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Sep 11, 2023

注意: 斬新な構成で標準の 5 軸加工を超えて

昨年の多軸加工の探求では、ミルターンや加算-減算ハイブリッドなど、5 軸をはるかに超えるさまざまな構成に到達しました。 これらの機械は、複数の工具タレット、複数のスピンドル、またはスライド上の付加ヘッドを、場合によっては組み合わせて組み込むことによって、高い軸数に達しました。

個々の部品に 5 軸以上の同時動作を実際に適用した珍しい例は 1 つだけで、それは 2 つの異なるスピンドルを使用したものでした。 今年はシンプルに考えます。1 つの部品に係合する 1 つのスピンドルに関して 5 軸以上の動きを考慮する必要がありますか?

ケンタッキー州インディペンデンスにある KRC Machine Tool Solutions の共同創設者兼運用マネージャーである Jimmy Trusty 氏によると、よくあることですが、その答えは部品にあります。複数のセットアップで必要なすべてのカットを行うのにコストと難しさはありますか? (おそらく複数のマシンで) 6 軸を備えたマシンへの投資は正当化されますか? これまでのところ、肯定的に回答している企業のほとんどは、大型で高価値の公差の厳しい部品を扱う航空宇宙産業に属しています。 しかし、6 軸ソリューションのコストは低下しているため、計算は変わりつつあります。

鍵となるのは 2 軸カッティング ヘッドのコストである、とトラスティ氏は説明しました。 一般的な 6 軸構成には、3 つの直線軸、回転テーブル、および 2 つの軸で旋回するカッティング ヘッドが含まれます。 重切削のためにヘッドを特定の角度でロックしたい場合には、これらの 2 軸ヘッドにハース カップリングまたは油圧クランプ機構を装備することができます。 トラスティ氏によると、台湾やイタリアなどの製造業者は現在、高級マシニングセンターで一般的な15万～20万ドルの価格に対し、わずか2万ドルの二軸ヘッドを提供しているという。

工作機械メーカーは、おそらく 6 桁のヘッドを備えた安価な機械を販売することはできないだろうとトラスティ氏は指摘しました。 しかし、手頃な価格の 2 軸ヘッドを備えた低コストのマシンには、その余地があります。 「一部の機械のコストが下がるにつれて、通常はセットアップを削減するために、（6 軸加工が）他の業界でも適用され始めています」とトラスティ氏は言いました。 「2 台または 3 台のマシンに移動する代わりに、1 台のマシンでパーツを実行できます。」

Trusty は、これらの低コストのヘッドは、高価なモデルのような寿命や高い回転数を提供しませんが、適用される小型の機械や小規模なタスクには十分に機能すると述べました。 自動車のアフターマーケット用途はその一例です。

「自動車には常に 5 軸がありましたが、それは回転テーブルの 5 軸でした」とトラスティ氏は言いました。 「現在、2 軸ヘッドと 3 つまたは 4 つの直線軸を備えた水平および垂直回転テーブル機械が見られます。 これらの機械の多くは 6 軸または 7 軸を同時に適用することはできませんが、2 つの回転軸で部品の位置を調整できるため、ヘッド内の他の 2 つの軸が、ポケットに入るなど、必要な目的地に到達できるようになります。」

多軸加工ではよく言われることですが、ほとんどの 5 軸加工機は通常、5 軸同時補間による切削を行っていません。 代わりに、2 つの軸が一時的に固定された位置に到着し、その後 3 つの軸がカット内を移動します。 したがって、「3+2 軸加工」と呼ばれます。

同様に、トラスティ氏は、「3+3 加工」というフレーズを使う人を聞いたことがないにもかかわらず、ほとんどの 6 軸機械はカットを通じてすべての軸を移動させるわけではないと指摘しました。 しかし、6 番目の軸は「全く新しい位置決め機能を提供します」とトラスティ氏は宣言しました。 そして、そうでなければ必要なカットを行うことができない状況も実際にあります。 場合によっては 6 軸の同時補間が必要になる場合もあると同氏は語ります。

KRC の 6 軸 Helix 横形マシニング センターを例に挙げます。 事実上すべてがカスタマイズ可能ですが、標準構成では、直径 72 インチ (1,822 mm) のテーブル (B 軸) を備え、X 方向に 78 インチ (1,980 mm)、Y 方向に 147 インチ (3,734 mm) のクロストラベルを誇ります。 Z 軸の垂直移動量は 66 インチ (1,676 mm) で、Z に平行に 360° 回転し、さらに Z に垂直に ±110° 回転する 2 軸ヘッドを搭載しています。標準スピンドルは 46 hp (34kW) と 12,000 rpm を提供します。 HSK100A インターフェースを搭載し、最大 30,000 rpm まで回転可能です。