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CNCフライス盤のコンポーネントと動作原理を探る

Jul 18, 2023

製造とエンジニアリングの分野では、CNC フライス盤ほど材料の形状や成形方法に革命をもたらした機械はほとんどありません。そして私たちは常にその精度を追求します。

仕様を正確に満たすことと、ほぼ満たすことの間には違いがあります。ここでフライス盤の出番です!

フライス盤のコンポーネントと動作原理について詳しく説明する前に、CNC フライス盤の概要を説明します。

cnc milling machine

CNCフライス盤の基礎知識

CNCフライス盤 は、硬い固体材料に穴を開けたり、形状を切断したりするために使用される、一般的で広く使用されている CNC マシンです。

これらの機械は「フライス加工」として知られる切削を行います。部品が X、Y、Z 軸で動作する間、切削スピンドルは静止したままです。

CNC フライス盤の中心的な機能は、回転多点切削工具とコンピュータ制御を使用してワークピースから材料を段階的に除去することにより、カスタム設計の部品を製造することです。

これらのコンピューター制御には、機械の動きを監視および制御するためのデジタル化されたデータが含まれます。

化学、電気、機械、熱による生産能力を備えた CNC フライス盤は、自動車製造、木工、電気産業などで使用されています。

 

CNCの機能とは何ですか 製粉機?

CNC フライス盤は、サブトラクティブ マシン技術を使用して、産業用の複雑な部品を製造します。機械は 3 軸、4 軸、または 5 軸を使用してワークピースを切断し、最終的なピースを作成します。

最終的なピースの複雑さは、マシンの軸の数によって異なります。したがって、航空宇宙産業だけでなく、医療にもさまざまな用途があります。

CoCNC フライス盤のコンポーネント

次に、CNC フライス盤の主要コンポーネントを見てみましょう。

 

入力デバイス

入力デバイスには、プログラミング データを CNC 機械に入力するために使用されるデバイスが含まれます。これらには、パンチ テープ リーダー、磁気テープ リーダー、RS-232-C 経由で接続されたコンピュータが含まれます。

 

MCU(マシンコントロールユニット)

MCU を CNC フライス盤の頭脳と呼んでも間違いではありません。 CNC マシンのすべての操作を実行します。コード化された命令をデコードし、ジョブのためにそれらを読み取ります。軸は、直線補間、螺旋補間、および球面補間を使用してモーション コマンドを作成します。

また、CNC プログラムから受け取った命令に基づいて正確なモーション信号を生成します。機械軸 X、Y、Z の動きを制御します。

MCU は加速度、速度、減速度を計算し、コンポーネントのスムーズな動きを保証します。

機械制御ユニットはスピンドルも制御し、さまざまなセンサーからのフィードバックを受け取ります。

さらに、切削工具とワークの動きを調整し、正確な加工を保証します。

 

駆動システム

駆動システムは、機械の軸を動かし、フライス加工操作を実行するための動力を提供するため、CNC フライス盤のコンポーネントの中でも重要です。

モーター、ボールネジ、駆動アンプ、リニアガイド、ベルトなどを構成します。

これらすべての部分が連携して、マシン制御ユニットからのコマンドを実行し、連携してマシンの軸を動かします。ドライブの精度と応答性は、効率的な加工作業にとって非常に重要です。

 

工作機械

工作機械には、ワークピースを切断および整形して目的の形状を作成する装置が含まれています。これらは機械のスピンドルに取り付けられ、CNC システムによって制御されてフライス加工操作を実行します。

一般的なフライス加工工具には、エンド ミル、フェース ミル、ドリル、リーマ、タップ、ボーリング ツール、スレッド ミルなどが含まれます。

 

