NC加工とは - 定義と基本ガイド

NC 加工とは?

数値制御 (コンピューター数値制御とも呼ばれ、一般に CNC とも呼ばれます) は、コンピューターによる機械加工ツール (ドリル、旋盤、ミル、3D プリンターなど) の自動制御です。

CNC マシンは、コード化されたプログラムされた命令に従い、手動オペレーターが機械加工操作を直接制御することなく、仕様を満たすように材料 (金属、プラスチック、木材、セラミック、または複合材) を加工します。

CNC マシンは、特定の入力命令に従って、両方ともコンピュータによって制御される電動の操作可能なツールであり、多くの場合、電動の操作可能なプラットフォームです。命令は、G コードや M コードなどの機械制御命令のシーケンシャル プログラムの形式で CNC マシンに配信され、実行されます。

プログラムは人間が作成することも、グラフィカルなコンピューター支援設計 (CAD) ソフトウェアやコンピューター支援製造 (CAM) ソフトウェアによって生成されることもはるかに多いです。 3D プリンターの場合、印刷するパーツは、命令 (またはプログラム) が生成される前に「スライス」されます。 3D プリンターも G コードを使用します。

CNC は、手動で制御する必要があるコンピューター化されていない機械加工 (ハンド ホイールやレバーなどのデバイスを使用するなど) または既製のパターン ガイド (カム) によって機械的に制御する必要がある機械加工に比べて大幅に改善されています。最新の CNC システムでは、機械部品の設計とその製造プログラムは高度に自動化されています。

部品の機械的寸法は、CAD ソフトウェアを使用して定義され、コンピュータ支援製造 (CAM) ソフトウェアによって製造指令に変換されます。結果の指令は、(「ポスト プロセッサ」ソフトウェアによって) 特定のマシンがコンポーネントを生成するために必要な特定のコマンドに変換され、CNC マシンに読み込まれます。

特定のコンポーネントには、ドリルや鋸など、さまざまなツールを使用する必要があるため、最新の機械では複数のツールを 1 つの「セル」に組み合わせることがよくあります。他の設置では、多数の異なる機械が、外部コントローラーと、コンポーネントを機械から機械へと移動させる人間またはロボットのオペレーターと共に使用されます。

いずれの場合も、部品の製造に必要な一連のステップは高度に自動化されており、元の CAD 図面とほぼ一致する部品が製造されます。

NCマシンとは?

数値制御は、数値文字と記号が操作を制御するプログラム可能な自動化の形式として定義されます。この命令は、特定のジョブを実行するように設計されています。 NC マシンには、ジョブごとにプログラムを変更する機能があります。つまり、ジョブが変更されると、プログラム命令も変更されます。生産設備を変更するよりも、プログラム命令を変更する方が簡単です。この柔軟性により、全体的な生産コストが削減されます。

NC システムの種類

NC システムの 2 つの主なタイプは次のとおりです。

1.ポイントツーポイント (PTP) システム

PTP は、コンポーネントの位置のみを制御する NC システムです。このシステムでは、ワークピースに対するコンポーネントの動きのパスは制御されません。異なる位置間の移動は、工作機械に許容される移動速度で実行され、最短経路に従います。

2.輪郭システム。

コンタリング NC システムは、位置だけでなく、コンポーネントの動き、つまり、移動速度と目的の位置間のプログラムされたパスも制御できます。

数値制御技術の応用

数値制御技術は、金属切削、自動製図、スポット溶接、プレス加工、組立、検査など、さまざまな生産工程に応用されています。しかし、NC は主に金属加工工程に応用されています。ほぼすべての金属除去プロセスを実行できるように設計されています。 (金属加工の旋削、鋸引き、研削、フライス加工、穴あけ、ボーリングの例)

数値制御マシンが最も適している製造ジョブを以下に示します。

• NC 技術は、一連の機械加工プロセスに適しています。
• ジョブ ジオメトリは複雑で、費用がかかります。プロセスのミスは大きな損失につながります。
• 将来的にエンジニアリング設計の変更が予想されます。
• 高度な金属除去が必要です。
• 作業部分は 100% の検査が必要でした。
• 仕事の部分には厳密な許容範囲が必要です。
• 処理中に多くの操作を行う必要がある場合。小ロットサイズのバッチで頻繁に処理されます。

NC マシンの利点

• 製造の柔軟性が向上します。 NC は、エンジニアリング設計の変更や生産スケジュールの変更に容易に適応できます。
• 製造リード タイムの短縮。 仕事は NC で簡単かつ迅速に設定できます。
• 非生産的な時間を削減。 複雑な加工の場合、NC は非生産時間を削減するのに役立つようです。迅速な自動ツール交換、迅速なセットアップ、およびワークピースの取り扱い時間の短縮によるものです。
• 備品の削減。 治具と固定具の代わりに NC テープが位置決めを行うため、NC 操作に必要な固定具はよりシンプルで低コストです。
• 在庫の削減。 これは、段取りが少なくてリード タイムが短縮された結果です。
• 品質管理が改善されました。 人的ミスのリスクはありません。精度の高い部品を製作します。また、検査の工数も削減します。
• オペレーターの安全性が向上。
• スクラップを減らします。 NC マシンの高精度は、スクラップ材料の削減に役立ちます。
• 床面積要件の削減。 1 台の NC でさまざまな操作ができるため、従来の複数の機械に取って代わります。

NC マシンの欠点

• 高い投資コストとメンテナンス コスト。 複雑で洗練された技術のほとんどは、従来の機械よりもコストがかかります。
• 熟練したオペレーターが必要です。 NC 担当者の発掘とトレーニングを検討する必要があります。
• パンチ テープの破れと摩耗、信頼性の低いパンチ テープ コンポーネント。
• パンチテープのパーツプログラミングミス
• 最適な送りと速度がありません。 従来の NC マシンには、加工中に切削速度と送りを変更するオプションがありません。