20 年代の産業革命th 世紀は製造業を完全に変えました。しかし、その後も進歩は止まらず、当時の人類はコンピューターやロボットなどを含むテクノロジーのさらなる驚異を目にすることになるでしょう。
1940 年代から 1950 年代にかけて、数値制御は工作機械の自動化で知られるようになった技術です。数値制御オートメーションの基礎は、パンチ紙テープや記憶媒体にコード化された数字や記号を介して自動的に工作機械の制御、精度、動作を行うことでした。
CNC は、コンピュータ ソフトウェアとプログラムを使用して機械と製造方法を自動化する現代的な数値制御です。今日の記事では、製造業における CNC の意味と、CNC マシンが世界中の製造業にどのような利便性をもたらしているかについて説明します。
それでは、本題に入りましょう。
CNCの略です コンピュータ数値制御、 数値制御にパンチテープを使用した数値制御自動化の進歩の成果。 CNC では、デジタル コンピューターを使用して、特殊なコーディング言語と事前にプログラムされた高度なソフトウェアを使用して製造を自動化します。このソフトウェアは、生産設備の動きを制御するのに役立ち、さまざまな製造プロセスを迅速かつ高精度に実行します。
コンピュータ数値制御製造は、ワークピースの部品を差し引いてカスタムのデザインや形状を与えるサブトラクティブ製造プロセスです。これは、レイヤーごとに追加してオブジェクトの最終的なカスタマイズされたデザインを形成する、3D プリントのような積層造形プロセスとは逆です。
つまり、コンピューター化数値制御は、機械支援製造からコンピューター支援製造への数値制御製造の進化です。 CNC マシンはロボットのように動作すると言っても間違いではありません。
製造業界における CNC と、製造プロセスにおける CNC の役割についてさらに説明します。
前述したように、CNC は Computerized Numerical Control の略であり、その意味は製造業において変わりません。ただし、製造における CNC 加工の用途と使用については、さらに詳しく説明する必要があります。
CNC 自体は、手動および機械制御の製造ツールや機械の継続的な進歩によって誕生したテクノロジーにすぎません。この技術は、事前にプログラムされたコンピュータ ソフトウェアを使用して、製造ツールや機械の動きや動作を制御します。コンピュータ化された数値制御プログラムのアプリケーションは、フライス盤から旋盤、研削盤から CNC ルーターなどに至るまで、さまざまな製造業界で一般的です。
製造における CNC の概念は次の言葉で要約できます。
数値制御された機械やツールは、手動制御の限界を軽減するのに役立ちました。同様に、半導体とダイオードの出現により、洗練されたプログラムとソフトウェアを備えたより効率的なコンピューターが誕生しました。
したがって、製造機械や工具を操作するにはより熟練した資格のある機械工が必要となる、機械制御によるオートメーションの限界を克服するために CNC が登場しました。ただし、数値制御の基礎は依然として CNC プロセスで使用されています。
CNC 加工は、事前にプログラムされたコンピューター ソフトウェアによるコンピューター数値制御を使用する製造プロセスに使用される一般用語です。 CNC マシンを使用する製造プロセスはすべて、CNC 加工のカテゴリに分類されます。
前述したように、CNC 加工は切削工具と機械を使用するサブトラクティブ製造プロセスです。サブトラクティブ マニュファクチャリングでは、切削工具や機械によって不要な材料が除去され、ワークピースの目的の部品やデザインが作成されます。これは、積層造形プロセスである 3D プリンティングとは逆です。
CNCマシニングセンターは設計と製作から始まる仕組みです。 コンピュータ支援設計モデル あらゆるワークピースの選択された部分の。次のステップは、CAD モデルの詳細を CNC プログラムに変換することです。その後、CNC プログラムが CNC マシンに統合され、望ましい結果を得るために必要な加工操作を実行するために実行されます。
したがって、CNC 加工において CNC テクノロジーの次に重要なものは、操作を実行する CNC マシンであると結論付けることができます。 CNC マシンは手動マシンの発展形です。 CNC マシンは、CNC マシニング センター、または単にマシニング センターとも呼ばれます。
