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CNCマシンの操作方法

Oct 11, 2023

CNC マシンには想像力と革新性があり、最先端のテクノロジーを適用しながらロボットの精度を習得することができます。 CNC マシンは、アイデアを実現できる独自のツールパスを提供することで生産に革命をもたらしています。ジュエリーの製造から航空宇宙まで、何が可能かを決めるのはあなたです。このガイドでは、プロのやり方で CNC マシンを操作する方法を学びます。

CNCマシンとは何ですか?

CNC という名前はコンピューター数値制御の略で、CNC 加工は、「ブランク」または「ワークピース」とも呼ばれるストックコンポーネントから材料の層を削り取るために、コンピューター制御と工作機械をよく利用するサブトラクティブ製造法です。カスタムデザインのアイテムを作成します。

この方法は、金属、プラスチック、木材、ガラス、発泡体、複合材料など、さまざまな材料に使用できます。また、大規模な CNC 加工、電気通信業界向けのプロトタイプや部品の製造、経済の他の部分よりも厳しい公差要件がある航空宇宙部品の CNC 加工にも役立ちます。

 

CNC ソフトウェアの動作原理を理解する

ユーザーとユーザーの橋渡し役として CNCマシン, CNC (コンピューター数値制御) ソフトウェアは、設計指示を機械コマンドに変換します。この手順は設計段階から始まり、CAD ソフトウェアを使用して最終製品を概念化します。ツールパスが作成され、CAD ソフトウェアを使用して CAD ファイルが機械可読 G コードに変換されます。 CNC マシンでは、G コードはプログラムの実行を担当するコントローラーに送信されます。 CNC ソフトウェアは、データを収集し、機械の進行状況を追跡し、シミュレーションを実行して、発生した間違いを視覚化して発見するのに役立ちます。 CNC ソフトウェアは、正確で自動化された加工プロセスを可能にすることで、生産の効率と精度を向上させます。

CNC加工テーブル

表 1: CNC 加工における直線公差

CNC 加工では、「直線公差」という用語は、直線軸に沿った加工対象物の寸法の許容偏差または変動を指します。これは、正または負のいずれかになります。設定されたパラメータ内の精度と精度が保証されます。

直線寸法範囲(mm)公差クラス
f(細かい)m(中)c(粗い)v(非常に粗い)
0.5~3±0.05±0.1±0.2-
3-6±0.05±0.1±0.3±0.5
6-30±0.1±0.2±0.5±1
30-120±0.15±0.3±0.8±1.5
120-400±0.2±0.5±1.2±2.5
400-1000±0.3±0.8±2.0±4.0
1000-2000±0.5±1.2±3.0±6.0
2000-4000-±2.0±4.0±8.0

表 2: CNC 加工における角度公差

CNC 加工について説明する場合、「角度公差」という用語は、加工されるアイテムの許容される変動または定義された角度からの逸脱を指します。確立されたパラメータ内で必要な角度精度と精度が保証されます。

寸法範囲(mm)f(細かい)m(中)c(粗い)v(非常に粗い)
0-101°30フィート1度30分
10-500°30'0°30'
50-1200°20フィート0°20フィート0°30'
120-4000°10'0°10'0°15'0°30'
4000°5'0°5'0°10'0°20フィート

表 3: CNC 加工における半径および面取りの公差

CNC 機械加工では、「半径および面取り公差」は、機械加工されたオブジェクトの湾曲または面取りされたエッジの寸法の許容偏差またはばらつきに関係します。これらの寸法は面取りされたり、丸みを帯びたりする場合があります。これらは、設定されたパラメータ内での機能の品質と精度を保証します。

寸法範囲(mm)f(細かい)m(中)c(粗い)v(非常に粗い)
0.5~30.20.20.40.4
3-60.50.511
61122

 

