精密加工に立形旋盤センターを選ぶべき理由

立形旋盤センターとは

立形旋盤センターは、立形旋盤、VTL、垂直搭載CNC旋盤などとも呼ばれます。立形旋盤センターは、同じ機械上で幅広い機械加工技術をカバーできるため、ドリル加工とフライス加工で事前加工された製品の仕上げを向上させることができます。製品構成に関するカスタマイズされた要求により適しています。

立形旋盤センターがその名を持つ理由は、スピンドルの配置にあります。CNC旋盤のスピンドルには、ヘッドストック側とテールストック側のものがあり、これらはワークピースのクランプと、切削工具から回転ワークピースへの切削動作の促進に使用されます。
ヘッドストック側のスピンドル、すなわち主軸は、通常使用されるものです。これは機械のベッドに取り付けられ、ベッドまたは水平面に垂直です。垂直スピンドルはワークピースの中心を貫き、作業中にワークピースを一緒に回転させます。もう一方のスピンドル、すなわち副軸は、メインスピンドルと反対側の上部テールストックに取り付けられます。このスピンドルは、反対側で追加のサポートを必要とする長いワークピースがない限り、機械が操作されるたびに使用されるわけではありません。

立形旋盤センターは垂直CNC旋盤としても知られるため、CNC旋盤で見られる機能を備えています。旋盤機械とは、静止した切削工具で工具がその軸上を移動しながら回転ワークピースを機械加工する作業原理を指します。旋盤が水平に搭載されている場合、切削工具はY軸上を移動します。旋盤が垂直に搭載されている場合、切削工具はZ軸上を移動します。
旋盤がコンピュータ化システムを採用すると、通常CNC旋盤と呼ばれます。これらのコンピュータ化システムは、製品設計と機械加工プロセスの制御を包含します。自動工具交換と自動工具またはテーブル位置決めを含むこれらすべての作業が、オペレーターではなくコンピュータの支援で実行されると、機械が達成できる製品の複雑さは手動操作よりもさらに高度になります。さらに、機械加工技術の精度を確保し、この機械の効率と生産性を向上させることができます。

立形旋盤センターの設計

立形旋盤センターの構成設計は、横形旋盤センターから導き出せますが、横形ユニットの反転形態です。横形旋盤センターは、機械の中心からヘッドストック上の回転ワークピース、またはヘッドストックとテールストックの両方に向かう横方向の動きを実行する水平搭載スピンドルを備えています。
これに対し、横形旋盤センターを反転させると、ヘッドストックが水平面上に位置し、垂直搭載スピンドルとワーク保持装置がワークピースに取り付けられます。違いは、立形旋盤センターのワークピースは、重力がワークピースの下で支持に関与するため、横形ユニットよりも少ないクランプ力で済むことです。
また、工具保持装置であるキャリッジにより、工具タレットが切削工具を垂直に保持できます。旋盤センターの前で立つと、この機械上のコンポーネント配置は左から右への長い機械ラインとして提示されます。対照的に、機械の前から見ると、立形旋盤センターの全幅は横形ユニットよりもはるかに小さくなります。

立形旋盤センターのコンポーネント

● ヘッドストック

ヘッドストックは機械の底部にあり、運動伝達機構を含むコンポーネントです。サーボモーター、伝達システム、ヘッドストック上のスピンドル、ワーク保持装置があり、この機構はハウジングで覆われ、水平面上に設置されています。

● テールストック

テールストックはヘッドストックの反対側、立形旋盤センターの上部に取り付けられます。より長いワークピースを両側で保持する必要がある場合に使用され、ワークピースを回転させるための副軸も装備されています。

● ワーク保持装置

ワーク保持装置は、ワークピースのサイズと形状に応じてチャックまたはコレットになります。ヘッドストック機構のスピンドルに取り付けられ、スピンドルがワークピースを回転駆動できるようにします。

● 工具保持装置

CNC機械の工具保持装置には、工具タレットを指す自動工具交換機能が必要です。工具タレットのカートリッジには、使用される複数の切削工具が収納されています。タレットを回転させるだけで、所望の工具を作業現場に提示できます。

● スピンドル

スピンドルは旋盤センターの可動部品です。ヘッドストックとテールストックに配置され、ワークピースを貫通し、それらの回転運動を促進して機械加工を行います。

● クーラントシステム

切削プロセスが採用される際、接触面と工具およびワークピースを包含する部分を含む作業現場にクーラントを供給するクーラントシステムが必要です。工具とワークピースが高速回転運動の圧力下で互いに接触すると、そこには熱が発生します。クーラントシステムは接触面を冷却し、作業現場の過熱と作業環境での危険を防止するために使用されます。

● サーボモーター

サーボモーターは、CNC機械の可動部品への動力供給源です。電源は電気であり、電気が供給されると、電気エネルギーが伝達システムを通じて伝送されます。伝達プロセス中、電気エネルギーは運動エネルギーに変換され、回転運動を持つスピンドルに伝達され、これがスピンドルを回転させる原因となります。

立形旋盤センターでできること

金属加工業界では、金属ワークピースへの機械加工は、幅広い製品製造をカバーする概念です。大きなワークピースから小さな部品への分離、ワークピースの初期構成、最終的な仕上げの仕上げまで。一般的に、これらのプロセスは、例えば縫い機やフライス盤など、いくつかの機械で完了する必要があり、時間、労力、多額のコストがかかります。
しかし、立形旋盤センターを採用すると、複数の機械の設置スペースをたった1台の機械に削減でき、横形ユニットよりもさらに少ないスペースで済みます。さらに、上記の機械加工を1台の旋盤センターで全て実行できるため、製造業者にとって大幅な時間、労力、コストの節約になります。