5軸加工の実績多数 - 株式会社コマツ

弊社は5軸加工において数多くの実績を持っています。

複雑形状の部品を高精度で加工するためには5軸加工が不可欠ですが、軸数が増えることで精度誤差やプログラムの複雑化など様々な問題も浮上し、実際の制御・加工には困難を要します。

5軸加工とは

5軸加工とは、一般的なマシニングセンタが持つX、Y、Zの3軸に「回転」「傾斜」の2軸を追加した切削加工のことです。

5軸加工は、3軸加工で難しいとされていた3次元曲面やアンダーカット（隠れた加工面）の加工が可能です。また1回の段取り（加工物の取り付け）で連続して加工を行うことができるため、生産性・加工精度ともに3軸加工に比べて飛躍的に向上します。

・複雑な形状の加工が可能
滑らかな曲面などは3軸加工では難しく、回転や傾斜の動きを加えた5軸加工だからこそ可能な加工です。

また、5軸加工では突き出し量の小さい工具を使用した際でも、テーブルや工具を傾けることでホルダとの干渉を避けることができます。

・1回の段取りで多面加工が可能
3軸加工では、加工する面が変わるとその都度、段取りをする必要があるため、それまでの加工位置とズレが生じ、加工精度の低下を引き起こします。

一方、5軸加工ではテーブルや工具に回転・傾斜の動きが加わることで、加工面を変えることなく連続しての加工が可能です。これにより加工精度・品質の安定はもちろん、段取りを含めた加工時間の大幅な短縮に繋がります。

・周速ゼロ点を回避することができる
エンドミル加工などを行う際、3軸加工では工具先端の周速ゼロ点（理論上は止まっているのと同じとされる部分）で加工されてしまうため工具への負担も大きく、面精度・加工精度が低下する原因となります。

5軸加工では工具に傾斜をつけて加工することで、この周速ゼロ点を避けて加工することができます。

・加工コストが高い
5軸加工機は3軸加工機に比べて導入費用が高く、また専用のNCオプションなど、加工プログラムも複雑になるため、加工単価は割高になってしまいます。

・必ずしも高精度とは限らない
5軸加工は一度の段取りで多面を加工できるため、より高精度で加工することができる機械です。しかし根本的に軸が増えると可動部分が多くなり各軸間での誤差が生まれやすくなります。また機械全体の剛性も下がるため、それだけ加工精度に狂いも出やすくなります。

5軸加工には「同時5軸加工」と「割り出し5軸加工」の2種類の加工方法があります。

同時5軸加工とは、5軸（X、Y、Z、回転、傾斜）を同時に動かす加工方法で、3次元曲面やアンダーカットなど複雑形状の加工が可能です。

一方の割り出し5軸加工は、回転・傾斜の2軸をあらかじめ任意の角度に固定し、残りの3軸（X、Y、Z）で加工を行う方法です。アンダーカットを加工するためには何度も加工物の角度を調整する必要がありますが、同時5軸加工に比べて各軸間の誤差を調整しやすいというメリットがあります。

5軸加工機とよく似た機械に「5面加工機」があります。5面加工機はセッティングが困難な大物製品の加工に使用されることが多い、いわゆる「門型加工機」と呼ばれるもので、主軸角度を30°や90°に可変し、ワーク設置面以外の5面を加工することが可能です。

段取りなしで一貫して加工することができるため、加工物の付け替えによる精度低下がなく、大物製品を高精度で加工する際には非常に重宝する機械です。

また、主軸ヘッドを2方向の回転軸が備わったものに交換することで、5軸加工機と似た加工も可能ですが、5面加工機には工具先端点制御（TCP）がなく、複雑な形状加工には適していません。

このように、似ている点を多く持つ5軸加工機と5面加工機ですが、その違いは用途にあります。5軸加工機は比較的小型で複雑な部品を一体物として加工することに優れています。一方で5面加工機は大型部品を1回の段取りで高精度に加工したい場合に使用されます。