部品の製造と機械加工は、それらを正確かつ繰り返し生産する必要があるため、CNC（コンピューター数値制御）マシンは重要です。最も広く使用されているCNCマシンは、ガントリーと垂直の機械加工センターです。アプリケーションの種類に関しては、どちらにも長所と短所があります。この記事では、さまざまなマシンの要件に最も適しているものを決定するために、これら2つのマシン間の本質的な違いのポイントを調べます。
ガントリーCNCマシンは、ワークスペースが2つのサイドサポートに拡張され、マウントされる水平ビームで構成されています。このビームには、3つの線形軸（x、y、z）で移動できるスピンドルまたは切削工具の取り付けが含まれています。これにより、大きな部品を仕上げるための優れた作業エリアにわたる正確な位置が提供されます。
ガントリーCNCマシン ガントリーと呼ばれる橋のようなフレームがあります。このガントリーには、スピンドルヘッドが左から右へ、前方に移動できるレールがあります。スピンドルヘッドは切削工具を保持し、X軸とY軸に沿って移動します。切削工具は、ワークピースに触れるためにZ軸の上下を下げます。スピンドルヘッドの動きは、プログラムされたパスに従うコンピューターによって正確に制御されます。これにより、ガントリーCNCマシンは、コンピューターにロードされたCNCコード命令に従って紡績切削工具を正確に配置することにより、大きな金属または木材の部品を正確に切断、掘削、製造できます。ガントリー構造は、大きな部品を処理するための安定性を提供します。
顕著な特徴の1つは、大規模な作業封筒です。ガントリーフレーム構造により、x軸とy軸の両方で複数メートルの線形移動が可能になります。この特大の作業ゾーンは、典型的なCNCマシンの容量を超えて非常に大きな部品を加工するのに適しています。拡張長のガントリーマシンでは、長さ5メートルを超える部品を処理できます。
もう1つの注目すべき機能は、水平方向によって提供される遮るもののないパーツアクセスです。作業領域の周りに障害物なしで明確なアクセスがあるため、労働者はあらゆる側面から非常に大きな部分を簡単に積み込み、荷を積むことができます。この妨げされていないマルチサイドパーツアクセスエイズワークフロー。
ガントリーCNCマシンには、通常10馬力から50馬力以上の強力なスピンドルモーターも装備されています。これらの強力なスピンドルからの高いローエンドのトルクは、積極的な金属除去を可能にします。動的で剛性のある構造は、激しい掘削および製粉作業中に発揮される重い切断力を処理できます。
最後に、ガントリーCNCマシンには多様な機械加工機能があり、プラズマ切断、研磨型のウォータージェット切断、ルーティング、フライス式などの用途によく一致しています。ガントリーアーキテクチャは、大規模な作業ゾーンで正確な機械加工の安定性を提供します。また、ツールの変更により、同じマシンを使用して異なる部分の形状を作成することもできます。
Gantry CNCマシンは、大規模な作業量と強力な金属切断機能を利用する特定の機械加工アプリケーションで一般的に使用されています。アプリケーションの主要なカテゴリは次のとおりです。
多くの種類の重機や車両には、通常のCNCのベッドサイズを超える非常にかさばる部品があります。ガントリーCNCマシンには、特大の金属片を加工するためのこれらのジャンボ寸法に一致する作業ゾーンがあります。
車両フレーム、ボディ、農業機器部品、船体セクション、および構造構造コンポーネントは、5メートルを超える長さを持つことができます。ガントリーCNCマシンのxおよびy軸に沿ったメータープラス容量は、そのような長い金属部品さえも作ることができます。
木工業界では、巨大な木製の部品を効率的に機械加工する能力が必要です。キッチンとディスプレイキャビネット、巨大な家具、大きな入り口のドア、そして木材フレーミングの建設には、豊富な機械加工エンベロープが必要です。
ネスティングソフトウェアは、シート用品から複数の木製ワークピースを機械加工するときに最適化するのに役立ちます。ガントリーマシンには、すべての木材チップと粉塵に耐えるために、頑丈で耐摩耗性の構造があります。
プラズマアークの切断や研磨水ジェット切断などのプロセスでは、XおよびY軸に沿って切断ヘッドをスムーズに動かして、プレート材料の曲線パターンを実現する必要があります。
