工作機械の設計とは？

工作機械の設計には、さまざまな産業目的で使用される工作機械の設計、構築、および構築が含まれます。 今日の産業で一般的に使用される工作機械の種類には、旋盤、ボール盤、フライス盤、およびトランスファー、研削、ホーニング盤が含まれます。 各工作機械の設計では、機械の処理に必要な負荷、工作機械の使用者、主要コンポーネントへのストレス、電力要件、およびその機能のどれだけが自動化されるかを考慮する必要があります。

工作機械の設計者は、さまざまな種類の工作機械のいくつかの重要な側面に注目する必要があります。 これらの最初のものは、ツールが構築されるフレームまたはシャーシです。 それは、ツールが必要とするすべてのモーター、テーブル、およびコントロールを収容するキャスト、製造、または構築されたフレームにすることができます。 多くの場合、これらのフレームはスチールまたは鋳鉄で作られていますが、最新の工作機械の設計では複合プラスチックフレームワークを利用することもあります。 フレームの主な機能は、ツールをより効果的かつ信頼性の高いものにするために、長期的な振動、熱、および音の影響に耐え、減衰できる必要があることです。

多くの場合、工作機械の設計に含まれる他のコンポーネントは、テーブルとスピンドルの移動を可能にするガイドであるスライドとレールです。 これらには2つの主要な形式があります。 ボックスウェイスライド、またはレールは標準であり、最も簡単に組み立てられ、優れた減衰能力と耐衝撃性を備えていますが、修理や交換は難しい場合があります。 ローラーウェイの設計には、スライドとレールの間にベアリングが組み込まれているため、より汎用性が高く、位置決めが容易です。 ただし、ローラー式の設計はより多くの床面積を必要とし、複雑さが増すため、通常は構築コストが高くなります。

工作機械の設計における電気モーターには、3つの種類があります。 スピンドルモーターは最も一般的で、シャフト駆動です。 フィードモーターは、作業台を動かすスライドに動力を与え、多くの場合、サーボモーターと呼ばれます。 リニアモーターは、スライドに接続されたローターを介して1つの直線方向に移動し、通常は小型で軽量です。

また、工作機械の設計には、手動またはプログラマブルロジックコントローラー（PLC）などのさまざまなマイクロプロセッサーに基づく制御が必要です。 PLCと連携するソフトウェアは、コンピューター支援製造（CAM）プログラムとコンピューター数値制御（CNC）ソフトウェアを使用してCAMを実行し、ツールを実行する工作機械部品を生成します。 このソフトウェアは、工作機械設計の焦点である硬化タングステンカーバイド製の取り外し可能なツールとビットを制御します。

工作機械市場は成長を続け、工作機械設計の卒業生に対する絶え間ないニーズに拍車をかけることが予想されます。 推定では、2015年には807億米ドルの世界的な産業となり、航空宇宙、風力発電、自動車などの産業でヨーロッパとアジアの各国に供給されると予測されています。 北米市場は成熟していると見られていますが、切削、研削、ホーニング、旋盤、フライス盤などの老朽化した工作機械機器は、他の場所で需要の高い新しいモデルに置き換えられます。