目次
- 5軸加工とは何ですか？
- 5軸加工の歴史
- 5軸加工プロセス
- 5軸加工の一般的な用途
5-軸加工は、最高品質の部品のいくつかを作成する高度な切断方法です。 それは計算機数値制御(CNC)の技術と動く。 以前は最高の予算のメーカーのみのために予約されていましたが、5軸加工は長い道のりを歩んでおり、現在は製造業の世界の残りの部分に一般的に利
5軸の製造所および機械は大気および宇宙空間適用で重く使用され、パターンの最も複雑の切ることができる。 それらはまた3軸線の機械化だけを必要とするかもしれないプロダクトのための効率の改善を提供してもいい。 どんなにそれを使用することを選んでも巧妙な5軸線の機械化はあなたの製造作業のための重要な利点があることができる。
5軸加工とは何ですか？
5-軸線の機械化は彫刻と同じ主義の下で働く。 あなたは材料の大きなブロックを取り、最後のオブジェクトだけが残るまで、切削工具で余分なものを一枚ずつ取り除きます。 このプロセスは、ベースに材料を追加する3Dプリントのような添加物とは対照的に、減法です。
多くのCNCマシンは、機械の動きのためのX軸、Y軸、Z軸を持つ三つの軸上で動作します。 5軸マシンでは、これらの3つはまだありますが、そのうち2つも回転し、A軸とB軸を追加します。 この設計はそれらが滑らかか複雑な設計をするために多くの同時動きを完了するようにする。 回転軸と静的軸の構成は、機械ごとに異なる場合があります。
5軸CNC加工は迅速かつ効率的であり、”one and done”アプローチを提供します。 3軸機械では、切削工具がすべての面にアクセスできるように、パスの間で部品を手動で回転させる必要があります。 5軸線機械はあなたのためのそれをします。 それは作品を回し、一度にその顔のすべてに到達することができます。 それはまた動きのこの広い範囲とのより複雑な設計を可能にし、自動的にあなたが使用する用具を回すために機械で数えることができる。機械の複雑さが増しているため、5軸機能を備えたCAD（computer aided design）とCAM（computer aided manufacturing）ソフトウェアが必要になりますが、それは一般的です。 ツールが動作する角度がより多くあるため、衝突回避も懸念されます。
5軸加工の歴史
CNCが開発される前は、多軸機械が四から12軸で使用されていました。 これらの機械はカム版のレバーによって動き、用具、テーブルおよび回転式動きを制御するために、また据え付け品を締め金で止めるために使用された。 これらの手動多軸機は、大型で面倒ですが、大量生産に適していました。 それらはまた私達が今日知っている5軸線機械への前駆物質だった。
最初の数値制御（NC）マシンは40年代に建設され、パンチテープがそれらを実行したものでした。 これらはミシガン州トラバースシティのジョン-T-パーソンズとフランク-シュトゥレンによって開発された。 パーソンズはパーソンズ社を所有しており、特定の複雑な構造を必要とするヘリコプター部品に取り組んでいる間に最初のアイデアを思いついた。 1985年には、機械に関する彼の仕事のために、国家技術革新勲章を授与されました。
次の年に開発されたNC技術の追加機能とコンピュータ制御が組み込まれました。 NCマシンはすぐにCNCマシンに発展し、多くの異なるプログラミング言語が作成され、ソートされなければならなかったほど人気を得ました。 Gコードは、今日一般的に使用されているプログラミング言語です。
後処理システムは、もう一つの重要な進歩でした。 CADプログラムは、CAMプログラムがツールパスと機械の動きにマッピングする設計を作成します。 後処理システムは、CAMの結果を、使用中の特定のマシンで読み取ることができるコードに変換します。 要するに、ポストプロセッサは、CAMシステムのデータをCNCマシンが読み取ることができるGコードに変換します。 この開発により、必要な機械がCAM設計を読み取ることができ、操作全体に汎用性と使いやすさが追加されました。
コンピュータの価格が60年代と70年代に下落するにつれて、CNCマシンはますます手頃な価格になりました。 今、最高の最高以上のものは、5軸マシンを買う余裕があります。 進歩するCAMシステムはまたより少なくベテランオペレータが機械を動かすことを可能にし、非専門家がそれらを使用することを可能にした。 オブジェクトの手動での再配置の必要性の欠如と組み合わせると、労働はより管理しやすくなりました。 より良い自動化と生産品質は、より多くの企業がCNCマシンを採用するための料金を導きました。