フィードバックの仕組み

フィードバック メカニズムは、機械の位置やその他の関連パラメーターに関する情報を提供します。制御システムが精度と精度を確保するのを支援します。

CNC フライス盤で使用されるフィードバック メカニズムには、エンコーダ、リニア スケール、プローブ、リミット スイッチ、スピンドル負荷モニター、クーラント レベル センサー、工具破損検出などが含まれます。これらはすべて、加工操作の精度を実現するために組み合わされるさまざまなパラメータを監視するために使用されます。

 

表示装置

表示ユニットはオペレータと CNC 制御システムのインターフェイスです。オペレーターに視覚的なフィードバックを提供し、操作を監視および制御できるようにします。

フライス盤の表示ユニットの重要な側面には、表示画面、ステータス情報、ユーザー インターフェイス、プログラムとツールの表示、アラームとエラー メッセージ、診断情報が含まれます。

 

ベッド

ベッドは、プロセス中にワークピースが置かれる水平で平らな面です。成形のためにワークピースを所定の位置に保持するための滑らかで安定したスペースを提供します。

CNC フライス盤のベッドの重要な側面には、T スロット、材料、作業エンベロープ、ワークピースの位置合わせと固定、冷却剤と切りくずの管理、筐体と安全性が含まれます。

 

主軸台

主軸台は切削工具を保持し、駆動します。これは機械の一端に配置されており、ワークピースを静止させたままツールを回転させます。

主軸台は主に工具を保持し高速回転させて切削を行う主軸から構成されています。

の他の部品には、工具ホルダー、モーター、ベアリング、工具交換システムが含まれます。一言で言えば、ヘッドストックはピースをしっかりと保持しながら、必要な回転運動を提供します。

 

テールストック

CNC フライス盤のコンポーネントの中でも、心押し台はワークに安定性を与えるため重要です。ヘッドストックの反対側にあります。

上で述べたように、主軸台はワークピースを回転させるため、この心押し台部品はその位置合わせの維持に役立ちます。

心押し台は、本体、クイル、クイルハンドル、ロック機構、心押し台スピンドルという重要な要素で構成されています。

 

ペダル

フットスイッチとも呼ばれるペダルは、追加機能のためのオプション機能です。 CNC フライス盤のペダルは、フットスイッチ、送り制御ペダル、非常停止ペダルとして使用できます。

 

チャック

チャックは、切削加工中にワークを保持するために使用される装置です。機械の主軸に取り付けられ、加工中に必要に応じてワークまたは工具を回転させます。

機械や切断要件に応じて、さまざまな種類のチャックが使用されます。

 

コントロールパネル

これは、オペレータが機械と対話し、そのさまざまな機能を制御するためのインターフェイスです。物理的なボタン、ノブ、スイッチ、および表示画面があります。

通常、これらの機能とボタンは CNC フライス盤のコントロール パネルに表示されます。電源オン/オフ、非常停止、モード選択、ジョギング制御、主軸制御、送り速度制御、表示画面、プログラム入力、ファンクションボタン。

 

CNCフライス盤の動作原理

CNC フライス盤の動作原理には、すべてのコンポーネントとプロセスがどのように連携して機械加工プロセスを正常に実行するかが含まれます。

もっと詳しく見てみましょう!

このプロセスは、CAD ソフトウェアを使用して目的の部品のデジタル モデルを作成することから始まります。次に、それを使用して、フライス加工操作に必要なツール パスやその他の命令を定義する加工プログラムを生成します。

次に、ワークピースを治具に取り付け、適切な切削工具をスピンドルに取り付けます。オペレーターは、ワークピースと機械の設定が正しく調整されていることを確認します。

機械の電源がオンになり、プログラムが制御システムにロードされます。このプログラムは、複数の軸 (X、Y、Z) でのツールの移動に関する命令を含む G コードで構成されています。

