CNC マシンとは何ですか？

CNC マシンは、部品のマシン大量処理の主要な手段です。 これは、自動設計システムの重要なコンポーネントです。 CNC 作成の原則は、同じタイプの部品の製造を簡素化することです。

CNC マシン - 数値制御を備えたデバイス。 その主な特徴は 同じタイプの単一ビュー パーツの簡単なコピー: 恒久的なメモリ デバイスに記録されたプログラム イメージ。これに従って、コンベア送り機構を使用して作業領域に配置されたワークピースから部品が回転および製材されます。一次加工物と二次加工物を完全に均一に切断するレーザープラズマガンを搭載した機械は、高いスループットが特徴です。技術的機器の点でそれらのわずかに下にあるのは、非レーザー（カッターを使用）旋削、のこぎり加工、および工作物のリーマ加工（穴あけ）を実行する旋盤およびフライス盤です。

最新の CNC マシンでは、外部の PC やラップトップを接続する必要はありません。パラメーターを設定する予備 (オペレーター制御) プログラマーの役割は、電気的干渉から保護されたマシン コンパートメントに取り付けられたオンボード マイクロコンピューターによって実行されます。 最新の CNC マシンは、LAN インターフェースを介してローカル サーバー ネットワーク (LSN) に接続することもでき、企業の敷地内の任意の PC から制御できます。これは、ネットワーク管理者がこのマシンにアクセスすることを許可されており、20 年間使用されています。 、たとえば、ネットワーク プリンターとスキャナーを使用します。

CNC マシンのデバイスは、技術 (電気機械) 部分が電子 (ECU) としっかりと接続されていると同時に、それから分離され、ユニットの限られた内部スペースでそれから離されているようなものです。. CNC ユニットの設計上の特徴の 1 つは、作業領域と動作モードを切り替えるゾーンで電気機械回路によって生成される干渉から ECU をスクリーニング (保護) することです。これらの干渉はプログラムを「ノックダウン」する可能性があるため、オンボードのシングルボード PC は電気機械 (モーター、センサー) から取り外されるだけでなく、しっかりと接地され、静電気の侵入をほぼ完全に排除する保護されたスチール ボックスに配置されます。そして、CNC ユニットの CPU およびその他の重要な電子器官制御への干渉。

家庭用ミニマシンの利点は、 これは、CNC マシン オペレーターの基礎を学び始めた若い専門家にとって価値のあるソリューションです。. CNCマシンは、実行される操作のリストと制御システムの特性に従って分類されます。この「モンスター」は複雑すぎるという初心者の最初の誤解にもかかわらず、作業の基本的なテクニックを習得するには、30分から数時間かかることがあります。初心者は、興味のある製造プロセスである部品を処理するための最初のアルゴリズムを非常に迅速に作成できます。たとえば、彼はモータージェネレーターを自転車に取り付ける必要があります-そのような機械では、彼はすぐにそれを描き、切り取り、機械加工します。

CNC マシンは、石材、木材およびその派生物、非鉄金属、鋼、プラスチック、および複合材に使用できます。 すべてがスピンドルモーターの出力によってのみ決定されます-そのようなユニットでは、それは主な駆動機能ユニットです。加工する材料を選択するための 2 番目の値は、長さ、直径、スチール カッターのコーティングです。たとえば、機械がフライス加工の場合です。ボール盤を扱っている場合、その機能とフライス盤の機能が組み合わされることがよくあります。 鋸盤の作業もフライス盤で行い、ボール盤の作業は旋盤で行います。

そのような機械は多目的です：それらはユニバーサルなもの（ユニットは切断と研削、異なる投影で部品をドリルする）、デスクトップのもの（数十キログラム以下の重さ、カウンタートップ付きの作業台に収まる）の機能を兼ね備えています2 m2の面積）。 原則として、プラスチックと木材を処理するためのスピンドルドライブの電力は、ネットワークから消費される1時間あたり数百ワットを超えません。非鉄金属の場合、すでに1キロワットまでの電力が必要であり、鋼の場合は1.5〜2 kWです。多目的マシンでは、特定の種類の材料に拘束されないことがよくあります。したがって、フライス、ドリル、クラウン、高速度鋼製の鋸刃、および研磨剤を購入する必要があります。

加工の種類によって、CNC マシンの分類は、水平 (「横たわる」位置でパーツを切断する) および垂直 (逆に、これらのマシンは「立っている」パーツで動作し、上下に切断する) デバイスを提供します。複合ユニットは、3 つの平面すべてで部品の切断と穴あけを実行します。

