コンピュータの発展に伴い、数値システムはさまざまな産業で活用されています。製造業も同様です。現在、CNC 加工の利点は、製造および製造用途において多くの業界の多くのメーカーによって歓迎されています。

従来の機械加工とCNC加工の原理

システムは、ハードウェア部分とコンピューティング目的のソフトウェア部分で構成されます。オペレータはソフトウェアを操作して機械パラメータを監視し、NC プログラムを作成します。すべての機械加工プロセスには、切削工具の制御された動きが含まれます。ただし、従来の機械加工プロセスと今日のより高度なテクノロジーの最大の違いは、制御手段です。

機械加工の初期の頃、すべてのナイフはある程度手動で制御されていました。機械工は、レバーやホイールを使用してフライス盤や旋盤を手動で調整し、切削工具の鋭い刃先を工作物の適切な部分に向けます。これは今でも一般的な技術であり、プロの機械工が材料を高精度で機械加工することができます。トレーサーとパターンを使用して、精度と再現性を向上させることもできます。

しかし、現在では手動加工に代わる手段があり、その中で最も重要なものは、1940 年代から 1950 年代に導入された CNC 加工またはコンピューター数値制御加工です。 CNC 加工では、コンピューターを使用して機械の切削工具をガイドします。人間の機械工に頼って切削工具をワークピースのさまざまな部分に移動させるのではなく、デジタル指示によって機械が正確な座標に誘導され、補助なしで動作できるようになります。

NC プログラムは基本的に、工作機械が特定の部品をどのように処理するかについての命令のリストです。 NC ハードウェアは古代のプログラムを 1 行ずつ読み取り、それに応じて動作するように機械に指示します。

従来の機械加工は、すべての工作機械の動作がオペレータによって直接制御されることを意味します。彼は、いつツールを移動して送り、いつどこで停止するかを選択します。オペレータは主に、精度を高めるためにジョイスティックに組み込まれたゲージと特殊な定規を使用します。

CNC加工のメリット

1. 安全な処理

CNC加工とは通常、コンピュータによって数値制御された精密加工を指します。したがって、CNC工作機械のプログラム命令によって制御することができ、処理プロセス全体がプログラム命令に従って自動的に実行されます。工作機械は高度な自動化が施されており、作業者の労働集約度が大幅に軽減されます。

現在、多くの CNC 機械は加工サイクル全体を通じて無人で稼働できるため、オペレータは他の作業に専念できます。これにより、CNC ユーザーにとって、オペレーターの疲労の軽減、人的ミスによるエラーの減少、各ワークピースの一貫した予測可能な加工時間など、いくつかの副次的な利点が得られます。

CNC 加工は命を救います。オペレーターは特別な保護構造によってすべての鋭利な部品から安全に隔離されます。彼はガラス越しに機械内で何が起こっているかを見ることができますが、ミルやスピンドルに近づく必要はありません。また、オペレーターが冷却液に触れる必要もありません。材質によっては、液体によっては人間の皮膚に有害な場合があります。

2. 処理の経済性

今日、従来の工作機械には常に注意が必要です。つまり、オペレーターはツールのあらゆる部分を自分で動かしました。これは、各ワーカーが 1 台のマシンでのみ作業できることを意味します。 CNC 時代が到来すると、状況は劇的に変わりました。ほとんどの部品は、セットアップごとに処理に少なくとも 30 分かかります。しかし、CNC マシンは切断部分を単独で実行します。何も触れる必要はありません。ツールは自動的に動作し、オペレーターはプログラムまたはセットアップにエラーがないかチェックするだけです。そうは言っても、CNC オペレーターには自由な時間がたくさんあります。この時間を他のマシンでの作業に使用できます。したがって、オペレーターは 1 人、機械は多数です。つまり、人件費を節約できるということです。

3. 最小設定誤差

CNC テクノロジーのもう 1 つの利点は、ワークピースの一貫性と精度です。今日の CNC マシンの一般的な精度は 1000 分の 2 ～ 4000 インチ、つまり 0.05 ～ 0.10 mm で、再現性は 1000 分の 8 インチ、つまり 0.02 mm に近いかそれ以上です。これは、プログラムが検証されると、2 つ、10 つ、または 1,000 個の同一の部品を同じ精度と一貫性で簡単に作成できることを意味します。大量生産が可能であり、製品の品質管理も容易です。

