の CNC加工 このプロセスには、コンピューター ソフトウェアを利用して生産設備やツールの動作をプログラムすることが含まれます。この方法は、フライス盤、旋盤、CNC ルーター、グラインダーなどの複雑な機械を操作するために一般的に使用されます。 CNC 加工を使用すると、単一の命令セットを使用して 3 次元の切断タスクを完了することができます。
現在、市場にはさまざまな種類の CNC 機械が存在しており、それぞれ動作モード、切削工具、材質、同時に切削できる軸の数が異なります。この記事は、さまざまな分類に基づいて利用可能なさまざまな種類の CNC マシンに関するガイダンスを提供し、ニーズに最適な CNC マシンを選択する方法を説明することを目的としています。
機能別に13種類のCNC機械を紹介
CNC マシンはさまざまな方法で分類できますが、そのうちの 1 つはその設計と機能に基づいています。このセクションでは、この分類に基づいて、さまざまなタイプの CNC マシン、それぞれの用途、および各タイプの制限について説明します。
1.CNCルーター
CNC ルーターは、CNC ミルと類似点を共有する機械です。ただし、通常は柔らかい材料の加工に使用され、CNC ミルと比較して精度がわずかに低い場合があります。
一般的な CNC ルーターは、機械ベース、電源、 スピンドル、ステッパードライバー、 ステッピングモーター、およびコントローラー。従来の機械加工方法と比較すると、CNC ルーターには生産性の向上、精度の向上、材料の無駄の削減などの利点があり、製品のより迅速な生産が可能になります。
CNC ミルと同様に、CNC ルーターも 3 軸から 6 軸までのさまざまな軸構成で利用できます。エントリーレベルの CNC ルーターは、多くの場合、3 軸システムを利用してワークピースを希望の形状に削り出します。また、回転ツールアタッチメント（4軸）を別途購入することで、曲面ワークの加工も可能です。
CNC ルーターは、コンピュータ数値制御を利用してスピンドルや工作機械の経路をルーティングすることに優れており、アルミニウム、スチール、プラスチック、プラスチックなどのさまざまな材料の成形と設計を可能にします。 木、複合材料、フォームを使用して、目的の最終デザインと形状を実現します。
アプリケーション
CNC ルーターは、複雑な形状の切断に適した汎用性の高い機械で、次のようなさまざまな用途に広く使用されています。
- 彫刻が施された木製家具
- 成形品
- 内外装の装飾
- 扉の彫刻
- 看板
- 楽器
制限事項
ただし、CNC ルーターには次のような制限があることに注意することが重要です。
- 高い騒音レベル: スピンドル、抽出システム、真空システムなどのコンポーネントが存在するため、CNC ルーターは動作中に重大な騒音を発生する可能性があります。
- 残留粉塵: CNC ルーターを使用して作業すると、多くの場合、大量の木粉や金属粉が発生し、作業環境に粉塵関連の問題が発生する可能性があります。
料金
CNC ルーティングマシンのコストに関しては、通常、初期価格は $3,000 ～ $100,000 の範囲です。 CNC ルーティング作業の時給は、CNC フライス盤の時給と同様です。
2. CNCボール盤
CNCボール盤 は、ワークピースに正確で複雑な穴を開ける機能を備えた自動ボール盤です。これらには、ワークピースを半径方向に貫通して円筒形の穴を作成する機械式回転ドリルビットが装備されています。のデザイン ドリルビット 切りくずとして知られる廃棄物がワークピースから剥がれ落ちます。スクリューマシンドリル、ペックドリル、スポッティングドリル、チャッキングリーマーなど、さまざまな用途に合わせてさまざまなタイプのドリルビットが用意されています。
CNC ボール盤は、次のようなパラメータを自動的に制御します。 主軸速度, 送り速度CNC プログラマが提供する指示に基づいて、プランジ速度、切込み深さを設定します。これらの機械は、従来の手動穴あけ技術と比較して、はるかに高速で材料を加工できます。これらの機械には、生産性の向上に貢献するインテリジェントなツール交換および位置決めテクノロジーが搭載されています。
