、アンダーカットと深いポケットへのアクセス改善、比類なき仕上げ、速度によって精密で複雑な部品の製造が可能になり、航空宇宙部品、人工骨、チタン部品、石油ガス機械部品、軍事製品などの高度な用途によく使用されます。

オープンループシステムとクローズドループシステム

制御ループの観点から、CNC工作機械はオープンループシステムとクローズドループシステムに分類できます。

オープンループCNC工作機械は、コントローラシステムとモーター間の通信が一方向のシステムです。オープンループシステムでは非常にシンプルなプロセスです。ユーザーの目的に応じて、CNCソフトウェアが必要なステップと方向信号を使用して情報を作成します。コンピュータがこの情報をコントローラに送信し、コントローラがフィードバックなしでモーターに電力を供給します。オープンループCNC工作機械はステッピングモーターを使用します。

クローズドループCNC工作機械は、モーターの出力を監視し、位置、速度、加速度の誤差を修正できるフィードバックシステムを持っています。フィードバックはCNCコントローラまたはコンピュータに返されます。前者がより一般的です。信号発生器またはコンピュータにフィードバックするシステムは、通常ハイエンド機械に存在します。