ステッピング モーターは X、Y、Z 軸を駆動し、場合によっては回転または傾斜させます。ツールの動きはこれらの軸の適切な動きに依存します。

ツールが徐々に動くにつれて、材料を切断し、目的の出力に成形します。加工プロセスを最適化するために、切り込み深さと速度を調整できます。

また、摩擦を軽減し、切りくず排出を改善するために、切削中およびワークピース中に潤滑剤を塗布することもできます 8、または自動化することもできます。

フィードバック システムは、機械の位置やその他の変数に関するリアルタイムの情報を提供します。また、それに応じて修正措置を講じるための調整を行うこともできます。

機械加工操作が完了すると、機械は工具の交換、ワークの検査、測定などの追加のアクションを実行することがあります。これらのアクションにより、機械加工部品の精度と品質が保証されます。

CNC フライス加工の種類 

CNC フライス加工操作には、次のようないくつかのタイプがあります。

 

プレーンフライス加工

平面フライス加工は、表面フライス加工とも呼ばれ、コラムアンドニー加工であり、平らな表面のフライス加工に使用されます。複数の歯を備えたカッターを使用して、ワークピースの表面から材料を除去します。

 

正面フライス加工

これには、ワークピースの面から材料を切断して滑らかな平らな表面を作成することが含まれます。正面フライスは、外周と正面に切れ刃を持つ正面フライスを実行するために使用されます。

 

角度フライス加工

平らな表面を 90 度以外の角度でフライス加工することを含み、プロセスは平面フライス加工と似ています。 2 つの唯一の違いは角度設定です。角度のある表面、面取り、ベベルなどを作成するために使用されます。

 

フォームミリング

フォームフライス加工では、特別に設計されたフライスカッターまたはフォームカッターを使用してワークピースを切断します。ワークピース上に特定の形状を作成するようにカスタマイズされており、特定の機能を実現できます。

 

ギャングミリング

ギャングミリングでは、同じアーバーに取り付けられた複数のフライスを使用して複数の表面を同時に切削します。 1 回のセットアップで複雑な形状を作成するために使用されます。

これらの CNC フライス加工以外にも、スライドおよびスロット フライス加工などの他のタイプもあります。

 

CNCフライス盤の特徴

それでは、CNC フライス盤の主な機能を見てみましょう。

 

数値制御システム

CNCフライス盤の心臓部です。加工プログラムを解釈してその動作を制御し、軸、主軸、送り速度の正確かつ正確な動作を保証します。

軸の移動

これは CNC フライス盤のもう 1 つの基本的な機能です。 X、Y、Z 軸により、切削工具を複数の方向に移動できます。方向を決定し、複雑な形状や輪郭の作成を可能にします。

 

スピンドルおよびツーリングシステム

速度とトルクを調整できる強力で汎用性の高いスピンドルにより、材料を効率的に除去し、さまざまな切削工具を使用して作業することができます。自動工具交換装置を含む堅牢で効率的なツーリング システムにより、機械加工作業中の迅速な工具交換が可能になり、生産性が向上します。

 

コントロールパネルとヒューマンマシンインターフェース

CNC フライス盤と対話するためのインターフェイスを提供します。わかりやすくラベル付けされたボタン、スイッチ、表示画面を備えた直感的でユーザーフレンドリーなコントロールパネルにより、加工プロセスのプログラミング、監視、調整が容易になります。

 

クーラントと切りくずの管理

効果的 冷却剤 および切りくず管理システムは、CNC フライス盤の重要な機能です。冷却システムは、切削工具とワークピースに冷却または潤滑を適用し、熱を放散し、摩擦を低減し、工具の寿命と表面仕上げを向上させます。切りくずコンベアやオーガなどの切りくず管理システムは、加工領域から切りくずを効率的に除去し、切りくずの蓄積を防ぎ、中断のない加工を保証します。

 

1. 特許取得済みの彫刻およびフライス盤のスピンドルボックス

スピンドルボックスの内側には段付き穴があり、電動スピンドルは段付き穴に取り付けられ、フランジを使用してスピンドルボックスを固定します

2. 作業台

ボックス構造とボールねじを一体成形。

3. 光学式リニアスケール

±5um未満の精度のハイデンハイン、ファゴール光学式リニアスケール(オプション)