これらの機械は、正確な操作を行うために高度なスキルを備えた専門の機械工を必要としません。その代わりに、事前にプログラムされ慎重に設計されたソフトウェアのおかげで、これらのマシンの精度と速度はより高くなります。
ワークピースとは、作業で使用されるオブジェクトを指す用語です。製造業。
製造プロセスにおける CNC 加工の概要を説明しました。ただし、製造における CNC 加工がどのように機能するかを詳しく理解してみましょう。
ステップ1： あらゆる製造プロセスの最初のステップは、結果の視覚化です。同様に、CNC 加工にもワークピースの視覚化が必要です。アディティブ マニュファクチャリングとは異なり、サブトラクティブ マニュファクチャリングでは、ワークピースの不要な部分を削除して、視覚化されたワークピースに変換します。したがって、最初のステップは非常に重要です。エンジニアは、CNC マシンを使用して、製造したい部品の CAD モデルを描画します。
ステップ2： CAD 図面は CNC 用のプログラミング言語である G コードに変換されます。 G コードの歴史は、さらに語るべき話です。
G コードは、製造業で数値制御プログラムが一般的だった時代に、パンチ テープ カードで使用されていた命令コードに与えられた名前です。教育言語を G コードと呼ぶ主な理由は、それを開発した会社にあります。 Gerber Scientific Instruments は G コードの開発を行った会社であったため、この名前が付けられました。
ステップ 3: 次のステップは、G コード プログラムを マシンコントロールユニット(MCU) そして生の要素なしでテストを実行します。このテストは、機械の位置とパフォーマンスが実際のプロセスに対して正確であることを確認することを目的としています。 CNC 加工では実際の動作中に機械が損傷したり故障したりしないように位置の精度が必要であるため、テストも重要です。
ステップ 4: 最後に、CAD モデル図面に変換する必要がある生の要素が製造機械内に配置されます。プログラムが実行され、望ましい結果が得られます。
CNC マシニング センターが製造業に必要な理由、および手動加工よりも CNC マシニング センターが便利な選択肢である理由を説明する前に、さまざまな製造分野で使用される一般的なタイプの CNC 機械操作について簡単に概要を説明することが重要です。
ここでは、商用機械で使用される最も一般的な CNC 操作を示します。
CNC 穴あけでは、CNC マシニング センターは多点ドリル ビットを使用して、未加工の要素/ワークピースに円筒形の穴を開けます。回転ドリルビットは未加工要素の表面に対して垂直に送られ、その結果、ドリルビットと等しい直径を有する垂直穴が形成されます。 CNC 穴あけは、特殊な機械構成を採用することで、角度のある操作で実行することもできます。
簡単に言うと、穴あけ作業は、回転する切削工具を使用して静止したワークピースに丸い穴を開けるために使用されます。 CNC 穴あけの一般的な用途は、さまざまな材料の組み立てプロセスで使用されるネジ、釘、ボルトの収容です。
CNCフライス盤 CNC 穴あけまたは切断と同様のフライス加工操作を使用します。ただし、CNC フライス加工の主な用途は、さまざまな材料を切断して高精度のカスタム設計の部品に変えることです。 CNC フライス加工では、ワークピースは静止したままであり、回転切削工具が作業に使用されます。したがって、CNC フライス加工にはさらに 2 つの操作 (正面と外周) があります。
ついに、 CNC旋削加工 これは、未加工の要素またはワークピースが回転し続ける作業であり、機械では固定の切削工具が使用されます。切削工具は静止したままで、回転するワークピースを非常に高い効率と精度で希望の出力に変換します。ただし、フライス加工と旋削加工の背後にある動作原理は同じであり、どちらのプロセスもワークピースの一部を除去して目的の形状やデザインを与えます。
コンピュータ数値制御プログラムの一般的な操作に加えて、次のような他の操作もあります。
● ブローチ加工 – ワークピースの表面を押したり引いたりして穴を残すブローチを使用して、ワークピースから材料を選択的に除去します。
● 研削 – その場で回転して作業を実行する機械の切削工具として高速砥石車を使用し、ワークピースから少量の材料を除去すること。