CNC マシンの操作方法に関するステップバイステップ ガイド 

1. 安全を最優先する

まず、CNC マシンの操作は安全でなければなりません。安全メガネ、手袋、耳の保護具などの個人用保護具を使用した操作は許容されます。最も重要なことは、個人用保護具を着用する際の潜在的なリスクに対する予防策を読んで知ることです。その後は事故もなくきれいな環境で仕事ができます。

 

2. CNC マシンを理解する

CNC マシンの部品を理解し、制御を理解し、それがどのように動作するかを理解する必要があります。この装置を正確に操作するために、取扱説明書でこれらの製品を検討することを検討してください。インターフェイスを見て、コントロール パネルや非常停止ボタン、その他の重要な機器がどこに配置されているかを確認します。たとえば、この部分をよく見て、効果的に使用するための指示を理解してください。

 

3. ワークと工具の準備

CNC 加工を成功させるには、プロジェクトを開始する前にツールとワークを適切に準備することが不可欠です。次の手順に従って、作業ツールとプロジェクトのツールを適切にセットアップします。

材料の選択

プロジェクトに適切な素材を選択することが重要です。プロジェクトの仕様、材料の特性、および望ましい最終結果を考慮してください。 CNC 加工では、木材、ポリマー (アクリルや ABS など)、金属 (チタン、スチール、アルミニウムなど) が頻繁に使用される材料です。

ワーク仕様

を選択した後、プロジェクトに必要な寸法とパラメータを決定します。材料。材料の寸法を正確に測定してラベルを付けるには、ノギスやマイクロメーターなどの精密測定機器を使用します。

材料をカットする

材料を適切なサイズに切断する必要がある場合は、鋸、ハサミ、CNC レーザー カッターなどの適切な切断機器を使用してください。切断手順は正確であり、規定の寸法を厳守してください。適切な切断技術を使用し、切断中は安全メガネを着用するなど、必要な安全対策を講じてください。

ワークホールディング

ワークピースは、準備後の機械加工プロセス中に慎重に位置決めする必要があります。ワークピースの材質、形状、寸法はワーク保持技術の選択に影響します。典型的なワーク保持技術:

クランプ

ワークピースはワークテーブルにクランプする必要があります。素材に適しており、損傷を与えることなくしっかりとグリップできるクランプを選択してください。

悪徳

直線のエッジを持つ物体を掴むのに最適なツールは万力です。 2 つのジョーの間にワークをしっかりとクランプすることで、加工中の安定性を実現します。

バキュームテーブル

真空テーブルによって吸引が行われ、ワークピースが所定の位置に保持されます。平らで薄いワークピースに対して均一で信頼性の高いグリップを提供します。

ツールの選択とインストール

材料と必要な加工方法 (フライス加工、穴あけ、旋削など) に基づいて、加工作業に適切な切削工具を選択します。選択した工具が選択した材料を効率的に切断できること、および機械の工具ホルダーと互換性があることを確認してください。加工中の滑りを防ぐため、工具をしっかりと取り付け、メーカーの指示に従い、適切に締めてください。

ツールのプリセットとキャリブレーション

工具のプリセットとキャリブレーションは、加工作業を開始する前に行う必要があります。このためには、CNC 機械の制御ソフトウェアで工具の長さ、直径、オフセットを設定する必要があります。正確な工具のプリセットにより精密な加工が保証され、ミスも減少します。

 

4. CNC マシンのセットアップ

次の段階では、ワークと工具を準備した後、機械加工作業のために CNC マシンをセットアップします。適切なセットアップを確保するには、次の手順に従ってください。

マシンの電源を入れます

まず、CNC マシンの電源を入れ、メーカーの指示に従って電源投入手順を実行します。マシンの適切な初期化を保証するには、推奨された起動順序を守ることが重要です。

マシンのホーミング

ほとんどの CNC 機械で使用される原点復帰手順では、機械の軸の基準点が作成されます。加工操作を開始する前に、この手順により機械が正しい位置にあることが確認されます。軸を指定された場所に移動する原点復帰手順を開始するには、機械の指示に従ってください。

