この記事全体を通して、 数値制御、そのシステムとそのアプリケーションの重要な定義について説明しますが、この記事では、それに伴うプロセス全体を具体的かつ簡単な方法で知ることができます。
数値制御
これは、記憶媒体上のプログラミング コマンドによって駆動されるマシンのための自動化された方法です。
最初のデジタル リモート コントロール マシンは、1940 年代と 1950 年代にエンジニアのジョン T. パーソンズによって作られました。それは、改造されたモーターを備えた既存のマシンをベースにしており、モーターの数はパンチカード顕微鏡で与えられた指示に手動で関連付けられていました。
これらの初期のサーボ機構は、アナログおよびデジタル機器の助けを借りて急速に発展しました。 プロセッサの低価格化と小型化により、デジタル電子技術があらゆる種類のツールに広く使用されるようになり、その結果、コンピュータを持たなかった機械と比較して、デジタル十進数制御、コンピュータデジタル制御という名前が付けられました。
この方法は業界に革命をもたらしたので、この種の表現がコンピューターを持たなかったこの種の主題を指すのに使用されるのであれば、安価なマイクロプロセッサーとマシンの簡素化されたプログラミングのおかげです。
動作原理
この手順は、コンピュータによって実行されるコンピュータ プログラムによって、装置の座標ロッドに対する機械の動きを監視することに基づいています。 旋盤の場合、加工物の動きは XNUMX つの座標軸で制御する必要があります。X 軸はキャリッジの縦方向の変位に使用され、Z 軸はタワーの横方向の変位に使用されます。
フライス盤の場合はY軸に相当する上下変位も制御するため、旋盤とターレット変位機構の両方にサーボモータが搭載されており、旋盤の場合は卓上機、フライス盤は機械の能力に依存するため、XNUMX軸に限定することはできません。
アプリケーション
金属、建具、大工仕事、プラスチック、電子プリント回路などのモデル化に使用できます。 CNCシステムを機械に適用することで性能が向上すると同時に、高い寸法精度を保ちながら球面を実現するなど、従来の工作機械では困難だった成形加工も可能になります。
最後に、の使用 コンピュータによる数値制御 多くの機械の製造コストを削減し、品質を向上させることで、生産コストに有益な効果をもたらします。
CNC の使用は、品質を維持または向上させながら多くの機械の製造コストを軽減し、生産コストに有益な影響を与えます。
数値制御でのプログラミング
このタイプのプログラミングでは、次の XNUMX つの方法が使用されます。
手動プログラミング
このプロジェクトでは、オペレーターのみが行う推論と計算のみによって作品が作成され、加工プロジェクトには作品の加工に必要なすべての正しいデータが組み込まれます。
各メーカーが独自の NC プログラムを使用しているため、NC プログラムの開始はプログラミング コードの開発が混沌としているのが特徴です。 次に、プログラムの種類が同じであれば、同じプログラムを異なるマシンで使用するためには、プログラミングコードの標準化が必須の条件となります。
自動プログラミング
私たちがプログラミングについて話すとき、パーツをプログラミングする人によって提供されたデータが APT と呼ばれる交換言語で表示され、ポストプロセッサである機械語によって各言語に適切な言語に翻訳されるときにコンピューターが何をするかについて話しています。
精度
これらの機械の軸は通常、360 度の回転を 200 ステップに分割するステッピング モーターによって駆動されます。 したがって、軸の精度は可動主軸のピッチで決まります。 この場合、ステップ数は 200、つまり工具の回転位置です。例: 1mm ステップの X 軸スピンドルが 200 個のモーター ステップに分割されている場合、工作機械はこの軸で 0,005mm の精度を提供できます。
数値制御(CNC)の前後
60 世紀初頭以来、産業の爆発的な拡大と電動機械の大量使用により、より効率的なプロセスを絶えず追求する必要がありました。 約 65 ～ XNUMX 年前までは、産業作業に必要な集中労働は大規模な労働者チームを必要としただけでなく、品質、精度、再現性、コストの増加、生産量の減少にも影響を与えていました。
簡単な例でどこまでわかるか。 たとえば、機械工場で働く多くの人は、ハンド ドリルで板金に穴を開けるなど、最も単純な製造作業の XNUMX つに精通しています。
これを行うには、オペレータは複数のタスクを実行する必要があります。プレートを掘削床に置き、ドリルをチャックに配置してスピンドルに固定し、プーリーを変更して速度を選択し、スピンドルを作動させ、レバーまたは紙送りローラーを操作してドリルを処理する紙にガイドします。
ここで、そのようなプロセスを産業環境で実行する可能性を想像してみてください。そこでは、最小限のコストと最高の生産品質で、可能な限り短い時間で数百枚の紙に数百の穴を開けなければなりません。