Gantry CNCマシンは、火炎削減鋼板またはウォータージェットスライスの積み重ねられた金属層の場合、これらの横軸を横切ってかなりの重みをスムーズに移動するために、レイアウトと堅牢なビルドを提供します。
ガントリーCNCマシンは、x、y、z線形軸に沿って大規模な作業範囲を提供します。これにより、典型的なCNCの容量を超える特大の金属部品または木材部品を処理できます。大きくするためにカスタマイズ可能。
強化されたガントリーフレームは、厚いオーバーヘッドビームとペアになり、サポートされているため、堅牢で剛性のある構造が得られます。この動的な安定性は、高金属カットを除去するときに精度を保持します。
水平方向のレイアウトにより、障害のないあらゆる側面から特大の部分を積み込むことができます。労働者は、ワークフローを改善して、ワークゾーン全体に便利に到達できます。
Gantry CNCマシンは、50馬力以上のスピンドル電力を統合して、タッピング、退屈、および製粉に不可欠な高距離径の切削工具を回転させて駆動できます。
· 巨大な構造は、多くの現場のスペースを占めています。
· 高い初期購入コスト。
· 小さな複雑なコンポーネントではあまり用途が広いわけではありません。
· 斜めの切断能力は制限されています。
垂直機械加工センター（VMC） 垂直方向のスピンドル軸を備えたコンピューター数値制御マシンを指します。これにより、ミリング、掘削、タッピング、退屈などの機械加工操作を、水平に配置されたワークピースで実行できます。
VMCの重要な部分には、ツールチェンジャー、ツールマガジン、CNCコントローラー、切削工具、クーラントシステム、X、Y、Z軸ガイドウェイが含まれます。 Tool Magazineは、切削工具の自動変更を可能にします。
垂直機械加工センターには、スピンドルが作業台の上に垂直方向に向けられています。金属またはプラスチックのワークピースはこのテーブルに固定されており、Y軸を前後に移動し、X軸で出力できます。切削工具は、下向きのスピンドルに取り付けられます。 CNC操作では、マシンはスピンドルの下のテーブルの位置を正確に制御し、回転する切断ツールを固定ワークの穴を粉砕および掘削できるようにします。機械加工操作を達成するために、Z軸制御により、紡績カッターがさまざまな深さでワークピースに低下します。 X、Y、およびZ軸の精密リードネジは、コンピューターの数値制御命令に続くカッターに関連して作業領域を配置します。この3軸の動きにより、汎用性の高い加工が可能になります。
スピンドルのカップリングがワークテーブルの上にある垂直方向は、マシンのフットプリントを最小限に抑えます。このコンパクトアーキテクチャは、スペースの制約を備えた生産フロアに適合します。
自動化されたツールチェンジャーアセンブリは、一般に、必要に応じて切削工具を交換するためのマシンエンクロージャー内に統合されています。手動オペレーターの関与を減らします。
固定またはスライドドアが作業エリアを密封します。これにより、ゆるい金属チップ/クーラントの封じ込めを制御し、より良い作業環境のために現場の床への騒音放出を減らします。
スマートクーラントノズルは、CNCプログラムを介してツールチップや機械加工インターフェイスなどの重要な領域に高圧クーラントストリームを向け、熱制御とチップフラッシングを改善します。
垂直スピンドルアセンブリは、機械的な伝達損失なしに高トルクモーターに直接接続します。これにより、頑丈な切断に最適な電力伝達が可能になります。
剛性のある柱の設計とダイレクトスピンドルドライブにより、垂直機械加工センターは、緊密な許容範囲を備えたミル、ドリル、ボア、タップスチール、アルミニウム、チタンを正確に使用できます。航空宇宙と医療部品は、多くの場合、精密要件を指定します。
ジョブ間の迅速な切り替えにより、VMCは大量の長期走行ではなく、小さなバッチの生産に適しています。キューに囲まれたワークピースを備えたパレットプールにより、自動化されたジョブショップのワークフローが可能になります。
鋳造や鍛造などの初期の製造プロセスの後、垂直機械加工は、表面仕上げ、穴の掘削/退屈、プロファイルフライス加工など、コンポーネントを仕上げるなどの二次的な改良を実行します。
丈夫な航空宇宙合金、鋳鉄、硬化ツール鋼から柔らかい非鉄金属まで、垂直ミルはスピンドル速度、ツールの変化、クーラント圧力などを介して適応します。
スピンドルがワークテーブルの上にある垂直レイアウトは、混雑したショップフロアの機械フットプリントを最小限に抑えます。水平マシンセンターよりも少ない面積を取ります。