CNC マシンの制御システムは、通常の「コンピュータ」の特性です。たとえば、各プロセッサ コアのメガヘルツ数、そのコア数、ランダム アクセス メモリ (RAM、ランダム・アクセス・メモリ）。 ドライブとして、従来のデスクトップ PC やラップトップのように、光磁気ドライブ (「ハード ドライブ」)、SSD (ソリッド ステートの「ハード ドライブ」)、または eMMC メモリが使用されます (シングルボードのラップトップ、タブレット、スマートフォンのように)主に事務作業を行うもの）。

ただし、制御プログラムがインストールされるまで、ハードウェアは完全に姿を現しません。 最新のポータブル CNC マシンは、ソフトウェア グラフィック コアに基づくオペレーティング システムを使用しています。 Linux または Windows: 生産目的では、特別な「簡素化された」バージョンがマシンのメモリに「フラッシュ」されます。これは、本格的な Web サーフィン、ゲームの実行、ビデオの視聴などではなく、作業専用に作成されます。その上では、詳細を処理することしかできません。それ以外はすべて利用できません。

モデル 1325 - マシンスペシャリストのスキルを習得するためのエントリーレベルのデバイスとして設計された、最高の CNC マシンの 1 つです。維持費が安く、スタートクラス（初心者向け）に属します。ウッドブランクスの三軸彫刻を行います。左右対称のシンプルなパターンを適用できます。 そのようなデバイスで作業するときの初心者のための特別なトレーニングは必要ありません。

作業領域は 130x250x200 cm で、380 ボルトの界面電圧から始まります。それは、冷却されたスピンドル機構を備えたMach3システムによって制御され、制御インバーターから動作し、毎分最大24,000回転の速度を発揮します。手で潤滑。 Artcam ソフトウェアによって制御され、MDF と木材、アクリル、およびその他 (複合材料を含む) の純粋な非金属材料を切断します。

モデル 2040 CNC ATC. ATS を備えた CNC に基づいて動作します。目的のカッターを簡単に選択できるカッターマガジンが内蔵されています。非金属材料のカット、ストロボ、溝のカット、ブランクのスタンプ、フライス加工。ツール交換は自動です。作業領域が 200x400x20 cm のカルーセルフライス ATC CNC モデルで、三相ネットワークを搭載しています。スピンドルはネットワークから最大 9 kW の電力を消費し、日本の 11 kW サーボ ドライブが装備されています。

T字型の真空作業台をベースに構築されており、潤滑は作業機構と回転機構に自動的に導入されます。真空ポンプが作業エリアから切粉を取り除き、作業エリアを比較的クリーンに保ちます。真空ポンプ出力 - 3 kW。この機械は、アルミニウムの旋削に適しています。

モデル 1625 2x5 mの作業領域があり、三相ネットワークからも機能します。以前のバージョンと同様の特性を持つデスクトップ デバイス。違いは、皮膚と物質を切断できる振動カッターの存在にあります。フライスカッターを使用すると、アルミニウムおよび非金属の単純な複合材料を扱うことができます。切断精度 - 10 マイクロメートル。非金属やアルミへの彫刻は、作業を中断したところから継続することが可能です。

他のモデルでは、スチール、ブロンズ、ジュラルミンを使用できますが、それらのパワー、寸法、および機器のコストは、上記の 3 つのモデルよりも少なくとも数倍高くなります。 5 軸 (5 軸制御) モードの操作をサポートします。最も高価なデバイスには、直径 1 mm 未満のポイントで最大数百ワットの電力を生成するレーザーガンが装備されており、最高の精度で鋼を切断できます。

CNC マシンの通常の機器には、フレーム (フレーム)、ギア ボックスとフィード ユニット、前後の主軸台、ロッド機構、キャリパーが含まれます。すべての部品とコンポーネントは機械のフレームに固定されており、それなしではこの装置は機能しません。ギアボックス（ギアボックス）は、スピンドルドライブからトルクを伝達する役割を果たします。さらに、伝達されたトルクは、キャリパ機能ユニットによって認識されます。

フロントヘッドストックには、ギアボックスとスピンドル自体、クランプ、および回転するコンポーネントを回転させる回転部品が含まれています。テールストックの助けを借りて、回転するワークピースは反対側から固定されます-ワークピースの中央部分を処理する瞬間。ロッドは芯出しを行うリーマ部品やドリルカッターです。

