5軸マシニングセンタ · 基礎知識
同時5軸と割出し5軸（3+2）の違い｜自社に必要なのはどちらかの見分け方
5軸マシニングセンタの同時5軸と割出し5軸（3+2）の違い、それぞれの効果、同じ系列で両方を用意するメーカーの例、自社にどちらが要るかの見分け方を、掲載メーカーの公式情報で解説します。
5軸マシニングセンタの使い方には、5軸を同時に動かして曲面を削る同時5軸と、回転軸で角度を決めてから3軸で削る割出し5軸があります。どちらが要るかで、選ぶ機械とCAMの準備が変わります。
このページでは、掲載メーカーの公式の説明をもとに、2つの違いと見分け方を整理します。
同時5軸と割出し5軸の違い
| 項目 | 同時5軸 | 割出し5軸（3+2） |
|---|---|---|
| 動き方 | 直線3軸と回転2軸を同時に動かす | 回転軸で角度を決めて固定し、直線3軸で削る |
| 向く形状 | インペラー、ブリスク、タービンブレード、自由曲面の金型 | 複数の面に穴や平面がある部品 |
| 主な効果 | 3軸では届かない曲面を削れる | 段取り替えの回数と治具を減らせる |
| プログラム | 5軸対応のCAMが前提 | 3軸のプログラムを面ごとに使い回しやすい |
三井精機工業は、インペラー、ブリスク、タービンブレードは同時5軸制御でなければ加工できない部品だと説明しています。一方で、多くの部品は複数の面に加工箇所があり、多面割り出しで工程を集約できるとしています。
割出し5軸で得られる効果
割出し5軸の目的は、取付け面以外の面をワンチャッキングで削ることです。三井精機工業はVertexの紹介で、その効果を次のように挙げています。
- 取付け面以外の面の全加工
- 段取り工数の大幅な削減
- 治具の簡素化、不要化
- 加工精度の向上
ヤマザキマザックも、素材から完成品までを1台で完結させることで段取り工程が減り、取付治具費用や設備費用、機械の設置スペースを減らせると説明しています。横形マシニングセンタ2台・作業者2人で回していた工程を1台にまとめる例を載せています。
同じ系列で同時5軸と割出しを分けている例
メーカーによっては、同じ機械の系列で同時5軸と割出しを分けて売っています。必要な制御に合わせて選べば、NC装置の費用を抑えられます。
| メーカー・機種 | 公式の区分 |
|---|---|
| ヤマザキマザック VARIAXIS j-500 | 同時4軸＋A軸割出し（多面加工） |
| ヤマザキマザック VARIAXIS j-500/5X | 同時5軸制御（3次元曲面加工） |
| ニイガタマシンテクノ HN63E-5X | 同時5軸に加え、割出し5軸加工が可能と説明 |
| 三井精機工業 Vertex | 同時5軸、多面割り出し、割出し2軸＋同時3軸の金型加工例を紹介 |
三井精機工業は、金型のコア加工で割出し2軸＋同時3軸を使う例も紹介しています。最適な方向から工具を当てられ、放電加工でしか加工できなかった形状を切削で削れるようになると説明しています。
同時5軸が前提になる部品と機種
同時5軸が要るのは、刃物の向きを連続して変えないと削れない形状です。メーカーが公式に挙げている用途を見ると、どんな部品が同時5軸の対象かが分かります。
| 部品・用途 | 公式に書いているメーカーと機種 |
|---|---|
| インペラー、ブリスク、タービンブレード | 三井精機工業（Vertexで同時5軸加工を紹介） |
| 航空機のアルミ構造部品 | 牧野フライス製作所 MAG1〜MAG4 |
| 難削材の航空機部品 | 牧野フライス製作所 T1・T2・T4 |
| 自動車関連の大物金型 | 牧野フライス製作所 V80S・V90S・V100S |
| 車載用照明部品金型の鏡面加工 | 芝浦機械 UVM-700E(5AD) |
| 医療部品 | 牧野フライス製作所 N2-5XA（医療部品加工用）、芝浦機械 VM-450A(5)（主力ターゲットに医療部品） |
ここに当てはまる部品が多い工場は、同時5軸の制御とCAMを前提に機種を探してください。当てはまらなければ、割出し5軸で段取りを減らす効果から検討するのが現実的です。
同時5軸の部品は、工具の向きが変わるたびに回転軸が大きく動くため、回転軸の速さと精度も効いてきます。オークマのMU-Vのように割出し時間や割出し精度の実績値を出しているメーカーは、比べる材料が多くなります。
割出し5軸で効果を出すための周辺条件
割出し5軸で工程を集約すると、1回の段取りで削る工程が増えます。工具本数とワークの着脱方法が足りないと、機械が止まる時間が増えます。
- 工具本数：安田工業YBM Vi40 Ver.Ⅲは標準60本、オプションで100本
- パレット：ヤマザキマザックVARIAXIS jは2パレットチェンジャをオプション展開
- 治具：ヤマザキマザックは工程集約で取付治具費用を減らせると説明
- 切粉：コマツNTC CX500は逆さ姿勢の加工で切粉を直下に落とす構造
自社にどちらが要るかの見分け方