従来の工作機械はオペレーターの測定ツールの熟練度に依存しており、当然のことながら、優れた作業者は部品を非常に正確に設定できます。しかし、国内に優良な通信事業者はほんの一握りです。このため、多くの CNC システムでは専用の座標測定プローブが使用されます。通常、工具としてスピンドルに取り付けられ、プローブが固定部分に接触することによってその位置が決定されます。その後、設定誤差が最小になるように座標系のゼロ点を決定します。

4. 優れた工作機械の状態監視

状態加工の場合、オペレータは自分の機械をほぼ「感じる」必要があります。これは、加工の失敗や工具の鈍化を直感と経験に基づいて判断する必要があることを意味します。たとえそうであっても、彼の決断は最適なものではないかもしれない。最新の CNC マシニング センターには、さまざまなセンサーが追加されています。ワークピースの加工中に、トルク、温度、工具寿命、その他の位置情報を監視できます。この情報に基づいて、より適切な決定を下すことができます。

たとえば、温度が高すぎることがわかります。温度が高くなると、工具の磨耗、金属特性の悪化などを意味します。必要なのは、送りを下げるか、クーラント圧力を上げることだけです。明らかに、機械加工が今日最も一般的な製造方法です。この材料を 1 つずつ除去するプロセスは太古の昔から生み出されており、現在では精密製造ツールとして確立されています。どの業界でもある程度機械加工が使用されています。例外なく。ただし、一部の産業は他の産業よりも加工からより多くの利益を得ます。

5. 安定した再生精度

CNC マシンはコンピューターの指示に従うため、非常に正確であり、最も熟練した人間のエンジニアよりも正確です。ほとんどの CNC マシンの精度は約 0.02 mm です。これは、複雑な部品を非常に厳しい公差で製造できることを意味します。エラーを排除することはメーカーにとって最優先事項であり、CNC マシンはエラーの可能性を大幅に減らします。

6. テスト実行の削減

従来の機械加工には必然的にいくつかのテスト部品が含まれます。作業者はテクノロジーに慣れる必要があり、最初の部分を実行して新しいテクノロジーをテストしている間に、間違いなく何かを見逃してしまいます。 CNC システムが試運転を回避する方法があります。同社は視覚化システムを採用しており、オペレータはすべてのツールの処理が完了した後に在庫に何が起こるかを実際に確認できます。

7. 複雑な表面も簡単に製造可能

従来の機械加工方法では、複雑な表面を高精度に製造することはほとんど不可能です。多くの肉体労働が必要です。 CAM システムは、あらゆる表面のツールパスを自動的に形成できます。まったく努力する必要はありません。これは、最新の CNC 加工技術の最大の利点の 1 つです。

8. より高い切削パラメータ

切削ゾーンが閉じられているため、高速加工が可能です。この速度ではチップが高速で飛び回ります。高速加工ではクーラントに高圧がかかるため、切りくずの後にクーラントが噴射されます。回転数が10000rpm以上になると手動操作は不可能になります。高い切削速度では、送り速度と切りくず幅を安定に保ち、振動を防ぐことが重要です。手動での実装は不可能です。

9. 機械の柔軟性が向上

これらの機械はコンピュータ プログラムによって実行されるため、さまざまなワークピースを実行することは、さまざまなプログラムをロードするのと同じくらい簡単です。これにより、高速変換という別の利点も得られます。これらのマシンはセットアップと実行が非常に簡単で、プログラムも簡単にロードできるため、セットアップにかかる時間は非常に短くなります。

従来の加工方法は、溝や平面にはフライス盤、円筒やテーパーには旋盤、穴にはボール盤があります。 CNC 加工では、上記のすべての機能を 1 台の機械に組み合わせることができます。ツールパスをプログラムする機能により、あらゆるマシン上であらゆる動作を複製できます。そのため、円筒部品を作ることができるフライスセンターと溝を作ることができる旋盤があります。すべては部品のセットアップを減らすためです。