”5軸は難しい“はもう古い、工数とコストを削減しつつ安定加工

マシニングセンター（MC）をはじめとして5軸制御の工作機械への関心が高まっている。

　5軸加工機といえば、“3軸MCではできない複雑形状を加工するもの。高度な技術・スキルが必要で使いこなすのが難しい機械”との印象が強かった。しかし、「最近は5軸MCへの抵抗が少なくなり、導入が増えている」（大手工作機械メーカー）という。

2つの加工方法、同時5軸と割り出し5軸

　5軸加工機とは、端的に言えばさまざまな方向からワークを加工できる工作機械である。ワークに対して工具を上面もしくは側面からしか当てられなかった3軸加工機に対し、2軸の旋回軸の追加によって色々な角度から工具をアプローチできるのが特徴だ。主軸ユニットもしくはテーブルをXYZの3軸の直線移動軸と、A/B/Cのうちのいずれか2軸の旋回軸で駆動して実現する^＊。

＊ X軸、Y軸の方向は機械によって異なるが、Z軸は主軸の軸方向。X軸を回転中心とする旋回軸をA軸、Y軸とZ軸を中心とする回転軸をそれぞれB軸、C軸と呼ぶ。軸構成は、主軸ユニットだけが移動・旋回するものもあれば、テーブルが旋回するもの、テーブルが移動・旋回するものなど、用途やサイズによってさまざまある。

　5軸加工機を使った加工には大きく2つの方法がある。1つは5軸全てを同時に駆動制御する「同時5軸加工」。難易度は高いが、加工面に沿って適切に刃先が移動するように制御すれば、3軸加工機では削れない自由曲面やオーバーハングがあるような曲面が加工できる。

　もう1つは、ワークに対して工具がアプローチする角度を傾け（割り出し）て決めた上で、3軸と同じように直線移動の制御だけで加工する「割り出し5軸加工」である。

　詳細は後述するが、割り出し5軸加工には、ワンチャッキングによる工程集約という大きなメリットがあり、自動化や工数削減、コスト削減、精度向上といった効果が期待できる