CNC マシンを比較する場合、仕様書を見失ってしまいがちです。

1 台の CNC マシンには 12,000 rpm のスピンドルがあり、別の CNC マシンには 15,000 rpm、そして 3 番目のスピンドルには 20,000 rpm が搭載されています。ある機械はより大きな X、Y、Z 移動を提供し、別の機械はより大きなテーブルまたはより大きな工具マガジンを備えています。

一見すると、数字が大きいマシンの方が良い選択のように見えるかもしれません。

しかし、実際の CNC マシンの選択はそうではありません。

重要な質問は次のことではありません。

「どの CNC マシンのスペックが優れていますか?」

それは次のとおりです。

「実際に私たちが生産する部品に影響を与えるのはどの仕様ですか?」

したがって、CNC マシニング センターを比較する購入者は、ワーク、材質、切削プロセス、生産量、および必要な精度に関する仕様を確認する必要があります。

1. 機械を排除できる仕様から始める

主軸速度や制御システムを比較する前に、機械が物理的および技術的に部品を処理できるかどうかを確認してください。

比較する最初の仕様は次のとおりです。

X/Y/Z軸移動量

テーブルサイズ

最大ワーク重量

最大ワーク高さ

主軸-から-テーブルまでの距離

主軸動力

主軸トルク

位置決め精度

再現性

ツールマガジン容量

マシンがこれらの基本要件の 1 つを満たしていない場合、他の仕様は問題にならない可能性があります。

たとえば、CNC マシニング センターは優れたスピンドルと高い位置決め精度を備えていますが、治具とワークピースが使用可能な作業範囲内に収まらない場合、その機械は生産には適していません。

このため、経験豊富なバイヤーは通常、部品から始めて、次に機械の仕様にまで遡って作業を進めます。

2. マシンの移動: X/Y/Z 数値を単独で比較しないでください

機械の移動量は、購入者が通常最初に比較する仕様の 1 つです。

一般的な仕様書には次のものが示されます。

X-軸の移動

Y-軸の移動

Z-軸移動

これらの数値は、機械の軸がどれだけ移動できるかを示しますが、機械加工できるワークピースの実際のサイズを自動的に示すわけではありません。

次のことも考慮する必要があります。

治具の寸法

工具の長さ

スピンドルクリアランス

ワーク高さ

クランプ位置

必要なツールのアプローチ

回転テーブルまたはその他の付属品

たとえば、ワークピースは技術的には X- 軸の移動範囲内に収まっていても、治具が占めるスペースが大きすぎるため、加工が困難である場合があります。

CNC 機械のサプライヤーに何を尋ねるべきですか?

