CNC カスタム加工における 5 軸リンケージ技術: 革新と利点

5 軸リンケージ技術は、CNC カスタム加工において重要な役割を果たします。 5軸CNC工作機械は、高度な技術内容と高精度を備えた一種の工作機械であり、特に複雑な曲面の加工に使用されます。

構造構成から、5 軸リンク CNC 工作機械は通常、制御媒体、数値制御装置、サーボ システム、機械本体、検出装置およびその他の部品で構成されます。 従来のCNC工作機械と比較して、X、Y、Zの3つの直線運動軸に加えて、2つの回転軸も設定して、送り動作を完了します。 5 軸 CNC 工作機械のほとんどは、X、Y、Z の 3 つの直線運動軸と、それぞれ X、Y、Z 軸の周りを回転する 3 つの回転軸 A、B、C の「3+2」構造です。 大まかな方向から分類すると、3つの主軸＋2軸揺動ミーリングヘッド連携（X、Y、Z、A、B）、3つのストレート主軸＋2軸回転テーブル連携（X、Y、Z、A）の形式があります。 、C)、3 つのストレート スピンドル + 単軸スイング ミーリング ヘッド + 単軸ロータリー テーブル リンケージ (X、Y、Z、B、C)。

動作原理の点では、CNC工作機械の動作プロセスはデジタル命令によって制御されます。 加工前に、部品図に従って指定された命令コードを使用して数値制御加工プログラムを作成し、数値制御装置に入力する必要があります。 数値制御装置は、位置信号、動作制御信号、論理制御信号などをデコードおよび演算した後、対応する制御信号を生成します。 サーボシステムによる信号変換と電力増幅の後、位置信号とモーション制御コマンドによりサーボモーターが駆動され、正確に動き、工作機械の可動部が駆動され、プログラムに従って自動的に加工されます。 数値制御装置によって制御される内蔵プログラマブルコントローラによって出力される論理制御命令は、電力増幅後、事前に指定された論理シーケンスに従って実行コンポーネントを直接駆動し、主軸の起動と停止、速度変更、逆転、ワークピースを制御します。数値制御工作機械の自動運転を実現するための締め付け、緩めなどの補助動作。 また、検出装置は座標軸の実際の位置と速度値をリアルタイムに検出し、信号変換後に数値制御装置やサーボシステムにフィードバックし、指令値と比較して誤差調整を補正します。可動部品が正しい位置に移動するようにします。 さらに特別なのは、5 軸 CNC 工作機械の加工では、ワークと工具の動きを制御する 5 つの自由度が同時に動くため、あらゆる表面を加工できることです。

5 軸リンケージ技術の優れた利点の 1 つは、複雑な形状を 1 回の設定で加工できることです。 従来の加工方法では、複雑な形状のワークピースを何度もクランプして調整する必要があることが多く、これには多くの時間がかかるだけでなく、コストも増加し、オペレータのミスも発生しやすくなります。 5軸リンク技術は、5軸の連携動作により複雑な形状の加工を一度に完了します。 たとえば、航空宇宙産業では、複雑なキャビティワークピースの仕上げをツールサイドエッジを使用して処理することで、より滑らかな加工面を得ることができ、複数のクランプによって引き起こされる可能性のあるエラーを回避し、時間とコストを大幅に節約し、加工コストも削減できます。複数回のクランプ時に発生する可能性のある作業者のミス。

5 軸加工には、工具の使用において大きな利点があります。 5 軸リンク技術により、工具ヘッドを作業方向に、工具を表面に向かって下げることができるため、より短い工具を使用することができます。 工具が短いと、同じ主軸速度でも工具の切削点のライン速度が高くなるため、より高い切削速度が可能になります。 同時に、工具が短くなることにより工具の振動が低減され、加工の安定性と精度が向上します。 統計によると、5 軸加工技術を使用すると工具の振動が 30% 以上低減され、工具の耐用年数が延び、工具の摩耗が軽減されます。

5 軸加工により、固体から非常に複雑な部品を加工することができます。 自動車エンジンのシリンダーブロックや航空機の主要部品など、複雑な形状や高精度が要求される一部の部品では、従来の加工方法では要件を満たすことが困難な場合が多くあります。 5軸リンク技術により、工作機械上で多角度、多面の加工を完了することができ、形状加工、中空加工、穴あけ、斜め穴、斜め切断などの加工を容易に実現できます。 たとえば、金型の製造では、5 軸加工により、特別に鋳造されたブランクを使用せずに 3 次元ブランクの特に複雑な表面を加工できるため、時間とコストを大幅に節約できます。 小規模バッチ処理の場合、この方法はより速く、より経済的であり、従来の鋳造と加工には 2 か月以上かかる場合がありますが、わずか 1 ～ 2 週間で完了できます。