囲まれた機械加工コンパートメントを持つことで、金属チップやクーラントミストなどの破片が外部から分散するのを防ぎます。これは、きれいなショップの大気品質を維持するのに役立ちます。
スピンドルと最小限のオーバーハングまたはカンチレバーの列のサポートは、剛性のあるビルドに貢献します。この剛性により、カンチレバースタイルの水平ミルよりも積極的な材料除去が可能になります。
垂直のスピンドルが作業ゾーンを下に向かっているため、チップは自然に再カットせずに落ちます。自動チップ除去システムもより簡単に統合できます。
垂直機械加工センターの小さなフットプリントと系統的なコンパートメントレイアウトスーツパレットオートメーション。労働者の関与は、自動化された作業部の荷重/荷重で最小限に抑えられます。
回転テーブルは、各作業がカッターに向かって直面しており、リフキシング、処理時間の短縮なしで連続した機械加工を行います。必要なすべてのミリング、掘削、タッピングが1つのセットアップで行われます。
· 限られたXおよびYトラベルは、最大部品寸法を制限します
· 垂直スピンドルは、非常に高い部品の機械加工を制限します
· 水平CNCマシンよりも高いエネルギー消費
· 非常に長い部品を処理することはできません
Gantry CNCマシンとVMCを比較する場合、分析する重要な要素が次のとおりです。
Gantry CNCマシンは、大きな部品を処理するための複数メートルのX-Y旅行を備えた大きな作業エンベロープを提供します。垂直機械加工センターは、最大2500 x 1200mmで移動します。
ガントリーは、優れた剛性のために重いサポートにまたがる厚いオーバーヘッドビームを使用しています。 VMCカンチレバーと移動柱は、負荷の下でわずかな逸脱を可能にする場合があります。
VMCは、精密な退屈や輪郭などのさまざまな材料や操作に適応します。ガントリーは、ハイフォースの掘削/タッピング、または大きな部品を広いエリアに移動することに焦点を当てています。
VMCのコンパクトなフットプリントは、パレットオートメーションの一部に適合しています。 Gantryの膨大な作業ゾーンにより、パートロードの自動化を統合することが困難になります。
ガントリーCNCマシンと垂直機械加工センター間の異なる強度を分析した後、特定の機械加工要件に対してより適切に選択される一般的な推奨事項を作成できます。
機械加工された部品が、VMCの典型的な1500-2000mm X軸旅行を超える片方または両方の寸法で特大である場合、ガントリーの拡張XおよびY線形レールに沿った移動は、カッターの下での位置付けに適しています。 5メートル以上の移動のあるガントリーマシンはすぐに利用できます。
強化されたガントリーは、膨大な量の鋼、チタン、または鋳鉄が高トルク除去を必要とするヘビーメタルカットアプリケーションに剛性を提供します。動的な切断力にもかかわらず、たわみは最小化されます。
作業材料が、大規模なフレームやプラズマカットプレートストックの溶接など、安全な固定具ではなくすべての側面のクリアランスを必要とする場合、ガントリーの開いた水平方向はマルチサイトアクセスを促進します。
工場の床面積の利用が最適化する必要がある場合、巨大なガントリーシステムよりも少ない面積を占めるVMCのコンパクトなフットプリントにより、より多くのマシンを限られた面積に詰めることができます。
生産プロセスで複数のワークピース面でのさまざまなフライス材、掘削、退屈な操作が必要な場合、垂直機械加工センターの回転テーブルインデックスは、1つのフィクスチャーセットアップで統合された機械加工を順次完了させることができます。
機械加工パラメーターが緊密な耐性、精密な退屈、複雑な輪郭、または細かい表面仕上げを必要とする場合、VMCの剛性とより高速なプロセッサスーツの迅速でありながら正確な工具運動の補間が速くなります。
ガントリーCNCマシンと垂直機械加工センターはどちらも、重要であるが明確なCNC加工の役割を果たします。それらの構成は、作業ゾーンの要件、機械の剛性、自動化のニーズ、および現場のスペースの制約に基づくアプリケーションに適しています。それぞれの仕様と機能を慎重に分析すると、どのソリューションが生産環境に最適かを決定します。
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