NC自動旋盤とは
NC自動旋盤とは、数値制御方式の自動旋盤のことです。
NCはNumerical Controlの略で、数値制御を表します。CNCはComputer Numerical Controlの略で、数値制御にコンピュータを用いたものを指します。現在ではNCもCNCも同意と捉えることができます。
自動旋盤は旋盤の一種ですが、特に長い棒材から連続して複数の部品や粗形材を加工するものを言う場合が多くあります。よってNC自動旋盤は、数値制御によって棒材から連続して複数の部品の加工ができる旋盤を指します。
NC自動旋盤は、材料交換や段取り換えの手間が省けるため長時間の無人運転が可能であり、継続的な量産が可能な機械です。例えば2メートル以上の長い材料をそのまま機械に格納して、あらかじめ作成したプログラムに従って自動的に送り出し、加工することができます。
NC自動旋盤の使用用途
NC自動旋盤は特に大量生産に用いられる工作機械です。また切削加工なので、鋳造や鍛造などの工法よりも高い寸法精度が要求される部品の加工にも用いられます。
加工される材料では、まず金属が挙げられます。鉄鋼材料はもちろんステンレス、銅、アルミニウム合金、チタン、といった様々な種類の金属の加工に用いることが可能です。
金属以外に樹脂部品の加工にも用いられます。樹脂は射出成形によって複雑な形状に加工できますが、寸法精度が高くはありません。NC自動旋盤による切削加工を加えることによって、射出成形では達成できない寸法精度を得ることができます。
NC自動旋盤によって作られる部品には、ボルトやナット、シャフト類の部品があり、自動車、鉄道、航空機、航空宇宙関連などの輸送機器から、時計や医療機器などの精密部品まで幅広く利用されています。
NC自動旋盤の原理
NC自動旋盤は、主軸の長手方向の動きと、刃物の径方向の動きを、サーボモーターによりプログラムを用いて動かします。特に、長手方向や径方向の動き量・速度などの制御は、数値制御方式により行います。そのため、製品ごとにNCプログラムを作成し、機械にプログラムを入力しなければなりません。
最近のNC自動旋盤では、数値制御部がコンピューター制御に代わり、主軸を回転させての丸物切削加工に加えて、主軸の回転を止めてエンドミルによる切削加工などが可能です。また付加加工のDカットや、横穴加工、横タップ加工等が可能となっています。
NC自動旋盤の種類
NC自動旋盤は、まず供給する材料の種類によって分けることができます。棒材加工機 (バーワークマシン) と粗形材 (チャックワークマシン) があります。
バーワークマシンはNC自動旋盤として多く扱われる、長い棒材から連続して複数の部品を切り出していく方式のものです。一方でチャックワークマシンは、加工前の材料や粗形材を都度1回ずつ掴んで加工し、取り外すものをいいます。
また、機械の構造によっても種類が分かれます。長手方向に主軸側が移動する主軸台移動形と、長手方向に工具側が動く主軸台固定形の2種類です。主軸台移動形にはガイドブッシュという、材料を固定する部位があります。材料が固定されている部位 (チャック) と、工具が接触する加工部位との距離が離れていると、加工時にたわみが生じて加工精度に影響する場合があります。ガイドブッシュがあれば、工具の接触による材料のたわみを抑制することが可能です。
NC自動旋盤のその他情報
NC自動旋盤の長所と短所
NC自動旋盤の長所は、1μmなどの寸法の微調整もコンピューターで動作量に補正をかけて調整するため、セッティング変更が簡単となり、職人のカンやコツを必要とする部分が少なくなったと言う点です。結果として技術の伝承が従来よりも容易になったということも利点の1つです。
短所としては、簡単な部品でも加工するためにはプログラムが必要なこと、また加工時間が比較的長いことがあげられます。このような点からも、大量生産に適した工作機械といえます。
参考文献
https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1606/24/news054_6.html
https://www.keyence.co.jp/ss/products/measure-sys/machining/cutting/nc-lathe.jsp
https://cmj.citizen.co.jp/special/