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CNC旋盤と従来旋盤の違い

Aug 17, 2023

旋盤は、金属や木材などの原材料を機能的な物体に成形するのに最適な加工ツールです。固定された切削工具の周りでワークピースをその軸を中心に回転させます。この切削工具は、精密な切断、穴あけ、成形に使用します。このようにして、不要な部分を除去し、成形されたワークピースを作成します。

旋盤には、CNC 旋盤と従来型旋盤の 2 つの主なタイプがあります。コンピューター数値制御 (CNC) 旋盤がプロセスを自動化します。同社のプログラミング システムは特定の指示に従い、高精度のマテリアルを作成します。一方、熟練したオペレーターは従来の旋盤を手動で操作し、制御装置を操作して目的の形状を実現します。

20世紀には、 CNC旋盤 材料科学とデジタル制御システムの進歩とともに発見され、進化しました。現在、旋盤はネジ、燭台、器具、ボウル、クランクシャフトなどの特殊品の開発に使用されています。すべてのタイプの旋盤は、材料を保持して回転させるという同じ機能を実行します。

このブログでは、コスト、精度、速度、精度、汎用性、アプリケーションに焦点を当てて、CNC 旋盤と従来の旋盤の包括的な比較を学習します。両方のタイプの旋盤について明確に理解しましょう。

 

 

CNC 旋盤とは何ですか?またどのように機能しますか?

 

CNC旋盤 機械旋削プロセスを自動化および強化し、精度と効率を高めます。 CNC 旋盤は、従来の旋盤とは異なり、コンピューター プログラミングに依存して加工タスクを管理します。

さらに、旋盤の中心には、回転する主軸に接続された金属またはプラスチックで作られたワークピースがあります。 CNC システムは、事前にプログラムされた一連の命令を解釈して、切削工具 (工具ホルダー上にある) の動きを制御します。

切削工具は複数の軸上を移動して材料を成形し、不要なコンポーネントを除去します。コンピュータ制御システムにより、機械は材料を正確に切断、ねじ切り、輪郭加工することができます。

 

 

従来の旋盤とは何ですか?またどのように機能しますか?

 

回転運動によって材料を成形する手動旋盤です。熟練したオペレーターがプロセスを制御し、目的の製品を実現します。

水平方向に回転する主軸にワークを固定します。オペレーターはホイールとレバーを操作して切削工具をワークの長さに沿って移動し、完璧な形状に変換します。ただし、正確な結果を得るには、オペレーターが速度、送り速度、切り込み深さを管理する必要があります。

 

コストの比較: CNC と従来の旋盤

 

CNC 旋盤と従来の旋盤のコストを比較する場合は、初期コストと運用コストを考慮する必要があります。従来の旋盤の初期コストは CNC 旋盤よりも低くなりますが、従来の旋盤の運用コストは CNC よりも高くなります。

従来の旋盤ではシステムの操作に熟練した労働者が必要ですが、旋盤とは異なり、CNC 旋盤では作業スタッフや継続的な監視が必要ありません。

ただし、精度が高いため、CNC マシンを使用して材料の無駄を少なく、より優れた部品を製造できます。したがって、メーカーはより早くお金と利益を生み出すことができます。

適切な投資は長期的には効果があるため、上記のすべての要因により CNC マシンの運用コストが削減されます。

 

資本コスト

従来の旋盤または CNC 旋盤の資本コストに影響を与える重要な要素がいくつかあります。

従来の旋盤: 旋盤の初期資本コストは、基本的な工具と機械部品のみに投資する必要があるため、低くなります。

CNC旋盤: これらの旋盤は高度な技術を備えているため、多くの場合、資本コストが高くなります。制御システム、プログラミング ソフトウェア、ツール ホルダー、およびコンポーネントに投資する必要があります。コストは高くなりますが、CNC 旋盤は自動化を実行することでコストを削減し、より大量の製品を生産します。

 

運営コストに影響を与える要因

運転コストは、機械加工作業の全体的な効率を決定します。製造プロセスを最適化するには、これらの要因を理解することが重要です。

1. 労働

メーカーは機械を制御するために熟練した労働者を雇用します。したがって、人件費の増加につながります。同時に、CNC 旋盤は独自のプログラムで動作するため、人的介入を最小限に抑えてコストを削減できます。

2. エネルギー

CNC 旋盤は他の旋盤よりも消費エネルギーが少なくなります。それは機械部品のCNC旋盤が刃先を最適化しているからです。

3. メンテナンス

どちらのタイプの旋盤も定期的なメンテナンスが必要です。ただし、CNC 旋盤には電子部品と機械部品が含まれているため、より高度なメンテナンスが必要になります。

4. ツーリング

従来の旋盤では頻繁に工具の交換や調整を行う必要があるため、工具の出費が増加します。 CNC 旋盤は最適化された工具使用システムを備えているため、交換コストが削減されます。