迷ったときは、今の図面を形状で仕分けると判断できます。3軸機で段取り替えをしている部品が多いなら、まず割出し5軸の効果が大きい工場です。
- 図面を、自由曲面がある部品と、平面・穴だけの部品に分ける（同じ図面に両方あれば曲面側に入れる）
- 平面・穴だけの部品で、段取り替えの回数と治具の数を数える
- 自由曲面がある部品で、今は外注や放電加工に回している数を数える
- 前者が多ければ割出し5軸、後者が多ければ同時5軸を前提に機種を探す
- どちらも多いなら、同時5軸の機種を割出しにも使う
同時5軸は工具先端点制御などの機能とCAMが前提になります。三井精機工業は、機械固有の傾斜軸・回転軸中心のずれ量をパラメータに入れればNC側で計算する5軸工具先端点制御を紹介しています。
初めての5軸導入で確認しておくこと
初めての5軸機では、機械よりも先にプログラムと教育で止まることがあります。メーカーの支援の有無も比較の材料に入れてください。
- DMG森精機：DMU 40を同時5軸加工が初めての方にもおすすめと紹介し、ソリューションセンタで持ち込みプログラムのテスト加工
- 松浦機械製作所：MXシリーズを、はじめてでも安心・簡単の5軸機と紹介
- オークマ：5軸・複合加工機の導入時教育として訪問スクール
- 牧野フライス製作所：テクニカルスクールで定期コースと企業向けコース
割出し5軸から始めて、同時5軸の部品が増えたらCAMを足す進め方もあります。最初のテストカットで、自社の部品がどちらで削れるかを確かめると判断が早くなります。
見積を取るときは、NC装置が同時5軸に対応しているか、割出しだけかを必ず書面で確認してください。同じ機種名でも、ヤマザキマザックのj-500とj-500/5Xのように制御で区分が分かれる例があります。
この記事に出てくるメーカー
- DMG森精機株式会社テスト加工の窓口が明確
- コマツNTC株式会社切粉の多い横形5軸
- 株式会社牧野フライス製作所金型・航空機・難削材の専用系列
- 株式会社松浦機械製作所初めての5軸と無人運転
- ヤマザキマザック株式会社系列が広く比べやすい
- 三井精機工業株式会社省スペースの立形5軸
- 株式会社ニイガタマシンテクノ難削材・重量物の横形5軸
- オークマ株式会社5軸＋旋削の工程集約
- 芝浦機械株式会社鏡面・微細の精密5軸
- 安田工業株式会社金型・精密部品の高速主軸
参照元
よくある質問
割出し5軸だけなら3軸機に回転テーブルを足せば足りますか？
部品によっては足ります。ただし5軸機は回転軸の割出し精度や補正機能を前提に作られており、オークマはA軸・C軸の割出し精度の実績値を公開しています。精度と段取りの手間を、テストカットで比べてください。
同時5軸を使うにはCAMが必要ですか？
同時5軸はCAMでのプログラム作成が前提です。三井精機工業は、機械固有の回転軸中心のずれ量をNC側で計算する5軸工具先端点制御を紹介しています。CAMと機械の組み合わせは導入前に確認してください。
同時4軸＋割出しという機種もありますか？
あります。ヤマザキマザックのVARIAXIS j-500は同時4軸＋A軸割出し、j-500/5Xは同時5軸制御と公式に区分しています。
【用途別】5軸マシニングセンタメーカーおすすめ3選
アルミ・鉄の小物部品を、省スペースで多面・5軸加工するなら
ブラザー工業株式会社
床面1,560×2,026mmの30番機。テクノロジーセンターで実機デモ
U500Xd1は治具エリア最大⌀500の傾斜ロータリーテーブル（A軸120〜−30度・C軸360度）を持つ30番の立形機で、テーブル作業面⌀260mm・最大積載100kg、主軸10,000min-1（オプション16,000）。所要床面は1,560×2,026mm。5AX仕様のCNC装置はCNC-D00v。東京・大阪などのブラザーテクノロジーセンターで実機デモとセミナーを行っている。
旋削も含めて1台に工程集約するなら
オークマ株式会社
両端支持トラニオンに旋削仕様。本社ショールームでテストカット
MU-V seriesは剛性の高い両端支持のトラニオンテーブルで、テーブルø500〜ø800×630幅、主軸10,000/6,000min-1。MU-5000V/6300V/8000Vには旋削仕様（L）があり、旋削能力の実績値（加工径ø164mm、MU-6300Vはø250mm）を公表している。本社にはテストカットを実施するショールームがある。
難削材・重量物の中物〜大物を横形5軸で削るなら
株式会社ニイガタマシンテクノ
トラニオンの横形HN-5X。積載1,500kgまで、テックセンターで実ワークを試す
HN50E-5X〜HN80E-5Xは高剛性トラニオンテーブルを載せた5軸横型で、パレット500×500〜800×800mm、最大積載600〜1,500kg、最大ワークФ750×700〜Ф1,250×1,000mm。難削材部品の加工に適した剛性を打ち出す。テックセンターで実際のワークのテストカットができ、加工可否・精度・サイクルタイムを導入前に確認できる。