CNC 機械加工は、さまざまな業界の部品の機械加工と製造において大きな進歩であることが証明されています。ロボットよりも経済的で、機械的な作業よりも効率的な CNC マシンは、製造業にバランスの取れたソリューションを提供します。
CNC (コンピューター数値制御) マシン 事前にプログラムされたコンピューター ソフトウェアを使用して積層造形プロセスを実行します。 CNC プログラムは、さまざまな製造作業を実行するために工場のツールや機械の動きを指示します。
したがって、CNC 加工のプロセスではプログラミングが非常に重要です。したがって、CNC 加工の全プロセスにおいて CNC プログラマーの重要性が損なわれることはありません。 CNCプログラミングはどのように機能しますか?マシニング センター用の CNC プログラムをどのようにコーディングしますか?
この記事では、CNC プログラミングについて説明します。 CNC マシンをプログラムする方法と、CNC マシンのプログラムを設計するために使用できる一般的なソフトウェアについて説明します。それでは、本題に入りましょう。
前述したように、CNC プログラムにより CNC マシンの制御が可能になり、コードと命令を使用してさまざまな操作を実行できます。切断、フライス加工、研削、タップ加工のいずれであっても、CNC プログラミングとプログラムはマシニング センターで実行される操作の核心です。
ただし、CNC プログラムは、CNC マシニング センターの制御に使用される CNC プログラマによって開発および作成されたコードまたは命令として定義できます。 CNC プログラムはさまざまなコードで動作しますが、G コードが最も一般的です。
CNC プログラムは、CNC マシンを実行してさまざまな操作を実行するために必要な命令またはコードのセットであり、CNC プログラミングはコードと命令を作成することです。 CNC 製造プロセス全体は、操作の背後にある CNC プログラミングに依存しています。操作を実行する際の CNC マシンの精度、一貫性、精度も CNC プログラミングに依存します。
CNC プログラミングは、CAD または CAM モデルを機械可読命令に変換することとして説明できます。これにより、使用する切削工具、送り速度、工具の動作パターン、切削後に製造される最終デザインの説明が決まります。
CNC プログラミングを、アイデアを現実に変換し、コードをワークピース上の彫刻に変換する方法として説明する方が適切でしょう。 CNC プログラマーは、CAD または CAM ソフトウェアを使用してツール パスを作成し、それを同じソフトウェアで CNC プログラムに変換します。
CNC プログラムの種類や CNC プログラミングについて説明する前に、CNC プログラミング プロセスがさまざまな CNC 操作やマシニング センターでどのように機能するかを理解しましょう。
CNC プログラマーは、CNC プログラミングの方程式において最も重要な要素です。プログラマーの専門知識によって、CNC プログラムがどの程度正確にコーディングされるかが決まります。 CNC プログラマーは具体的に何をするのでしょうか?
彼は、CAD ソフトウェアを使用して作成された紙またはデジタル CNC モデルを検査します。ワークピースの 3D CAD モデルにより、プログラマは部品を作成するためにどのような一連の命令を与える必要があるかを理解できます。
モデルを調べたら、CAM ソフトウェアを使用してコードを作成します。 CAM ソフトウェアに入力されたコードは、機械可読命令に変換されます。
最後に、プログラマーはフライス盤、旋盤、研削盤などの CNC 機械に命令を送信して、機械加工プロセスを実行します。
CNC マシニング センターは指示を理解し、ワークピースに切断、研削などのタスクを実行して、複雑なデザインを開発します。
ほとんどの CNC プログラマは、CNC プログラミングに CAM ソフトウェアを使用します。ただし、さまざまな業界の専門家は、3 つの一般的なタイプの CNC プログラミング技術を使用しています。 CNC プログラミングの種類と、マシニング センターで CNC 製造プロセスを実行するために CNC プログラミングを活用できる場合について簡単に概要を説明します。
名前が示すように、マニュアルは手動による方法であり、CNC マシン プログラミングのより基本的なテクニックです。コマンドは CNC マシンのコントロール コンソールに手動で入力され、単純な部品や設計に便利な手法です。