多軸機については、複雑さが増したため、手頃な価格になるまでに少し時間がかかりました。 彼らは主に、彼らが必要とする特定のプロジェクトを作成するための予算と知識を持っていた大規模な航空宇宙企業でのみ発見されました。 今、多軸機械はあらゆる作業現場で一般的です。
しかし、それはより最近の開発です。 5軸マシンは、実際には2009年まで米国国防総省の商取引管理リストに載っていました。 国防総省は、彼らに高度な技術と国家安全保障の問題を考慮したので、彼らの輸出は規制されました。
ソフトウェアと技術の進歩により、5軸機械は手頃な価格で使いやすいものになりました。 5軸機械が一般的になるにつれて、それらの教育も必要になってきました。 大学は5軸線の機械類が労働力で担う役割を見た。 それに彼らの学生を教育することはそれらに相当な利点を与え、未来の雇用者が余分訓練の費用を削減するのを助ける。
従業員のトレーニングコストは、5軸加工に移行する際に考慮すべき重要な要因です。 巧みな機械オペレータはあらゆる5軸線の適用のための絶対必要である。 訓練を受けた従業員がいなければ、機械を最初に操作することはおろか、顧客が必要とする複雑な部品を作成することができない危険があります。 また、知識ベースが存在しないと、5軸マシンは最大限の可能性に使用されていません。 人件費の削減、品質の改善、自動化手順のコスト削減を逃している可能性があります。
その将来については、5軸加工はどこにも行かないようです。 それは最近、あまり専門化されていないアプリケーションで人気を博しており、その利点は3軸の作業でさえも広く普及しています。 これらの機械はあらゆる店の環境で一般的になっています。
5軸加工プロセス
前述のように、5軸機械は従来のものよりも二つの軸を持っています。 「5」は、切削工具が移動できる方向の数を指します。 余分二つは高度の回転および動きが切削工具と材料間の最もよい関係を見つけることができるように可能にする。 さらに、この同時操作により、1回のパスで部品の最大5つの面を処理するオプションも提供されます。 CNCの店で作り出される部品の60%多数はこのアプローチをますます普及させている五面の機械化を要求する。
3軸機械と比較して、5軸機械のプロセスは次のようないくつかの利点を提供します:
- リードタイムの短縮:5軸マシンは、部品を単独で移動できるため、手動での再配置が少なくなります。 それはまたより効率的な方法で動き、切断プロセスの効率を高めるとよりよい角度を見つけることができます。 これらの要因はより少ない時間のあなたの部分を終えることを可能にする。
- より高い正確さ:動きの5つの斧は3軸線プロセスより大いにより多くの精密を提供する。 複雑で複雑な細部はより速く、より精密であり、あなたの完成品は質および性能の指定によって従って確実です。
- : 5軸線の機械類の動きの範囲を使うと、より短いカッターは使用することができる。 これらは頻繁に3軸線機械のより深い切口に起こる振動を減らす。 だけでなく、これは表面のより滑らかな終わりを提供するが、また余分な圧力なしでより高い切断の速度を可能にする。
- 新しいビジネス機会:5軸線機械は非常によくあなたが顧客に提供できる製品とサービスのためのより多くの機会を作成するかもしれません。 この方法の多様性は、あなたのビジネスのための新しい扉を開くことができます。
回転軸の異なる組み合わせを作成する5軸マシンには、いくつかの異なる設計タイプがあります。 垂直機械では、X軸とY軸は水平面に沿っており、Zは垂直になっています。 横の機械はZ-およびY軸を転換する。
五軸の取り扱いは、機械やメーカーによって異なる場合があります。 それらは回転ヘッド、回転テーブルまたは他の特徴間のトラニオンのテーブルを、利用するかもしれません。 各タイプのデバイスには利点があります。 異なるタイプの5軸機械は、回転軸を配置する場所によって異なります—テーブル、ツール、またはそれぞれのいずれかにすることができます:
- トラニオンまたはテーブル機械。 これは範囲を達成するためにテーブルを動かし、大いにより大きい容積が付いている工作物を握る機能がある。 また、少なくとも1つの軸に90度以上の回転があるため、より優れたアンダーカット機能も可能になります。 トラニオンテーブルは、X軸の周りを移動するためにA軸を使用し、Z軸の周りを回転するためにC軸を使用します。
- これはテーブルのまわりで頭部および紡錘を動かす。 それはテーブルがトラニオン式機械と同じように動いていないので大いにより重い部品を握ることができる。 旋回装置回転機械はより少ない用具の干渉があるので、より多くの多様性およびアクセスを提供する。 旋回装置はY軸のまわりでB軸およびZ軸のまわりでC軸を回します機械を回します。