ワークの寸法と工具の詳細

CNC マシンのコントロール パネルに必要なデータを入力します。これには通常、長さ、幅、高さなどのワークピースの寸法が含まれます。完璧な加工を実現するには、正確な測定値を入力することが重要です。工具番号、オフセット、その他の関連特性など、使用されている切削工具に関する情報を含めます。この情報のおかげで、機械は計算を行い、適切に加工作業を実行できます。

作業座標系 (WCS) のセットアップ

機械の軸に対するワークの原点と方向は、ワーク座標系によって決まります。プロジェクトの特定の仕様に従って WCS をセットアップします。このフェーズでは、設定された基準点を使用して、プログラムされた工具の動きを機械が正確に解釈できるようにします。

工具長補正

工具長の違いを考慮するために、CNC 機械は工具長補正を頻繁に使用します。これにより、プログラムされた工具の軌道に従って、機械が切削工具を正確に位置決めすることが保証されます。関連するオフセットを入力して工具長補正を設定するか、工具測定プローブが使用可能な場合はそれを使用します。

マシンのウォームアップ

実際の加工プロセスを開始する前に、機械をウォームアップする時間を与えてください。その結果、機械の温度が安定し、プロセス全体を通じて安定した正確なフライス加工が可能になります。推奨されるウォームアップ期間については、マシンのハンドブックまたは製造元の推奨事項を参照してください。

 

CNCプログラムをロードする

CNC マシンを効率的に使用するための最も重要な手順の 1 つは、CNC プログラムをロードすることです。プログラムをロードする前に、プログラムの準備ができており、特定の CNC マシンと互換性があることを確認してください。不適切なツールパスやコマンドの欠落など、プログラムに間違いや問題がないか再度確認してください。意図した加工操作を理解するには、プログラムの G コードまたは機械固有の命令をよく理解してください。

コントロール パネルまたはコンピュータ端末を介して機械のソフトウェア インターフェイスにアクセスし、CNC プログラムをロードします。プログラム ファイルをコンピュータのメモリ、または互換性のあるストレージから選択したプログラムの保存場所に転送します。USB ドライブやネットワーク接続などのデバイス。メニュー オプションまたはソフトウェア インターフェイスのプロンプトを使用して、関連するプログラム ファイルを見つけます。プログラム名と関連する命令をチェックして、正しいプログラムがロードされていることを確認してください。 CNC プログラムが適切にロードされた後、CNC マシンによって実行される操作の精度と精度を確保しながら、加工プロセスを進めることができます。

 

プログラムのテストとシミュレーション

機械で CNC プログラムを実行する前に、テストとシミュレーションを行って、スムーズな加工を確保します。機械のソフトウェアまたはコントロール パネルを使用して、工具の動きや操作をシミュレートします。プログラムの欠陥や衝突を検出できます。

CNC プログラムのインターフェイスには、ツールパス、切削操作、および送り速度が表示されます。シミュレーションを開始して、ツールがコンピューターで生成されたワークピースとどのように相互作用するかを確認します。ツールパスに衝突や不必要な材料の除去がないか確認してください。続行する前に、プログラムの間違いを修正してください。

CNC プログラムのテストとモデリングにより、フライス加工中のミスや衝突が減少します。ツールパスを最適化し、プログラムの精度を検証し、問題を修正します。加工プロセスを積極的に管理することで、正確で高品質な出力が保証されます。

CNC プログラムを実行する

CNC プログラムをチェックしてシミュレーションした後、加工プロセスを開始できます。マシンの CNC プログラムを起動して実行する方法は次のとおりです。

CNC プログラムは、機械のユーザー インターフェイスまたはコントロール パネルから適切なコマンドを選択することで起動できます。プログラムを開始する前に、保護具の着用など、すべての重要な安全対策を必ず講じてください。

プログラムの開始後は、マシンがどのように使用されるかに細心の注意を払ってください。奇妙な音に耳を澄まし、トラブルを示す可能性のある揺れやぎくしゃくした動きに注意してください。精度と安全性を両立するには、高い注意力を維持して加工することが不可欠です。