単に質問するのではなく、次のようにします。

「X/Y/Z 移動とは何ですか?」

聞く：

「実行する必要がある機械加工操作に推奨される最大ワークサイズはどれくらいですか?」

そうすることで、より有益な答えが得られます。

大型コンポーネントの場合、これはガントリー マシニング センターと従来の縦型または横型機械を比較するときに特に重要になります。

3. テーブルのサイズとワークの重量は見た目以上に重要

テーブルが大きいからといって、その上にさらに大きなワークピースを置けるというわけではありません。

テーブルは以下のものと連携して動作する必要があります。

テーブルの最大負荷

治具の重量

ワーク重量

ワーク保持方法

利用可能な旅行

スピンドルクリアランス

コンポーネントの重量が 1,500 kg であると仮定します。

マシンには十分なテーブル領域があるかもしれませんが、許容テーブル負荷が低すぎると、生産プロセスを安全にサポートできなくなります。

重いコンポーネントの場合は、テーブルの寸法だけでなく、全体的な負荷状態を比較してください。

これは、ガントリーマシニングセンタや大型横形マシニングセンタを評価する場合に特に重要です。

4. スピンドル速度: 高いほど自動的に優れているわけではありません

スピンドル速度は、おそらく CNC マシンのマーケティングで最も頻繁に使用される仕様の 1 つです。

20,000 rpm のスピンドルを備えた機械が、12,000 rpm のスピンドルを備えた機械よりも自動的に優れているわけではありません。

有用な主軸速度は次の要素によって決まります。

ワーク材質

工具径

切断速度

必要な表面仕上げ

材料除去率

機械加工作業

たとえば、高いスピンドル速度は、小型の切削工具やアルミニウム部品に役立ちます。

重量鋼の切断は状況が異なります。

大量の材料を除去する大型カッターは、はるかに低いスピンドル速度で動作する可能性がありますが、かなり大きなトルクを必要とします。

したがって、CNC マシンの仕様を比較するときは、次のことだけを尋ねないでください。

「スピンドルはどのくらいの速さで回転できますか?」

聞く：

「機械は実際にどのような主軸速度とトルクで主な切削操作を実行しますか?」

この区別により、マシンの仕様と実際の生産要件との間の高価な不一致を防ぐことができます。

5. スピンドルの出力とトルク: 両方を見てください

主軸出力と主軸トルクは、鋼、鋳鉄、金型、およびより重い切削を伴うその他の用途を加工する場合に特に重要になります。

スピンドル速度が高くてもトルクが不十分な機械は、切削工具や材料がより高い切削抵抗を必要とする場合、十分な性能を発揮できない可能性があります。

CNC マシンを比較する場合は、次のことを確認してください。

主軸定格出力

最大主軸出力

定格トルク

最大トルク

トルク曲線（利用可能な場合）

主軸速度範囲

最大トルクがスピンドル速度範囲全体で必ずしも利用できるわけではないため、トルク曲線は特に役立ちます。

たとえば、生産で約 2,000 ～ 4,000 rpm の高トルクが必要な場合、スピンドルの最大 RPM だけを知っていても十分ではありません。

これは、CNC 機械メーカーがスピンドルが実際の切削条件にどのように適合するかを説明できるべき領域の 1 つです。

6. 機械の剛性は購入者の予想よりも重要であることが多い

機械剛性は 1 つの数値で表すのが難しいため、単純な比較表には記載されていないことがよくあります。

しかし、実際の加工には大きな影響を与える可能性があります。

切削抵抗が増加すると、剛性不足により次のような問題が発生する可能性があります。

おしゃべり

工具の振動

表面仕上げが悪い

工具の摩耗

寸法変化

切り込み深さの低減

これは特に次の場合に重要です。

鋼加工

鋳鉄加工

金型作業

大型ワーク

重荒加工

CNC マシニング センターを比較する場合は、主軸の仕様だけでなく、機械の構造設計についても検討してください。

関連する要因には次のようなものがあります。

機械ベッドの構造

カラムデザイン

ガイドウェイの配置

スピンドルサポート

構造質量

ボールネジサポート

全体的なマシンのアーキテクチャ

ヘビーデューティ用途では、高い主軸速度よりも剛性の高い機械構造の方が価値がある場合があります。{0}}

7. 位置決め精度と再現性は同じではありません

これら 2 つの仕様は混同されることがよくあります。

位置決め精度

これは、機械が指令された位置にどれだけ近づけることができるかを表します。

再現性

これは、マシンがどれだけ安定して同じ位置に戻ることができるかを表します。

機械の再現性は良好でも、位置決めエラーが発生する場合があります。

精密機械加工では、両方の特性が重要になります。

ただし、値がどのように測定されたのかも尋ねる必要があります。

以下に関する情報を探してください。

測定方法

測定基準

軸のテスト済み

測定条件

機械温度

補償状況

たとえば、仕様書に記載されている数値からは、数時間の製造後に機械がどのように動作するかがわかるとは限りません。

重要なコンポーネントについては、精度がどのように検証されるか、またどのような検査文書が提供できるかを CNC 機械のサプライヤーに問い合わせてください。

8. 熱安定性は実際の精度に影響を与える可能性があります-

CNC マシンは一定の温度では動作しません。

生産中:

スピンドルは熱を発生します

モーターは熱を発生します

ボールネジは熱を発生します

冷却水の温度は変化する可能性があります

工場周囲の温度変化

これらの影響により、熱膨張や寸法変化が生じる可能性があります。

これは特に機械加工の場合に重要です。

長時間の生産作業

精密部品

大型部品

厳しい公差のコンポーネント-

したがって、CNC 機械の仕様を比較する場合は、静的な位置決め精度だけを考慮しないでください。

機械が熱の影響をどのように処理するか尋ねてください。

マシンの設計によっては、次のことが必要になる場合があります。

熱補償

スピンドル冷却

ボールねじ冷却

温度監視

熱変形を低減する構造設計

目標は、仕様書から最小の数値を見つけることではありません。

目標は、実際の生産中に安定した寸法を維持することです。

9. ツールマガジンの容量はプロセスに適合する必要があります

ツールマガジンの容量も誤解されやすい仕様です。

ツールが増えれば自動的に優れたものになるわけではありません。

一般的な部品に 18 個の工具が必要な場合、生産に多くの異なる部品が含まれない限り、60 個の工具マガジンでは実用的なメリットはほとんどありません。

一方、頻繁に工具を変更して複数のパーツ ファミリを実行する場合、工具の容量が不十分なため、不必要なセットアップ作業が発生する可能性があります。

考慮する：

パーツごとのツールの数

部品種類の数

工具径

工具の長さ

工具重量

工具交換の頻度

生産量

多品種生産の場合、ツールの能力がセットアップの効率に直接影響する可能性があります。{0}

単一部品の大量生産では、サイクル タイムと工具交換速度がより重要になる場合があります。{0}

10. 生産量が多い場合、自動工具交換時間は重要です

2 台の機械が両方とも自動工具交換装置を備えている場合がありますが、実際の生産パフォーマンスは異なる場合があります。

加工プログラムにシフトごとに数百回の工具交換が含まれる場合、工具交換時間のわずかな差でも累積する可能性があります。{0}}

大量生産の場合は、以下を比較してください。-

工具交換時間

チップ-からチップまでの時間-

主軸加速度

早送り速度

制御応答性

ただし、これらの数値を加工サイクルとは別に評価しないでください。

実際の切削操作に数分かかる場合、工具交換にかかる時間を 1 秒短縮してもあまり意味がありません。

常に仕様を完全なサイクルタイムと比較してください。

11. CNC 制御システム: あなたの仕事に基づいて比較してください

CNC制御システムは重要ですが、仕様競争になってもいけません。

基本的な 3 軸加工アプリケーションには、複雑な 5 軸加工と同じ制御機能が必ずしも必要というわけではありません。

5 軸マシニング センターの場合は、次のことを考慮する必要がある場合があります。

多軸補間-

工具中心点制御

先読み機能-

高速加工機能-

座標変換

衝突回避機能

標準的な 3 軸作業の場合、他の考慮事項がより重要になる場合があります。

したがって、実際に使用するプログラミングと加工プロセスをサポートする制御システムが最適な制御システムとなります。

12. 早送り速度: 便利ですが、過大評価しないでください

早送り速度は、機械が切断操作の間にどれだけ早く移動するかに影響します。

特に次の場合、サイクル タイムに影響を与える可能性があります。

部品には短い機械加工操作が多数含まれています

穴のパターンが豊富です

ツールパスには非切削動作が頻繁に含まれています。-

生産量が多い

ただし、早送り速度は切削速度と同じではありません。

非常に高速な動作を行う機械であっても、切削パラメータや工具交換の効率が悪い場合には、サイクル タイムが長くなる可能性があります。

CNC マシニング センターを比較する場合は、早送り速度を機械のパフォーマンスの独立した尺度として扱うのではなく、サイクル タイム計算の一部として使用してください。{0}}