アプリケーション
CNC ボール盤は、次のようなさまざまな業界で応用されています。
制限事項
CNC ボール盤には、考慮すべき特定の制限があります。
穴の寸法: CNC ドリル加工では、作成できる穴の寸法に制限があります。深い穴や大きな穴をあけるのには適さない場合があります。さらに、穴の直径が異なると、特定のサイズのドリルビットが必要になります。
料金
CNC ボール盤の平均コストは約 $25,000 です。
3.CNC旋盤
CNC 旋盤はシングルポイントを利用します 切削工具 回転するワークピースから材料を除去し、希望の仕様に従って成形します。手動旋盤と比較して、CNC 旋盤は完成品製造の速度と精度が向上します。
これらの機械は、切断、穴あけ、旋削、サンディング、フェーシング、ローレット加工などを含むさまざまなプロセスに適しています。 CNC 旋削では、非回転工具が回転するワークピースに沿って直線的に移動し、らせん状またはらせん状の切削パスを作成します。さまざまな種類の CNC旋盤 市場で入手可能なものには以下が含まれます タレット旋盤、エンジン旋盤、および特定の目的に設計された特殊旋盤。
アプリケーション
CNC 旋盤は、さまざまな製造業界で幅広い用途に使用されています。一般的な例としては次のようなものがあります。
- カムシャフト
- 自動車部品
- 砲身
- クランクシャフト
- 野球バット
- 楽器
- ダイニングテーブル
- 家具の脚
制限事項
CNC 旋盤には、次のような考慮すべき制限があります。
対称的な性質: これらの機械は通常、対称コンポーネントの作成に適していますが、カスタムの非対称形状の作成には適さない場合があります。
料金
CNC 旋盤の初期費用は約 $15,000 から始まり、機械の仕様に応じて価格が上がります。 CNC 旋盤の使用料金は通常、1 時間あたり約 $40 から始まります。
4.CNCフライス盤
CNC加工機 高速回転する多点切削工具を利用して、通常は所定の位置に保持されているワークピースから材料を正確に除去して、目的の形状を作成します。
CNC ミルには、それぞれ特定の目的を果たすさまざまな切削工具が装備されています。 CNC フライス加工で使用される切削工具の一般的な例には、ドリル、 フェイスミル, エンドミル, リーマーとタップします。これらのマシンは両方で利用可能です 垂直および水平構成フライス加工ツールは垂直方向または水平方向のいずれかに向けることができるためです。
アプリケーション
CNC フライス盤には多様な用途があり、さまざまな業界で次のようなタスクに使用できます。
- キャビネット製作
- 家具の製造
- 試作モデリング
- 看板製作
- 楽器の製造
制限事項
CNC フライス加工は高速精密加工を可能にする非常に効果的な技術ですが、次のような注意すべき制限事項がいくつかあります。
- サイズ制限: 各 CNC フライス盤には部品のサイズを加工できる最大能力があり、これは工具の移動距離と機械の筐体のサイズによって決まります。
- オペレーターのスキル: オペレーターのミスにより精度の偏差や設計上の問題が発生する可能性があるため、CNC ミルを正確に操作するには熟練したオペレーターが必要です。
- コスト: 一部のユーザーは、CNC フライス盤の初期コストが限界であると考えています。ただし、精密機械加工などの利点により、他の方法と比較して投資価値があることに注意することが重要です。
料金
CNC ミルのコストは大幅に異なる場合があります。家庭用では約 $10,000 から、より手頃な価格のオプションが利用可能です。一方、生産工場はフライス盤に $200,000 以上投資する場合があります。
CNC フライス加工の時間当たりのコストは、機械の軸によって異なります。 3 軸 CNC マシンの平均コストは 1 時間あたり約 $40 ですが、より高軸のマシンでは 1 時間あたり最大 $200 の範囲になります。
5. CNCプラズマ切断機
CNC プラズマ カッターは、正確かつ正確な切断を実現できます。これは、プラズマ トーチと同様の放電アークを利用することで実現され、空気をイオン化し、電気アークとの接触点で材料を溶かします。しかし プラズマ切断工程 は、アルミニウム、ステンレス鋼、鋼、真鍮、銅などのプラズマ切断で一般的に使用される導電性材料にのみ適しています。
