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マシニングセンターの種類 ロータリートランスファーマシンとの違いは何か?

機械受注

高精度加工をする上で、マシニングセンターを導入しようとしている会社も多いかと思います。しかし、そもそもマシニングセンターにはどういった種類があるのでしょうか。また、ロータリートランスファーマシンはどんな位置づけにあるのでしょうか。

本記事では、マシニングセンターの種類について説明した後に、ロータリートランスファーマシンとの違いについて解説します。

マシニングセンターとはなにか

マシニングセンターは、金属加工装置のひとつですが主に、以下の3つの特徴を同時に備えているのが特徴です。以下の特徴によって、加工部品を手放すことなく、極めて多様な加工を1台で行うことができます。

自動工具交換機能があること

工具マガジンにセットされた多様な工具(フライス、エンドミル、ドリル、タップ、リーマなど)を自動で交換できる機能を備えています。

目的に合わせて異種の加工ができること

フライス削り、中ぐり、穴あけ、ネジ立てなどの異種の加工を一台で行うことができます。

コンピュータ数値制御(CNC:Computer Numeric Calculation)であること

マシニングセンターの心臓部がCNCです。これによってプログラムした加工を自動で実施することができます。また、コンピュータ数値制御によって高精度の加工を繰り返し実施することが可能となりました。CNCは、ファナックや三菱電気が有名です。

マシニングセンターの種類

マシニングセンターという名前は、1958年に米国のKerny&Trecker社が販売した自動工具交換機能が搭載されたNCフライスの製品名に由来しています。今では、マシニングセンターという名前は、製品名というよりも数値制御型の金属加工機の一般名として定着しています。

マシニングセンター

マシニングセンターは、大きくは自動工具交換機能が搭載されたフライス加工ができるものをマシニングセンターと呼んでいます。その定義によると、弊社のロータリートランスファーマシンはあまりフライス加工が得意ではないのでマシニングセンターのカテゴリーには入ってきません。

立形マシニングセンター

主軸が垂直になっているマシニングセンターのことです。直交3軸(X軸、Y軸、Z軸)を制御することができます。機械の動きが理解しやすいので、プログラムに関してもわかりやすく組むことができます。また、穴あけに関しては、切りくずが溜まりやすいのでその排出方法について考慮する必要があります。

横形マシニングセンター

主軸が水平になっているマシニングセンターのことです。直交3軸(X軸、Y軸、Z軸)とパレットを割り出す回転軸(B軸)の合計4軸が一般的です。パレットが回転するので、位置の割り出しを行えます。また、立形マシニングセンターと比べて切りくずの排出性は高いといえます。

5軸制御マシニングセンター

主流のマシニングセンターのひとつです。直交3軸(X軸、Y軸、Z軸)に加えて、旋回転の2軸(A軸、C軸)が追加されており、それぞれの軸を個別の制御することが可能です。これにより、自由な3次元曲面の加工も可能となりました。

門型マシニングセンター(大規模マシニングセンター)

機械の形が門の形に似ていることから、門型マシニングセンターと呼ばれている。風力発電、水色発電に使用する大型のプロペラを加工する高さが数十メートルある巨大なマシニングセンターもあります。

3.マシニングセンターとロータリートランスファーマシンの違い

ロータリートランスファーマシンを、マシニングセンターの3つの特徴と比べてみます。

ロータリートランスファーマシンには自動工具交換機能が、基本は搭載していない

現在まで販売されているロータリートランスファーマシンには、基本的には自動工具交換機能はついていません。それには理由があります。ロータリートランスファーマシンは、加工手順をあらかじめ複数(弊社では11ユニットつけるので、11手順)に分割します。各ユニットに、加工に合わせたツールをあらかじめセットしておきます。11ユニットであればツールを11種類つけることができるので、ツール交換が必要ないようにしておきます。またツールの交換にかかる時間を短縮することで、タクトタイムの向上にも寄与します。また別のツールを付け替えるような交換が発生しないことで精度確保にも繋がります。

マシニングセンターは一台のCNCでひとつのツールを動かして、ツール交換することで多様な加工に対応します。ロータリートランスファーマシンは各ユニットがCNCを持つことで、あらかじめセットされた複数のツールを複数のCNCで動かすので、マシニングセンターとは加工手順の発想が異なっているのが特徴です

目的に合わせて異種の加工ができること

これは、マシニングセンターと同様です。各ユニットに、中ぐり、穴あけ、ネジ立て、ミーリングなどの異種の加工を一台で行うことができます。一方で重切削などのフライス加工自体をロータリートランスファーマシンのユニットの一つで行うのは向いていません。負荷が大きく時間のかかる加工を行うのではなく、比較的短時間で行える加工を複数の手順で行うのに向いています。

コンピュータ数値制御(CNC:Computer Numeric Calculation)であること

マシニングセンターと同様に、ロータリートランスファーマシンの心臓部もCNCです。大きな特徴は、マシニングセンターが基本的には1台のCNCを搭載しているのに対して、ロータリートランスファーマシンはユニットの数だけCNCが必要となります。11ユニットの加工部を搭載すると、CNCも11台必要となります。ここが一番大きな違いです。各ユニットが異なる加工が行えるので、CNCの精度確保した加工を一気におこなうことができます。ツールを11回交換する必要がないのです。インデックスを回転させることでタクトタイムの向上に大きく貢献します。

まとめ

本記事では、マシニングセンターの種類と、マシニングセンターとロータリートランスファーマシンの違いについて解説しました。金属加工はコストパフォーマンスと精度を両立する必要があり、加工部品によってマシニングセンターとロータリートランスファーマシンの適切な方を選んでいく必要があります。

>>RUBY CNC ロータリートランスファーマシン(RT-X001) 公式製品サイト

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