ラス CNCマシンは、あらゆる種類の多くの産業部門やワークショップに侵入しています。、そして最近では、最も有望なバリアントのXNUMXつでもあります。 3Dプリンター。 そのおかげで、材料は複数の方法で、絶対的な精度で、迅速に、そして手動の手順では達成するのが難しい結果で作業することができます。 これらは、ここで説明するこれらのシステムの利点のほんの一部です。
CNCとは
CNC（コンピューター数値制御）、または英語のコンピューター数値制御、 これは、人間の介入を最小限に抑えて材料や部品を処理するエンジニアリングで広く使用されているシステムです。 CNC技術は、ハンドホイールまたはレバーを介したコマンドによって操作される工作機械の自動システムである数値制御から派生しています。 ただし、これらのマシンは進化し、プロセスをさらに自動化してパフォーマンスを向上させるために、ソフトウェアとコンピューターを介して制御できるようになりました。
これらのCNCシステムの操作は非常に簡単に理解できます。 これは、を使用した部品の機械加工に基づいています ツールの動きを指定する座標 （切断、穴あけ、フライス盤、溶接...）。 CNCマシンとしても理解できる3Dプリンターの操作と同様に、機械加工の代わりに、材料の層を追加してパーツを作成します。
そして、3Dプリンターと同じように、次のように複数の軸を持つことができます。 X、Y、Z、それぞれ縦方向、縦方向、横方向の変位を実行できます。 いくつかを通して サーボモーター および/または ステッピングモーター、ツールはコンピュータソフトウェアによって示された正確なポイントに移動され、加工は迅速かつ最高の精度で実行されます。
CNCが発明される前、ツールを手動で処理するには労力が必要でしたが、ツールが失敗する可能性があると、品質、再現性、コストが低下し、生産量が減少しました。 たとえば、窓のフレームにドリルで穴を開けたいと考えているアルミニウム店の従業員を想像してみてください。 このタスクには、次のものが必要です。
- オペレーターがピースを拾います。
- 作業台に置いてください。
- ドリルに適切なビットを入れます。
- そしてドリルします。
これで単一の穴を開けることは問題ではありませんが、すべての穴が同じであることに加えて、かなりの生産量を維持し、可能な限り短い時間で数百または数千の穴を開ける必要があると想像してください。 その場合、労働力は十分ではありません、そしてそれはどこにありますか CNCマシン 業界に大きな改善をもたらしました。この場合、手順は次のようになります。
- 機械に材料が供給されていることを確認してください（自動供給がある場合もあります）。
- 必要なプログラミングから始めます（一度だけ必要な場合があり、繰り返し回数を示します）。
- そして、オペレーターが介入することなく、正確にミシン目を作り、必要な回数だけミシン目を繰り返すことを担当します。
さらに、 オペレーターよりも速く作業でき、疲れません、したがって、すべてが業界またはワークショップにとっての利点です。
CNCマシンとは何ですか？どのように機能しますか？
A CNCマシンは、コンピューター数値制御によって操作される一種の機械加工機です。。 このように、プロセスの自動化は、ポリマー、フォーミ、MDF、木材などの柔らかいものから、あらゆる種類の材料の切断、溶接、フライス盤、成形、研削、部品の配置などの正確な座標を確立することによって実現されます。大理石、金属、岩などのより硬い。
同様に、CNCマシンは洗練されたシステムを可能にします 常に監視および調整するフィードバック このような頻繁な手動メンテナンスを必要とせずに、機械加工に使用される工具の速度と位置。 より高度なものでさえ、問題を検出したり、作業や部品の品質を制御したりするためのインテリジェントなシステムを備えているか、インダストリー4.0の場合は相互接続されています。
一部のCNCマシンに注意することが重要です 動作が異なります:
- ポイントツーポイント制御：このタイプのCNCマシンでは、各パスの始点と終点が確立されます。
- 近軸制御：それらの中で、ピースの移動速度を制御することが可能です。
- 内挿制御：軸に平行な加工を行います。
これらはそうではありませんが CNCマシンの種類これについては、今後の投稿で詳しく説明します。
沿革
最初に行われ始めた機械加工は、少しずつ進んださまざまな種類の基本的なツールを使用して、完全に手動で行われました。 から 20世紀初頭、業界は、手作業を節約し、生産性と効率を向上させるために、動力駆動の機械に大きく飛躍しました。
これらのマシンはまだ大幅に置き換えられていませんでした 労働力、それはまだ非常に重要でした。 これは、部品の製造に時間がかかり、コストが高く、利益率が低く、得られた品質と精度が製造されたすべての部品で均一ではなかったことを意味します。
で 40年代と50年代、数値制御機械は米国で開発され始めています。 当時のエンジニアであったジョン・T・パーソンズは、今日のメモリとソフトウェアの前身であるパンチカードからの入力によって制御できるように、当時のフライス盤を改造していました。 このようにして、機械は部品を機械加工するために必要な正確な動きに関する情報を取得し、レバーやステアリングホイールなどをアクティブにするために人間の介入をそれほど必要としませんでした。
そのパーソンズのマシンは、 今日のCNCマシンの前身 モダン。 しかし、それでも真空バルブを使用した電子アナログ制御システムを備えた非常に初歩的なフライス盤でした。 これらのシステムは、ソリッドステートおよびデジタル電子機器の成熟に伴い、より一般的になり、進歩しました。 真空管からトランジスタ、トランジスタからプリント回路、そして集積回路まで、マイクロコントローラ（MCU）が広く使用できるほど安価になるまで。
