目次
3 軸、4 軸、4 軸、5 軸 CNC ルーターマシンキットについて理解する
どの CNC ルーター マシンがあなたに適していますか?
実際に軸は何本必要ですか?
市場には非常に多くの異なるモデルがあるため、CNC ルーター キットを購入するのは気が遠くなるかもしれません。 3 軸、4 軸、または 5 軸 CNC ルーターが必要かどうかはどうやってわかりますか? 違いは何ですか? あなたは一人じゃない！ これは、CNC ルーターを初めて購入するすべての人にとって共通のジレンマです。 この簡単なガイドを読んで、それが何を意味するのか、どのモデルが自分と自分のニーズに適しているのかを理解してください。
3 軸、4 軸、4 軸、5 軸 CNC ルーターマシンキットについて理解する
現在市場で販売されているさまざまなタイプの一部を以下に示します。
5軸：XYZAB、XYZAC、XYZBC（主軸は左右180°回転可能）
4軸：XYZA、XYZB、XYZC（4軸リンケージ）。
4軸目：YZA、XZA（3軸リンク）。
3 軸: XYZ (3 軸リンケージ)。
A、B、または C 軸は、X、Y、Z 回転軸に対応します。
3軸CNCルーターマシン
3 軸 CNC ルーターは最も単純なタイプの機械で、同時に XNUMX つの異なる軸に沿って動作できるため、この名前が付けられました。
X 軸: 左から右へ
Y 軸: 前から後ろへ
Z軸：上下
3軸 CNCルーターマシン 2 つの軸に沿って同時に移動できます。 X 軸、Y 軸、Z 軸。 X 軸に沿って切断するとルーター ビットは左から右に移動し、Y 軸に沿って切断すると前から後ろに移動し、Z 軸に沿って切断すると上下に移動します。 これらの機械は主に、平面、2.5D、および XNUMXD 部品の切断に使用されます。 平彫りでも丸彫りでも、単純に平彫りと考えるとわかりやすいでしょう。
4軸CNCルーターマシン
一般に、A 軸とも呼ばれる 3 軸 CNC ルーター キットに回転軸を追加すると、4 番目の回転軸 CNC ルーターになります。 これは、より複雑なタスクを実行できる安価な方法ですが、適切な 4 軸マシンほど多用途性や効率性はありません。
では、実際の 4 軸 CNC ルーター キットと 4 軸 CNC ルーター キットをどのように区別できるのでしょうか? 4 軸 CNC ルーターの一般的な例は、短い丸い木の棒からの仏像の彫刻です。これは 4D 円筒彫刻であるため、3 つの軸を使用します。 4 軸ルーターは、3D 円筒ではなく円筒平面上での彫刻にしか使用できないため、これを行うことはできません。 4 軸加工機の価格が高くなるのはこのためです。
4軸CNCルーターマシン
4 軸と 4 軸の比較
4軸CNCルーターテーブルでは、3軸CNCルーターテーブルでは不可能な両面作業が可能になります。 4 軸 CNC 工作機械には、X、Y、Z、A (または B または C) 軸があり、すべて移動します。 追加の軸は、XYZA、XYZB、または XYZC と呼ばれます。 4 つの軸はリンクされており、同時に移動し、連動することができます。 これにより、規則的、不規則、対称、非対称の彫刻が可能になります。
4 軸とは、工作機械が X、Y、Z、A 軸に沿って同時に移動できること、つまり XNUMX つの異なる方向に同時に移動できることを意味します。 賢いですね？ 通常、X 軸は左右方向、Y 軸は前後方向、Z 軸は上下方向です。 A 軸は回転軸の正負の方向です。
