CNCマシニングセンターの自動化はどのように機能するのでしょうか？

CNCマシニングセンターにおける自動化

コンピュータ数値制御（CNC）システムに加え、マシニングセンター（BAZ）の主要な自動化構成要素としては、ツールマガジン、自動工具交換アームを備えた工具搬送装置、フライス加工および旋削加工用のインデックステーブルおよび回転テーブル、ならびにワークパレットチェンジャーなどが挙げられる。.

自動化システムの主要構成要素

CNCシステムが自動化のハブである理由

コンピュータ数値制御（CNC）システムは、マシニングセンターの自動化の中核をなすものです。このシステムは、以下を含む多くの構成要素や加工パラメータを制御することができます：

• 主軸回転数
• 直線軸および回転軸の移動
• 適切な工具の交換と装着
• クランプされたワークパレットの交換および供給
• 油圧、電気、および冷却・潤滑液供給設備

工具マガジンおよび工具搬送装置

工具マガジンには、加工に必要な工具がすでに工具ホルダーに取り付けられています。マガジンは、直線状のラック配置で構成される場合もあれば、ディスク型マガジンとして作られる場合もあります。省スペース化のため、工具とそのホルダー（通常は中空テーパーシャンク）は、スナップイン接続によりラック上に収納されます。 複数のラック列や複数のディスクで構成される工具マガジンには、最大200本の工具を収納することができます。.

自動工具交換アームが、スピンドルヘッドから工具を取り外し、別の工具を取り付けます。取り外された工具は、マガジンに戻して保管することも、摩耗している場合は廃棄することもできます。.

基本的な自動工具交換シーケンス

ダブルアームチェンジャーを装備したリニアロボットの自動工具交換シーケンスには、通常、以下の手順が含まれます：

1. グリッパーを備えたリニアロボットなどの工具搬送装置が、マガジンから新しい工具を取り出し、自動工具交換アームまで移動する。.
2. ダブルアーム式ツールチェンジャーの片方のアームが新しい工具を受け取り、スピンドルヘッドへと移動します。同時に、もう一方のアームがスピンドルヘッドから古い工具を取り外します。その後、ツールチェンジャーが回転し、新しい工具をスピンドルヘッドに取り付けます。.
3. もう一方のチェンジャーアームは、使用済みの工具をマガジン内の使用中の工具収納位置に戻します。.

ディスク式マガジンからの工具の取り出しや交換の手順も同様です。.

5軸テーブルがどのように多面加工の可能性を広げるか

CNCマシニングセンターは、5軸（X、Y、Zの3つの直線軸に加え、A’傾斜軸およびB’回転軸）を備えることができます。 B’軸は、多面加工のための角度運動や、異なる速度での連続回転に使用できます。この機能により、マシニングセンター上で旋削加工を行うことが可能になります。.

ワークスピンドルは垂直または水平に配置でき、90度まで旋回させることも可能です。スピンドルを水平に配置した場合、あるいはワークの下側から加工を開始する場合、切りくずは加工エンクロージャーから排出され、切削油は下方に自由に流れ落ちます。.

5軸加工において1回のクランプで済むロータリーテーブル（円形テーブル）は、自動化と生産性を向上させるための重要な要素です。これにより、1回のセットアップでワークピースを5軸加工することが可能になります。 図に示す5面加工は、回転インデックステーブルと、水平・垂直の両方の位置で加工可能なスピンドルを組み合わせることで実現されています。この手法により、繰り返し行われるクランプ作業による時間のロスを回避し、セットアップの回数が増えることで生じる位置決め誤差を低減することができます。.

パレット交換がサイクルタイムの効率をどのように向上させるか

ほとんどのマシニングセンターには、ワークパレット交換準備ステーションが備わっています。このステーションでは、加工が完了したワークのクランプが解除され、熟練した技術者が新しいブランクをセットします。その間、すでに加工ステーションへ移送された前のワークは、メインの加工サイクルを実行しています。.