5 軸加工における軸とは何ですか?

最近、私は記事を書いて、3軸と5軸のCNCマシンについて議論しました。5軸加工は現代的で、複雑な形状を作成するのに優れていると述べました。その優秀さの理由は、5つの回転軸にあります。そのため、メーカーは5軸加工に傾倒しています。しかし、5軸加工でそれを非常に効果的にする軸は何でしょうか?

 

前述したように、5軸加工は比較的新しい技術です。プロの規模では一般的ですが、小規模メーカーは一般的に価格が高いため避けています。そのため、3軸マシンよりも5軸加工に関する情報はあまり一般的ではありません。5軸加工について知りたいですか? もしそうなら、始めましょう!

 

5軸加工の概要

5軸加工は現代の製造プロセスです。より正確で、非常に複雑な形状を簡単に作成できます。このプロセスでは、切削工具が3軸ではなく5軸で移動できる5軸マシンを使用します。そのため、これらのツールは5つの異なる方向からワークピースにアプローチできます。その結果、難しい形状にも簡単に対応できます。

 

以前は、市場では 3 軸マシンのみが使用されていました。 代わりに、安価であることから、現在まで業界で非常に普及しています。 ただし、これらの 5 軸マシンは比較的最新であり、かなりの投資が必要です。 小規模なショップで 5 軸加工を目にすることはありません。 ただし、5 軸加工には多くの利点があります。

 

5 軸マシンは、精度、速度、および複雑な形状を作成する機能を提供します。 以前は、CNC マシンは正確で高速でしたが、複雑な形状を作成するのには理想的ではありませんでした。 なぜでしょうか。 切削工具の移動軸が限られていたためです。 ただし、これらの 5 軸マシンは、移動軸の点で多様です。

 

これらのマシンの切削工具は 5 軸で移動できます。 簡単に言えば、切削工具は工具を切断するための角度が増えます。 その結果、ワークピースを正確に形作ります。 さらに、切断のたびにワークピースを再配置する必要はありません。ツールはコンピューターによる指示に従って調整され、材料を簡単に切断します。

 

5 軸加工における軸とは何ですか?

CNC 加工における軸は方向またはパスを示します。切削工具はこれらのパスまたは方向に移動して複雑な形状を作成できます。5 軸加工では、X、Y、Z、A、B 軸が使用されます。簡単に言えば、切削工具はワークピースを切断するときに 5 方向に移動します。

 

1 つの軸は 1 つのパスを示すため、5 軸加工機では、ワークピースを切断するときにカッターが 5 つのパスで移動できます。先ほど述べたように、従来の機械には X、Y、Z 軸の 3 つの軸がありました。そのため、切削工具はこれらの 3 つの軸のみを移動する必要がありました。

 

カッターの動きが制限されているため、パフォーマンスが制限されていました。これらの 5 軸加工機では、さらに 2 つの軸が使用されます。従来の CNC 加工機に付属する軸は次のとおりです。

 

• X 軸: この軸により、切削工具は横方向に移動できます。横方向の動きに戸惑っていませんか? これは、工具が右から左に動くことができることを示しています。
• Y 軸: この軸により、切削工具は前後に動きます。つまり、工具は前後方向に動きます。
• Z 軸: この軸により、工具は上下方向に動きます。この軸により、切削工具はワークピースを上から切断します。

 

これらの 3 つの軸は、3 軸と 5 軸加工システムの両方で標準です。ただし、5 軸マシンは 2 つの追加軸で構成されています。その名前は次のとおりです。

 

• A 軸: この軸は、切削工具またはワークピースの回転を提供します。これは、前述の X 軸を中心に回転します。この追加の A 軸により、切削工具は前後に傾くことができます。
• B 軸: この軸は Y 軸を中心に回転します。切削工具は左右に傾くことができ、ワークピースを切断する角度を増やすことができます。A 軸と B 軸は回転運動に関連していることを覚えておいてください。切削工具は、さまざまな方向と角度からワークピースを傾け、回転し、アプローチします。これにより、これらの 5 軸マシンのパフォーマンスが向上します。

 

5 軸加工における 5 軸の利点

 

先ほど述べたように、5 軸加工機はより汎用性が高く、柔軟性があります。5 軸の動きにより、これらの機械は複雑な形状を作成できます。これらの機械を使用すると、パフォーマンスと精度が向上します。古い機械には 2 軸または 3 軸が付属しています。カッターはいくつかの軸でしか移動できません。

 

そのため、さまざまな角度や方向からワークピースを切断することはできません。5 軸の利点について詳しく見ていきましょう。

 