4 軸は明らかに 3 軸を同時にリンクできません。 4 軸 CNC ルーター マシンは、4 軸ルーターと 4 軸ルーターの中間のようなものです。 大きく分けて3軸平面ルーター機と4軸XNUMXD CNCルーター機のXNUMX種類に分かれます。 名前が示すように、XNUMX 軸平面ルーター機械は材料の片面のみを彫刻または切断します。
4 軸 3D 加工とは、機械がある程度の 3D 回転彫刻または切削を実行できることを意味しますが、X、Y、Z 軸のいずれか 3 つが A 軸に変換されてルーティングされます。 これら XNUMX 種類の XNUMXD CNC マシンの違いをさまざまな角度から説明してみましょう。
1. 概念的には、4 軸加工機と 4 軸加工機の違いは、X、Y、Z、A の XNUMX 軸連動が同時に実行できるかどうかです。
2. 機械の制御システムを見ると、4 軸 CNC 機械は 4 軸リンク システムを使用し、XNUMX 軸目は XNUMX 軸リンク システムを使用します。
3. 4軸リンケージシステムは、機械の動作信号やパルスに応じて3軸信号を伝送します。 4 軸リンケージでは、XNUMX 軸よりも XNUMX つ少ない XNUMX 軸の信号伝送のみを使用します。
4. ルーティング効果によると、4 軸機は 4 軸機よりも処理能力が高く、処理はより均一で、死角が小さく、完成品はより複雑で、きれいで、魅力的です。 最も美しい模様を彫ることができます。
5. その他の違いには、4 軸のツールチップの点がいつでも変更できることが含まれます。 第 4 軸の工具先端は常にワークの中心を指します。 4 軸ルーターは、4 軸ルーターよりも高度で信頼性が高くなります。 3 軸は 60D CNC ルーターマシンの開発です。 認識すべき重要なことは、市場に出ている 3D CNC ルーター マシンの 4% 以上が 4 軸であるということです。 3軸4D CNC加工機を選択する際は、4軸モデルとXNUMX軸モデルの区別だけでなく、ワークの大きさ、重量、硬度、加工方法などの加工条件を分析することにも注意してください。 お金を払って何が得られるのかを必ず理解してください。
5軸CNCルーターマシン
ここで、CNC ルーターの核心に到達します。 これらのルーターは 3 軸および 4 軸 CNC マシン キットに似ていますが、移動できる追加の 3 つの軸があります。 これらの追加の軸により、材料の 4 つのエッジを同時に切断できるため、切断または彫刻時間が大幅に短縮されます。 ただし、これらのマシンは X 軸が長いため、安定性が低く、XNUMX 軸または XNUMX 軸 CNC ルーター キットよりも多くの注意を必要とする可能性があります。
技術的な詳細を見てみましょう 5軸 機械をより近くに置く
5軸CNC加工機は高効率・高精度で、一度のワーククランプで五面体の加工が可能です。 30軸リンクのハイエンド数値制御システムを搭載すれば、複雑な空間面の高精度加工も可能で、自動車や航空機の構造部品などの最新の金型の加工に最適です。 立形120軸マシニングセンタの回転軸は360種類の設定があります。 0.001つはテーブル回転軸です。 ベッド上に設置されたテーブルは、A 軸として定義される X 軸を中心に回転できます。 A 軸の通常の動作範囲は +XNUMX 度から -XNUMX 度です。 ワークテーブルの中央にはもう一つの回転テーブルがあり、図の位置でZ軸を中心に回転します。 これは C 軸として知られ、XNUMX 度回転します。 したがって、A軸とC軸を組み合わせることで、ワーク底面のXNUMX軸マシニングセンタを除き、残りのXNUMX面を立型主軸で加工することができます。 A軸、C軸の最小目盛値はXNUMX度が一般的で、ワークを任意の角度に細分化し、傾斜面や傾斜穴などの加工が可能です。