手動 CNC プログラミングでは、正確なプログラミングを行うために、より多くの専門知識と労力が必要です。また、プログラム エラーに関する警告や通知が不足しているため、手動プログラミングではエラーが発生する可能性が高くなります。これらのエラーは、機械や工具に損傷を与える可能性もあります。したがって、このタイプのプログラミングはエラーが発生しやすいため、あまり使用されていません。
2 番目のタイプのプログラミングは会話型プログラミングで、CNC マシンをガイドするためのプログラミング用の組み込みインターフェイスです。
G コードは会話型プログラミングでは使用されませんが、わかりやすい英語のコマンドが入力され、オペレーターは完全なプログラミングのための一連のガイド付き質問に答えます。会話型プログラミングは、手動プログラミングと同様、複雑で複雑な設計よりも単純な設計に最適です。
ついに、CAM(Computer-aided Manufacturing)プログラミングは、完全に自動化された加工プロセスに使用されます。ソフトウェアは、コンピュータ制御の機械用のコードと命令を開発するために使用されます。 CAM が適切に機能するには、3 つのコンポーネントが必要です。つまり、作動部品の開発方法を機械に指示するソフトウェア、原材料を完成品に変える産業用自動機械、ツールパスを機械可読命令またはコードに変換する後処理です。
CAM プログラミングは、複雑で複雑な設計を高い精度で処理できるため、より一般的になっています。プロトタイプの CNC マシンは CAM プログラミングに大きく依存しています。 CAM プログラミングの利点には、手動加工や手動プログラミングと比較して比類のない速度と精度も含まれます。
CNC マシニング センターを制御し、機械を正確にプログラムするために理解しておく必要がある最も重要な CNC コードについて説明します。以下は、遭遇する CNC プログラミング コードのリストです。
アルファベット順では D が最初になります。したがって、CNC プログラミング コードをこの順序で説明しますが、あるタイプのコードが別のタイプのコードよりも重要であることを意味するものではありません。
D コードは距離と機械のオフセットに関連しており、これは刃先と切削工具の中心線の間の距離、または工具が工具ホルダーからどのくらい突き出ているかを意味します。
F コードは、その名前が示すように、CNC マシンの送り速度に関連しています。送り速度は F コードを使用してコード化され、切削プロセス中に工具が移動する必要があるさまざまな速度を定義します。
操作に関係なく、G コードは CNC 加工プロセス中に最も一般的かつ頻繁に使用されるコードです。 G コードは、ワークピースに対して実行される CNC プロセスの形状を指します。これらのコードは、正確な切断操作を行うために、どこから開始するか、どこから移動するか、どこで停止するか、2 点間を移動するかを機械に知らせます。
M はその他を表し、M コードはスピンドル制御、冷却剤などのさまざまな機能を CNC マシンに指示し、必然的にすべての非幾何学的アクションを実行するように指示します。
N コードは、マシン コードの識別された行またはブロックを表します。基本的に、N コードは、CNC プログラマーが機械の CNC コードを整理して手動で作成するのに役立ちます。
次に、速度コードを表し、CNC 加工プロセス全体のさまざまな時点での機械の工具スピンドル速度を指示する S コードが続きます。
最後に、CNC プログラミングの T コードは、特定の加工操作に必要な切削工具を識別するのに役立ちます。どのような操作にもランダムなツールを使用することはできませんが、操作が異なればさまざまなツールが必要になるため、マシン コントローラーが特定の操作に適切なツールを選択するのに T コードが役立ちます。
CNC コーディングのプロセスと、CNC コーディングの完全なタイムラインがどのようになるかを見てみましょう。
1. まず最初に、CNC 加工と、マシニング センターを実行するためのコードを生成する CAD/CAM ソフトウェアの使用に精通している必要があります。どの工具をどのフィーチャに使用するか、加工プロセス中にさまざまな材料がどのように動作するか、および加工の送り速度、速度、ツール パスを最適化するためのベスト プラクティスについて、十分な知識が必要です。
