CNC加工とは何ですか？

今日では、 CNC機械加工の恩恵を受けずにかつて稼働していたすべての機械のようです。 現在、サーボモーターとある種のプログラム可能なものが後付けされています コントローラーまたはコンピューター。では、CNC（コンピューター数値制御）機械が現場に到着する前に、どのようにして部品が製造されたのでしょうか？

さて、昔々、あるいは50年以上前と言えば、トランジスタは存在しませんでした。その後、60年代初頭、トランジスタラジオはますます必須のガジェットになりました。製造されるデバイスが少なければ少ないほど、関係するすべての関係者がより快適になります。チップメーカー、アセンブラー、設計者などが新しいテクノロジーを使用するようになりました。これにより、PCをマシンに接続するために、メインフレームよりも小さいサイズが必要とされたPCの開発の背景が築かれました。

CNC機械加工装置について説明する前に、それが存在する前に物事がどのように作られたかを理解することが重要です。 CNC機械加工の前は、機械は機械的に作動していました。 リレー、コンデンサ、その他のやや役立つタイミングエイドが使用されており、流体工学の使用も制限されていました。ただし、ほとんどのモーションパターンは、カム、リンケージ、断崖、歯車、およびその他の機械要素を使用して作成されました。標準のクラッチシフトトランスミッションは、そのような機械の良い例です。基本的には、コントロール（シフトノブ）とマニュアルギアチェンジアクティベーター（クラッチ）を備えたギアトレインです。それでも、現代のオートマチックトランスミッションと比較して原始的である一方で、それは車両が動くことを可能にしました。

カムは、1880年頃から1970年代初頭にかけての自動旋盤の制御に広く使用されていました。 それらは不規則にカットされたプレートまたはドラムが曲がりくねったパスでカットされています。各カムには、カムの不規則なスカラップとパスに応じて、上のツールまたは軸に動きとタイミングを与えるフォロアがあります。プログラムとアルゴリズムは、衝突や衝突を排除するためにさまざまなアクションを調整するために開発されました。特定の部品を作るために必要となる可能性のある特別な工具を製造するには、工具メーカーが必要でした。多くの場合、生産旋盤は、1つまたは2つの特定の部品のみを製造するためにすでに工具で販売されていました。たとえば、何年もの間、ドライバーのハンドルはブラウンとシャープの機械で完全に製造されていました。機械はまた、ドライバーのシャフトとブレードを挿入するために特別に適合されました。

これらの古いマシンが不正確または機能しないとは思わないでください。より優れた非CNCマシンは、1000分の1インチ未満でも十分に保持できます。また、今日製造された最も高価なCNCマシンを除いて、すべてよりもかなり高速でした。 実際、Acme Gridleyなどの一部の大型自動旋盤は、今日でも評判の良い企業で使用されています。それらは再構築され、少なくとも部分的に最新のCNCスライドやその他のコンポーネントが取り付けられています。 Acme-Gridleyによるものではありませんが、このマシンのCNCバージョンはまだ構築されています。多軸機でもあります。これは、本質的に、弾丸ではなく、チューブを介して材料を供給するガトリングガンであることを意味します。機械が回転するたびに、作成中の部品は、別の操作を実行する別のツールに遭遇します。もちろん、最後のステーションは通常、カットオフツールです。その後、材料は前進し、プロセス全体が再び始まります。言うまでもなく、これらのマシンを使用するために必要なセットアップ時間と一般的な複雑さは、通常、手動バージョンまたはCNCバージョンのいずれかで長時間の実行のみが行われることを意味します。これらのマシンの1つのビデオをチェックしてください：

電気機械システムは進歩を続けていましたが、最初のNCマシン（真のコンピューター制御ユニットではなくパンチテープを使用）は、真空管を使用していました。真空管は、電圧を処理するために、それ自体が巨大な芸術作品である場合がありました。 。 たとえば、24インチの長さのチューブは珍しくありませんでした。極端な構造の真空管を使用することのさまざまな困難を考えると、エンジニアがトランジスタと集積回路が利用可能になったときにそれらの使用をつかんだことは驚くべきことではありませんでした。その後、当時提供されていた原始的なAllen Bradleysなどのコントローラーがオンラインになると、アナログからデジタルへのゆっくりとした変化が始まりました。たとえば、特定のサイズのミル内に収まる可能性のあるほとんどすべてのものが、不正確な設定を導入することなく完全に機械加工できるようになりました。これは、45度のカットなどの単純なものを特別な固定具なしで作成できることを意味しました。それはまた、より良い制御にはより良いドライブとモーター、そして素晴らしい速度と精度が可能なボールねじとベアリングが必要であることを意味しました。このように、CNC機械の開発は、より強力で正確なサーボモーター、ステッピングモーターエンコーダー、およびその他のCNCコンポーネントの開発と密接に関連しています。これらのコンポーネントの開発により、より高速でより正確な機械が実現しました。たとえば、今日、まともなCNCミルは、1日中1〜2万分の1インチを保持できるはずです。

では、最後に、CNCマシンとは何ですか？明らかに、今日のCNC機械の普及を考えると、単一の答えはありません。 しかし、ほとんどのCNCミル、旋盤などには、いくつかの共通の特徴があります。まず、専用のアーキテクチャを備えているか、最近では標準的なコンピュータを中心に備えているコンピュータから指示が与えられます。ザ 動力を提供するモーターは、完全ではないにしても、主にある種のサーボ制御モーターです。 rpmと線形運動を変換してコントローラーに戻すエンコーダーがあります。同時に制御される軸は少なくとも2つまたは3つあり、CADモデルからツールパスを生成できるソフトウェアを使用して、ほぼすべての形状を作成できます。もちろん、4軸および5軸の機械は、タービンブレードなどのさらに複雑な形状を生成できます。最新のCNC工作機械には、多くの追加ツール用のスロットもあるため、すべてのツールを常に変更しなくてもプログラムを変更できます。コントローラはこれらすべてのツールオフセットも保存するため、ツールをタッチオフすると、オフセット番号は変更が必要になるまで永続的に保存されます。今日、この技術は非常に安価で普及しているため、自家製のCNC機械を製造する人々がいます。これは、店で購入した種類の精度とパワーを備えていない可能性がありますが、標識材料やその他の軽い作業を切り取るには完全に適しています。ちなみに、このCNCコンポーネントの普及は、産業と趣味の両方でロボット工学の開発と使用の大幅な増加にも拍車をかけています。

したがって、結論として、一般的に言えば、CNC機械は、カム操作の機械よりもはるかに用途が広いです。ただし、CNC以外の機器を使用してさらに優れた安価な特殊製品があります。

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