CNC移動テーブルとガントリーの比較

導入

コンピュータ数値制御 (CNC) とは、コンピュータを使用してルーター、旋盤、研削盤などの工作機械を自動制御することを指します。 CNC は、部品や製品の加工に高精度でプログラム可能な機能をもたらし、製造技術に革命をもたらしました。

コンピューター数値制御 (CNC) ルーターなどの機械は、木材、プラスチック、ガラス、軽金属、複合材料などの材料の切断、穴あけ、成形に使用されます。これらは、航空宇宙、自動車建設用家具看板などの業界で重要です。

この詳細な比較ガイドでは、さまざまなパラメーターを通じて、移動テーブルとガントリー CNC ルーターの主要な違いを検証します。読者がこれら 2 つのルーターの設計をよりよく理解できるように、機械設計、切断性能、精度、材料の適合性、メンテナンス要件、コストへの影響、使いやすさなどの重要な要素について説明します。調べてみましょう。

CNC 設計を理解する

まず、移動テーブルとガントリー CNC ルーターのどちらを選択するかを決めるには、これら 2 つの設計の主な特徴を理解することが重要です。

CNC移動テーブルルーターとは何ですか?

A 移動テーブル CNCルーター 固定ガントリーと移動テーブルで構成されます。固定ガントリーは 1 つ以上の軸で構成されており、通常はスピンドルとカッターを保持する Z 軸です。高精度リニア ガイドと駆動システムを使用してワークピースを固定ガントリーの下で移動させ、X-Y 運動を実現します。

このタイプの設計の主な利点は、その卓越した静的剛性です。固定ガントリーを使用すると、ワーク材料全体に最適な力の分布を得ることができます。また、移動テーブルプラットフォームが利用可能な場合は、非常に高い加速/減速率や切断速度が使用される可能性があります。これは、加工中、ヘッドが Z 軸に沿って上方に移動する間、材料は移動テーブル上で静止したままであることを意味します。

作業スペース全体を移動するための十分なスペースが必要なため、移動テーブル型 CNC マシンは他のマシンよりも広い設置面積が必要です。可動ベッド上に安定して固定されるため、大型・重量物の取り扱いに最適です。したがって、航空宇宙、自動車、建設、造船などの大型部品を扱う業界では、切断や機械加工の作業にこれらの部品が広く利用されています。

ガントリーCNCルーターとは何ですか? 

ガントリー スタイルの CNC ルーターでは、テーブルが固定され安定している間、ガントリーが X、Y、Z 軸に沿って移動して切削工具をワークピースの真上に置きます。ガントリーは作業領域全体に広がる橋のような構造で構成されており、テーブル上の動きは高精度のリニア ドライブまたはラック アンド ピニオン ドライブによって駆動されます。

テーブルは、頭上を飛行するガントリーを使用して被削材を切断する際に、被削材を押さえるための堅固なベースを提供します。 ガントリー CNC マシン 設置スペースが少なくて済むため、狭いスペースに最適です。木材、プラスチック、軟金属（アルミニウムなど）のルーティング、穴あけ、フライス加工用途など。

サイズがコンパクトであるため、コスト効率が高く多用途であるため、特に家具製造、楽器製造、芸術、宝飾品のデザイン、サインライティングなどにこのようなルーターが使用されています。追加のカバーとシールが取り付けられた密閉型ガントリー ルーターは、動作中の振動を軽減し、精度も向上します。

簡単な比較

ここでは、CNC 移動テーブルとガントリー設計の主な違いを簡単に比較します。

比較分析

移動テーブルとガントリー CNC ルーターの基本を理解しているので、それらを詳細に比較できます。

構造の違い

可動テーブルとガントリー ルーターの主な違いは、機械的構造と配置にあります。

振動を軽減するために、移動テーブル CNC マシンは非常に剛性の高い頑丈なガントリー構造を採用しています。これは、テーブルの低摩擦で滑らかな動きを提供する再循環ボールベアリングまたはボックスウェイを採用したリニアモーションガイドを使用することによって実現されます。テーブル自体は厚い鋳鉄または溶接鋼でできており、切削力に耐え、びびりを抑えます。

一方、ガントリー ルータは、重量を最小限に抑えてコストを削減するように設計された、押し出しアルミニウムまたはスチール プロファイルから構築された軽量ブリッジを採用しています。作業ゾーン内の X 軸の動きは、ガントリーが置かれている可動キャリッジによって提供されます。これにより、Y 軸の移動が可能になります。