13. 自動切りくず除去は、仕様番号を 1 つ増やすだけではなく重要な場合もあります

切りくず管理は、機械の選択時に無視されがちです。

しかし、プロセスで大量の切りくずが生成される場合、切りくずの排出が不十分であることが日常の生産上の問題になる可能性があります。

これは特に次の場合に関係します。

深いポケット

重荒加工

鋳鉄

アルミニウム

長い加工サイクル

横型マシニング センターは、水平方向に配置することで切りくずが切削ゾーンから離れやすくなるため、特定の用途では利点があります。

アプリケーションに応じて、次のことも考慮してください。

チップコンベア

クーラントの流れ

クーラント圧力

切りくずフラッシング

機械の筐体設計

適切な解決策は、材料と切断プロセスによって異なります。

14. 実際の部品に基づいて CNC マシンを比較する

この時点で、標準仕様の比較が誤解を招きやすい理由が明らかになります。

3 つの異なる部分を考えてみましょう。

パート A - アルミニウム製ハウジング

主な要件は次のとおりです。

高速フライス加工

掘削

タッピング

良好な表面仕上げ

短いサイクルタイム

高速立形マシニング センターが適切な場合があります。-

パート B - 大型鋼型

主な要件は次のとおりです。

大きな作業領域

重い物質の除去

構造剛性

安定した長サイクル加工-

ガントリーマシニングセンターの方が適切かもしれません。

パート C - 複雑な多面コンポーネント-

主な問題は次のとおりです。

複数のセットアップ

角度のある表面

ツールへのアクセスが難しい

異なる機能間の調整

5 軸マシニング センターは、より効率的なプロセスを提供する可能性があります。

要はパーツによって「ベスト」のスペックが変わるということ。

15. 生産上の最大の問題に影響を与える仕様を比較する

CNC マシンを評価する便利な方法は、現在のプロセスにおける最大の問題を特定することです。

これは購入者にとって実際に役立つ比較表です。

利用可能なすべての仕様を比較するのではなく、特定の生産上の問題を解決できる仕様を比較してください。

16. CNC 機械メーカーに何を尋ねるべきですか?

CNC マシンを購入する前に、カタログ以外の点についてメーカーに質問してください。

あなたのパートについて

このマシンは無駄なセットアップなしで私たちの代表的な部分を完成させることができますか？

カットについて

当社の材料と工具に対して推奨される切削条件は何ですか?

主軸性能について

実際に使用する速度ではどのくらいのスピンドルトルクが得られますか?

精度について

位置決め精度と再現性はどのように測定されますか?

熱安定性について

長い加工サイクル中の熱変形はどのように制御されますか?

機械剛性について

この機械はどのような用途向けに構造的に設計されていますか?

生産性について

実際の部品を使用してサイクル時間を見積もることはできますか?

ツーリングについて

標準のツール マガジンはパーツ ファミリにとって十分ですか?

本格的な CNC 機械メーカーであれば、図面と生産要件を使用してこれらの質問について話し合うことができるはずです。

17. CNC マシンの見積もりをリクエストする場合、どのような情報を提供する必要がありますか?

CNC 機械のサプライヤーから役立つ推奨事項が必要な場合は、製品名以外の情報も送信してください。

提供する：

部品図または3Dモデル

材料

最大ワーク寸法

ワーク重量

必要な公差

表面仕上げ

主な加工作業

現在のセットアップ数

生産量

既存のツール

既存の備品

目標サイクル タイム (可能な場合)

この情報により、サプライヤーは立型マシニング センター、横型マシニング センター、ガントリー マシニング センター、5 軸マシニング センター、またはその他の CNC 構成が必要かどうかを判断できます。

また、メーカーは機械を注文する前に制限を特定する機会も得られます。

18. CNC マシンの仕様を比較するためのより良い方法

2 台のマシンを比較する場合、30 の仕様を含むスプレッドシートを作成せず、大きい方の数値を強調表示するだけです。

代わりに、比較を 4 つの質問に分割します。

機械はその部品を処理できますか?

チェック：

作業範囲

テーブル荷重

スピンドルクリアランス

備品の要件

切断にも対応できるのでしょうか？

チェック：

主軸動力

主軸トルク

剛性

ツールの機能

必要な結果を達成できるでしょうか?

チェック：

位置決め精度

再現性

熱安定性

主軸精度

部品を経済的に生産できるか?

チェック：

サイクルタイム

ツールの変更

セットアップ時間

ツールマガジン容量

メンテナンス

自動化の可能性

この方法により、生産に貢献しない仕様に対して料金を支払う必要がなくなります。

最終: 仕様書は買わないでください

CNC マシンの仕様の目的は、そのマシンが潜在的に何を実行できるかを示すことです。

このマシンがあなたの制作にとって正しい選択であるかどうかはわかりません。

CNC マシニング センターを比較する場合は、部品から始めて逆方向に作業してください。

部品形状→材質→加工作業→セットアップ→精度→生産量→機械構成→仕様

このプロセスにより、一般的な角柱部品用の立型マシニング センター、多面加工用の横型マシニング センター、大型部品用のガントリー マシニング センター、または複雑な形状用の 5 軸マシニング センターにたどり着く可能性があります。{0}}

重要なことは、最も長い仕様書が記載されているマシンを選択しないことです。

実際に時間、精度、生産能力を犠牲にする問題を解決できる仕様の機械を選択してください。

さまざまな CNC マシンを評価する購入者向けに、Dabai Precision Machine Tool は、適切な CNC マシニング センター構成を推奨する前に、実際の部品図面、材料、加工操作、および生産要件をレビューできます。