KINEMATICS5軸機の構成

回転軸を2つ、主軸頭（工具）の側に持つか、テーブル（ワーク）の側に持つかで、5軸機は3つの形に分かれます。形によって向くワーク、得意な加工、NC の設定が変わります。

⟲3つの構成

模式図。JIS B 6336-6（ISO 10791-6）は5軸機の運動試験を、この3つの構成ごとに附属書A・B・C で決めています。

ヘッド・ヘッド形（主軸頭側に回転2軸）

head-head kinematics ／ two rotary axes in the head ／ swivel head (Siemens: type T) ／ head rotation type (FANUC)

工具側（主軸頭）が2軸で傾き・旋回し、テーブルは動かない（直線運動のみ）。^[1][2][6][3]

長所

ワークを回さないので、大きく重いワークにも向く（例：自動車部品用の大物金型）。資料1件・参考^[24]

短所・注意

工具の向きを変えると、工具長が長いほど直線軸の補正動作が大きくなる（工具長の影響を受けやすい）。工具先端点制御が要る。資料1件・参考^[1]

この構成の機種の例

メーカー	機種	構成
牧野フライス製作所	V80S / V90S / V100S	新開発の A軸（傾斜）/ C軸（回転）で主軸を旋回する5軸加工機^[24]

精度試験の区分：ISO 10791-6 の試験区分 AK（Renishaw の説明）／JIS B 6336-6 附属書A^[14][3]

テーブル・テーブル形（トラニオン・チルトロータリテーブル）

table-table kinematics ／ trunnion table ／ swivel rotary table ／ tilt-rotary table ／ swivel table (Siemens: type P) ／ table rotation type (FANUC)

ワーク側（テーブル）が傾斜軸と回転軸の2軸で動き、主軸の向きは変わらない。^[1][2][6][3]

長所

テーブルを両端で支える構造（トラニオン）は剛性が高い。^[25][16]
トラニオンが傾いたままでも工具交換できる機種がある（サイクルタイム短縮）。資料1件・参考^[25][17]

短所・注意

ワークの大きさ・重さはテーブル（パレット）の大きさと積載質量で制限される。^[17][22]
傾けたワークの端や下側まで刃先が届くよう、X・Z 軸のストロークに余裕が要る。^[16][17]

この構成の機種の例

メーカー	機種	構成
オークマ	MU-4000V（立形）	トラニオンテーブル。B軸（ローラギヤカム）＋C軸（ダイレクトドライブ）^[17]
オークマ	MU-V シリーズ（MU-5000V など）	両端支持のトラニオンテーブル（A/C 軸）^[25]
オークマ	MU-10000H（横形）	トラニオンテーブル。A軸（テーブルスイング）＋B軸（パレット回転）^[23]
ヤマザキマザック	VARIAXIS C	両端支持タイプのチルト・ロータリーテーブル。B・C軸ともローラギアカム駆動^[16]
牧野フライス製作所	D200Z / D300 / D500（立形）	回転軸をテーブル側に組み込んだ5軸機。D200Z は B・C軸、D300 はトラニオン構造で A・C軸^[24]
牧野フライス製作所	a500iR / a500Z / a630iT（横形）	横形マシニングセンタに傾斜テーブル（a500iR は傾斜軸 B＋回転軸 C、a630iT はトラニオンテーブル）^[26]
ニデックオーケーケー	VB-X350（立形）	門型構造。B軸（パレット傾斜）＋C軸（パレット旋回）、傾斜軸・回転軸ともダイレクトドライブ^[22]
DMG森精機	DMU 50 3rd Generation	B軸の旋回ロータリテーブル（swivel rotary table）で同時5軸^[27]
Hermle	C 42	旋回ロータリテーブル（swivelling rotary table）。旋削付きの MT 仕様もある^[28]
GROB	G350	横向き主軸（horizontal spindle）＋チルトロータリテーブル（A軸の旋回と B軸の回転）。A軸だけ・B軸だけの仕様もある^[29]
Haas	UMC シリーズ	トラニオンの回転テーブル（B・C軸）。MRZP（回転軸の回転中心）を制御が持つ^[9][8]

精度試験の区分：ISO 10791-6 の試験区分 BK（Renishaw）／JIS B 6336-6 附属書B^[14][3]

ヘッド・テーブル形（混合形：主軸頭とテーブルに1軸ずつ）

head-table kinematics ／ mixed kinematics ／ swivel head + swivel table (Siemens: type M) ／ mixed type (FANUC)

主軸頭が1軸で傾き（スイベルヘッド）、テーブルが1軸で回る。^[1][2][6][3]

長所

テーブルを傾けないので、長いテーブルを使った長尺ワークや多数個取りにも使える機種がある。資料1件・参考^[30]

短所・注意

資料で確かめられた短所はまだありません。

この構成の機種の例

メーカー	機種	構成
ヤマザキマザック	VTC-800/30SR	旋回範囲±110°の B軸スイベルヘッド＋（オプションの）NC ロータリーテーブル。同時5軸にはロータリーテーブルが必要^[30]
ヤマザキマザック	VORTEX i-V	B軸（旋回範囲150°）＋C軸の NC ロータリーテーブル。どちらもローラギアカム駆動^[31]

精度試験の区分：ISO 10791-6 の試験区分 CK（Renishaw）／JIS B 6336-6 附属書C^[14][3]