A 軸と C 軸を X、Y、Z 直線軸とリンクさせると、複雑な空間面を処理できます。 もちろん、これにはハイエンド CNC システム、サーボ システム、ソフトウェアのサポートが必要です。 この構成の利点は、主軸構造が比較的単純であり、特に主軸剛性が良好であり、製造コストが比較的低いことである。
ただし、一般的なワークテーブルはあまり大きく設計できず、特に A 軸回転が 90°以上の場合、耐荷重も比較的小さくなります。 ワークピースが大きすぎると、切断時にワークテーブルに大きな耐荷重モーメントが生じます。
もう 360 つのタイプは垂直主軸頭の回転に依存します。 主軸先端は回転ヘッドとなっており、Z軸を90度全周してC軸となります。 回転ヘッドには、X 軸の周りを回転できる A 軸もあり、通常は ±XNUMX 度以上に達します。 この設定方法の利点は、主軸加工が非常に柔軟であり、ワークテーブルも大幅に大きくでき、航空機の胴体やエンジンシェルなどの巨大な物体をこのタイプのマシニングセンターで加工できることです。
この設計にはもう XNUMX つの大きな利点があります。球面フライスを使用して曲面を加工し、工具の中心線が加工面に垂直である場合、球面フライスの線速度が遅いため、頂点で切断されるワークの表面品質が低下します。頂点はゼロです。 主軸回転方式を採用し、主軸をワークに対して斜めに回転させることで、一定の線速度を確保し、表面加工品質を向上させます。
ロータリーテーブルマシニングセンタでは難しい金型の高精度表面加工に大変好評な構造です。 高い回転精度を実現するために、ハイエンド回転軸には円形格子フィードバックも装備されており、割り出し精度は数秒以内です。 当然、このタイプのスピンドルは回転構造が複雑になり、製造コストもかなり高くなります。
真の 5 軸と偽の 5 軸
真の 5 軸機械には RTCP (回転ツール中心点) 機能があり、主軸振り子の長さと回転テーブルの機械座標に従って自動的に変換できることを意味します。
プログラムをコンパイルする際には、主軸振り子の長さや回転テーブルの位置ではなく、ワークピースの座標のみを考慮する必要があります。 本物の 5 軸マシンと擬似 5 軸マシンの両方に 5 軸リンケージを持たせることができます。 スピンドルが RTCP 真の 5 軸アルゴリズムを備えている場合は、インデックス処理を実行します。 RTCP 機能を備えた真の XNUMX 軸では、座標系を XNUMX つ設定するだけで済み、ツール座標も XNUMX 回設定するだけで済みます。 偽の XNUMX 軸には多少の問題があるため、避けるべきです。
RTCP機能を搭載したCNCシステムでは、回転軸中心距離を考慮せずに工具先端プログラミングを直接利用できます。 RTCP モードを適用すると、5 軸 CNC 加工のプログラミングは、回転するスピンドル ヘッドの中心ではなく工具の先端を直接ターゲットにすることができるため、ありがたいことにプログラミングがはるかにシンプルかつ効率的になります。
擬似5軸ダブルターンテーブルの場合、インデックス処理を実現するために複数の座標を設定する必要があります。 ただし、5軸スイングヘッドの場合、スイングヘッドは下方向に加工する際にZ単独動作ではなく、ZもXやYと連動して移動するため、どうしても割出し処理が完了できません。プログラミングが非常に面倒になり、デバッグも難しくなり、5 軸オフセット機能は現時点では使用できません。
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どの CNC ルーター マシンがあなたに適していますか?