5. マシンのセットアップ

CNC 旋盤はセットアップと切り替えが簡単になるようにプログラムされています。ダウンタイムを最小限に抑え、生産効率を最大化します。

 

投資収益率 (ROI) の評価

従来の ROI 計算には、人件費、セットアップ時間、精度と生産性を向上させるための潜在的な設備が含まれています。 CNC 旋盤 ROI は、労働力の削減、より迅速な生産、より高い精度、そして多用途なタスク処理を実現します。

業界データによると、CNC 旋盤人件費を 50% 削減し、全体の生産量を 25 ~ 40% 増加させます。また、製造協会による調査では、CNC テクノロジーの使用により 5 年間で 20 ~ 50% の生産性が向上したことが示されています。

 

精度の比較: CNC と従来の旋盤

 

精度とは、「ワークピースの実際の寸法と特徴が機械内でどれだけ厳密に一致しているか」を指します。相互に適合し、適切に機能するコンポーネントを作成する必要があります。機械の精度はミクロン - μ (1 ミリメートル = 1000 ミクロン) で測定されます。

 

精度レベルの比較 

要求された設計に適合する製品を得るには精度が必須です。従来の旋盤とCNC旋盤の精度を比較してみましょう。

従来の旋盤: 熟練した経験豊富な機械ハンドラーが、従来の旋盤の高精度を提供します。手動制御では人的ミスが発生する可能性がありますが、熟練した高度な機械では正確な結果が得られます。

CNC旋盤: CNC 旋盤は、より機能的で熟練したコンピュータ化された自動機械です。プログラミング ツールとアクションは、従来の旋盤に匹敵する正確で信頼性の高い再現可能な結果を構築します。

 

両方のタイプの旋盤に影響を与える誤差と変動の原因

2 つのタイプの旋盤のどちらを選択するかを決定する場合、企業は特定のニーズ、生産量、運用目標、およびエラーの原因を評価する必要があります。

1. 人的要因

従来の旋盤では、オペレータの操作方法の誤りや疲労によるヒューマンエラーがよく発生します。 CNC 旋盤はプログラムされているため、オペレーターは必要ありません。

2. 環境への影響

従来の旋盤では、作業環境の温度変化、湿度、振動により誤差が生じます。センサーを搭載したCNC旋盤は環境負荷を排除します。

3. 機械の摩耗

どちらのタイプの旋盤も時間の経過とともに摩耗し、精度に誤差が生じる可能性があります。定期的なメンテナンスにより、機械がそのような状態に陥らないようにします。

4. 較正

従来の旋盤は調整が必要ですが、CNC 旋盤は旋盤の精度を向上させるために校正されています。

CNC 旋盤の精度レベルは 0.001mm で、大規模な生産でも安定した品質を実現します。一方、従来の旋盤では作業者の熟練度などにより0.01mmの誤差が生じます。

航空宇宙産業の製造プロセスを調べると、その精度は 0.002 mm であり、業界の要件を満たしています。一方、従来の機械では0.01mmの精度で生産されていました。

 

速度と精度の比較: CNC と従来の旋盤

 

速度と精度は、加工品質と効率性の成形の 2 つの柱です。精度は、航空宇宙や医療機器の製造など、公差が厳しい場合に求められます。

 

スピードと精度

速度は切削工具とワークの移動速度です。機械のプロセスを完了するのに必要な時間です。

精度とは、操作の実行における正確さの程度です。製品の品質と機能を維持する役割を果たします。

従来の旋盤は、製品の製造には中程度の速度を持っています。この手動操作にはバリエーションやオペレーターのスキルセットが含まれており、精度と速度に影響します。 CNC 旋盤は両方の点で優れています。

 

速度と精度に影響を与える要因

旋盤を選択する前に知っておく必要がある要素は次のとおりです。

1. 主軸速度

速度が高いほど不要な物質をより速く除去できますが、振動により精度が低下します。

2. 送り速度

送り速度が速い場合、製品は良好な速度で生産されます。ただし、送り速度が限界を超えると工具が損傷します。

3. 切込み深さ

材料の切り込みを深くすると速度が向上しますが、制御しないと精度に影響が出る可能性があります。

4. 工具形状

完全かつ適切な工具を使用すると、材料を効率的に切断し、製品を正確な形状に仕上げることができます。

5. 材料特性

材料が硬いと生産速度は遅くなりますが、磨耗が少ないため正確な形状が得られます。

6. プログラミング

CNC プログラミング システムは、ツールと材料上の動作を最適化し、速度と精度を向上させます。

CNC 旋盤は従来の機械に比べて生産時間を 30% 短縮します。精度は0.002mm、従来の旋盤は0.01mmの精度を維持します。

 

汎用性の比較: CNC と従来の旋盤

 

