ガントリー CNC マシンの 3 つの主なタイプとは何ですか?

ガントリー CNC マシンを購入する場合、多くの購入者はまず軸の移動量、テーブル サイズ、スピンドル出力、および CNC 制御を比較します。ただし、機械の構造設計は、耐荷重、床面積、加工精度、設置要件、総投資額に影響を与えるため、同様に重要です。

ガントリー CNC マシンは、大型の金型、マシンベース、構造部品、エネルギー機器、航空宇宙部品、および標準的な立型マシニング センターでは大きすぎるまたは重すぎるその他のワークピースを処理するために広く使用されています。

メーカーは異なるモデル名を使用している場合がありますが、ほとんどの産業用ガントリー CNC マシンは 3 つの実用的な構造タイプに分類できます。

• 固定式-ビームガントリーマシニングセンター。
• -ガントリーの移動または-コラム マシニング センターの移動。
• 高精度の-ブリッジ-タイプのガントリー マシン。

各構造には独自の利点と制限があります。最も高価なマシンが必ずしも最適なマシンであるとは限りません。ワークのサイズ、重量、材質、要求精度、加工工程、作業スペースに応じて構造を選択する必要があります。

ガントリー CNC マシンとは何ですか?

ガントリー CNC マシンは、2 本の垂直支柱と 1 本の水平クロスビームを中心に構築された大型マシニング センターです。これらのコンポーネントが連携して、作業領域上にポータル型の構造を形成します。-

スピンドルはクロスビームに沿って移動し、フライス加工、穴あけ、ボーリング、タッピング、リーマ加工、輪郭加工などの作業を実行します。機械の構成に応じて、アンギュラ ヘッド、エクステンション ヘッド、または 5 軸フライス ヘッドを使用してワークピースの複数の側面を加工することもあります。-

従来の立形マシニングセンタと比較して、ガントリーマシニングセンター通常は以下を提供します:

• より大きな加工範囲
• 列間の距離が広い
• より高い構造剛性
• テーブル耐荷重の向上
• 大型ワークのサポート性が向上
• 多面加工のためのさらなるオプション-
• より高い重切削能力-

ガントリー機械の主な構造上の違いは、加工中にどの部分が移動するかです。テーブル、ガントリー フレーム、クロスレール、スピンドル システムはさまざまに配置でき、さまざまな性能特性を生み出すことができます。

3 種類のガントリー CNC マシンの比較

固定式-ビームガントリーマシニングセンター

固定ビーム ガントリー マシニング センターは、2 本の固定コラムと 1 本の固定クロスビームを使用してガントリー フレームを形成します。{0}ワークテーブルは通常、X- 軸に沿って縦方向に移動します。スピンドルサドルは Y- 軸に沿ってビームを横切って移動し、ラムまたはスピンドルヘッドは Z- 軸に沿って垂直に移動します。

これは、その設計が成熟しており、実用的で比較的経済的であるため、最も広く使用されているガントリー構造の 1 つです。

固定式-ビーム ガントリー マシンの利点

固定ビーム ガントリーの主な利点は、初期投資が少ないことです。{0}

コラムとクロスビームは静止したままであるため、機械はガントリー フレーム全体を移動して同期させる必要がありません。その機械設計、駆動システム、組み立てプロセス、制御要件は、一般に大型の移動式ガントリー マシンほど複雑ではありません。-

また、固定構造により、一般的なフライス加工、穴あけ、穴あけ、荒加工などの作業に優れた剛性を提供できます。多くの金型メーカーや一般機械加工工場に、価格、剛性、精度、生産性のバランスを適切に提供します。

固定ビーム ガントリー マシンは、通常、以下の処理に使用されます。{0}

• 射出成形金型
• ダイカスト金型-
• 機械ベース
• ギアボックスハウジング
• 大型鋼板
• 自動車用ツーリング
• 一般機械部品
• 中型の鋳物-
• 溶接構造部品