アプリケーション
CNC プラズマ カッターは一般的に次の用途に使用されます。
- 自動車製造
- 自動車修理
- 製造店
- サルベージとスクラップ
制限事項
CNC プラズマ カッターを使用する場合は、考慮すべき制限事項があります。
- 材料： プラズマ切断 金属および導電性合金の切断にのみ適しています。この制限により、木材やプラスチックなどの非金属材料への使用が制限されます。
- 熱の影響を受けるゾーン: プラズマ切断は、熱を発生させて材料を溶かすプロセスであり、その結果、目に見える 熱影響区域 (HAZ) カットエリアに。
料金
CNC プラズマ切断機の初期費用は、モデルと仕様に応じて $12,000 から $300,000 の範囲になります。 CNC プラズマ カッターの使用にかかる平均時間コストは、1 時間あたり約 $20 です。
6.CNCレーザーカッター
CNCレーザーカッター 硬い材料を切断する能力においては CNC プラズマ カッターと同様です。ただし、CNC レーザー カッターは、イオン化ガスを利用するプラズマ カッターとは異なり、高度に集束したレーザー ビームを使用して機能します。
レーザーの接触点と熱拡散が小さいため、CNC レーザー カッターは一般に CNC プラズマ カッターよりも高い精度と優れた表面仕上げを提供します。ただし、CNC レーザー カッターは、精度や切断深さなどの同様の機能を備えた CNC プラズマ カッターよりも一般に高価です。
CNC レーザー カッターは幅広い材料の柔軟性を備えており、プラスチック、紙、布地、金属、広葉樹などのさまざまな材料の切断に一般的に使用されています。材料の密度や強度に応じてレーザー強度を調整できるため、効率的な切断が可能です。
これらのカッターは、他の切断機とは一線を画し、幅広いデザインを作成できる多用途性で知られています。レーザー カッターで作成されるカットとエッジは、多くの場合、信じられないほど正確できれいなので、追加の仕上げプロセスが必要ありません。その結果、CNC レーザー カッターと彫刻機は、機械コンポーネントの製造に最適な選択肢となっています。 彫刻作業. レーザー彫刻 特にガラス彫刻、看板製作、木工芸術などの装飾作品に利用されています。
使用可能なレーザー媒体の種類に基づいて分類された、さまざまな種類のレーザー切断機が利用可能です。これらのカテゴリには、気体レーザー、液体レーザー、固体レーザーが含まれます。区別は、活性レーザー媒体が気体、液体、または固体の状態であるかどうか、および活性レーザー媒体の組成 (例: CO) に基づいています。2、Nd: ヤグ、など）。このうち、CNC レーザー カッターで使用されるレーザーは主に次の 2 種類です。 CO2 そして固体レーザー。
アプリケーション
CNC レーザー切断機には、次のような幅広い用途があります。
- 航空宇宙部品の製造
- 自動車フレームの切断
- 医療機器の製造
- さまざまな素材に彫刻を施す
制限事項
CNC レーザー カッターを使用する場合は、考慮すべき制限がいくつかあります。
- 厚さの制限: レーザー切断機には、効果的に切断できる材料の最大厚さ制限があります。
- 技術的専門知識: レーザー切断機の操作には高度な熟練したオペレーターが必要です。レーザービームには潜在的な危険が伴うため、オペレーターはレーザービームがワークピース上を移動するときに機械を制御するために必要な専門知識を持っている必要があります。
料金
CNC レーザー切断機の購入コストは、機械の仕様と機能に応じて、$5,000 から $300,000 の範囲になります。 CNC レーザー カッターの使用にかかる平均時間コストは、1 時間あたり約 $20 です。
7. CNC放電加工機
一般にスパーク CNC マシンとして知られる CNC 放電加工機 (EDM) は、電気スパークを利用して材料を操作し、成形します。の 放電加工プロセス ワイヤバーニング、ダイシンク、スパーク加工、またはスパーク侵食とも呼ばれます。