このようにして、数値制御 (NC) の概念が 1950 年代にアメリカのフライス盤に導入され、フライス盤ではデータのロードに真空管技術とパンチカードが使用されました。
1960 年代にはすでに真空管がトランジスタに置き換えられましたが、1970 年代のコンピュータの出現により、現在パワー テクノロジと呼ばれるものの明確な基盤が築かれました。 数値制御 コンピューター（CNC）による。
これらのチップは数値制御の分野全体に革命をもたらし、高度なプログラミング、ツール パスのグラフィカル表現、およびネットワーク サイクルを補完する機能の統合を実現しました。
これらのチップは、この監視分野で注目を集め、高度なプログラミング支援、物体軌跡のグラフィカル表現、サブルーチンと固定サイクル、通信、ネットワークなどの機能の統合を実現しました。
90年代当時の知識は、 コンピュータによる数値制御これにより、カスタマイズし、私たち自身の知識、インタラクティブなグラフィック技術、バリエーターとのデジタル通信、および機械の他の多くの非常に具体的な利点を組み合わせることができました。
90 年代初頭に、オープン CNC ナレッジが導入されました。これにより、カスタマイズして独自のナレッジ、インタラクティブなグラフィック プランニング、ドライブとのデジタル通信、および重要な監視機械ソリューションを提供するその他の多くの利点と組み合わせることができます。
CNC マシンはどのように動作するのですか?
これは基本的に機械を制御し、コンピューターからコードの形式でコマンドを受け取り、独自のソフトウェアを通じて電気信号に変換してエンジンを始動します。 伝送システムが開始されると、製造プロセスに必要な動きを生成するために CNC 機械の軸が必要になります。
産業用ドリルを例として引き続き使用すると、これらの軸は加工する穴に工具を配置し (XNUMX 軸)、操作を実行します (XNUMX 番目の軸)。軸には文字で名前が付けられます。直線軸の最も一般的な名前は X、Y、Z ですが、回転軸の最も一般的な名前は A、B、C で、モーション制御に XNUMX つのシステムを使用できます。 XNUMX つのシステムは独立して動作することも、相互に組み合わせて動作することもできます。
絶対値では、位置点の座標が位置の開始点を指し、変数 X (最終直径の測定値) と Z (ねじの回転軸に平行な方向で測定) を使用します。
増分値では、目印の座標が現在のマークを参照し、変数 U (半径方向の距離) と W (主軸の回転軸に平行な方向で測定) を使用します。
プログラム可能なアクセサリ
モーション コントロールのみがある場合、CNC 工作機械は役に立ちません。ほとんどすべての機械は他の方法でプログラムできます。そのため、機械が適切なプログラム可能なアクセサリに直接関連していることを考慮する必要があり、必要な機能はすべて CNC 工作機械でプログラムできます。 したがって、たとえばマシニング センターには、少なくとも次の特定のプログラム可能な機能が備わっています。
自動工具交換装置を備えたマシニング センターは、XNUMX つのポータブル ボックスにさまざまな工具を収納できます。 必要に応じて、最も必要なものをスピンドルにすぐに配置して、対応する処理を行うことができます。
スピンドルの速度と起動: スピンドルの速度 (rpm) をリストするだけで、スピンドルは時計回りまたは反時計回りに回転するだけでなく、停止することもできます。
冷却液: これは、デバイスの潤滑と冷却に冷却液を必要とする多くの操作に必要です。作業プロセス中にオンまたはオフにすることができます。
CNCプログラム
このプログラムは、実行する命令が含まれるシーケンス リストに基づいています。これらの指示は CNC プログラムと呼ばれ、部品を加工するために必須の情報がすべて含まれている必要があります。
CNCプログラムはGおよびMと呼ばれる低級言語で記述され、ISO 6983（国際標準化機構）およびEIA（電子工業同盟）RS 274によって標準化されており、一般命令（Gコード）とその他の命令（Mコード）で構成されています。
このプログラムは、次の図に示すように、文字 N で始まるブロックで構成される文形式を提供します。各アクションは順番に実行され、各ブロックには番号が付けられ、通常はコマンドが含まれます。
当該装置の動作機能（例えば、早送り、ラジアル送り、一時停止、サイクル）を指定するコードもあれば、部品の加工に必要なその他の機能を記述するが、装置の動作には対応していないコード（例えば、主軸の起動と停止、工具交換、クーラント、プログラムの停止）もある。
CNCコントローラー
この主要コンポーネントは CNC 計画を解釈し、プログラムを読み取って一連の項目を順番に駆動します。検査官は対応する機械機能を起動し、軸の移動を駆動し、通常はプログラムで与えられた指示に従います。