• 5 軸加工機を使用すると、ワークピースを 1 回で切断できます。ワークピースの位置を何度も調整する必要はありません。ワークピースの位置を変更すると時間がかかり、効率が低下することに注意してください。
• 5 軸加工機は、3 軸加工セットアップよりも精度が高くなります。なぜでしょうか。さまざまな角度からワークピースを切断できるためです。さらに、ツールは複雑な指示にも簡単に従えます。3 軸加工機では、切削ツールの動きが制限されるため、精度に影響します。軸数が少ないため、ツールは指示に完全に従いません。
• 5軸加工システムは、複雑な形状の製品を作成する能力が優れています。さまざまなプロジェクトを完了し、より多くのビジネスを獲得できます。軸数の少ないマシンは、生産能力の点で制限があります。
• 5軸マシンは複雑なタスクを非常に短い時間で完了できるため、実行時間が短くなります。つまり、エネルギー消費が少なくなり、お金を節約できます。
• 5軸加工はタスクをすばやく完了します。そのため、厳しい期限を簡単に守ることができます。ビジネス全体の生産性が向上します。軸数の少ない古いマシンは少し遅いです。切削タスクを完了するのにより多くのサイクルが必要です。

 

5軸CNC加工はどのように機能しますか?

これらの5軸加工システムは、3軸加工システムと同様に機能します。大きな違いは軸の数にあります。これらの加工システムがどのように機能するかを簡単に見てみましょう。

 

1-デザインの作成

 

最初に、必要な製品の形状を設計します。このステップは、すべてのCNCベースのマシンで一般的です。以前の記事で述べたように、これらのデザインを作成するためにさまざまなソフトウェアが利用できます。ただし、CADソフトウェアが最も人気があります。なぜでしょうか?

 

ユーザーフレンドリーなインターフェイスがあり、ユーザーが簡単に3Dモデルを作成できるためです。通常、このプロセスはメーカーによって処理されます。顧客の場合は、専門のデザイナーと一緒に準備することもできます。製造会社にもCADデザイナーがいます。したがって、CADソフトウェアのノウハウがなくても心配する必要はありません。

 

簡単なハイライト: 外部のデザイナーに3Dモデルを作成することは決してお勧めしません。代わりに、設計プロセスは常に部品を製造するメーカーに任せるべきです。あなたがしなければならないのは、要件を伝えることだけです。彼らがプロセス全体を処理してくれるので、エラーの可能性が減ります。

 

2- コード化された指示の作成

 

2 番目のステップも、すべての CNC 加工で標準です。設計をコード化された指示に変換する必要があります。しかし、問題は、どのようにするかです。この段階では、CAM (コンピューター支援製造) ソフトウェアを使用する必要があります。

 

設計をこのソフトウェアに渡す必要があります。処理後、プログラムされた指示が提供されます。これらの指示はコンピューターに送られます。これらの指示は切削工具用であることを忘れないでください。コンピューターはこの指示を読み取り、切削工具にどのように移動するかについて適切な信号を送信します。

 

3- コード化された指示の実行

 

5 軸マシンはコンピューター化されたシステムで構成されています。このコンピューターはコード化された指示を解釈し、切削工具に信号を送信します。これらの指示は、切削工具にどの方向に移動するかを指示することを忘れないでください。指示は、最初のステップで作成された設計に基づいています。ツールが指示に従うと、デザインの形状が作成されます。

 

これらのツールは、同時にさまざまな方向と角度で動くことを覚えておいてください。5 軸のマシンについて話しているので、ツールは指示に従って 5 つの異なるパスで動きます。そのため、ツールはワークピースを効果的に切断します。切削ツールが 5 軸で動くことが、他の CNC 加工システムとの違いです。

 

よくある質問

 

5 軸マシンの軸とは何ですか?

5 つの軸は、X、Y、Z、A、B です。それぞれが特定の方向にカッターを移動させます。

 

マシンの軸とは何ですか?

CNC マシンの軸は、カッターが移動する経路です。軸の数が多いほど、CNC マシンの移動経路または方向が多くなります。このようなマシンは、複雑な形状の製品を簡単に作成できます。

 

5 軸 CNC マシンは投資する価値がありますか?

はい、5 軸マシンは非常に汎用性が高く、柔軟性があります。複雑な形状を作成したり、さまざまな角度から材料を切断したりできます。さらに、複雑なタスクを 1 回で完了できるため、確立されたビジネスに最適です。ただし、小規模なショップにこれらのマシンを購入することはお勧めしません。非常に高価であり、大きな欠点です。

 

結論

 

CNC マシンが大きな革命であったことは議論の余地がありません。以前は数日かかっていた製造プロセスが、今では数分で完了します。さまざまな種類の CNC マシンが利用可能です。 2 軸から 3 軸のものもあります。一般的に、2 軸または 3 軸の機械は、作業とパフォーマンスが非常に制限されます。

 

その一方で、5 軸の非常に高度な機械もあります。この記事では、それらの 5 軸について詳細に説明しました。5 軸 CNC 加工には多くの利点とメリットがあることは間違いありません。ただし、これらの 5 軸には、加工コストが高くなるというトレードオフがあり、それが大きな魅力となっています。