EDM マシンは、21,000 °F もの高温に達する制御されたスパークまたは放電を発生させ、材料を蒸発させて目的の形状を実現します。ワークピースは、上部電極と下部電極の 2 つの電極の間に配置されます。
コンピューターは、提供された G コードを使用して、必要な放電量を電極に指示します。これにより、指定された設計に基づいてワークピースから材料を徐々に除去する火花が生成されます。このプロセスを促進するために、誘電性流体を使用して火花によって消費された材料を洗い流すか洗い流し、機械加工プロセスを完了します。
EDM は、従来の CNC 手法を使用して機械加工するのが困難な、複雑なスロット、微細穴、角度やテーパーの付いた形状を作成できる機能で際立っています。ビットやエンドミルではなく火花を使って切断するため、非接触加工プロセスです。この非接触の性質により、EDM は切削力がかかるとたわむ可能性がある複雑なデザインと高精度の薄いワークピースの加工に適しています。
アプリケーション
EDM 切断には、次のようなさまざまな用途があります。
- 射出成形金型の製造
- ダイカスト
- ブランキングパンチ
- プロトタイピング
制限事項
CNC 放電加工機を使用する場合は、考慮すべき制限事項があります。
- 材料の制約: EDM 機械は導電性材料のみを使用できるため、プラスチック、セラミック、木材、その他の非導電性材料の加工には適していません。
- 遅い切断速度: 角や曲線を加工する場合、EDM 機械の切断速度は比較的遅くなります。これは、放電の繰り返しによって電極の摩耗が激しくなり、全体の生産が遅くなり、コストが増加するためです。
料金
新しい CNC EDM 切断機の価格は通常、$15,000 から始まります。これらの機械の稼働コストは 1 時間あたり約 $25 で、電極ワイヤのコストが全体コストの重要な要素となります。
8.CNC研削盤
CNC 研削盤は研磨工具を使用して、機械加工された製品を滑らかで正確な仕上げにします。トランスミッション シャフト、カムシャフト、ボール ベアリング、および正確な研磨面が必要なその他のワークピースなどの部品によく使用されます。 CNC 研削盤を使用して製造される部品の多くは円筒形です。通常、ワークピースは粗い表面から始まり、CNC ミルまたは旋盤を使用して最初に成形された後、CNC グラインダーに移されて最終的な研削作業が行われ、目的の仕上げが達成されます。
CNC研削盤には、円筒研削盤、平面研削盤、ロール研削盤など、さまざまな種類があります。酸化アルミニウム、メッキまたはビトリファイドCBN、セラミックブレンド砥石、ダイヤモンド砥石など、研削に使用される研磨材も多岐にわたります。
アプリケーション
CNC グラインダーには、次のような幅広い用途があります。
制限事項
CNC グラインダーを使用する場合は、考慮すべき制限があります。
プロセスが遅い: CNC グラインダーは材料を正確に除去できますが、通常は動作速度が遅くなります。このため、主に表面の仕上げや平滑化に使用されるため、材料の成形を必要とする用途には適していません。
料金
CNC グラインダーは、他の CNC マシンと比較して比較的手頃な価格である傾向があります。平面研削盤、ロール研削盤、円筒研削盤の価格は通常 $5,000 からです。これらのマシンの運用コストは 1 時間あたりほぼ $20 です。
9. CNCウォータージェット切断機
CNC ウォータージェット カッターは、その名前が示すように、高圧の水ジェットと、場合によっては追加の研磨材を利用して、さまざまな材料を効果的に切断します。 2Dカットも3Dカットも可能なウォータージェットカッターで、厚手の切断に優れています。
CNC ウォータージェット切断 プラスチックやアルミニウムなど、高温に弱く、溶ける可能性がある材料を扱う場合によく選択されます。水だけでも切断できますが、ガーネットや酸化アルミニウムなどの研磨材を水に添加すると切断効率が高まります。
コストの点では、CNC ウォータージェット切断機は一般に、同様の仕様のプラズマ カッターよりも高価です。ただし、同等の仕様の CNC レーザー カッターと比較すると比較的手頃な価格です。
