最適なスピンドル範囲を選択するための 5 つのヒント

適切なスピンドル範囲を選択し、確実にCNCマシニングセンターまたはターニングセンターが最適化されたサイクルを実行します。#cnctechtalk

を使用しているかどうかCNCフライス盤スピンドル回転ツールまたはCNC旋盤ワークピースを回転させるスピンドルを使用する大型の CNC 工作機械には、複数のスピンドル範囲があります。スピンドル範囲が低いほど出力が大きくなり、スピンドル範囲が高いほど速度が高くなります。最高の生産性を達成するには、適切な主軸速度範囲内で加工が完了することが重要です。適切な範囲を選択するための 5 つのヒントを次に示します。
工作機械メーカーは、取扱説明書でスピンドルの特性を公開しています。そこには、各範囲の最小および最大 rpm と、rpm 範囲全体で予想されるパワーが表示されます。
これらの重要なデータを調査したことがない場合は、サイクル タイムが最適化されていない可能性があります。さらに悪いことに、機械のスピンドル モーターに過度の圧力をかけたり、停止させたりする可能性があります。マニュアルを読んでスピンドルの特性を理解すると、機械の生産性を最適化することができます。
少なくとも 2 つの主軸レンジ変更システムがあり、1 つは多巻線主軸駆動モーターを備えたシステム、もう 1 つは機械式駆動装置を備えたシステムです。
前者は、使用するモーター巻線を変更することにより、電子的に範囲を変更します。これらの変更はほぼ瞬時に行われます。
機械式トランスミッションを備えたシステムは、通常、最高レンジで直接駆動し、より低いレンジでトランスミッションを作動させます。特にプロセス中にスピンドルを停止する必要がある場合、レンジの変更には数秒かかる場合があります。
CNC の場合、スピンドル速度が rpm で指定され、指定された速度の S ワードによって機械が関連するスピンドル範囲を選択するため、スピンドル範囲の変更はある程度分かりやすくなります。機械の低速域が 20 ～ 1,500 rpm、高速域が 1,501 ～ 4,000 rpm であるとします。S300のSワードを指定すると低音域を選択します。S2000のSワードは高音域を選択させます。
まず、プログラムにより、ツール間でスコープが不必要に変更される可能性があります。機械式トランスミッションの場合、これによりサイクルタイムが増加しますが、一部のツールの交換に他のツールよりも時間がかかる場合にのみ明らかになるため、見落とされる可能性があります。同じ範囲を必要とするツールを順番に実行すると、サイクル タイムが短縮されます。
第 2 に、強力な荒加工作業の主軸速度 rpm の計算により、主軸が高主軸範囲の下端に配置される可能性があり、この場合、出力が制限されます。これにより、スピンドル駆動システムに過剰な圧力がかかったり、スピンドル モーターが停止したりすることがあります。知識のあるプログラマは、主軸速度をわずかに下げて、加工操作を実行するのに十分なパワーがある低速範囲の最高速度を選択します。
ターニングセンタの場合、主軸レンジの変更はMコードで行われ、通常は上位レンジと下位レンジが重なっています。3 スピンドル範囲のターニングセンタの場合、低ギアは M41 に対応し、速度は 30 ～ 1,400 rpm、中間ギアは M42 に対応し、速度は 40 ～ 2,800 rpm、高ギアはM43 まで、速度は 45 ～ 4,500 rpm です。
これは、ターニング センターと一定の表面速度を使用する作業にのみ適用されます。表面速度が一定の場合、CNC は指定された表面速度 (フィートまたは m/min) と現在処理中の直径に応じて速度 (rpm) を継続的に選択します。
1 回転あたりの送り速度を設定すると、主軸速度は時間に反比例します。主軸速度を 2 倍にできれば、関連する加工作業に必要な時間は半分に短縮されます。
スピンドル範囲の選択に関する一般的な経験則は、低音域で荒削りし、高音域で仕上げることです。これはスピンドルに十分なパワーを確保するための良い経験則ですが、速度を考慮すると十分なパフォーマンスを発揮しません。
荒削りと精密旋削が必要な直径 1 インチのワークピースを考えてみましょう。荒加工ツールの推奨速度は 500 sfm です。最大直径 (1 インチ) でも、1,910 rpm (3.82 × 500 割る 1) を生成します。直径が小さいほど、より高い速度が必要になります。プログラマーが経験に基づいて低域を選択すると、スピンドルは 1,400 rpm の限界に達します。十分なパワーがあれば、荒加工操作はより高い範囲でより速く完了します。
これは、一定の表面速度を必要とするターニング センターおよび荒加工作業にものみ適用されます。直径 4 インチの複数の直径 (最小のものは 1 インチ) のシャフトを荒回転することを考えてみましょう。推奨速度が 800 sfm であると仮定します。4 インチでは、必要な速度は 764 rpm です。低域は必要なパワーを供給します。
荒加工を続けると直径が小さくなり、速度が上がります。2.125 インチでは、最適な加工には 1,400 rpm を超える必要がありますが、主軸の回転速度は 1,400 rpm の低い範囲でピークに達し、各連続荒加工プロセスに必要以上に時間がかかります。特にレンジの変更が瞬間的な場合は、この時点で中間レンジに切り替えた方が賢明です。
プログラムがマシンに入力されると、プログラミングの準備をスキップすることで節約できた時間は簡単に失われる可能性があります。確実に成功するには、以下の手順に従ってください。
パラメータは、使用されている特定の工作機械のあらゆる詳細と、すべての CNC 機能の使用方法を CNC に伝えます。