ガントリールーターは、ブリッジマシンなど他のタイプのCNCマシンに比べて設置面積が小さいですが、重切削プロジェクトに従事する場合、ブリッジの動きにより振動し、精度にわずかな影響を与える可能性があります。これとは対照的に、移動テーブル ルーターはガントリーが固定されているため、振動が発生しません。

ガントリー マシンでは、ムービング テーブル マシンに比べて設計構成がより柔軟になります。サイズとレイアウトの最適化は、カンチレバー型、密閉型、移動ガントリー型などのオプションを使用して行うことができます。一方、ガントリーの下には、工作機械のテーブルトップ上で行われる動作を固定レイアウトで記述する平面が 1 つだけあります。

性能特性

これら 2 つの CNC ルーター タイプのパフォーマンス特性は、構造の違いによって影響されます。

高い精度と再現性が可動テーブル型 CNC 機械の特徴です。これは、振動を許さない剛性の高いガントリーを備えているため、高い切断速度と高レベルの精度での送りが可能になっているためです。さらに、サイクルタイムが速いのは、テーブルの素早い移動によるものです。

過酷な動作により、ガントリー ルーターがわずかに振動し、精度が低下する場合があります。ただし、軽負荷の用途では、移動テーブルの精度と精度に匹敵するか、それを上回ることができます。密閉されたガントリーと精密コンポーネントは、位置誤差の低減に役立ち、良好なパフォーマンスにつながります。

移動テーブル ルーターは、安定した品質と低公差の加工が必要な大量生産活動向けに設計されています。一方、ガントリー ルーターは、非常に高いレベルの精度を必要としない低負荷から中負荷の用途に最適です。

材質の適合性

効果的に加工できる材料の種類は、CNC ルーターの設計の選択にも依存します。

硬材、複合材料、非鉄金属などの一部の硬質材料には、切断に十分な静的剛性と振動減衰特性を備えた可動テーブル CNC マシンが必要です。固定ブリッジは切断時のビビリを防止するため、最良の選択肢の 1 つとなります。

ガントリー ルーターは、特にカンチレバー設計の場合、硬い材料を加工するときに多少のビビリや不正確さが発生する可能性があります。製造プロセスで振動が重要ではない、プラスチック、木材、アルミニウムなどの柔らかい素材に適しています。密閉されたガントリーは共振減衰を強化するのに役立ち、それによって材料の適合性が向上します。

特に厚い材料や密度の高い材料を切断する場合、移動テーブル CNC ルーターが他の機械よりも好まれる理由は他にもあります。ガントリー マシンは、木材、プラスチック、板金の軽いルーティング作業やフライス加工作業に適しています。

各デザインの長所と短所 

ここで、移動テーブルおよびガントリー CNC ルーターの具体的な利点と制限を見てみましょう。

ムービングテーブルCNCルーターのメリット

● 振動が少なく、静剛性に優れているため、重切削に適しています。

● 高速でも高い精度と再現性を維持できます。

● 力が均等に分散されるように作られているため、びびりのない難削材の加工に役立ちます。

● 安定した治具を備えているため、大きな材料や重い材料の使用にも適しています。

● メンテナンス目的でガントリーコンポーネントにアクセスしやすくなりました

ムービングテーブルCNCルーターのデメリット

● テーブルの移動にはより多くの設置スペースが必要です

● 作業範囲のサイズはテーブルの寸法によって異なります

● ガントリールーターより高価

● 小規模な加工要件には適さない

ガントリー CNC ルーターの利点

● コンパクトな設置面積で設置スペースを節約

● 例としては、片持ちタイプ、密閉タイプなどが挙げられます。

● 移動テーブルの方が安い傾向にあります

● これらは小型から中型のサイズの作品に最適です

● 設計がそれほど複雑ではないため、より多くのDIY構築が可能になります

ガントリー CNC ルーターの欠点

● 硬い材料を扱う場合、振動が精度に影響を与える可能性があります

● ここでは、厳しい公差を必要とする頑丈な木工作業はうまく機能しません。

● ガントリーを移動するとメンテナンスの問題がさらに複雑になる

● 剛性の低下または減衰能力の低下

コスト比較

通常、移動テーブルとガントリー CNC ルーターのどちらを選択するかを決定する際に考慮すべき点は、購入コストです。以下にいくつかの比較を示します。

初期投資

移動テーブル CNC マシンは、ガントリー ルーターよりも初期費用がはるかに高くなります。このような大型の産業グレードの機械は、重いガントリー、高精度のリニアガイド、テーブルを移動させるための駆動システム、振動減衰機能などを備えているため、高価になります。