アプリケーション
CNC ウォータージェット切断は、次のようなさまざまな業界や材料に応用されています。
- フォーム、紙、石、セラミック、ガラス、金属板の切断
- 鉱業
- 航空宇宙部門
- 自動車産業
- 一般的な製造
制限事項
CNC ウォータージェット切断を使用する場合、考慮すべき制限がいくつかあります。
- 切断時間: CNC プラズマ カッターや CNC レーザー カッターと比較すると、CNC ウォータージェット カッターは、特にコーナーや曲線の切断を処理する場合、切断速度が遅くなる傾向があります。
- コンポーネントの故障: ウォータージェット カッターは超高圧ジェットを使用して動作するため、特に低品質のウォータージェット システムを使用する場合、カッターのコンポーネントが故障するリスクがあります。
料金
CNC ウォータージェット カッターの価格はさまざまで、価格は約 $50,000 から始まり、最大 $200,000 です。これらの機械の 1 時間当たりの稼働コストは通常、1 時間あたり $15 ～ $30 の範囲であり、研磨材のコストが時間当たりの総コストのかなりの部分を占めます。
10. CNC ピック アンド プレイス ロボット
製造業では、 ピックアンドプレイスロボット 反復的なタスク向けに特別に設計されているため、非常に人気があります。これらの CNC マシンはワークピースを手動で扱う必要がないため、人間による干渉とそれに伴うリスクが軽減されます。
通常、ピック アンド プレース ロボットは、ロボット アームの動きを制御するモーターまたはアクチュエーターと、ワークピースをしっかりとグリップするハンドラーで構成されます。使用されるハンドラーの種類はワークピースの性質によって異なります。クレンチング クランプは自動車のシャーシなどの硬くて重いワークピースに適しており、一方、真空吸着カップはガラス パネルのような繊細なワークピースに適しています。
ピックアンドプレース機械は、コンピュータ、タブレット、携帯電話、その他の電子機器の製造に広く使用されています。アプリケーションに適したピックアンドプレース ロボットを選択する場合は、持ち上げ能力、ハンドラーのタイプ、作業範囲などの要素を考慮して、特定の要件に最適に適合するようにすることが重要です。
11. 3Dプリンター
として知られるCNCマシン 3Dプリンタ デジタルデザインやモデルに基づいて材料を積層し、立体的なワークを作成するために利用されます。 3D 設計を準備するには、オペレーターは次のツールを使用します。 CADソフトウェア、その後、CAM ソフトウェアによって 2D レイヤーにスライスされ、印刷プロセスを制御するために必要なコマンドが生成されます。
3D プリンターはアディティブ マニュファクチャリングとも呼ばれ、材料を除去するのではなく追加するという点で、従来のサブトラクティブ マニュファクチャリング手法とは異なります。通常、材料は加熱され、プリント ヘッドのノズルを通して押し出されます。ノズルが正確に移動して材料を作業領域に堆積させ、目的のパーツを作成します。
3D プリンタ CNC マシンは主にプロトタイピングに使用され、過度の機械加工や材料の除去が必要ないため、材料の無駄を最小限に抑えます。
12. 自動工具交換機能を備えた CNC マシン
アン 自動ツールチェンジャー (ATC) は、さまざまなタイプの CNC マシンに見られるバリエーションです。この機能により、CNC マシン内での切削工具の迅速かつ効率的な交換が可能になります。これにより、異なるタイプの切削工具間のシームレスな移行や、壊れた工具や磨耗した工具の交換が可能になります。工具交換プロセスを自動化できるため、生産速度が向上し、機械のダウンタイムが最小限に抑えられます。
自動工具交換装置を備えた CNC マシンは、完全な自動化の実現に向けた重要な一歩です。 CNC 加工では工具の交換がボトルネックになることがよくありますが、ATC を使用すると、機械の工具搬送能力と生産率が向上します。また、より多様なツールを操作できるマシンの機能も向上します。
13. CNCベンディングマシン