穴あけに関しては、5 軸工作機械には明らかな利点があります。 異なる複合角で一連の穴をあけるには時間がかかり、3 軸加工機を使用して斜めの穴をあけるには、穴ごとに異なる工具が必要です。 5 軸加工により、ヘッドは各穴の正しい軸に沿って自動的に方向付けられるため、穴あけ作業がより速く完了し、穴あけ時間を大幅に節約できます。 例えば、複雑な自動車部品や航空機構造部品を加工する場合、5軸工作機械は多数の傾斜穴の穴あけ作業を迅速かつ正確に完了することができ、生産効率が大幅に向上します。

5 軸機械の製造制御を専門とするほとんどのメーカーは、手動プログラマーであっても、斜めの面での基本的な加工操作をプログラムできる機能を提供しています。 これにより、5 軸加工のプログラミング操作がより便利かつ高速になり、プログラミングの難しさと複雑さが軽減されます。 一部の小規模な機械加工企業や個々のスタジオでは、手動プログラミングが依然として一般的なプログラミング方法であり、5 軸加工機のこの機能により、複雑な部品の加工が容易になり、生産効率と加工品質が向上します。

航空宇宙産業では、5 軸リンケージ技術が重要な役割を果たしています。 航空宇宙分野の主要部品の設計には、流体力学、空気力学、材料力学など多くの理論が組み込まれており、その表面形状は複雑であり、高い加工精度が要求されます。 5 軸加工技術により、タービンブレードなどの複雑な形状の部品を効率的かつ正確に加工できます。 タービンブレードの形状は複雑であり、従来の加工方法では要求精度を満たすことが困難です。 しかし、5軸連動加工では一度のクランプで複数面の加工が完了するため、多重荷重による誤差が軽減され、加工精度が向上します。 同時に、5軸連動加工技術により生産コストも削減できます。 たとえば、5 軸 CNC 工作機械を使用して航空機の着陸装置、翼、翼リブ、フレームおよびビームの構造部品を加工すると、生産効率が向上し、加工時間と人件費が削減され、生産上の利益が増大します。 統計によると、5 軸リンケージ加工技術の使用により、航空宇宙部品の生産効率が 30% 以上向上する可能性があります。

自動車製造業界では、5 軸リンク技術は幅広い用途に使用されています。 5軸加工機は、エンジンブロック、シリンダーヘッド、クランクシャフト、コンロッドなどの複雑かつ微細な自動車部品を効率的に製造できます。 精密な切断と複雑な表面加工により、部品の精度と表面品質が保証されます。 同時に5軸マシニングセンターにより多面同時加工も実現でき、生産効率が大幅に向上します。 自動車修理の分野でも、5 軸リンケージ技術が重要な役割を果たします。 例えば、破損した車体フレームを5軸連動マシニングセンターで正確に補修し、車体の強度と安全性を確保します。 さらに、5 軸加工技術により、自動車の製造コストも削減できます。 加工精度と効率を向上させ、スクラップ率と再作業時間を削減することで、生産コストを削減します。

金型部品の製造において、5 軸リンク技術はプロセスの効率と精度を向上させることができます。 工具軸の方向を変える5軸マシニングセンタの特性は、金型の加工精度と表面品質を向上させるだけでなく、汎用工具の適用性を高め、工具の交換を削減します。 たとえば、5 軸マシニング センターを使用して金型部品を加工すると、1 回のクランプで複数の角度の加工を完了できるため、複数の荷重によってもたらされるエラーが回避されます。 同時に、5 軸マシニング センターは、より短い工具を使用し、工具の剛性を向上させ、2 番目のローディング カードを必要とせずに部品全体の加工を迅速に完了し、部品の表面品質を向上させることもできます。部分も良いです。 また、5軸マシニングセンタにより調整時間の短縮も可能です。 複雑な金型部品の加工において、従来の加工方法ではツールとワークの位置調整を頻繁に行う必要がありましたが、5軸連動加工では5つの座標軸を連携させて動作させることで、加工角度や位置を自動的に調整することができます。調整時間の短縮と生産効率の向上を実現します。