ワークピースのサイズと重量が比較的安定した範囲内にある場合、多くの場合、この構造が最も費用対効果の高い選択肢となります。{0}

固定ビーム ガントリー マシンの制限-

主な制限は、ワークテーブルとワークピースが一緒に移動することです。

ワークピースが重くなるにつれて、機械の駆動システムはより大きな総質量を移動させる必要があります。テーブル重量、治具重量、ワークピース重量はすべて、加速、減速、位置決め応答、ガイドウェイの荷重、長期的な機械的性能に影響します。-

このため、固定ビーム機械の耐荷重はテーブルの寸法だけを見て評価することはできません。{0}

以下も確認してください。

• 最大許容テーブル負荷
• 負荷分散要件
• マシンベッドの構造
• ガイドウェイの種類とサイズ
• ボールねじまたはドライブ容量
• ワーク重心
• X-軸加速度
• 財団の要件

またテーブルが移動するため、機械全長も長くなります。ベッドはテーブルが完全な X- 軸に沿って移動できるように十分な移動量を提供する必要があります。

たとえば、X- 軸の移動距離が約 4 メートルのガントリー機械では、テーブルの長さ、ガード、チップコンベア、電気キャビネット、およびメンテナンスのスペースによっては、設置全長が 8 メートルを超える場合があります。

したがって、ワークショップ計画を確認する前に、完全な機械レイアウトをリクエストする必要があります。

固定ビーム ガントリーを選択するのはどのような場合ですか?{0}

固定ビーム ガントリー マシニング センターは、次のような場合に適しています。{0}

• ワークピースの重量がテーブルの許容荷重内にある
• ワークの長さは極端に大きくありません。
• テーブルを移動するのに十分な床スペースがある。
• 荒加工と仕上げ加工の両方の能力が必要です。
• 初期の機械投資を管理したい。
• あなたの生産は主に 3 軸または - 軸または 3+2- 軸加工です。

標準的な金型、機械コンポーネント、中型から大型の工業用部品の場合、通常、これが最初に検討する価値のあるガントリー構造です。{0}}

移動式-コラムガントリーマシニングセンター

可動コラム ガントリー マシニング センターは、固定ワークテーブルを使用し、ガントリー コラムとクロスビームが X- 軸に沿って移動します。主軸サドルは Y- 軸に沿ってクロスビームを横切って移動し、主軸ラムは Z- 軸に沿って垂直に移動します。加工中ワークピースは静止したままであるため、この構造は特に長く、重い、または不規則な形状の部品に適しています。

ムービングテーブルマシンと比較して、ムービングコラムガントリーではテーブルと一緒にワークピースを加減速する必要がありません。{0}{1}ただし、実際の耐荷重は作業台、基礎、床荷重、機械構造、ワークの支持方法などによって異なります。

ムービングカラムガントリーマシンの利点{0}

ムービングコラム ガントリー マシンの主な利点は、作業テーブルが固定されていることです。{0}加工中にワークが動かないため、ワーク重量による軸の動きへの影響を軽減しながら、より重くて長い部品にも対応できます。

この構造により、柔軟な積み降ろしも可能です。長いワークピースはテーブル上に直接配置でき、一部の機械では加工とワークピースのセットアップに別の作業ゾーンを使用できます。 X-軸の移動が長い場合、固定テーブルは移動テーブル構造と比較して設置の全長を短縮することもできます-。

ムービングコラム ガントリー マシニング センターには、いくつかの実用的な利点があります。{0}

• 長くて重いワークに最適
• 加工中にワークが動かない
• 柔軟な積載とワークピースのサポート
• さまざまな負荷の下でのより一貫した軸応答
• 拡張された X- 軸移動に適しています
• 作業ゾーンが分割される可能性