CNC 曲げ機は、コンピューター制御のプレスと金型で構成され、ワークピースを目的の形状に曲げるのに必要な圧力を加えます。主に板金業界で使用されるこれらの機械は、正確に 金属シートを曲げたり折り目をつけたりする 事前にプログラムされた角度で。さらに、CNC 曲げ機械を使用して金属棒やパイプを曲げることもできます。
従来の曲げ機とは対照的に、CNC 曲げ機は曲げ加工において優れた精度を実現します。正確な寸法で部品を製造し、一貫した結果を得ることができるため、金属製造、建設、自動車、航空宇宙などのさまざまな大規模産業で非常に望まれています。
軸数によるCNC機械の種類
CNC マシンの種類を決定した後、使用される軸の数に基づいてさらに分類されます。多軸加工は、複雑な形状と正確な公差を実現するために複数の移動軸を使用する特殊な形式の CNC 加工です。
たとえば、CNC フライス盤は 3 軸、4 軸、または 5 軸のバリエーションとして分類でき、それぞれが異なる機能と価格を提供します。一般的に使用される CNC マシンのいくつかのタイプを次に示します。
2軸CNCマシン
2 軸 CNC マシンは、利用可能な CNC システムの最も単純な形式とみなされます。これらは、X 軸 (垂直) と Y 軸 (水平) の 2 つの移動軸で構成されます。
これらの機械は主に、基板に直線のカットを作成したり、穴を開けたりするなどの単純な作業を実行するために使用されます。これらは通常、再位置決めを必要とせずにワークピースの単一表面を加工するのに適しています。 2 軸 CNC 機械での加工プロセス中、ワークピースは静止したままになります。
3軸CNCマシン
3 軸 CNC マシンは、最も広く使用されているタイプの CNC マシンです。 X 軸、Y 軸、Z 軸 (深さ軸) の 3 つの動作軸を網羅しており、基本的な部品を 2.5 次元で加工できます。
これらの機械は、正方形または長方形の材料ブロックの 6 つの表面すべてで動作できますが、ブロックの位置を変更する必要があります。それにもかかわらず、3 軸 CNC 機械での加工プロセス中、ワークピース自体は静止したままです。
4軸CNCマシン
4 軸 CNC マシンは 3 軸マシンに似ていますが、追加の軸が追加されています。 4 軸マシンは、X、Y、Z 軸に加えて回転軸を備えています。
A 軸として知られるこの追加の軸により、切削工具は回転運動で X 軸に沿って移動できます。あるいは、ワークピースを同じ軸に沿って移動させることもできます。これらの機械は、切り抜きを作成したり、円弧に沿って切断操作を実行したりする場合に特に役立ちます。
5軸CNCマシン
の 5軸加工、追加の旋回動作が組み込まれており、切削工具または作業テーブルが Y 軸に沿って移動できるようになります。この枢軸および回転軸は C 軸と呼ばれます。
これらの機械は、再位置決めを必要とせずにワークピースの 5 つの表面を同時に作業できることで知られており、特に医療機器や航空宇宙機器の製造において価値のある複雑で精密な部品を効率的に製造できます。
7 軸 CNC マシン
7 軸 CNC 機械には、切削工具を移動するための 3 つの標準軸、ワークピースを回転するための 3 つの軸、および切削工具を保持するアームを回転させる E 軸として知られる追加の 7 番目の軸が含まれています。
これらの機械は、軍需品、航空宇宙産業、 医学非常に複雑な部品を製造する機能を提供するためです。 7 軸構成によって提供される追加の移動軸により、高度な機械加工操作と複雑な部品設計が可能になります。
9軸CNCマシン
9 軸 CNC 機械は、5 軸フライス盤と 4 軸旋盤を独自に組み合わせたものです。フライス盤は、ワークピースの外面を加工して目的の表面仕上げを実現する機能が独特であり、一方、旋盤は内部フィーチャの完成を処理します。
この構成により、9 軸機械で内部機能と外部機能の両方を備えた部品を製造できます。これらの機械は、歯科インプラント、外科用ツール、複雑な航空宇宙機器の製造に最適です。フライス加工と旋盤の両方の操作を 1 つのセットアップで実行できるため、製造プロセスの多用途性と効率が向上します。
12 軸 CNC マシン
