ハイエンド精密製造のためのCNC加工技術

測定素子と対応する回路は一緒にフィードバック装置を構成し、速度と変位を検出する機能を持つだけでなく、情報をフィードバックすることができ、その後、閉ループ制御に構築された。精度の要求があまり高くないものもある数値制御工作機械フィードバック装置がないため、オープンループシステムと呼ばれる。

5、工作機械本体

数ある工作機械の中でも、CNC工作機械の本体は、実際の切削加工を完成させるために特別に設計された機械の物理的な部分で、ベッド、ベース、テーブルのほか、ベッドサドル、さらには主軸やその他の部品までカバーしている。

CNC加工プロセスの特徴

CNC CNCの加工工程も、切削加工の法則に従い、通常の工作機械の加工工程、一般的に同じ。ただ、コンピュータ制御技術に属し、一種の自動化処理で機械加工を使用するため、処理効率が高く、これらの特性の精度が高く、その加工プロセスのユニークな場所の存在は、プロセスが比較的複雑で、ステップバイステップの配置は、より詳細かつ徹底的である。

CNC CNCの加工プロセスは、CNCプログラミングの基礎であり、唯一の適切なプロセスへの鍵は、CNCプログラムの高い有効性と高品質でコンパイルすることができます。CNCプログラムのガイドラインの利点と欠点を測定する：最小時間、最小工具損失、およびワークの最良の結果である。

ワークピースの全体的な加工工程は、1つの部品に属するCNC加工工程を含み、あるいは1つの工程としてカウントされ、最終的に機械や金型の全体的な組み立ての要件を満たすために、互いに前後に他の工程と連携する必要があり、修飾された部品を処理するように。

CNC加工工程は通常、荒加工工程、中荒加工工程、中仕上げ工程、仕上げ工程に分けられる。

CNCプログラミング

CNCプログラミングは、部品図面の開始からCNC加工プログラムの取得までのプロセス全体をカバーし、主なタスクは、工具走行点の加工中に工具位置を計算することである、つまり、CLポイントのコンテンツと呼ばれる点、工具位置点は、通常、工具軸と工具表面の交差点に選択され、多軸加工も工具軸ベクトルで与えられる必要があります。

さまざまな形状のワークを加工するCNC工作機械は、ワークの図面や加工工程で与えられた要求に基づいて、使用する工具や部品の移動量、移動の速度と順序、主軸の回転数、主軸の回転方向、刃物台のクランプ、リリース、刃物台の冷却などの一連の動作を、所定のCNCコードの形でプログラムシートにまとめ、工作機械専用のコンピュータに入力する。そして、CNCシステムは、入力された指示に従い、コンパイル、演算、論理処理を行い、各種信号や指示を出力し、指定された変位やシーケンシャルな動作に依存して各種部品を制御することで、様々な形状のワークを加工することができる。そのため、プログラムの作成はCNC工作機械の性能に大きな影響を与える。

CNC装置へのプログラム入力の形で、命令コードの異なる機能の様々なタイプを表すためにCNCマシンは、CNC装置は、部品の切断プロセスを完了するために、CNC工作機械の様々な可動部の動作を制御するために、演算処理を実施し、その後、パルス信号を送信します。

現在、CNCプログラムにはISO（国際標準化機構）とEIA（電子工業会）の2つの規格があり、わが国ではISOコードが使用されている。

科学技術の進歩に伴い、デジタル3DのCNCプログラミングは通常、最小限の手動プログラミングで行われ、代わりに市販のコンピュータ支援設計・製造ソフトウェアが使用される。

CAD/CAMは、コンピュータ支援プログラミングシステムの中核であり、データ入出力機能、加工軌跡計算・編集機能、加工パラメータ設定機能、加工シミュレーション機能、CNCプログラム後処理機能、データ管理機能を備えている。

現在、我が国では、UG、CAXAなどの強力なCNCプログラミングソフトが存在し、ユーザーに人気がある。CNCプログラミングの原理、グラフィック処理と処理方法の各ソフトウェアは、一般的に同じですが、それぞれが独自の特徴を持っています。

CNC加工部品のステップ

最初のステップは、部品図面を分析し、形状、材料、プロセス要件を網羅するワークピースの一般的なアイデアを得ることです。

2、CNC加工工程（加工内容、加工ルート）の部分を決定する。

3.必要な数値計算を行う（基点と節点の座標計算）

4、プログラムシートの準備（工作機械によって異なりますので、取扱説明書に従ってください。）

5.プログラムを機械に入力し、プログラミングが正しいことを確認するためにグラフィカルなシミュレーションを行う。

6.ワークへの加工作業を開始する（優れた工程管理は、時間の節約に極めて有効であり、加工品質を大幅に向上させることができる）。

7、ワークピースの検査を実施するために、修飾されている場合は、次のプロセスに流れます、エラーの原因だけでなく、修正する方法を見つけるために、品質エラー分析の助けを借りて修飾されていない場合、これはワークピースの受け入れプロセスです。