移動式コラムガントリーマシンの方が高価なのはなぜですか?{0}

ムービングコラム ガントリー マシンは、コラムとクロスビームが大きな可動アセンブリを形成するため、一般にコストが高くなります。{0}両側が正確に移動し、X- 軸のストローク全体にわたって同期を維持する必要があります。

多くの大型モデルでは、デュアル サーボ モーター、デュアル{0}}ドライブ システム、ラック{1}}ピニオン トランスミッション、リニア スケール、電子ガントリー同期を使用しています。両側が一貫して動かないと、機械のヨー誤差、不均一なガイドウェイ荷重、位置決めのずれ、または構造的応力が発生する可能性があります。

追加費用は以下から発生する可能性があります。

• サーボモーターと駆動システムの大型化
• 二軸電子同期-
• 高精度の-ラック-および-ピニオン トランスミッション
• リニアスケールフィードバック
• より要求の厳しいガイドウェイの設置
• 高度なCNC制御機能
• 複雑な基礎と調整作業
• 長距離移動にわたるレーザー校正

したがって、価格が高くなるのは、構造が大きくなるだけでなく、追加の制御、フィードバック、設置、および校正要件も反映されます。

移動式-コラムガントリーマシンの一般的な用途

ムービングコラム ガントリー マシニング センターは、主に、重すぎたり、長すぎたり、従来の移動テーブルでは効率的に移動することが難しい大型部品に選択されます。

典型的なアプリケーションには次のようなものがあります。

• 鉄道部品
• 風力発電設備-
• 造船構造物
• 大型マシンベッドとフレーム
• 建設機械部品
• 発電設備-
• 長尺溶接構造物
• 航空宇宙構造部品
• 大型金型
• 重工業用鋳物

機械の初期価格を最小限に抑えることよりも、ワークの重量、X- 軸の移動範囲の拡大、積載の柔軟性、または作業場フロアのスペース利用率が重要な場合は、移動式コラム ガントリー マシニング センターを検討してください。-

高-精度ブリッジ-タイプのガントリーマシン

高精度ブリッジ型機械は、作業領域の周囲に剛性のブリッジまたはポータル構造を使用します。{0}}主軸と主軸の移動はワークの上に配置されます。

設計に応じて、ブリッジは固定されたままになる場合もあれば、1 つの軸に沿って移動する場合もあります。スピンドル サドル、ラム、ロータリー ヘッド、またはクロスレールが他の動きを完了します。

これらの機械は、高速、高精度、5 軸加工によく使用されます。{0}{{1}大型のブリッジ タイプの機械も利用可能ですが、小規模および中規模の精密アプリケーションで特に一般的です。-

精密ブリッジの利点-タイプ構造

主な利点は、切断点と機械構造の間に短く比較的対称な力の経路を作成できることです。

ブリッジ、コラム、ベース、軸システムが適切に設計されている場合、機械は優れた剛性、安定した動的動作、および制御された変形を実現できます。

精密ブリッジ-タイプのマシンでは以下も使用できます。

• 対称的な機械構造
• 高速モータースピンドル-
• ダイレクトドライブ回転軸-
• リニアスケール
• 高精度ガイドウェイ-
• スピンドル冷却システム
• ボールねじ冷却
• 熱補償
• 体積精度補正
• 高度な 5 軸 CNC 制御-

これらの構成は、複雑な多軸動作中に機械が輪郭精度と表面品質を維持するのに役立ちます。{0}}

ブリッジ-タイプのマシンの制限事項

精度は機械の形状だけで決まるわけではありません。

ブリッジ{0}}タイプの構造には、通常、より高品質のコンポーネント、より慎重な組み立て、より厳密な熱制御、より高度な校正が必要です。-その CNC システムと回転軸は、必要な補間と位置決めのパフォーマンスも提供する必要があります。