何か奇妙なことや予期せぬことが起こった場合は、すぐにマシンをシャットダウンできるように準備しておく必要があります。何か問題が発生した場合は、簡単にアクセスできる機械上の緊急停止ボタンを押すことで手順を即座に停止できる必要があります。常に安全を優先し、問題があればすぐに対処します。

CNC プログラムの実行中に機械の動作を注意深く監視することで、正確で安全な製造が保証されます。 CNC 加工ジョブをスムーズかつ迅速に進めたい場合は、問題に常に注意を払い、問題をすぐに修正できるようにしておく必要があります。

 

モニタリングと調整

CNC マシンを使用する際は、常に操作を監視することが重要です。サイズや研磨などの詳細に特に注意を払い、ワークピースの正確さと品質を定期的にチェックしてください。続行する前に、プログラムを一時停止し、必要な変更を加えてください。

機械の動作を常に監視し、問題が見つかった場合は修正してください。切削工具の動き、切削工具がワークピースにどのように接触するか、加工プロセス全体の展開を観察します。ワークピースを意図した仕様および品質基準と定期的に比較することで、ワークピースが必要な基準を満たしていることを確認します。

監視プロセス全体で発見された矛盾や問題に迅速に対応します。ブレーキをかけて、目の前の状況を少し考えてみましょう。機械の加工パラメータ、ツール、またはソフトウェアに変更が必要かどうかを判断します。必要な変更を加えて問題を解決するか、最終製品がすべての基準を満たすように機械加工プロセスを強化します。

加工プロセスを注意深く監視し、必要に応じて調整を行うことで、完成品の精度と品質を確保できます。 CNC 加工プロセスを正常に完了させるには、定期的な検査とタイムリーな調整が不可欠であり、その結果、正確でより優れた最終製品が生産されます。

 

機械加工プロセスを完了する

CNC プログラムが正常に実行され、機械加工プロセスが終了したら、完成したワークピースを機械のワークテーブルから静かに取り外す必要があります。オブジェクトを取り扱う際は、損傷しないように十分注意してください。製品をプロジェクトによって定められた基準および要件と注意深く比較してください。プロセスの逸脱や改善の機会を見逃さないでください。これらの分析から収集された情報は、将来の CNC 加工プロセスの強化と最適化に使用されます。

 

CNC マシンの清掃とメンテナンス

CNC マシンを長期間使用し、最高の状態で動作させるには、適切なメンテナンスが必要です。プロジェクト終了後は、機械を完全に掃除する時間を確保し、破片、切り粉、冷却液を取り除きます。注油、工具の校正、摩耗した部品の交換などの基本的なメンテナンス作業については、製造元の指示に従ってください。動作上の問題を防ぐために、機械に摩耗や損傷の兆候がないか定期的に確認し、必要に応じて直ちに措置を講じてください。

 

文書化と継続的改善

CNC 加工を改善するために徹底的な文書を維持します能力を発揮し、今後のプロジェクトでの一貫性を保証します。使用された CNC プログラムと、機械の使用中に行われた変更または修正を記録します。このドキュメントは有用なリソースであり、比較可能なプロジェクトを正常に複製できるようになります。ツーリング技術を改善する方法や加工パラメータを微調整する方法など、追加のポイントや開発の機会に注意してください。

 

結論

プロフェッショナルな CNC マシンの操作には、安全性を優先する慎重なアプローチ、入念な準備、マシンの機能の完全な理解が必要です。この詳細ガイドに記載されている段階的なテクニックに従うことで、正確かつ効率的な加工を確実に行うことができ、高品質の結果が得られます。正しい教育、経験、生涯学習への献身があれば、熟練した CNC 機械オペレーターになれる可能性があり、正確で複雑なコンポーネントを製造することでさまざまな業界の進歩に貢献できます。 CNC 加工がもたらす可能性を最大限に活用し、精緻な仕上がりと精度へのこだわりが生産の方向性に影響を与えることができます。

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