5軸加工の習得：精度、効率、主要アプリケーション

20世紀初頭にはマシニングセンタは存在しませんでした。別の副構造がさらに2軸、すなわちAとB、またはBとC、AとC軸を含みます。これは通常、ロータリテーブル、クレードルベッド、下部構造に類似した他の機械構造です。これらは、コンピュータプログラミングの統合切削パス計画（CNC制御システムとも呼ばれる）の下で、上部構造（X、Y、Z軸）と同期させることができます。

5軸が際立つ理由

今日のスマート製造では、顧客オーダーは通常少量多品種です。しかし、より高い加工能力と耐久性を持つ加工センターにより、現代産業における金属加工ソリューションで最も効果的な加工方法の一つとなっています。5軸マシニングセンタはその3軸の祖先から進化し、数十年にわたり製造業で広く使用されてきました。

近年、マシニングセンタは少なくともX、Y、Zの3軸を持つよう設計されています。同様に、立形・横形モデル問わず、誰でも他の軸を追加して5軸能力を持たせられます。ロータリテーブル上に2つの追加軸を設計することで、X、Y、Z軸を2つの新しい作業次元に移動させ、複数角度での切削プロセスを可能にします。

前述の通り、5軸機で実行可能な操作は多岐にわたり、作業者の時間を大幅に節約し、現在の加工手順を改善できます。進化する製造業のニーズに応える様々なタイプのマシニングセンタがあります。5軸CNCマシンとの主な違いは、回転軸の配置です。マシニングセンタの第2の5軸構成はスイングヘッド型で、これ単体でほとんどの加工角度を実現でき、他の5軸構成と比較されます。このタイプは最も便利とされ、単一のシェイキングヘッドで全工具を一度に完結できます。

スイングヘッドと上下構造に加え、4+1型5軸マシニングセンタもあります。マシニングセンタは上部構造に4つの動く軸を含み、そのうち1つが下部構造用です。つまり、4軸マシンの構造に基づいて設計され、既存の4軸に比べて金属加工オペレータに追加の1軸を提供します。

5軸とダブルコラム構造

より良い切削剛性を得るため、ダブルコラム構造と5軸機能の組み合わせは、加工振動問題を解決しつつ精度を向上させる非常に実用的な解決策の一つです。ダブルコラム5軸マシニングセンタは通常、固定コラム型と移動コラム型の2タイプに分類されます。
固定コラムでは、両コラムが固定され動かせません。後者はもう一方の軸の可能性を許容し、加工の利便性を大幅に向上させます。CNC 5軸ダブルコラムマシニングセンタは、多様な加工タスクを処理できる高度に発達した機械です。5軸開発後、この特定機種の開発は業界で順調に進み、その後マシニングセンタは様々な産業で広く使用されました。特に航空宇宙、自動車、造船業界では、重切削と複雑角度が加工タスクの基本基盤であるため、重要な役割を果たしてきました。

結論

本記事では、マシニングセンタにおける5軸の配置、特にコンピュータプログラミングの5軸マシニングセンタモデルを紹介しました。このモデルは全プロセスを通じてCNC制御システムで制御されます。明らかに、複雑加工と高標準剛性の産業トレンドが到来しており、生産ライン上のすべてのフライスベース機械がそのタスクを処理できる必要があります。レイアウトに関わらず、加工要件を満たせばメーカーは5軸機を採用できます。最も重要なのは、顧客とエンドユーザーもそれを受け入れられることです。