4.ベース

多層ウォールボックス構造、後方チップ取り出し

5. 橋柱の三角リブ構造

ドアブリッジの三角リブ構造の実用新案により、工作機械の動剛性・静剛性が向上し、加工精度が向上します。

6. オプションのダイレクトドライブBBT40スピンドル

7. アップグレード構成

標準サーボカルーセルツールマガジン。 HSK-E40 モータースピンドル;グラファイト保護パッケージ。レーザーツールプローブ;オイルミストコレクターシステムなど

8. 安定した精度

位置決め精度の高い閉ループ光学式リニアスケールにより、リードボールねじの熱伸びによる位置決め誤差を効果的に抑制します。

9. システムの安定性

シーメンス828Dシステムを搭載。

 

CNCフライス盤の応用

CNC フライス盤は汎用性が高いため、さまざまな業界でさまざまな用途に使用されています。一般的なアプリケーションには次のものがあります。

製造業

CNC フライス盤は、金属、プラスチック、複合材料などのさまざまな材料の加工に使用され、複雑な形状や部品の製造を可能にします。製造業で精密部品やコンポーネントを製造するために広く使用されています。

 

航空宇宙産業

CNC マシンは、安全性と高精度を維持しながらタービン ブレード、航空機構造、多用途のギアなどの重要なコンポーネントを製造するため、航空業界で数多くの用途に使用されています。

 

自動車産業

自動車産業では、フライス盤を使用してエンジン部品、トランスミッション部品、シャーシ部品、内外装トリム部品を製造しています。これらにより、複雑な自動車部品の効率的な生産と高品質な生産が可能になります。

 

エレクトロニクス産業

CNC フライス盤は、エレクトロニクス産業でプリント基板、ハウジング部品、コネクタ、その他の電子部品を製造するために使用されています。これらは、プリント基板やその他の電子部品上に複雑なデザインやパターンを作成するための精密な機械加工機能を提供します。

 

医療産業

医療業界では精度と正確さが重要であるため、CNC フライス盤も同様です。これらは、外科用器具、歯科用部品、医療機器部品の製造に使用されます。

 

迅速な製造プロセス

機能部品がすぐに必要になるプロトタイピングや迅速な製造プロセスでは、迅速な納期、効率的な反復、コスト効率の高い生産を実現する CNC フライス盤が使用されます。

 

金型製造産業

CNC フライス盤は、金型、金型、治具を製造するための工具と金型を製造します。精密な機械加工プロセスにより、正確で再現性のある生産プロセスが可能になります。

 

ジュエリー作り

CNC フライス盤は、貴金属に複雑で詳細なデザインを作成するために使用されます。商業レベルでの正確な切断と成形が可能になります。

 

教育研究部門

フライス盤は、革新的な部品の製造に関する実践的なトレーニングを提供するため、エンジニアリング、製造、および材料科学の研究を教育および実施するのに非常に役立ちます。

 

要約!

この記事では、CNC フライス盤の概要と基本について説明します。これらは一般に、硬い固体材料に穴を開けたり、形状を切断したりするために使用されます。

さらに、CNC フライス盤の内容と仕組みについても説明します。その動作原理は上で詳しく説明されています。

自動車産業でも、低コストで正確な部品を必要とするその他の部門でも、納期が早い、CNC マシンが最良の選択です。

効率を高める優れた CNC フライス盤をお探しの場合は、もう探す必要はなく、お客様の要件と要望に基づいて CNC フライス盤を入手してください。 ヤンセン!

 

よくある質問

信頼できるCNCフライス盤メーカーをご提案します。

ヤンセン社のフライス盤を購入することをお勧めします。信頼性の高い CNC フライス盤を幅広く提供しています。

CNCフライス盤の用途は何ですか?

CNC フライス盤は、医療、自動車、航空宇宙、宝飾品、金型の製造で広く使用されています。

CNCフライス盤を使用する利点は何ですか?

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