他にも次のような用途があります。
- エラーが検出された場合は、プログラムを修正（編集）してください。
- 特別な検証機能 (アイドルなど) を実行して、CNC プログラムの精度を確認します。
- 工具長の値など、特定の重要なオペレータ入力を指定します。
CAMプログラム
この記事では、オペレーターの知識不足や複雑なアプリケーションのために CNC プログラムを作成することが難しい場合のプロジェクト (コンピューター支援製造) の重要性について説明します。多くの場合、CAM プログラムはコンピューター支援設計 (CAD) と組み合わせて使用できます。
オペレータは実行する加工動作を指示するだけで、計画は自動的にプログラムを作成します。 これにより、計画の作業部分の配分を再定義する必要がなくなります。
DNCシステム
プロジェクトを（手動またはプログラムによって）進める場合は、コントローラにプロジェクトを組み込む必要があり、このために数値制御分配システム（DNC）が使用されます。
このシステムは、232 台または複数の CNC マシンとネットワークで接続されたコンピュータであり、従来、プログラムの送信は基本的なシリアル通信プロトコル (RS-XNUMXC) を使用して行われていました。 しかし、科学の進歩により、今日のコントローラーにはより優れた通信機能が提供され、より従来の方法 (イーサネットなど) でネットワーク接続できるようになりました。
CNC テクノロジーが提供する雇用機会
これらの機械の成長に伴い、それらを操作する人々がどれほど訓練を受けていないか驚くことに、この分野は給与が非常に高く、成功したキャリアを築くこともできる有望な分野です。 以下は、CNC 工作機械の分野での機会を探している人にとって最も興味深い仕事です。
CNCの利点
機械やツールには、生産性の向上と生産時間の短縮という利点があり、組織に次のような他のさまざまな利点ももたらします。
- 高性能化と低コスト化。
- より高い精度とより良い製品品質。
- オペレーターのセキュリティレベルを向上させます。
- 基本的な製品や複雑な製品を扱うための十分な柔軟性を備えています。
- XNUMX 人のオペレーターが複数の機械を同時に操作できます。
- 動作サイクルタイムを短縮します。
- 複数のプログラミング言語。
- 製品を管理し、標準化します。
- より高い動作精度。
CNC を使用する場合
MHCNを使用するタイミングについて教えてください。 通常、決定は生産と収益性の分析に基づいて行われます。 しかし、私たちの後進国では通常、起業家が技術的な飛躍をすることを妨げる慣性要因があり、人々はこれらの技術を使用する動機があり、財政的および生産的な代替手段がこの種の投資の収益性の外観を改善するのに役立ちます。 。
一方、このプロセスに入ると、企業は迅速に技術を移転し、技術レベルを向上させます。 このような現象は珍しいことではなく、我が国、特にパナマの消費者レベルで何度も発生しています。
テクノロジーの進歩により、人類はテクノロジーの大きな消費者となったことに言及することが重要です。そのため、私たちは Hi-Fi、自動車、通信機器、コンピューターなどのテクノロジーの側面を利用します。 では、なぜ懐疑的になるのでしょうか？ そして、私たちは新しい生産技術を私たちのビジネス経験に適応させることができないと考えています。
ここで、生産量の観点から CNC を使用するかどうかを見てみましょう。
- パフォーマンスが高いとき。
- 同じ記事の作成頻度はそれほど高くありません。
- 記事の複雑さがそれほど高くない場合。
- アイテムを変更するか、複数のモデルを提供します。
一般論
現在、期待と不安でいっぱいの環境がありますが、これは主に現在のテクノロジーの急速な変化によるものであり、それらがそれを完全に吸収することを許可していないため、困難です。 私たちのような社会（発展途上国）では、最も根本的な問題に対する地域的または独自の解決策の出現を防ぐために、最善を尽くしてください。要求には急速な経済的および政治的変化もあります。
これらすべての変化の中で、最も影響力のある変化の XNUMX つは、間違いなく、市場開放とグローバリゼーションという新しい世界政策を策定することです。 これらすべてが自由競争を物語っているため、来年この課題に直面できるように業界を適応させる必要があります。
これに代わる手段として業界が自動化の要素を導入しましたが、それを吸収できるように最も適切な方法で行う必要があります。 新しいテクノロジーを適切なタイミングで徐々に採用します。 投資収益率と生産能力の要素はすべて忘れられることはありません。
オートメーションのルネッサンスの重要な要素の XNUMX つであるコンピュータ数値制御マシンは、慎重に考慮する必要がある他の重要な利点を提供します。これがこの記事の目的です。
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