CNC工作機械の歴史

第二次世界大戦後、製造業のほとんどは手作業で運営され、労働者は図面を読み、工作機械を手作業で操作し、部品を加工し、このような方法で製品を生産しているため、コストは高く、効率は非常に低く、品質も保証できない。

1940年代の終わりに、パーソンズ（ジョン）というエンジニアがアメリカにいた。彼は、厚紙のカードに穴を開けて加工する部品の形状を示し、そのカードを使って工作機械の動作を制御する方法を考えた。

1948年、パーソンズは米空軍に彼のアイデアを提示し、米空軍は見た後、大きな関心を明らかにした、米空軍は高度な加工方法を探していたため、航空機のプロトタイプの加工問題を克服することを望んでいるだけで、精密要求の複雑なプロトタイプの形状の観点から、かなり高く、珍しい機器に適応することは困難である、米空軍はすぐにマサチューセッツ工科大学（MIT）がこの硬いボール紙操作機を開発するための研究であることを委託し、資金を提供し、最終的に1952年に、MITとパーソンズは正常に最初のデモ機を開発するために協力した。(マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究であることが、この工作機械を開発するために段ボールで制御され、最終的に1952年に、MITとパーソンズ社は、正常に研究し、最初のデモ機の導入を製造するために一緒に働くために、1960年代には、よりシンプルで経済的なポイント制御のボール盤だけでなく、CNCフライス盤のリニア制御は、高速な開発であることが、すべての分野の製造業における数値制御工作機械の段階的な推進を促した。

CNC加工のコースは、時間の半世紀以上、NC数値制御システム、制御用の初期アナログ信号回路から、非常に複雑な統合加工システムの開発、プログラミング、マニュアル方法から、インテリジェントで強力なCAD / CAM統合システムの進化の開発までされています。

中国では、CNC技術の開発は比較的遅く、国内のワークショップのほとんどは、機器が比較的古く、人員の技術レベルが低く、遅れの概念は、加工の質の低さ、加工効率の低さを示すために、しばしば納期遅れである。

1、NCシステムの第一世代は1951年に導入され、その制御ユニットは、主にアナログ回路だけでなく、様々なバルブで構成され、最初のCNC工作機械は1952年に導入され、フライス盤や旋盤からマシニングセンターに発展しており、近代的な製造業の重要な設備となっている。

第2世代のNCシステムは1959年に誕生し、その大部分は個々のトランジスタと他の部品で構成されていた。

3.第3世代のNCシステムは1965年に登場し、初めて集積回路基板を使用した。

4.実際、1964年に第4世代のNCシステムが開発され、私たちがよく知るコンピュータ数値制御システム（CNC制御システム）となった。

5.1975年、NCシステムは強力なマイクロプロセッサーを採用し、第5世代のNCシステムとなった。

No.6は、第6世代のNCシステムで、現在の統合製造システム（MIS）とDNC、フレキシブル加工システム（FMS）を組み合わせたものである。

CNC工作機械の動向

1.高速

自動車産業の高速発展、防衛産業の高速発展、航空産業の高速発展、航空宇宙産業の高速発展に伴い、アルミ合金やその他の新素材がCNC工作機械の加工に適用されるようになり、高速化の要求はますます高くなっている。

a. 達成可能な最高主軸回転数とは、主軸内に主軸モーターを組み込んだタイプの電動主軸を使用する工作機械で達成可能な毎分回転数である。

b. 送り速度、分解能0.01µmで最大送り速度240m/min、複雑な形状の正確な加工が可能。

c. 動作速度：マイクロプロセッサの急速な発展により、CNCシステムは高速かつ高精度の方向で開発されるようになり、32ビットや64ビットのCPUが開発され、周波数が数百メガヘルツや千メガヘルツまで上昇した。分解能が0.1µmや0.01µmであっても、24～240m/minまでの送り速度が得られるのは、演算速度が大幅に向上したからにほかならない。

d.工具交換速度：現在、先進的な外国マシニングセンターでは、工具交換に費やす時間は一般的に約1秒の範囲であり、そのうち、より高いレベルは0.5秒に達することができます。ドイツの会社は、工具マガジンをバスケットのようなスタイルに設計し、スピンドルを軸として、円周方向に工具を配置し、工具から別の工具への交換時間はわずか0.9秒です。

