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目次

工作機械 の役割
工作機械 の需要
工作機械 の種類
マシニングセンタ の装置概要
マツウラの マシニングセンタ の歴史
マツウラの マシニングセンタ の特長
CAD/CAMとは

工作機械 (マシニングセンタ)、CAD/CAM について

マツウラのマシニングセンタの特長 : 主軸の高速化

マツウラのマシニングセンタは高速加工をコア技術としています。

高速加工は、薄く速く削ることで切削抵抗を小さくします。切屑に熱が移り加工物や刃物には熱が残りにくいことが特長で、非常に硬い材料や削りにくい材料等の加工が可能になります。 その上、加工時間の短縮も実現でき、生産性向上に大いに寄与できます。

高速加工には高速で回転する主軸の役割が重要で、マツウラはこの主軸開発に長年、取り組み続けています。現在は、毎分60,000回転を頂点とした高速主軸のラインナップを取り揃えています。

LX-0に搭載される40,000回転スピンドル(左)と60,000回転スピンドル(右)

他業界の機械を参考にすると、自動車エンジンの最高回転数:毎分約7,000回転、歯科治療用エヤータービンの最高回転数 : 毎分約350,000〜400,000回転です。回転体の直径が小さいほど高回転が可能です。

マシニングセンタの主軸は、銅、アルミ、鉄、焼入れ鋼、チタンなどの幅広い材料を削る万能な剛性が必要など、大変難しい開発要素ですが、マツウラはこれを実現しています。


マツウラのマシニングセンタの特長 : 送り軸の高速化

マツウラのマシニングセンタは、送り軸の高速化にも注力しています。

従来のマシニングセンタは、工作物を動かすために、ボールネジを送りモ−タで回転させ直線運動に変換する方式を採っています。

ボールネジ駆動は、モータの回転運動をギア変換して、テーブルの直線運動になります。

この方式では、動力伝達に僅かな歪が発生して追従遅れとなります。従来の速度での精度維持は充分でしたが、更なる高速と高精度への要求に対応する新しい技術として、マツウラはリニアモータ駆動の開発にいち早く着手しました。

リニアモータ駆動は、直線に配置したマグネットがそのままテーブルの直線運動になります。

リニアモータ駆動は、回転機構が不要で、ダイレクトに直線運動を行うので、歪から来る追従遅れが殆ど無くなります。これにより従来にない超高速の送りと超高精度の位置決めが可能となりました。

加速度については、ジェットコースターやスペースシャトルの打ち上げと比較すると小さく思えますが、マシニングセンタの場合、大きくても1メートル以内の移動距離で加速・減速を繰り返してミクロンオーダーで制御させ、 加工する大変難しい技術を、マツウラは実現しました。


マツウラのマシニングセンタの特長 : 高精度加工の追求

高精度加工の追求は、マツウラの永遠のテーマです。

1/1000ミリというミクロンの世界は、例えば、人間の髪の毛の直径が70〜80μm、DVDのトラック間の幅が0.74μmという長さです。

下写真の高精度加工の事例は、3次元の曲面上にMatsuura の8つの文字を8μm〜0.6μmの深さで加工したものです。くっきりとそれぞれの文字が見えています。 ちなみに文字の部分を指で触ると、数ミクロンの段差を感じることができます。ある意味、人間の触感も優れているところでしょうか?

3次元の曲面上に、M:8μm、a:6μm、t:4μm、s:2μm、u:1μm、u:0.8μm、ra:0.6μm の段差で加工した高精度加工例。

下写真の事例は、以前にミニチュアカーの微細加工で話題となったトヨタAA型乗用車の1/1000モデルです。マッチ棒の先と比較して大きさがおわかりになるのではと思いますが、 大変小さいながらモータを内蔵しており、外部電源供給で走行が可能です。

幅1.8mm、奥行4.8mm、高さ1.8mmのミニチュアカー

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