CNC 加工: 種類を理解するためのガイド

May 22, 2023

2022年11月4日 マーク・アリンソン コメントを残す

CNC 加工は製造業における重要なプロセスであり、コンピューターを使用して自動切断機やフライス盤を制御し、金属、木材、プラスチックなどの原材料の大きなブロックから部品を切り出します。

この記事では、CNC 精密加工とその仕組み、および手作業や工作機械などの他の加工方法と比較した CNC の利点について説明します。 初めてのユーザーには必ずしも明らかではない、CNC マシンの高度な使用法についても説明します。

始めましょう。

CNC は Computer Numerical Control の略で、コンピュータ化された機械を使用して精密な切削を行う加工プロセスです。 現在、ほとんどの機械加工部品は CNC 機械を使用して製造されています。

最も簡単な方法は、CNC (またはコンピューター数値制御) 加工が、CAD/CAM ファイルによって提供される仕様に従って部品を製造するために、旋盤やフライス盤などの工作機械をコンピューターで制御する製造の一種であると言うことです。

簡単に言うと、SolidWorks、AutoCAD、またはその他のプログラムを使用しているかどうかに関係なく、コンピュータ上で部品を設計し、CNC マシンが理解できるようにインタプリタを通じて命令を送信します。

CNC 加工をマスターするのは簡単なことではありませんが、楽しくてやりがいのあるものです。 貴重な CAD および CAM ソフトウェア プログラムは数多くありますが、無料バージョンもあります。

このようなプログラムは、愛好家にとっても専門家にとっても同様に無料で簡単に使用できます。 このようなプログラムで際立っている機能の 1 つは、利用可能なツールの範囲が広いことです。ユーザーは、高品質の機械加工部品の作成をすぐに開始するために必要なものがすべて見つかります。

ただし、ユーザーはまず、完成した CNC 部品 (特に複雑な 3D コンポーネント) を作成するために設計をコーディングする方法を学ぶ必要があります。

ここでは、以下の加工システムの種類について説明しました。

加工システムには大きく分けて 2 つのタイプがあります。 1 つ目は閉ループ システムと呼ばれるもので、コンピューターを介してコマンドを受信できるハードウェアを使用して機能し、特定の部品や形状を作成するためにコンポーネントがどこにどのように移動するかを指示します。

閉ループ システム コントローラーはフィードバックを受信できるため、エラー修正が可能になります。 言い換えれば、閉ループシステムは位置と速度の不規則性を修正します。

もう 1 つのタイプはオープン ループ システムで、作成するすべてのパーツ/形状にハードウェアをインストールする必要はありません。これは、コマンドに応じてカスタム形状を作成することに興味がある人にとって、より柔軟な意味を持ちます。

オープンループ システムは、使用する必要なデバイスやツール (CNC マシンなど) を介してコンピューターから直接信号を送信することによって機能します。

コンピューター制御のフライス加工と機械加工のプロセスでは、人の介入はほとんど必要ありません。 CNC マシンには、ミリメートル単位の精度で作業方法を正確に指示する命令が付いています。 このレベルの精度により、細部まで同一の部品を製造できます。

また、サイズや複雑さに関係なく、CNC マシンが各ジョブを迅速かつ正確に完了すると信頼できることも意味します。 さらに、CNC 加工プロセスのすべての可動部品には自動的に潤滑が行われるため、ユーザー側での手作業は必要ありません。ソフトウェア経由で製造指示を送信するだけで、CNC に作業を任せることができます。

CNC 加工がどのように機能するかを学ぶ前に、どのような種類の CNC 機械が存在するかを知る必要があります。 それでは、いくつかの一般的な CNC マシンの種類を見てみましょう。

一言で言えば、CNC ミルは、特定のマシンに応じてさまざまなタスクを実行できるコンピューター化されたツールです。 ミルは一連のモーターを制御することで動作し、カットが可能な限り正確になるようにします。

さらに、CNC ミルは、文字と数字ベースのプロンプトで構成されるプログラムを実行して、さまざまな距離をガイドすることができます。 ただし、使用されるプログラムは、独自の言語または G コードに基づいている場合があります。 また、基本的なミルには X、Y、Z の 3 軸システムが搭載されていますが、最近のモデルには追加の軸が搭載されています。

旋盤は、ブロックから複雑な形状を彫り出すためによく使用されます。 旋盤は精密加工に使用できますが、通常、旋盤では非常に小さな部品を加工することはできません。

これらの機械は、刃先交換式工具を使用して円方向に切断します。 ただし、CNC テクノロジーでは、このような切断を高速かつ正確に行うことができます。 ほとんどの旋盤には 2 つの軸 (X と Z) しかなく、G コードによってそれらの軸が指示されます。 独自の独自コードを使用することもできます。

ウォーター ジェット切断では、高圧水流を使用して金属や花崗岩を切断します。 これは金属を加工する非常に効率的な方法であり、ほぼすべての硬い材料に使用できます。

従来の切断方法よりも衝撃が少なく、正確な結果が得られるため、多くの工業製品は CNC ウォータージェット切断機を使用して製造されています。 ただし、非常に高価になる傾向があり、小規模のプロジェクトやビジネスにとっては費用対効果が高くありません。

EDM も CNC 加工の一種です。 スパーク加工または型彫り加工とも呼ばれます。 このプロセスでは、電気スパークを使用してワークピースを特定の形状に成形します。

2 つの電極間の間隔が狭くなると、電界がより強くなり、誘電体よりも強くなります。 放電加工機の種類には、彫り込み放電加工機とワイヤ放電加工機があります。

生産プロセスをできるだけ早く立ち上げて稼働させるために、CNC 機械工はさまざまな作業にプラズマ カッターを使用します。 プラズマ カッターは、CNC マシンで使用すると、ほぼすべての材料をスライスできる切削ツールですが、通常は金属に使用されます。

ほとんどの生産施設の主力製品はプラズマ カッターであり、多用途で高効率です。 柔らかい素材にも簡単に (焼き付きの心配もなく) 使用できるため、一日中部品を大量生産する大規模製造業者にとっては優れた選択肢です。

CNC 加工は、エンジニアが日常業務で使用する数多くのツールの 1 つです。 CNC 加工の詳細と、それがビジネスにどのように役立つかを知りたい方のために、この記事で関連情報を提供しています。

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