2.高精度

現段階では、CNC工作機械に要求される精度は、もはや静的な幾何学的精度にとどまらず、機械の動作精度、熱変形、振動の監視と補正など、あらゆる精度が注目されている。

微小なプログラムセグメントの助けを借りて中断のない送りを達成するための手段として高速補間を採用し、CNC制御ユニットが洗練に向かって移動できるようにし、位置検出の精度を向上させるために高分解能位置検出装置を使用し、フィードフォワード制御を使用して位置サーボシステム、およびCNCシステムの制御精度を向上させるために様々なアプローチの非線形制御の使用は、練習が関与している。

b.誤差補正技術の使用、バックラッシュ補正技術の使用、ねじピッチ誤差補正技術の使用、工具誤差補正技術の使用など、誤差を補正するために機器の熱変形のために、統合された補償するために空間誤差の機器のために。

c. マシニングセンタの軌跡の精度をチェックし、改善する方法は、グリッドを使用することである。どのように改善するかというと、シミュレーションによって機械の加工精度をプレビューすることで、機械の位置決め精度と再現性を確保し、長期にわたって安定した性能を発揮する機械の特性を持ち、さまざまな運転条件下で幅広い加工タスクを達成できるようにし、加工された部品の品質を保証するためである。品質を保証します。

3.機能的複雑性

複合工作機械と呼ばれるものは、ブランクから完成品までの様々な加工を一つの工作機械で可能な限り実現・完成させることを意味し、その構造上の特徴から複合加工と複合加工に分けられる。マシニングセンタは、旋削、フライス加工、穴あけ、この種の作業だけでなく、ホブ、研削、レーザー熱処理などのプロセスを完了することができ、複雑な部品のすべての処理を完了することができます。近代的な機械加工の要件が改善され続けると、多軸CNC工作機械の多くは、様々な大企業でますます人気があります。

4.インテリジェント制御

人工知能技術の進歩に従い、製造業の生産柔軟性、製造自動化の進展を満たすために必要な、継続的な改善のCNC工作機械の知能レベル。具体的には、次の側面に示す：

a. プロセス適応制御技術；

b. 加工パラメータのインテリジェントな最適化と選択；

c. インテリジェントな故障自己診断と自己修復技術；

d. 知的故障の再生と故障シミュレーション技術；

e. インテリジェントACサーボドライブ

f. インテリジェント4M CNCシステム：製造工程では、測定、モデリング、加工、機械操作のリンク、すなわち4Mが1つのシステムに統合されている。

5.システムの開放性

(a)将来技術への開放性：ソフトウェアとハードウェア間のインターフェースが、広く受け入れられている標準プロトコルに基づいていることから、普遍的に適用可能な新世代のソフトウェアやハードウェアを受け入れ、そこから学び、互換性を持たせることが可能である。

第一に、製品の更新、第二に、機能の拡張、第三に、特殊な用途の要求を満たすためのハードウェアとソフトウェア製品の様々な組み合わせの提供である。

c. CNC標準の確立：標準化されたプログラミング言語の存在は、一方ではユーザーによるアクセスを容易にし、他方では業務効率に直結する労働消費を削減する。

6.ドライブの並列化

CNC加工、組立、測定およびその他の機能の多配置リンクは、それが達成することができ、複雑な特殊部品の加工は、それが満たすことができる、パラレル工作機械は、“工作機械業界の最も重要な進歩のCNC技術の発明以来、”また、“21世紀の新世代、CNC加工装置とみなされている！また、”21世紀の新世代、CNC加工機 "と見なされている。

7.偏光（小型化と微細化）

国防の発展、CNC工作機械サポートの大規模かつ良好な性能の必要性、航空の発展、CNC工作機械サポートの大規模かつ良好な性能の必要性、航空宇宙の発展、CNC工作機械サポートの大規模かつ良好な性能の必要性、エネルギーおよび大規模のための他の基本的な産業設備、CNC工作機械サポートの大規模かつ良好な性能の必要性。超精密加工技術は、21世紀の戦略的な技術であり、マイクロ-ナノテクノロジーは、21世紀の戦略的な技術であり、マイクロ-スモールサイズとマイクロメートルナノメートルの加工精度に適応することができます新しい製造プロセスおよび機器を開発する必要性、マイクロメートルナノメートルの加工精度に適応することができます新しい製造プロセスおよび機器を開発する必要性。

8.情報交流のネットワーク化

ネットワークリソースの共有、CNC工作機械の遠隔監視、遠隔制御、遠隔診断、遠隔保守を実現できる。

9.プロセスのグリーン化

近年では、工作機械が出現し続け、これらの工作機械は、クーラントを使用しないか、または少ないクーラント、省エネ、環境保護の機能を備えたドライカット、セミドライ切断を達成することができ、グリーン製造業の一般的な傾向は、開発を加速するために様々な省エネリング工作機械を促した。

10.マルチメディア技術の応用

コンピュータ、オーディオ、ビデオ、1つのマルチメディア技術に通信技術は、コンピュータが包括的に音、テキスト、画像、ビデオ情報を処理する能力を持つように、情報処理とインテリジェンスの統合を達成するために、リアルタイム監視システム、生産現場の機器のトラブルシューティングや生産プロセスのパラメータ監視や生産プロセスの他の側面で使用されるので、アプリケーションの重要な価値がある。