12 軸 CNC マシンは業界で最も複雑な特徴があり、多くのアプリケーションにとっては過剰になる可能性があります。これらの CNC マシンには、X、Y、Z、A、B、C の 6 軸すべてに移動できる 2 つのカッティング ヘッドが装備されています。
デュアル カッティング ヘッドを組み込み、可能な 6 つの軸をすべて利用することにより、これらの機械は精度を大幅に向上させます。生産速度を 2 倍にしたり、より高いレベルの生産性を達成したりする可能性があります。
ただし、12 軸 CNC マシンの利用は、通常、極度の精度と効率が最優先される特殊で要求の厳しいアプリケーションにのみ使用されることに注意することが重要です。ほとんどの標準的なアプリケーションでは、これらのマシンの複雑さとコストが利点を上回る可能性があります。
モーションシステムに基づくCNCマシンの種類
CNC マシンの背後にある基本概念は、切削工具とワークピースを相互に移動させることです。カッターは継続的に位置を変更され、意図した場所に向けられます。工具の位置変更にはさまざまな方法が採用されており、その結果、次の 3 つの異なるタイプの CNC マシンが作成されます。
ポイントツーポイント測位システム
コンピュータ化された数値制御システムの最も基本的なタイプは、 ポイントツーポイント (PTP) CNCコントローラー。この制御システムでは、切削工具が所定の点に向けられ、その点でその特定の切削点の周囲で機械加工プロセスが開始されます。
PTP システムは比較的低コストで、位置決めと機械加工を同時に行う必要のない、穴あけ、タッピング、スポット溶接、リーマ加工などの作業によく使用されます。
リニアポジショニングシステム
直線位置決め制御システムにより、切削工具の再位置決めとワークピースの加工を同時に行うことができます。ただし、移動は常に 1 つの軸に平行に制限されます。再配置プロセスと機械加工プロセスは両方とも、制御された速度で実行されます。この制御システムは、直線で実行され、曲線の切断には対応しないという加工の性質からその名前が付けられました。
コンタリングパスCNCシステム
連続パス CNC システムとも呼ばれるコンターリング パス CNC システムは、非常に複雑な部品を作成できる 3 つの位置決め制御システムの中で最も高価です。このシステムは、Point to Point (PTP) 測位と直線測位の両方を実行できます。さらに、複数の軸で切削工具の位置決めを同時に制御できます。
この多用途性により、ワークピース上に輪郭と呼ばれる曲面を作成することができます。フライス盤、旋盤、研削盤などの CNC 機械は、動作にこの方法を利用しています。
サーボシステムをベースにしたCNCマシンの種類
サーボ システムに基づいて、さまざまな種類の CNC 機械システムがあります。
オープンループ制御システム
開ループ制御システムには、検出装置やフィードバック装置はありません。駆動回路はその電力を増幅し、CNC装置の指令信号を一方向に伝達し、加工テーブルを移動させるステッピングモーターを駆動します。
このシステムの利点の 1 つは、比較的安価であるため、手頃な価格であることです。ただし、安定性や精度が低く、作業品質の低下につながる可能性があります。
セミクローズドループ制御システム
セミクローズドループ制御システムでは、ワークテーブルの実際の変位は、サーボモーターシャフトまたはボールネジの端に直接配置された角変位検出デバイスによって決定されます。
この検出装置は、計算された値をワークテーブルの元の指示変位値と比較し、その差に基づいて調整します。この制御システムは、中程度の価格帯にありながら、高い精度と安定性を備えています。
閉ループ制御システム
閉ループ制御システムでは、線形変位検出デバイスが使用され、通常は工作機械の可動部品またはテーブルトップに取り付けられます。 CNC デバイスのコンパレータは、検出された実際の変位を受け取り、それをプログラムされた指令値と比較します。
閉ループ制御の CNC マシンで安定性を確保することは困難な場合があります。ただし、このタイプの機械は高い精度を提供します。
適切な CNC マシンのタイプを選択するには?