∠旋回範囲の例

構成を説明するための例。値は各社の公表値をそのまま並べたもので、比較・推奨ではない。

メーカー	機種	旋回範囲
オークマ	MU-4000V	B軸 +90〜−120°、C軸 360°（無限回転）^[17]
オークマ	MU-10000H	A軸 +35〜−115°、B軸 360°^[23]
ニデックオーケーケー	VB-X350	B軸 −30〜+120°、C軸 360°^[22]
牧野フライス製作所	a500iR	傾斜軸 B −110〜+180°、回転軸 C 360°^[26]
DMG森精機	DMU 50 3rd Generation	B軸 −35〜+110°^[27]
GROB	G350	A軸 230°、B軸 360°^[29]
ヤマザキマザック	VTC-800/30SR	B軸スイベルヘッド ±110°（220°）^[30]
ヤマザキマザック	VORTEX i-V	B軸 150°^[31]

メーカーごとの機種の一覧は工作機械メーカー一覧から。

↻回転軸の名前と向き

A軸X 軸と平行な軸まわりの回転^[21][13]
B軸Y 軸と平行な軸まわりの回転^[21][13]
C軸Z 軸と平行な軸まわりの回転^[21][13]
正の回転は、対応する直線軸の＋側から見て反時計回り（右ねじを＋方向へ進める向き＝右手の親指を＋方向に向けたときの指の巻く向き）。資料1件・参考^[21]
回転の向きは『ワークから見た』向きで決める。ワークを載せたテーブルが回る機械では、ワークから見て反時計回り（＋）にするためにテーブルを、機械の横に立つ人から見ると時計回りに回すことになる場合が多い。資料1件・参考^[21]
傾斜軸を A と呼ぶか B と呼ぶかは、その傾斜軸がどの直線軸と平行かで決まり、機種によって違う。たとえば同じニデックオーケーケーの立形5軸でも VB-X350 は B軸（パレット傾斜）＋C軸。オークマ MU-4000V は B軸＋C軸、オークマ MU-10000H（横形）は A軸（テーブルスイング）＋B軸（パレット回転）、牧野 D300 は A軸＋C軸、牧野 D200Z は B軸＋C軸。^{[22][17][23][24]}
U・V・W は X・Y・Z と平行な第2の直線軸。資料1件・参考^[13]

決めている規格

ISO 841:2001 Industrial automation systems and integration — Numerical control of machines — Coordinate system and motion nomenclature。工具が静止したワークに対して動くとみなして座標を決める（工具とワークのどちらが実際に動くかを考えずにプログラムできる）。資料1件・参考^[19]
JIS B 6310:2003『産業オートメーションシステム－機械及び装置の制御－座標系及び運動の記号』は ISO 841:2001 と一致（IDT）。目次に 4.6 回転軸、5.2 運動の方向、6.2 回転運動、附属書A（規定）機械運動の例がある。2008 年確認。資料1件・参考^[20]

⊥立形と横形・後付けの回転テーブル

立形5軸の例：オークマ MU-4000V/MU-V、牧野 D シリーズ、ニデックオーケーケー VB-X350、DMG森精機 DMU 50（いずれも主軸が縦向き＋テーブル側2軸）。^{[17][25][24][22][27]}
横形5軸の例：オークマ MU-10000H（A軸テーブルスイング＋B軸パレット回転）、牧野 a500iR/a630iT（パレット＋傾斜テーブル）、GROB G350（横向き主軸＋チルトロータリテーブル）。横向き主軸は Z ストロークを長く取れ、切りくずが落ちやすいと GROB は説明。^[23][26][29]
回転軸が直線軸と直交していない（45°などに傾いた）ものを nutated（ニューテート）軸と呼ぶ。ヘッド側・テーブル側のどちらにもある。資料1件・参考^[1]
3軸の立形機に NC ロータリテーブルを載せて回転軸を足すやり方もある。ファナック ROBODRILL にはダイレクトドライブの回転テーブル DDRiB / DDR-TiB（割出し精度 ±10秒）と旋削用の DDR-HSiB（水平軸設置・C軸設置の2仕様）がある。資料1件・参考^[33]

⊕複合加工機との違い

複合加工機は旋盤（旋削主軸）を土台にミル主軸を載せ、旋削とミーリング・同時5軸加工を1台でこなす。FANUC は『マシニングセンタ系の5軸機』と『旋盤系の複合機』を市場の2つの流れとして挙げ、ワーク軸と工具軸の両方が回る複合機は混合形として扱えるとしている。^[6][32]
一度の段取りで旋削・同時5軸加工・研削まで行える（研削パッケージ）資料1件・参考^[32]
逆に、5軸マシニングセンタのテーブル（C軸）を高速回転させて旋削する機種もある（マシニングセンタ系の複合化）。^[28][33]
製品分類として『5軸制御立形マシニングセンタ MX』『5軸複合マシニングセンタ MX-T』『5軸制御立形・横形マシニングセンタ MAM72』『5軸複合マシニングセンタ CUBLEX』を並べている。資料1件・参考^[34]

◎各社のキネマティクス校正の機能

回転軸の中心のずれを測って補正する機能です。くわしくは校正・干渉・治具と工具へ。

メーカー	機能	内容
オークマ	5軸オートチューニングシステム（ファイブチューニング）	タッチプローブと基準球で回転軸まわりの幾何誤差（最大11種類）を測って自動で補正。工具先端点制御のオン・オフや運転モードによらず結果が効く^[25][23]
ヤマザキマザック	マザチェック（5軸高精度チューニング機能）	基準球・タッチセンサ・計測マクロで、ミル主軸中心からテーブル旋回中心までの距離（X・Y）、B軸旋回中心とミル主軸中心のずれ、B軸旋回中心とミル主軸端面のオフセットを測って校正^[31]
DMG森精機	3D quickSET	4軸・5軸機のキネマティクス精度の確認と補正（ヘッドとテーブル軸のすべての組合せ）^[35]
ファナック	5軸加工機の回転軸中心位置計測サイクル	プローブと基準球で回転軸の中心位置を測り、結果を機械構成パラメータへ自動で反映。テーブル回転・工具回転・混合のすべての構成に対応^[36]