多くの工具選択と同様に、最良の5軸機械構成は、それをどのように使用するかによって異なります。
この式のもう1つの側面は、3+2、または位置5軸加工です。 このタイプの機械化では、回転式ドライブは締まり、仕事をするために他の斧を残す。 このアプローチは、部品を連続的に互いに移動させないため、5軸加工から分離されています。 3+2の機械化は紡錘の頭部が衝突の危険なしで工作物に近い方に置くことができるのでより短く、より堅い切削工具を使用することを可能にする。 より短い用具はより速い速度を同様にもたらし、例外的な表面の終わりを提供する。 いずれかの軸をロックすると、プロジェクトに安定性を追加することもできます。 3+2加工は、より正確でありながら、より少ないコードを必要とします。 特に詳細な輪郭やエッジのない部品では、3+2軸のアプローチがうまく機能する場合があります。
5軸加工の一般的な用途
5軸加工機は、以前は航空宇宙市場向けにのみ予約されていましたが、現在はさまざまな業界にあります。
3軸機械がより多くの効率およびより滑らかな終わりのためにあるところはどこでも5軸機械を使用できます。 それはより短い周期を提供し、用具のより少ない手動位置を変えるか、または変更を要求する。 3軸機械では、工具がすべての面に到達できるように、作業者は材料の位置を変更する必要があります。 このステップでは、ヒューマンエラーやアライメントの問題までプロセスを開くことができます。 5軸線機械はそれを取除き、すべての側面への容易なアクセスを提供する。
5軸マシン用のCADとCAMソフトウェアは、非常に高度なことができます。 それらはプログラミングの選択の無数を提供し、頻繁に機械への簡単な関係に衝突回避および後処理装置を含んでいる。 適切なセットアップを使用すると、これらのプログラムを無人のままにした”消灯”加工に使用することもできます。
5-軸加工は、複雑な3D形状に使用できるだけでなく、奇数面または傾斜面で従来の加工を実行するためにも使用できます。 5軸の機械化を利用するある共通の企業は下記のものを含んでいます:
- 大気および宇宙空間:このCNCの巨人は滑らかな形および輪郭を描かれた端を作る5軸線の機械化の機能を利用する。 宇宙航空適用は特に独特、幾何学的に複雑であり、あなたが5軸線機械から得ることができる細部のレベルは内部の切口を作成する機能があるように計り知れないほど貴重である。 航空宇宙市場へのもう一つの利点は、部品をすべてのパスで再配置する必要がないことです。 5軸の機械類を使用してそれが1つのパスの部品の完了によってできるだけ正確にとどまるようにする。
- 医療：5軸加工は、医療機器メーカーに利点を提供することができます。 それが提供する高精度は厳密なヘルスケアの標準に合うことの装置、インプラントおよび他の装置の生産を助けることができる。 これらのプロダクトは、複雑な細部と小さく、5軸線機械はより有効なプロセスおよび正確な生産によって時間およびお金を救う。
- 軍事：精密な軍事装備のための部品も5軸機械によく見られます。 航空宇宙用途は別として、潜水艦部品、タービンおよび圧縮機ブレード、高性能エンジン部品、ステルス用途、スマート武器、センサー、さらには核兵器を含むことができます。 すべてが軍事用途ではありませんが、すべての5軸機械購入者の約半分は、米国政府との契約やプロジェクトのためにそれらを購入します。
- エネルギー機器：5軸機械は、エネルギー機器が必要とする詳細で特定の部品を作成することができます。 特に荒く、抵抗力がある材料を使用すれば、5軸線機械を使用してあなたのワークスペースに安定性を提供でき切り、形づけることをもっと簡単にする。 それはまたあなたのプロセスをより有効にさせ、あなたの用具で摩耗を減らすことができます。
5軸加工を使用する他の産業には、食品加工や医薬品が含まれます。
お店に5軸加工を組み込む
ハイエンドの航空宇宙プロジェクトのための高度な機械を作成しているか、消費者グレードの車両のための単純な部品を作成しているかどうか、5軸機械はあなたのワークフローを改善することができます。 いくつかのプロジェクトは、他の人が労働とエラーの削減の恩恵を受けることができながら、余分な二つの軸が提供する高度な機能を必要とします。 5軸機械は作り出すことができるものをに新しいドアを開発するかもしれません。
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