精密CNCマシニングセンター：高度な金属除去ソリューション

フライス盤と旋盤は、従来機を超える広範な能力を持つマシニングセンターへと進化しました。これらは、簡単な精密加工から複雑な精密加工、単品から大量生産まで幅広く対応します。

本ブログでは、マシニングセンターが通常のCNC工作機械とどう異なるか、そして設計者にコスト効率の良い付加価値機能の導入をどう可能にするかを説明します。

マシニングセンターとターニングセンター

マシニングセンターは、CNCフライス盤と旋盤の拡張版です。一般的に、マシニングセンターの核心は垂直または水平フライス盤ですが、ターニングセンターも含めて呼ばれます。

マシニングセンターとターニングセンターには、生産性を高める複数の機能が組み込まれています。主なものは：

• 自動工具交換（ATC）
• 追加軸
• 他設備との統合

これら、特に追加軸の影響により、ターニングセンターで一部フライス加工を行ったり、マシニングセンターで円筒形状を加工したりすることが可能になりました。それぞれ詳しく見ていきましょう。

自動工具交換（ATC）

マシニングセンターには通常、複数の工具を収納したマガジンが装備されています。工具交換装置がスピンドルから工具を素早く取り出し、別の工具と交換して、穴、スロット、小さな内部Rなどの特定形状を加工します。

旋盤では、追加の切削工具をタレットに保持できます。タレットがインデックスして、必要に応じて特定の工具をワークピースに当てます。タレットの一部ステーションは動力駆動可能で、「ライブツーリング」となり、小規模なフライス・穴あけ加工が可能です。

追加軸

ターニングセンターの「ライブツーリング」は、実質的に機械軸数を増やし、単一セットアップでより多くの加工を可能にします。同様に、マシニングセンターでもスピンドルやテーブルを傾斜させる機能が増えています。これにより2軸追加され、複雑な輪郭の5軸加工が可能になります。

統合

精密加工技術の進歩に伴い、フライスと旋盤作業の他の部分を自動化することが重要になっています。特に重要なのは、チップ除去とワークのロード・アンロードです。

自動チップ除去は、チップを清掃・保管機能へ搬送することで機械ダウンタイムを削減します。自動ロード・アンロードはオーバーヘッドガントリーで可能ですが、ロボットが担うケースが増えています。安全で効率的なロード・アンロードには、工作機械CNCとロボットコントローラーの緊密な統合が必要です。

部品設計と製造への影響

これらの加工技術進歩がもたらす大きな変化は、設計者が円筒部品かプリズマティック部品かの二者択一で考える必要がなくなったことです。現代の旋盤は、機械軸以外の方向へフライス加工・穴あけ・タッピングが可能で、フライス盤は複雑な輪郭や円形面を切削できます。

この柔軟性の向上により、特定形状を加工するためにジョブを機械間で移動させる必要性が減ります。これにより、セットアップ数削減による複雑形状のコスト効率良い加工が可能になり、製造リードタイム短縮に貢献します。また、設計者が製造可能性要件を満たすために製品性能を妥協する必要もなくなります。

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