これらのルーターは、達成できることという点ではやや単純そうに見えますが、非常に繊細で高度なテクノロジーです。 デザインをより創造的にしたいと考えており、予算がある場合は、4 軸または 5 軸 CNC ルーター キットに投資することをお勧めします。 ただし、多くの場合、3 軸または 4 軸 CNC ルーター キットの方が手頃な価格です。
ルーターの仕組みについて実践的な知識が得られたので、さまざまなモデルの違いをよりよく理解できるようになり、どれを購入するかを決定するのに役立つでしょう。
総括する。 5 軸 CNC マシンは、3 軸 CNC マシンよりも 3 つ多い軸に沿って切断できます。 これらのルーターは、オブジェクトの 3 つの側面を同時に切断できるため、オペレーターの能力と柔軟性が拡張されます。 5 軸の対応するものとは異なり、これらの機械は通常、大きな XNUMXD パーツを切断するために使用されます。 さらに、XNUMX 軸 CNC マシンは高いガントリーと長い X 軸を備えているため、より大きな部品を切断できます。 ただし、これには重大な代償が伴います。 ガントリーが高く、X 軸が長いほど、これらの機械の精度と安定性は低下します。 適切な品質管理を行うには、ガントリーと X 軸を可能な限り制限する必要があります。
ルーターは比較的単純な機械のように見えますが、非常に洗練されたテクノロジーであり、操作するには一定レベルの専門知識が必要です。 マニュアルをよく読むか、専門家からトレーニングを受けることを強くお勧めします。 5 軸 CNC マシンは従来の 3 軸タイプよりもはるかに高価になる傾向がありますが、最終的には柔軟性が向上し、ユーザーはより創造的に設計できるようになります。
実際に軸は何本必要ですか?
XNUMX 軸、XNUMX 軸、さらには XNUMX 軸を備えた CNC ルーターを見たことがあるかもしれません。 これだけ多くの軸を追加することは想像するのが難しいように思えるかもしれませんが、このような驚異的なジオメトリの説明は実際には非常に簡単です。
複数の回転スピンドルを備えた機械を扱う場合、すでにより多くの軸が存在します。
たとえば、4 番目のスピンドルと下部タレットを備えた機械には複数の軸があります。上部タレットには 2 つの軸があり、下部タレットには 2 つの軸があり、対向するスピンドルにも 9 軸があります。 これらのマシンは合計で最大 XNUMX 台まで搭載できます。
航空宇宙用バルブなどのコンポーネントは、5 軸 CNC マシンで作成される場合があります。 あるいは、回転 B 軸と XNUMX つの C 軸、さらに X、Y、Z 用のツイン スピンドルを備えた多軸 CNC ルーターで実行することもできます。XNUMX 番目の X と Z を提供する下部タレットもあります。より多くの軸が得られますが、パーツ自体は同じジオメトリです。
では、あなたのビジネスには何本の軸が必要なのでしょうか?
製造業ではよくあることですが、その質問に対する答えは特定のアプリケーションによって異なります。 次の例が役立つでしょう。
タービンブレードは自由曲面であり、非常に複雑になる場合があります。 このようなブレードを機械仕上げする最も効率的な方法は、5 軸加工機を使用し、ツールをブレードの翼形部の周りに螺旋状に配置することです。 ブレードの位置を割り出し、3 つの直線軸を使用して表面加工を行う場合は、XNUMX 軸モデルを使用して加工することもできますが、これは最も効率的な方法ではありません。
部品の形状から、3 軸、4 軸、または 5 軸構成が必要かどうかがわかります。
ただし、必要な軸の数は XNUMX つの部品だけではないことに留意することが重要です。 もちろんこの部分は重要ですが、それによってショップが達成したいことが制限されてしまいます。
顧客が部品、たとえばチタン航空宇宙用ブラケットを持ち込むと、それが 5 軸 CNC ルーター テーブルに最適な部品であると考えるかもしれません。 その多機能機械は 5 軸 CNC 機械と同じ方法で最適化されていないかもしれませんが、長期計画の一部である旋盤、シャフト、またはチャッカー作業を行う機会を顧客に与える可能性があります。
もう XNUMX つ考慮すべき点は、作業範囲です。 機械に取り付けても工具交換や部品の移動を実行できる部品の最大サイズはどれくらいですか? CNC マシンの機能と、CNC マシンでできることとできないことを理解することは、ビジネスにとって非常に重要です。
ソースから スタイルcnc
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