医療機器製造の分野では、5 軸リンク技術は複雑で微細な医療部品の製造に幅広く応用されています。 例えば、手術器具、インプラント、人工関節、人工心臓などの高精度医療機器の製造には、5軸連動加工技術が必要です。 5 軸加工は、医療機器のカスタム ニーズを満たすために、これらの複雑なコンポーネントの形状とサイズを正確に処理できます。 同時に、5軸連動加工技術により医療機器の品質と安全性も確保できます。 例えば、人工関節の加工においては、5軸連動加工により関節の面精度や寸法精度を確保し、関節の適合性や寿命を向上させることができます。 さらに、5軸加工技術により医療機器の生産効率も向上します。 1 回のクランプで複数の表面の加工を完了することで、加工時間と人件費を削減し、生産効率を向上させます。

エネルギー産業においても、5 軸リンク技術は重要な用途を持っています。 例えば、風力タービンブレード、石油掘削設備部品、太陽光発電設備精密部品などの製造においては、5軸連動加工技術により複雑な形状や高精度寸法の加工が可能です。 風車ブレードの場合、5軸加工により風車ブレードの面精度や空力性能を確保し、風車の発電効率を向上させることができます。 石油掘削装置の部品製造において、5軸連動加工により高強度・高精度の部品を加工することができ、掘削装置の信頼性と安全性を確保します。 太陽光発電設備の精密部品の製造において、5 軸連動加工は高精度の反射板や集光器、その他の部品を加工して太陽光発電設備の変換効率を向上させることができます。 さらに、5軸加工技術によりエネルギー機器の製造コストも削減できます。 加工精度と効率を向上させ、スクラップ率と再作業時間を削減することで、生産コストを削減します。

インテリジェント製造の文脈において、CNC カスタム加工における 5 軸リンク技術の開発傾向は多様な特徴を示しています。 科学技術の継続的な進歩と市場需要の変化に伴い、5軸リンク技術は高精度、高効率、知能化、複合化の方向に発展しています。

製造業における製品精度への要求がますます高まる中、5軸リンケージ技術は、高精度サーボシステム、高度なアルゴリズム、高精度ツールを使用することで、加工精度と加工安定性を向上させ続けています。 同時に、加工精度の向上と誤差の低減を目的として、加工工程における誤差補正技術や適応制御技術も広く活用されています。 例えば、現在一部の最先端の5軸CNC工作機械の加工精度はミクロンレベルに達しており、将来的にはさらにナノメートルレベルまで向上すると予想されています。

市場競争の激化に伴い、製造企業は継続的に生産効率を向上させ、加工サイクルを短縮する必要があります。 高速切削技術を活用した5軸リンク技術、多軸リンク技術、自動ロード・アンロード技術などにより、加工効率と生産自動化を大幅に向上します。 同時に、プロセスパラメータとツールパスは常に最適化され、処理時間を短縮し、処理効率を向上させます。 統計によると、5 軸リンク技術の使用により、処理効率が 30% 以上向上します。

人工知能技術の継続的な発展に伴い、5軸連携技術は徐々に知能を実現していきます。 人工知能技術、ビッグデータ分析技術、モノのインターネット技術などを統合することで、適応処理、インテリジェント診断、遠隔監視などの機能を実現し、処理効率と処理品質をさらに向上させることができます。 同時に、インテリジェントテクノロジーは、企業が市場の多様化するニーズを満たすためにパーソナライズされたカスタマイズと柔軟な生産を実現するのにも役立ちます。 たとえば、一部のインテリジェント 5 軸 CNC 工作機械は、ワークピースの材質、形状、加工要件に応じて加工パラメータを自動的に調整し、最適な加工効果を実現します。

製造業の発展と製品の多様化に伴い、多軸連動加工や複合加工が必要な部品が増えています。 複合技術と多軸リンク技術を活用した5軸リンク技術により、1回のクランプで複数面の加工を完了することができ、部品のクランプ数や調整時間を削減し、加工効率と加工精度を向上させることができます。 同時に、複合技術は企業が多目的機械を実現し、設備投資コストと生産コストを削減するのにも役立ちます。 例えば、一部の5軸連携マシニングセンタでは、フライス加工、ドリリング、タッピングなどの加工機能を統合して複合加工を実現できます。

5 軸連携技術は、技術的難易度の高さ、コストの高さ、人材不足などの開発過程でいくつかの課題に直面していますが、科学技術の継続的な進歩と市場需要の継続的な成長に伴い、5 軸連携技術は、連携技術はCNCカスタム加工において幅広い可能性を秘めています。 今後も5軸連携技術は革新と発展を続け、製造業の変革と高度化を強力にサポートしていきます。 すぐに見積もりを取得する