CNC工作機械の種類と選択
CNC工作機械の工程は複雑であり、ワークピースの工程を分析する際には、部品の加工経路の配置、工作機械の選定、切削工具の選定、部品のクランプなど、一連の要素を考慮する必要があります。その中でも、工作機械の選定は特に重要です。なぜなら、CNC工作機械の種類によって、加工工程やワークピースが異なるからです。企業が効率を向上させ、投資を削減したいのであれば、工作機械を合理的に選定することが不可欠です。
一般的な CNC 工作機械の種類には主に次のものがあります。
I. CNC工作機械の工程による種類
1. 金属切削 CNC 工作機械: この種の工作機械は、CNC 旋盤、CNC フライス盤、CNC 掘削機、CNC 研削盤、CNC ギア工作機械など、従来の旋削、フライス加工、穴あけ、研削、ギア切削加工の工作機械に相当します。これらの CNC 工作機械は加工方法に大きな違いがありますが、工作機械の動きや動作はデジタル制御されており、効率が高く、自動化の度合いも高いです。
2. 特殊プロセス CNC 工作機械: 切断プロセス CNC 工作機械に加えて、CNC 工作機械は、CNC ワイヤー切断工作機械、CNC スパーク成形工作機械、CNC プラズマアーク切断工作機械、CNC 火炎切断工作機械、CNC レーザー工作機械などにも広く使用されています。
3. プレートスタンピング CNC 工作機械: この種の工作機械は、CNC プレス、CNC せん断機、CNC 曲げ機など、主に金属プレートのスタンピングに使用されます。
II. 制御された運動軌道に応じてタイプを分類する
1. ポイント制御CNC工作機械：工作機械のCNCシステムは、移動終点の座標値のみを制御し、ポイントとポイント間の移動軌跡は制御しません。このタイプのCNC工作機械には、主にCNC座標ボーリングマシン、CNCドリルマシン、CNCパンチングマシン、CNCスポット溶接機などが含まれます。
2. 直線制御CNC工作機械：直線制御CNC工作機械は、工具または加工台を座標軸に平行な方向に適切な送り速度で直線的に移動させ、切削加工を行うことができます。送り速度は、切削条件に応じて一定の範囲内で変化させることができます。直線制御を備えたシンプルなCNC旋盤は、ステップ軸として使用できる座標軸が2つしかありません。直線制御CNCフライス盤は、平面フライス加工に使用できる座標軸が3つあります。
3. 輪郭制御CNC工作機械：輪郭制御CNC工作機械は、2つ以上の動作の変位と速度を連続的に制御することで、合成平面または空間の運動軌跡が部品の輪郭の要件を満たすことができます。一般的に使用されているCNC旋盤、CNCフライス盤、CNCグラインダーは、典型的な輪郭制御CNC工作機械です。
III. 駆動装置の特性に応じてタイプを分類する
1. オープンループ制御CNC工作機械：このタイプの制御CNC工作機械は、制御システムに位置検出要素がなく、駆動部は通常ステッピングモーターです。情報は一方向であるため、オープンループ制御CNC工作機械と呼ばれます。これは、精度要件が低い小型・中型CNC工作機械、特にシンプルなCNC工作機械にのみ適しています。
2. 閉ループ制御CNC工作機械：操作テーブルの実際の変位を検出し、測定された実際の変位値を数値制御装置にフィードバックし、入力された指令変位値と比較し、その差に基づいて工作機械を制御し、最終的に可動部の正確な動作を実現します。この制御CNC工作機械は、工作機械の操作テーブルが制御リンクに含まれているため、閉ループ制御CNC工作機械と呼ばれます。
CNC工作機械の適切な選定は、企業の生産効率の向上とコスト削減にとって極めて重要です。選定にあたっては、部品の加工要件、工作機械の種類特性、そして企業の生産ニーズを総合的に考慮する必要があります。同時に、技術の継続的な進歩に伴い、CNC工作機械も進化を続けています。企業は最新の技術動向を常に把握し、自社のニーズに最適なCNC工作機械を選定する必要があります。