ニュース

Jul 11, 2023

マルチ

Nota: vai oltre la lavorazione standard a 5 assi con configurazioni innovative

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」とトラスティ氏は語った。 「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...。それらの機械の多くは 6 つまたは 7 つの軸を同時に適用することはできませんが、それらは可能です。 2 つの回転軸でパーツを配置し、ヘッドの他の 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します。」

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「全く新しい測位機能グループを提供します」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30,000rpmまで回転可能です。

KRC は、6 つの軸すべてを同時に動かす機能を必要とする航空宇宙産業の顧客にそのような機械を 1 台納入しました。 これは典型的なことではない、とトラスティ氏は述べたが、ある部分ではそれが必要だったと指摘した。 同氏は、その応用例を「直径約 3 フィート (10 m) の非常に複雑な航空機エンジン部品です。部品のいくつかの部分の内部および周囲を回転させるだけでも、機械加工プロセスで 6 つの軸が必要になるほど複雑です。」と説明しました。

トラスティ氏は、6 軸による柔軟性に加えて、大型の機械に複数のカッティング ヘッドを提供することもかなり標準的であり、多くの場合それらを自動的に切り替える機能を備えていると述べました。 各ヘッドは速度やトルク、軸構成などの機能が異なるため、複数のヘッドを使用すると、機械全体の幾何学的柔軟性が効果的に高まります。

おそらく極端な例として、ケンタッキー州ヘブロンの Starrag USA Inc. がシンシナティの Metalex Manufacturing に納入した 4 台のマシンのうちの最新のものに注目してください。 この新しいモンスターである Droop+Rein T シリーズ ポータル型マシニング センターには 12 個のマシニング ヘッドが付属しており、メタレックスはすでにさらに 2 個の追加を検討しています。

12 番目のヘッドは、航空宇宙産業の顧客向けに大きなアルミニウム リングをフライス加工するために、納入直前に Metalex が指定したもので、±203° 回転し、最大 18,000 rpm で動作する統合電動スピンドルを備えています。 Starrag 氏は、Metalex のヘッドの選択を「幅広い」と表現しました。 サプライヤーによれば、ヘッドは自動的に交換可能であり、すべてが無限回転する C 軸に乗ります。 Starrag 社は、この機械には「最大 1,770 フィートポンド (2,400 Nm) のフライストルクによる重加工」を実現する「2 つの連続ユニバーサルフォークタイプフライスヘッド」が搭載されていると報告しました。

機械のサイズも極端で、作業領域は X 方向に 748 インチ (19,000 mm)、Y 方向に 354 インチ (9,000 mm)、Z 方向に 118 インチ (3,000 mm) あります。Starrag 氏は、「連続可動クロスバー」を次のように考えています。 6 番目の軸 (W) を採用し、「さらに柔軟で汎用的な作業」のために 217 インチ (5,500 mm) の移動距離を挙げました。 X 軸ベッドには、それぞれのサイズが 236 x 315 インチ (6,000 x 8,000 mm) の 2 つのテーブルが搭載されています。

担当者が別々に作業できるようなレイアウトになっています。 たとえば、1 つのテーブルを機械加工に使用し、もう 1 つのテーブルを作業ゾーン外のセットアップまたは検査に使用することができます。 逆に、テーブルをタンデムに使用して 709 インチ (18,000 mm) まで拡張して、非常に長いワークピースをサポートすることもできます。

さらに、各テーブルには、149 hp (111 kW) のメインドライブを搭載した直径 236 インチ (6,000 mm) の統合円形回転テーブルが装備されています。これにより、最大 200 トン (181,000 kg) の重量のコンポーネントの回転加工が可能になります。したがって、Starrag は、Dörries 製品群から旋削工具ホルダーも供給しました。最後に、回転テーブルは、フライス加工や穴あけの際の精密な位置決めのための C 軸としても使用できます。つまり、Starrag の大規模プロジェクトのセールス ディレクターである Heiko Quack 氏は、次のように述べています。このマシンはそのサイズ、構成、多機能性においてユニークであると確信しました。」

私たちが自ら課した「一度に 1 つのスピンドル」という制限を打ち破って、KRC Fusion シリーズについて考えてみましょう。 マーケティング マネージャーの Caitlin DeVore 氏が説明したように、これらは KRC が「幅広いサイズと複数の加工目的に合わせて構成できるガントリー スタイルの機械です。このシステムは、各システムがターンキー ソリューションとして調整され、ニーズに合わせて構成された大判 CNC 加工を提供します」各顧客に固有の固有のプロセス要件。」

核融合機は、「作業エリア上に吊り下げられた平行レール上の可動ブリッジと二重垂直マスト」を特徴としています。 各マストには加工ヘッドが搭載されており、各ヘッドは 5 軸または 6 軸で移動できます。 フライス加工/ルーティングに加えて、Fusion の「加工ヘッド」は、超音波切断システム、研磨ウォータージェット、検査システム、アブレーション レーザー、または印刷システムにすることができます。 DeVore氏は、顧客は必要に応じて機械の納入後何年も経ってからテクノロジーを追加することもできると述べた。

「Fusion シリーズのハイブリッド マシニング センターは、高度に構成可能であり、1 つのワーク センター内でさまざまな加算、減算、および適応型マシニング テクノロジーを採用しているため、優れた柔軟性を提供します。」と彼女は要約しました。 「この多工程マシニングセンターは、トリミング、穴あけ、ルーティング、表面加工、マーキング、検査の各工程を 1 台の機械ですべて完了できます。」

私達と接続