少量生産ニーズの場合、ガントリー ルーターは安価になる傾向があります。同じサイズの移動テーブル ルーターと比較して、カンチレバー ガントリー マシンのコストは大幅に低くなります。密閉型ガントリーは、追加の筐体、シール、および改良されたコンポーネントにより価格が高くなります。

非常に高公差の切断および機械加工の用途では、移動テーブル ルーターへの初期投資は長期的には十分に利益をもたらします。他の製品とは異なり、低精度で中程度の作業を実行できるため、コストパフォーマンスに優れています。

長期的なコスト

ただし、平均すると、移動テーブル ルーターは、頑丈な構造と最小限のメンテナンス要件により、時間の経過とともに発生する全体的なコストが安くなります。固定ガントリーは部品の移動時に発生する摩耗の問題を解決し、修理費用を削減します。

ただし、この種の橋や車両はより頻繁な保守が必要であり、長期的なコストの増加につながることに注意してください。モバイル部品は他のコンポーネントよりも早く摩耗するため、時間の経過とともに故障が発生しやすくなります。また、リニア ガイド ラック アンド ピニオン システムなどの交換や修理は、より単純な構造の移動テーブルよりもガントリー マシンの方が高価です。

長年にわたり大量生産のビジネスを運営してきましたが、初期購入価格が高くても、テーブル移動型 CNC マシンと比較して生涯コストは依然として低いままです。

ユーザーの考慮事項

移動テーブルとガントリー CNC ルーターの違いは、特にオペレーターのスキル レベルにも影響されます。

スキルレベルと経験

移動テーブル CNC ルーターの操作の利点を最大化するには、CNC マシンの操作にある程度の経験を持つ人が必要です。これらの機械は、複雑なメンテナンス、極めて高い精度、重労働を伴う製造セットアップにおいて熟練ユーザーが使用することを目的としています。

一方、ガントリールーターは、基本的な操作方法を訓練するだけで、アマチュアでも専門家でも同様に所有できます。さらに、管理コストが低いため、コンピュータ数値制御の経験が十分でない学校や趣味の愛好家などの小規模なベンチャー企業でも使用することができます。また、操作がはるかに簡単になるフレンドリーなユーザー インターフェイスも備えています。

アプリケーションのニーズ

これら 2 つのルーター設計のどちらかを選択する前に、特定のアプリケーション要件を考慮する必要があります。

かなりの切削負荷、高い時間当たりの生産率、大きなワークピース、または公差の低い機械加工用途向け。剛性の高い可動ベッド型 CNC マシンを強くお勧めします。その結果;移動テーブルルーターは、高水準のパフォーマンスを必要とするタスクに安定性と精度を提供するため、理想的なオプションと見なされています。

小型部品にはコスト効率の高い軽～中程度の切断が必要になる場合がありますが、その場合はガントリー タイプが解決策を提供します。また、狭いエリアにも柔軟に適合するため、設置スペースが非常に少ない場所にも導入できます。

結論

剛性、精度、速度、設置面積、使いやすさ、コストを評価すると、移動テーブルとガントリーCNCルーターには異なる強みがあることがわかります。産業環境では、耐久性の高い精密機械加工アプリケーション向けの移動テーブル ルーターのような比類のないツールは見つかりません。ガントリー ルーターは、コスト重視の軽作業から中負荷作業向けのオプションです。

定義上、これより優れた CNC ルーター設計はありません。したがって、ユーザーはワークピースのサイズ、使用材料、必要な精度、生産量、予算の制約などの観点から、特定の加工ニーズを適切に評価する必要があることを意味します。したがって、移動テーブル マシンとガントリー ルーターのどちらがアプリケーションに最適であるかは、この分析によって判断されます。初心者は、CNC 機器を購入する際に間違いを犯さないように専門家に相談する必要があります。

移動テーブルとガントリー CNC ルーターはどちらも、世界中で行われているさまざまな製造プロセスに違いをもたらす独自の利点を提供します。その結果、企業は要件に応じて適切な設計を選択することで、生産性と品質を最適化し、投資収益率を最大化します。