ターニングセンターの基礎：主要機能と用途を徹底解説

ターニングセンターとは

ターニングセンターは、高精度部品の製造・加工に使用される現代的な工作機械です。この種の加工工具は、円筒形ワークの加工に最適です。ただし、対称軸があれば、ほぼあらゆる形状のワークを加工できます。ターニングセンターの基本原理はシンプルです。ワークはスピンドルに接続されたチャックで保持され、スピンドルが高速回転させます。ワークが回転（旋削）している間、固定された切削工具がワークの外周に対して進み、表面から材料を除去します。

ワーク表面から材料を削り取ることで、ワークの直径を減らします。切削工具は直線的に動き、ワーク表面に輪郭やプロファイルを作ります。一般的に、切削工具は部品の半径方向軸と軸方向軸の2方向に動きます。この2方向の移動により、ターニングセンターは部品の内径と外径の両方を変更できます。内径と外径を変更することを、それぞれID旋削、OD旋削と呼びます。ターニングセンターは、旋盤やターニングレースとも呼ばれます。

ターニングセンターの利点

通常「旋盤」と呼ばれますが、ターニングセンターはコンピュータ数値制御（CNC）システムを搭載した、より高度な加工能力を持つ旋盤です。CNCシステムは旋削プロセスの操作を制御・監視し、精度・精密さ・生産性を向上させます。このシステムにより、ターニングセンターは旋削だけでなく、フライス加工、端面加工、穴あけ加工なども実行可能です。さらに、副スピンドルを備えた機械では、CNCシステムが効率と加工能力をさらに高めます。ターニングセンターの主な利点は以下の通りです。

• 高トルク・高速スピンドルによる高速・高精度・積極的な金属除去
• 第2スピンドルによる背面仕上げや順次部品加工
• 回転工具スピンドルによるフライス・穴あけ・タッピング性能
• 二重スピンドル・二重タレット構成による革新的な部品加工オプション
• 全周ヘッドストックブレーキ設計
• Y軸機能による部品形状の広い加工範囲
• 強力な内蔵NC制御テールストックによる自動化プロセス
• ハイブリッドローラーガイドによる長期精度の耐久性と信頼性
• オプションのボーリングバー深穴加工による極めて生産的な加工
• ユーザーフレンドリーで高機能なCNC制御によるプログラミング簡素化と生産性向上
• バー送り装置、ゲートローダー、アーティキュレートロボットの準拠による生産性向上と無人運転

ターニングセンターの多軸加工

従来の2軸旋盤工具はワーク直径のみを制御します。コーナーを回り込んだり、中央で交差したりすることはできません。多軸CNCターニングセンターは、工具を動かしてコーナー周りを切削できます。この機能により、従来の2軸旋盤では届かない材料を除去できます。CNCターニングセンターでは、ドリル加工、穴あけ、開口などが容易に行えます。これらの操作は遠心分離中に要素軸の中心で行われます。また、ライブツール機能により、ワークが静止しているときにもこれらの操作が可能です。工具は仕様が要求する場所に穴を開けられます。この機能により、異なるステーションでの追加工程が不要になります。

3軸旋盤

第3軸（Y軸）はX軸とZ軸に垂直で、曲面加工を可能にします。ねじアクチュエータで駆動され、Y軸ガイドはリニアガイドまたはボックスガイドに沿ってスライドします。工具を追加の方法で動かすことで移動を実現します。一部の機械には複数の工具位置とタレット上のモーター駆動工具ポケットがあります。タレットはキャリッジに取り付けられます。他にはタレット表面に専用フライス工具コントローラを搭載したものもあります。最大30本の工具容量を持つ大型エンジンが、この自動工具交換装置には必要です。また、傾斜ベッドにY軸ロードを搭載するメーカーもあれば、工具交換オプション付きの独立したフライスヘッドを組み立てるメーカーもあります。

4軸旋盤

ライブツーリングを効果的に機能させるには、ワークを正確に位置決めする必要があります。これはスピンドルまたは回転C軸を使用して行います。タレットに搭載された小型サーボモーターは、メインスピンドルが回転を停止すると作動し、旋盤を従来のフライス盤に変えます。サーボモーターによる位置保持により、位置決めと輪郭移動の両方が可能になります。X-Y-Z軸とC軸の同時移動を使用して、プロファイリング切削を実行できます。

5軸旋盤

第5軸は通常A軸またはB軸で、機械はXYZACまたはXYZBC工具パスを持ちます。B軸の能力が、5軸機械を前の4軸機械と区別します。この軸はY軸を中心に回転し、複雑な角度での切削を可能にします。5軸機械はフライス加工と旋削加工の全範囲をサポートし、すべてのフライス加工と旋削加工を1回のセットアップで実行できます。

旋削以外にターニングセンターが実行する操作

ナーリングは自然な工具グリップを確保します。特に工具などの機械加工部品には、ユーザーがしっかり握れる必要があります。滑らかな表面は滑りやすいため、ナーリングで表面にパターンを押し付け、扱いやすくします。ソケットやその他の金属工具には通常ナーリング加工されたハンドルがあります。

テーパー切削は2軸以上のおかげで容易です。鉛筆を削るイメージです。この機能の実行には、CNC旋削では利用できないオプションが必要です。テーパーは部品の端に最も適していますが、部品の長さに沿ってどこでも使用可能です。

ねじ切りはCNCターニングセンターで加工時間を短縮します。従来の旋盤ではねじ切りは別工程で、オペレーターが取り外して別のステーションでねじを切る必要がありました。この工程は時間がかかり、不必要なリスクを伴います。精密なねじ切りは要素を固定し、大幅な時間短縮が可能です。