その後、CNCマシンは、よりインテリジェントでプログラム可能なシステムを備えて誕生し、必要に応じて加工値を変更できるようになりました。 の中に 70年 今日私たちが知っているCNCマシンは、コンピューターによって命令されて到着するでしょう。 この他の素晴らしいマイルストーンのおかげで、ソフトウェアからプロセス全体をより直感的に制御したり、必要に応じてそれらを使用するようにさまざまなプログラムをプログラムしたり、パラメータをすばやく変更したりすることができました。
現代では、クラウド、IoT（モノのインターネット）、またはモノのインターネットの開発により、多数のデバイスをクラウドに接続し、それらがそれぞれとよりインテリジェントな方法で相互作用できるようになっています。その他、 インダストリー4.0、CNCマシンはその機能を大幅に向上させることができます。 たとえば、製造チェーン内で相互に通信して、いずれかのマシンまたはステージで遅延や問題が発生した場合、エネルギーを節約するために待機している間、後続のマシンの電源をオフにしたり、生産レベルを調整するための需要を判断したりできます。など。
CNCマシンは何でできていますか？
詳細については CNCマシンの部品またはコンポーネント、次の重要な要素を引用できます。
入力デバイス
として知られている 入力デバイス CNCマシンから、機械加工プロセスのデータをロードまたは変更できるようにするために使用されるシステムまで。 たとえば、コントロールパネル、タッチスクリーンなどです。 つまり、機械のオペレーターが機械をアクティブにして制御できるようにするためのインターフェースです。
コントロールユニットまたはコントローラー
それは デジタル電子システム 入力されたデータの解釈と一連の制御信号の生成を担当し、サーボモーターの動きを制御して、ユーザーが入力したプログラムが正確に示すように、軸とツールを介してワークヘッドを動かします。
ツール
La herramienta それは実際に機械加工を行うものであり、加工されている部品と接触しているものであるため、最も重要なコンポーネントのXNUMXつです。 マルチツールヘッドで、いくつかの異なるタスクを実行できる場合もあれば、個別の固定ツールまたは交換可能なツールの場合もあります。 例：ドリルビット、カッター、フライスカッター、溶接チップなど。
さらに、CNCマシンにはさまざまなタイプがある可能性があることに注意することが重要です。 車軸のタイプと数:
- 3軸：最も一般的で、X、Y、およびZ軸があります。
- 4軸： 前の3つにA軸を追加する一部のルーターやCNCルーターのように。 これにより、スピンドルを左から右に移動してXNUMXつの表面を同時に処理し、フラットまたはXNUMXDで彫刻することができます。 それらは木、金属、複雑なパターンなどを彫るのに理想的です。
- 回転軸-ツール用の回転スピンドルがあり、XNUMXつのサーフェスを同時に処理できます。 これらのタイプの機械は、円筒形の部品、木製の彫像、複雑な金属要素などの機械加工に使用されます。
固定またはサポートシステム
それは ピースを固定して、動かずに機械加工プロセスを実行する場所。 システムに応じて、アンカーの有無にかかわらず、さまざまなタイプになる可能性があります。 さらに、集塵システムやウォータージェット切断などの追加機能が必要な場合もあります。これには、ジェットが部品を通過したときにジェットの力を収集して放散するための水タンクまたはリザーバーが必要です。
これらのシステムはしばしば呼ばれます ベッドやテーブルも。 それらの多くは通常、アルミニウムなどの材料でできており、部品をテーブルに取り付ける必要がある場合は、シリンダーや複雑な形状を処理します。 代わりに、バキュームベッドまたはテーブルは、クランプせずに部品を真空にするため、精度が高くなり、使用中の攪拌が少なくなり、自由度が高くなります。
フィードバック装置（サーボモーター）
これらのタイプのデバイスのみがあります。 CNCマシンに関するフィードバック サーボモーターを使用しています。 その他では必要ありません。
モニター
上記のすべてに加えて、 情報または監視システム 機械加工プロセス自体の。 これは、それが動作するのと同じインターフェースを介して、または独立して行うことができます。
その他の部品
上記に加えて、注意が必要です XNUMXつの重要な要素 プラス：
- エンジン：コントロールユニットから受信したデータに応じて工作機械を動かしたり作動させたりする装置です。
- サーボ：高速に耐えるので、カット、ドリルなどができます。 静かで安定した作業、複雑なパターンに最適です。
- ステッパー：これらのステッピングモーターは低価格ですが、より基本的な彫刻や動きに使用されます。 制御が簡単で、信頼性が高く、精度が高いため、最高の精度が必要な場合に適しています。
- スピンドル：CNCマシンのこの要素には、XNUMX種類の可能な冷却または冷却システムがあります。
- 飛行機で：スピンドルを冷却するファンによって冷却されるだけで、安価で、保守と使用が簡単です。
- 水で：冷却には水を使用します。 それはより高価で、複雑で、維持するのが難しいですが、それは一般的に長持ちし、より効率的で、そしてより静かです。
もっと詳しく
- CNCマシンの仕組みとアプリケーション
- プロトタイピングとCNC設計
- 用途と特性に応じたすべてのタイプのCNCマシン
- CNC旋盤の種類と特徴
- CNCフライス盤の種類
- CNCルーターとCNCカッティングの種類
- レーザー彫刻の種類
- その他のCNCマシン：穴あけ、ピックアンドプレース、溶接など
- CNCマシンは会社でどのように役立ちますか
- 購入ガイド：最高のCNCマシンを選択する方法
- CNCマシンのメンテナンス
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