● ソーイングでは、工作物の表面に対して移動する研磨工具や歯付きの切削工具を使用して、工作物に狭いスリットを切ります。
● ラッピング – CNC 加工では、ワークピースの正確な平面を得ることが目的の場合、ラッピング操作を使用します。
● ホーニング – CNC ホーニング操作により、より良い表面仕上げとより厳しい公差を実現できます。
CNC 加工のアプリケーションは、世界中のさまざまな製造プロセスに広く普及しています。 CNC マシニング センターの最も一般的な用途は次のとおりです。
● CNCミル
● 旋盤
● ルーター
● プラズマカッター、レーザー、ウォータージェットカッター
● 放電加工機
● CNC加工機
● フォームカッター
● 刺繍ミシン
● パターンカッター
● 陶器プリンター
● 食品メーカー
この記事の最も重要な部分について、CNC 加工が世界中の製造業にどのように利便性と利点をもたらしているかについて説明します。
さまざまな製造プロセスで CNC マシニング センターを使用する最も明白な利点は、機械によって製造されるワークピースの精度と高精度です。運用の背後で動作する高度なプログラムとソフトウェアにより、人的エラーや不正確な結果が発生する可能性が最小限に抑えられます。
CNC マシンの動作の背後で動作する事前にプログラムされたソフトウェアにより、CNC マシンをより安全に使用できるようになります。安全ドアが閉じられた状態で機械が動作する場合、オペレータに危険は生じません。手動機の場合はそうかもしれません。
製造業が CNC マシニング センターを採用する必要がある理由の 1 つは、さまざまなプロセスの高速化の要件です。 CNC マシンは手動セットアップ時間を短縮し、手動によるツール交換の必要がないため、プロセス全体の時間を節約します。
結果として複雑なデザインを作成する必要がある場合、レバーやノコギリなどを使用した手動の機械や人間の作業では、最良の結果が得られない可能性があります。要件を正確に満たすように事前にプログラムされたソフトウェアを使用すると、結果は素晴らしく、完璧に正確になります。
製造業は、コンピューター化された数値制御機械の全体的な効率の向上にも目を向ける必要があります。これらの機械は 24 時間稼働でき、需要の高い製品のスクレープ率は低くなります。それだけでなく、これらの機械は多数の肉体労働者を必要としないため、費用対効果も高くなります。
CNC マシンと操作は、木材からガラス、金属から合金など、さまざまな種類の材料に適しています。
CNC に関するすべてが良いわけではなく、この自動化には対処しなければならない特定の課題や欠点があります。評価して修正する必要があるいくつかの点を次に示します。
CNC フライス盤、旋盤、刺繍機など、CNC マシニング センターは非常に高価です。したがって、この技術の商用メーカーは、機械の費用対効果を向上させるために関連分野に取り組む必要があります。
さらに、これらの機械の設置は複雑であり、機械工が適切に操作できるように十分な訓練を受けている必要があります。製造業界の関係者がこれらの課題を克服できれば、CNC テクノロジーは業界に大きな変化をもたらすでしょう。
結論として、CNC 加工の利点は導入上の課題を上回ります。これは、関連する製造業界でこのテクノロジーを広く採用する必要があることを意味します。したがって、業界の関係者は、課題を克服し、CNC テクノロジーの恩恵を受けるために正しい方向に進む必要があります。
CNC は Computerized Numerical Control の略です。
CNC 加工では、高度なソフトウェアとプログラムを使用して製造機械やツールを操作します。一方、手動機械ではレバー、ホイール、ボタンなどを操作する手作業が必要です。CNC 機械の速度、精度、精度も手動機械加工プロセスよりも優れています。
CNC フライス盤と CNC 旋盤には違いがあります。どちらの製造技術もサブトラクティブ マニュファクチャリングのカテゴリーに分類されます。ただし、ワークと機械の動作方法が異なります。前述したように、CNC フライス盤では切削工具が回転しますが、未加工の要素は動きません。一方、旋削加工ではワークを回転させます。
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