したがって、高精度の-ブリッジ-タイプの機械は、標準的な 3-軸固定-ガントリーよりもコストが大幅に高くなる可能性があります。

基礎、作業場の温度、工具、切削条件、治具の設計、およびオペレータの能力も、最終的な加工結果に影響を与える可能性があります。

代表的な用途

ブリッジ-タイプの精密ガントリー マシンは、次の目的で広く使用されています。

• 航空宇宙構造部品
• インペラ
• 精密金型
• 複雑な曲面
• 自動車のプロトタイプ
• アルミニウム部品
• 医療部品
• エネルギー成分
• 高速金型加工
• 5-軸多面-加工

6メートル以上のガントリー機械は常時移動式ですか？

いつもではありません。 X-軸の移動量とワークピースの重量が増加するにつれて、機械が非常に長くて重いワークピースを移動する必要がないため、移動ガントリー構造がより実用的になります。-これが、長い X- 軸移動を備えた多くの大型機械が固定テーブルと移動ガントリーを使用する理由です。

ただし、6 メートルは普遍的な技術境界ではありません。

メーカーによっては移動距離が 6 メートルを超える移動テーブル マシンを提供している場合もありますが、移動距離が短い移動ガントリー構造を使用しているメーカーもあります。{{1}最終的な設計は、ワークピースの負荷、機械の幅、必要な精度、床面積、生産プロセス、およびメーカーのエンジニアリング プラットフォームによって異なります。

軸の長さのみに基づいて構造を選択しないでください。完全なワークピースと機械加工の要件を合わせて評価する必要があります。

適切なガントリー CNC マシンの選び方

適切なガントリー構造を選択するには、機械仕様書ではなくワークピースから始めます。

1. ワーク寸法

ワークの最大長さ、幅、高さを確認してください。機械の移動距離は十分である必要がありますが、コラム間の距離、主軸とテーブルの距離、工具の長さ、治具の高さ、ヘッドの取り付けスペースも確認する必要があります。-

2. ワーク重量

ワークピースの重量は、テーブル構造、ガイドウェイ、ドライブ、基礎、および積載装置に直接影響します。

ワークピースが非常に重い場合は、移動テーブル マシンよりも固定-テーブル移動-ガントリー設計の方が適している場合があります。{2}

3. ワーク材質

鋼、鋳鉄、アルミニウム、チタン、複合材料には、異なるスピンドル特性が必要です。

重量鋼や鋳鉄の粗加工には、通常、より高いトルクと構造的剛性が必要です。{0}アルミニウムおよび航空宇宙加工では、より高いスピンドル速度とより速い軸移動が必要になる場合があります。

4. 加工工程

機械が荒加工、仕上げ加工、穴あけ、ボーリング、タップ加工、輪郭加工、または多面加工を行うかどうかを明確にします。-

重切削用に最適化された機械は、高速精密機械と同じ動的パフォーマンスを提供できない場合があります。{0}

5. 精度要件

機械の位置決め精度と最終部品の精度を混同しないでください。

部品の精度は、工具、治具、温度、材料の状態、切断パラメータ、プログラミング、測定方法にも依存します。ご注文前に、機械の受け入れ基準とテスト条件に同意する必要があります。

結論

固定-ビーム、移動-ガントリー、精密ブリッジ-タイプの CNC マシンは、さまざまな製造条件に合わせて設計されています。固定ビーム ガントリーは、通常、制御された重量範囲内の標準的な大型金型や機械コンポーネントにとって費用対効果の高い選択肢です。-移動式ガントリー マシンは、テーブルが静止しているため、非常に重い、長い、または移動が困難なワークピースに適しています。--精密ブリッジ-タイプの機械は、動的性能、輪郭精度、表面品質、複雑な 5 軸加工に重点を置いています。-}モデルを選択する前に、ワークの寸法、重量、材質、公差、加工プロセス、および利用可能な作業場スペースを比較する必要があります。部品の図面と製造要件を提供すると、GreatCNC は適切なガントリー CNC マシン ソリューションを比較し、どの構造がお客様の用途に最も適しているかを判断するのに役立ちます。