あなたの会社やプロジェクトに最適な CNC マシンを決定する際には、考慮すべき要素がいくつかあります。お客様の要件に最適な CNC マシンの選択は、ビジネスの性質、製造する製品、生産量などの要因によって異なります。 CNC マシンを選択する際に留意すべきいくつかの考慮事項を以下に示します。
材料に関する考慮事項
CNC マシンを選択するときは、加工される材料の種類を考慮することが重要です。機械は、硬質合金から複雑な部品を正確にフライス加工するのに十分な強度と耐久性を備えている必要があります。軟鋼などの柔らかい材料の場合は、必要な公差を維持できる精密機械が適している場合があります。
業種
ビジネスの性質によって、利用可能なオプションが決まります。たとえば、小規模な操作を行う場合、 CNCマシンショップ、あなたのニーズはいくつかの CNC ルーティングマシンで満たされるかもしれません。ただし、大規模な製造会社を監督している場合は、より大型で多機能な機械が必要になる可能性があります。
必要な複雑さ
必要な CNC マシンの種類は、実行される作業の性質によって大きく異なります。より単純なアイテムの場合は、CNC 旋盤または 3 軸フライス盤で十分な場合があります。ただし、複雑さが増すにつれて、複数のコンポーネントを 1 回のセットアップで製造できる機械を導入する方がコスト効率が高くなります。このような作業に最適なマシンは次のとおりです。 5軸CNCマシン.
さらに、特定の製品カテゴリでは特殊な CNC 機器が必要になります。たとえば、専用のスイス旋盤は、何千もの複雑な円筒形の部品を製造するのに最適です。
スペアパーツの入手可能性
他の機械と同様に、CNC 機械も時間の経過とともに磨耗や故障が発生する可能性があります。潜在的なダウンタイムを軽減するには、専門家が効率的に修理でき、交換用のスペアパーツが簡単に入手できるブランドまたはモデルを選択することが重要です。スペアパーツの入手可能性は、生産を再開するまでに待機しなければならない時間に直接影響するため、これは重要です。
電力容量
これらのマシンは高い電力要件を備えており、最適な機能を実現するには三相電力に依存することがよくあります。したがって、新しい機器を収容するのに十分な電力容量を建物に確保することが重要です。現在の消費電力を評価することもお勧めします。既存の機械は現在利用可能な電源内で動作する可能性がありますが、新しい CNC 機械を追加すると容量を超え、電力不足が発生する可能性があります。
結論
この記事では、さまざまな分類に基づいたさまざまな種類の CNC マシンについて説明し、その機能、用途、制限事項、製造における CNC マシンの使用方法、およびニーズに最適な CNC マシンの選択方法について説明します。 CNC マシンに関しては、多数のオプションが利用可能であることがわかります。特定の要件に最適なマシンを選択することは、入手可能なさまざまな種類を考慮すると、困難な作業となる場合があります。さらに、CNC マシンは非常に高価になる傾向があるため、初期投資が重要な考慮事項となります。
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