この要素はテールストックにしっかりと接続されています。キャリパーは、カッターがどの程度固定され、どの方向に動くかを決定します。CNC装置の完全性は、真空テーブル、切りくずを収集する真空ポンプ、および切削工具冷却装置によって補完されます。作業場から一時的に離れることができるようにするために、作業員 (機械のオペレーター) はポータブルリモコンを使用します。

次のパラメーターに従って CNC マシンを選択します。

• 消費電力。 たとえば、郊外の住宅地にある民家は言うまでもなく、すべての生産ワークショップが三相電源電圧に接続できるわけではありません。家庭用配線は 3.5 kW 以上に耐えることはほとんどありません。メーターに取り付けられた従来の 16 アンペアのマシンとメーター自体は、16 アンペアを超える負荷電流では動作できません。パワーが 2 ～ 3 kW 以下のマシンを選択してください。
• スピンドル モーターの速度は、少なくとも毎分 10,000 である必要があります。 そうしないと、部品の旋削加工の品質が高くなりません。特に、微細な彫刻や最小の輪郭での旋削加工では問題が発生します。
• 金属を扱う.高効率で20,000 rpmの速度を備えたそれほど強力ではない機械でも、少なくとも鋼3と青銅を回すことができます。金属加工は、工芸の達人としての需要を大幅に拡大します。
• 作業領域はできるだけ大きくする必要があります。 これにより、1 つの平面でより多くの部品を研削したり、より大きなワークピースを製造したりできます。
• フライスカッター、ドリルカッターの締結と交換が容易 - CNC デバイスのこの特性がなければ、効率、大きな計画の正確な実行が損なわれる可能性があります。特に、適切に固定されていないカッターが原因で、かなりの割合の不合格部品が発生するリスクがあります。
• 高品質の仕上がりと冷却システム。 フライス カッターとドリル カッターのリソースだけでなく、CNC マシンのメカニックの全体的な耐用年数も、これら 2 つのコンポーネントがどれだけ高品質でトラブルのないものであるかにかかっています。
• 真空吸引とバイザー.これらの 2 つの要素によって、作業完了後の職場のクリーン度が決まります。

DeskProto、VCarve Pro、ConstruCAM-3D、ArtCAM、NX CAM、SprutCAM、および Mach3 ソフトウェアでの作業は、ソフトウェア インターフェイスと一連の機能のみが異なります。

CNC マシンの使用は、石材および木工産業、金属加工生産、さらには自動車サービスでも正当化されます。 たとえば、キャブレター エンジンの交換部品が機械加工されています。しかし、CNC マシンは、装飾的なフィギュアやジュエリーの製造に役立ち、レーザーを使用して鋼からブランクを切削または切断することもできます。 CNCでは、たとえば、MDFドア（ドアリーフ）の切断、ロック用の部品の回転、金属とプラスチックの窓の盗難防止金具が実行されます。このリストは無限になる恐れがあります。特徴的な例の1つは、立体的に描かれた著名人の肖像画に基づいたブロンズフィギュアの回転です。

作業用の機械のセットアップは、次のスキームに従って実行されます。

• 用途に合わせてカッターをお選びください。刃先の鋭さを確認してください。
• カッターを専用のチャックに取り付けます。確実に固定されているか確認してください。
• ブランクなしでマシンを始動します。
• デバイスをプログラムします。古い CNC ユニットはパンチ カードを使用してプログラムされ、新しいものは同じ AutoCAD を使用してプログラムされます (機械加工部品のパラメータを入力します)。
• マシンを一時停止し、ワークピースをオブジェクト テーブルに置き、ポンプをオンにします。マシンを再起動します。
• 部品を回転させた後、機械を停止し、回転したワークを取り外します。次のものを配置します。必要に応じて、入力したパラメータを変更し、マシンを起動します。
• 部品の複数回の回転 (コピー) が必要な場合は、必要な数のワークピースを作業領域に配置し、CNC デバイスをプログラムして、スピンドルを起動します。部品は自動的に回転します。

マシンのすべてのモデルがモダナイゼーションに適しているわけではありません。最初の段階では、高性能のシングルボード オンボード コンピュータをインストールし、たとえば Windows を Linux システムに変更することしかできません。

CNC マシンの選び方については、次のビデオを参照してください。