機械の多用途性は、さまざまな製品やコンポーネントを作成するために適応および変換する能力です。従来の旋盤と CNC 旋盤の多用途性、およびその利点と制限について説明します。

 

多用途性

汎用性とは、さまざまなデザイン、サイズ、形状、材料のコンポーネントや製品を製造できる機械の能力です。これにより、メーカーはさまざまなタスク間を移行できます。

 

生産範囲

従来の旋盤は、シャフトやシリンダーなどの単純なコンポーネントを製造します。したがって、多用途性が提供されます。 CNC 旋盤は、より高い精度が要求される複雑な部品を製造します。製品は医療機器から航空機機械部品まで多岐にわたります。

 

従来旋盤 

従来の旋盤の利点と制限をいくつか示します。

利点

シンプルなデザインに最適

カスタマイズを重視

提供コスト-効果的な解決策

制限事項

複雑な形状の製品は製造できない

エキゾチック素材を作るのが難しい

大きなコンポーネントを扱うことはできません。

 

 

CNC旋盤 

CNC 旋盤の利点と制限を確認して、何が優れているかを理解してください。

利点

複雑なデザインを正確に作成します

金属やプラスチックなどさまざまな素材に対応

小規模コンポーネントと大規模コンポーネントの両方を管理

精密な素材づくりに注力

制限事項

セットアップとメンテナンスのコストが高くなる

熟練したプログラマーとソフトウェアの専門家が必要

 

CNC 旋盤は、複雑な航空宇宙部品を公差 0.001 mm で製造します。また、これらの旋盤はより高い精度で手術器具を製作します。対照的に、従来の旋盤はカスタムデザインの家具を製造します。

 

アプリケーション

 

従来の旋盤と CNC 旋盤は、要件に応じてさまざまな産業分野で使用されています。品質、精度、革新性に応じて、これらの旋盤の領域はさまざまな用途に分割されます。

 

1. 自動車産業 

カスタムパーツの修理や構築には従来の機械が必要です。対照的に、従来の旋盤では、完璧さとスピードへの要求が非常に困難です。

ただし、CNC 旋盤はその精度と精度の高さにより、自動車製造に優れています。彼らは高水準で高品質の製品を製造しています。たとえば、高度なエンジン部品、トランスミッション部品、その他の機械工具などです。

 

2. 航空宇宙と防衛 

従来の旋盤は、航空宇宙分野の特定のツールや機器に使用されます。ただし、制限や制限がそれを妨げる可能性があります。

CNC マシンは、量と質の高い生産に対する需要が高くなります。これらの旋盤は、ブレード、ギア部品、構造モジュールの製造に使用されます。

 

3. 医療機器 

小型の医療機器は従来の旋盤を使用して簡単に製造および修理できますが、精度が非常に難しい場合があります。

壊れやすく繊細な手術器具、インプラント、その他の治療機器は CNC 旋盤に引き渡され、高品質で高精度の結果が得られます。こうした最先端の機械により、医療ニーズを幅広くサポートしています。

 

4. 家具と芸術性 

従来の旋盤は、高品質でユニークなデザインの家具を製造するという期待に応えることができます。

CNC 旋盤は、耐久性のある品質を備えた複雑でプロフェッショナルなデザインを生み出します。効率のバランスが取れ、カスタマイズされた注文の大量生産が可能になります。

 

5. 石油・ガス部門

これらの業界では、単純なコンポーネントに従来の旋盤が使用されていますが、耐久性のあるユニークな製品に対する需要は困難を極めています。この業界では、精密で信頼性の高い機械部品が必要な場合、CNC 旋盤が使用されます。これらの旋盤は、企業の品質基準を満たすバルブ本体、コネクタ、穴あけ部品を作成します。

航空宇宙産業では、CNC 旋盤を使用すると製品効率が 30% 向上したと報告されています。手術器具の精度が 20% 向上し、エラーのリスクが軽減されます。また、家具業界では CNC 旋盤の生産量が 25% 増加しました。

 

結論: どのタイプの旋盤があなたのニーズに適していますか?

 

これで、コスト、精度、速度、精度、多用途性による従来の旋盤と CNC 旋盤の違いがわかりました。どの旋盤があなたのニーズに合うかを決定するのに役立ちます。

CNC 旋盤は、大規模な生産を処理し、複雑な設計を行う、正確かつ効率的な自動化ツールです。従来の旋盤ではカスタムワークを作成するために直接プロセスが必要ですが。

正確で一貫性のある効率的な製品が必要な場合は、CNC 旋盤をお勧めします。個人的で芸術的なタッチを求める企業は、従来の旋盤を使用できます。

これらの旋盤の選択は、機械についてではなく、完璧なデザインを作成することによって決まります。したがって、従来の旋盤を好むか CNC 旋盤を好むかにかかわらず、その選択は製品の品質とブランドの評判に影響します。

 

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