2. 次に、CNC コーディングが始まります。これは、3D CAD モデルを CAM ソフトウェアにエクスポートすることから始まります。一部の CAD システムでは CAM 機能を利用できるため、モデルを CAM ソフトウェアに個別にエクスポートする必要がなくなります。
3. モデルを CAM にエクスポートしたら、モデルをツール パスに変換する必要があります。設計の複雑さに応じて、手動で実行することも、CAM ソフトウェアに実行させることもできます。ただし、注意すべき重要な点は工具の選択であり、必要な部品の機能と利用可能な工具に応じて選択する必要があります。
4. 次のステップは、CAM ソフトウェアまたは手動で作成されたツール パスの検証です。これは、ツールパスが正しく、ワークピースや機械に脅威を与えないことを保証することを意味します。 CAM ツール パスの作成と同様に、CAM ソフトウェアに与えられるいくつかのプロンプトによって検証も自動的に実行できます。
5. ここで、最終的なパフォーマンスのためにコードを CNC マシンにダウンロードします。これには必ず G コードが含まれ、プログラムした内容に応じてその他のコードも含まれます。コードをダウンロードするか、USB ストレージ経由で機械に転送すると、プログラムを実行して目的のワークピースを取得できます。
マシニング センターをより適切に制御するために CNC プログラミングを始めたばかりの初心者向けのヒントは何ですか?ここでは、さまざまなテクニックを使用した CNC マシンのプログラミングの専門家として活用すべき実践的なヒントを紹介します。
プログラミングに圧倒されるかもしれない基本、コード、加工プロセス、機械の種類など。ただし、プログラマーとして主導権を握るのはあなたであり、基本を妥協することはできません。
したがって、基本を学び、繰り返し復習する必要があります。 CAM プログラミングを使用する場合はばかげているように聞こえるかもしれませんが、手動または会話型プログラミングを行う必要がある場合、この知識は、CNC マシンに適切な仕様を確実に入力するのに役立ちます。
工具の速度と工具経路の送りを定義する送り速度についてはすでに説明しました。ほとんどの場合、オペレーターはプログラムの効率、一貫性、スムーズさを確保するために多くの時間をかけてプログラムをダイヤルインします。これほど多くの時間と労力を費やしている場合、通常はそれ以上変更することはありません。ただし、CNC プログラミングの特定の側面をカスタマイズすると、製造プロセスの最適化に役立ちます。
したがって、カスタマイズされた操作と製品から望ましい結果を得るために特別な努力を払い、主軸送り速度と工具速度を調整およびカスタマイズすることが役立ちます。
CNC 機械補正とは、加工プロセス中に発生する可能性のある予測できない変動を指します。 CNC プログラマの仕事は、そのような要求されていない変動に対するマージンを最小限に抑えることです。完璧なワークピースと最終製品を実現するには、完璧なコーディングと計算が必要です。したがって、CNC プログラマは、一般的な補償タイプ、影響を与える可能性のある要因、およびこれらの補償タイプを考慮しながら CNC マシンをプログラムする方法に精通している必要があります。参考までに、最も一般的な補正タイプには、カッター半径、工具摩耗、工具長さ、工具摩耗などが含まれます。
優れたプログラマーは、CNC プログラミングのプロセスを自分で簡素化します。操作やコードを 1 つずつプログラミングしていると時間がかかります。賢いプログラマは、固定サイクルを使用してプログラミングのプロセスを短縮する必要があります。これは、加工スタイルに関係なく、穴ごとに 1 つのブロックが必要になることを意味します。固定サイクルでは、プログラム全体ではなく、座標を再プログラムするだけで追加の穴を加工できます。つまり、プログラマーはあらゆる機会を利用してプログラミングを簡素化し、プロセスをスピードアップする必要があります。
プログラミングがどのように機能するかについて説明しました。 CNCマシン、CNC マシンをプログラムする方法、CNC プログラミングに使用されるコード、および CNC マシニング センターを扱う際にプログラマやオペレータが活用すべきヒントについて説明します。このブログは、プログラムする加工オペレーションやターゲットとするマシニング センターの種類に関係なく、ガイドを提供します。
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