CNC旋盤軸の理解：クイック概要

CNC旋盤軸とは

まず、CNCはコンピュータ数値制御を指し、操作と工具の動きがプログラムされたコンピュータソフトウェアによって制御・駆動されるシステムです。旋盤は、加工対象の製品を回転させ、機械加工工具に対して作業させることで、原材料を切削・成形する機械です。
従来の旋盤は2軸のみの機械を指します。しかし、CNC旋盤機械、別名CNCマシニングセンターは、第3軸、第4軸、さらには第5軸を備えた高度な旋盤です。この場合、2軸以上を持つCNC旋盤は旋盤センターとも呼ばれます。CNC旋盤軸とは、このコンピュータ数値制御機械上の軸を指します。
指示はCAD（コンピュータ支援設計）ソフトウェアを通じて一連の逐次コマンドに変換され、その後CNC旋盤はプログラムされた指示に基づいて軸を操作できます。物理的操作のための人手を必要とせず、CNCマシニングセンターの応用はコストと時間を削減し、精度と生産性のレベルを向上させます。

9つのCNC旋盤軸と動き

CNCマシニングセンターにおける9つのCNC旋盤軸には、直線軸であるX、Y、Z軸、回転軸を指すA、B、C軸、そしてX、Y、Z軸にそれぞれ平行なU、V、W軸があります。XYZ平面上で動作する場合、X軸は垂直方向に動作し、Y軸は水平方向に動作し、Z軸は奥行き方向です。Z軸は、マシニングセンターの主軸と整列しているCNC旋盤軸です。通常、X軸の動きは左から右へ、Y軸は前から後ろへ、最後にZ軸は上下に動きます。第4軸であるA軸は、X軸周りの180°回転軸です。同様に、B軸とC軸は、5軸マシニングセンターにおいてY軸、Z軸周りの180°回転をそれぞれ表します。

複数のCNC旋盤軸を持つマシニングセンター

CNC旋盤の軸数は、実行できる金属加工の種類、達成できる品質と詳細、作業可能な製品の位置を定義します。前述の通り、XYZ、ABC、UVW軸があります。2軸旋盤にはX軸とZ軸があり、3軸旋盤にはX、Y、Z軸があり、4軸旋盤にはX、Y、Z軸に加えX軸周りを回転するA軸があります。最後に、5軸旋盤にはX、Y、Z軸に加え、X、Y、Z軸周りを回転するA、B、C軸があります。以下に2軸旋盤、3軸、4軸、5軸マシニングセンターを紹介します。よりわかりやすくするために：

● CNC 2軸旋盤：

標準的な2軸旋盤はX軸とZ軸を持ち、オペレーターはワークピースの内径と外径を旋削できます。

● CNC 3軸旋盤：

CNC機械加工において、切削工具がXYZ平面上で材料に対して作業する際、ワークピースは同じ位置に配置されます。3軸マシニング旋盤は、詳細が少なく、切削深さが浅いワークピースに最適です。フライス加工、穴あけ、金属部品のエッジ切断などの用途に適しています。

● CNC 4軸旋盤：

3軸旋盤と比較して、このタイプのCNCマシニングセンターには追加の回転運動、すなわちA軸を利用できます。第4軸は、部品を自動的に反対側に回転させ、切削工具で材料を除去できます。この機能は、両面での穴あけや切削、連続または間欠的な切削、表面への彫刻が必要な製品に非常に適しています。

● CNC 5軸旋盤：

金属部品を5面から同時に自動的に移動させ、機械加工中に単一の部品を5面すべてで加工できます。オペレーターは、基本のX、Y、Z軸に加えて、A、B、C回転軸のうち2つを選択して作業を操作できます。システムは、実質的により複雑な動きのためにより多くのCNCプログラミング指示と準備時間を必要とします。CNC 5軸旋盤は、高品質な表面仕上げ、複雑な形状切断、高精度、多くの産業用途への高速生産を提供できます。例えば、航空宇宙、造船、自動車、フライス加工、レーザー切断、ウォータージェット切断材料などの産業製造で広く使用されています。