CNCマシンの基本の簡単なガイド

CNCマシンとは何ですか？

CNCマシンは、オンボードコンピューターの機能が追加された数値制御工作機械です。コンピューターは、マシンコントロールユニット（MCU）と呼ばれます。部品の製造に必要な数値データは、プログラムの形で機械に提供されます。プログラムは、機械を動かすモーターに入力するための適切な電気信号に変換されます。

マシンフレームベッドはCNCマシンの機械的構造であり、メインドライブシステム、フィードドライブシステム、ベッド、ワークベンチおよび補助モーションデバイス、油圧および空気圧システム、潤滑システム、冷却デバイス、切りくず除去、保護システムおよびその他の部品。しかし、数値制御の要件を満たし、工作機械の性能を十分に発揮させるために、全体的なレイアウト、外観、トランスミッションシステムの構造、工具システム、および動作性能が大幅に変更されました。 CNCマシンの機械部品には、ベッド、ボックス、カラム、ガイドレール、作業台、スピンドル、送り機構、工具交換機構が含まれます。

CNCマシンはどのように機能しますか？

CNCマシンは、コンピューターを使用してデジタルプログラム制御の技術を実現します。この技術は、コンピュータを使用して、事前に保存された制御プログラムに従って、デバイスの移動トラックのシーケンシャルロジック制御機能と周辺機器の動作を実行します。ハードウェア論理回路で構成された元の数値制御装置の代わりにコンピュータを使用するため、入力操作命令の保存、処理、計算、論理判定などの制御機能をコンピュータソフトウェアで実現できます。処理を送信することができます。モーターまたは油圧アクチュエータをサーボドライブデバイスに駆動して、CNCマシンを駆動します。

CNCマシンを実行するには、次の手順を実行できます。

ステップ1.加工部品の図面と加工計画に従って、指定されたコードとプログラム形式を使用して、工具の移動経路、加工工程、加工パラメータ、および切削量を指示書にプログラムします。 CNCシステムによって認識されます。つまり、処理プログラムを作成します。

ステップ2.プログラムされた処理プログラムをCNCデバイスに入力します。

ステップ3.CNCデバイスは入力プログラム（コード）をデコードして処理し、対応する制御信号を各座標軸のサーボドライブデバイスと補助機能制御デバイスに送信して、工作機械の各部分の動きを制御します。

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ステップ4.移動プロセスでは、CNCシステムは、CNCマシンの座標軸位置、トラベルスイッチの状態などをいつでも検出し、それをプログラムの要件と比較して、次のアクションを決定する必要があります。適格な部品が処理されるまで。

ステップ5.オペレーターは、CNCマシンの処理条件と動作状態をいつでも観察および確認できます。必要に応じて、工作機械の安全で信頼性の高い操作を保証するために、CNC機械の動作と処理プログラムを調整する必要があります。

デカルト座標系

従来の工作機械で製造できるほとんどすべてのものは、コンピューター数値制御工作機械で製造でき、多くの利点があります。製品の製造に使用される工作機械の動きには、ポイントツーポイント（直線運動）と連続経路（輪郭運動）の2つの基本的なタイプがあります。

デカルト、または長方形の座標系は、フランスの数学者で哲学者のルネデカルトによって考案されました。このシステムを使用すると、特定の点を3つの垂直軸に沿った他の点から数学的に記述することができます。工作機械の構造は一般に3つの運動軸（X、Y、Z）と回転軸に基づいているため、この概念は工作機械に完全に適合します。単純な垂直フライス盤では、X軸はテーブルの水平方向の動き（右または左）、Y軸はテーブルの横方向の動き（柱に向かうまたは離れる）、Z軸はテーブルの垂直方向の動きです。膝またはスピンドル。 CNCシステムは、プログラマーがジョブのすべてのポイントを正確に特定できるため、長方形の座標の使用に大きく依存しています。ポイントがワークピース上にある場合、1つは垂直、もう1つは水平の2本の直線の交差線が使用されます。これらの線は互いに直角でなければならず、それらが交差する点は原点またはゼロ点と呼ばれます（図1）

図1交差する線は直角を形成し、ゼロ点を確立します。

図2CNCで使用される3次元座標平面（軸）。

三次元座標平面を図2に示します。X平面とY平面（軸）は水平であり、水平な機械テーブルの動きを表しています。 Z平面または軸は、垂直方向のツールの動きを表します。プラス（+）およびマイナス（-）記号は、移動軸に沿ったゼロ点（原点）からの方向を示します。 XY軸が交差するときに形成される4つの象限には、反時計回りに番号が付けられます（図3）。象限1にあるすべての位置は、正（X +）および正（Y +）になります。第2象限では、すべての位置が負のX（X-）と正の（Y +）になります。第3象限では、すべての位置が負のX（X-）および負の（Y-）になります。第4象限では、すべての位置が正のX（X +）と負のY（Y-）になります。

図3X軸とY軸が交差するときに形成される象限を使用して、X / Yゼロまたは原点からの点を正確に特定します。

図3では、点AはY軸の右側に2単位、X軸の上方に2単位になります。各単位が1.000に等しいと仮定します。ポイントAの位置はX + 2.000およびY + 2.000になります。ポイントBの場合、場所はX +1.000およびY-2.000になります。 CNCプログラミングでは、プラス（+）値が想定されているため、これらを示す必要はありません。ただし、マイナス（-）値を指定する必要があります。たとえば、AとBの両方の場所は次のように示されます。

X2.000 Y2.000

B X1.000 Y-2.000

コンピュータシステムは、センサーと電気ドライブで構成されるマシンに接続されています。プログラムは機械軸の動きを制御します。

最も一般的なタイプのCNCマシンは何ですか？

初期の工作機械は、オペレーターがコントロールを操作している間、機械の前に立つように設計されていました。 CNCではオペレーターが工作機械の動きを制御しなくなったため、この設計は不要になりました。従来の工作機械では、材料の除去に費やされた時間は約20パーセントにすぎませんでした。電子制御の追加により、金属の除去に費やされる実際の時間は80％以上に増加しました。また、切削工具を各加工位置に移動するのに必要な時間も短縮されました。

さまざまな業界に存在する最も一般的な10種類のCNCマシンがあります。

1. CNCフライス盤（CNCミル）

2. CNCルーターマシン（CNCルーター）

3. CNCレーザーマシン（レーザーカッター、レーザー彫刻機、レーザー溶接機）

4. CNC旋盤（CNC旋盤）

5. CNCボール盤（CNCドリル）

6.CNCボーリングマシン

7. CNC研削盤（CNC研削盤）

8.放電加工機（EDM）

9. CNCプラズマ切断機（CNCプラズマカッター）

10.3Dプリンター