ハイエンド精密製造のためのCNC加工技術

フィードバック装置は、測定素子と対応する回路から構成され、速度量を検出し、変位量を検出し、関連情報をフィードバックして閉ループ制御状況を形成する機能を有する。精度の要求が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

CNC工作機械の実体は工作機械の本体であり、実際の切削加工を完成させるための機械部品であり、ベッドもそれに属し、ベースもそれに属し、テーブルもそれに属し、ベッドサドルもそれに属し、主軸もやはりそれに属する。

CNC加工プロセスの特徴

CNC数値制御加工加工や切削の法則に従ったもので、通常の工作機械の加工技術とほぼ同じである。機械加工のコンピュータ制御技術に使われ、自動化加工に属するので、加工効率が高く、精度が高いという特徴がある。その加工技術は独特なところがあり、工程はより複雑で、一歩一歩の配置が細かく徹底している。

工具の選択、切削パラメータの決定、工具ルーティングの設計は、すべてCNCプログラミングの中核であり基礎であるCNC加工プロセスに含まれ、プロセスが合理的である場合にのみ、高効率と高品質を達成するCNCプログラムをコンパイルすることができます。CNCプログラムの品質を測る基準は、最小の加工時間、最小の工具摩耗、そして可能な限り最高の結果を生み出す能力です。

CNCマシニングプロセスは、ワークピースの全体的な処理の一部であり、プロセスの一つであり、それは最終的に機械や金型の全体的な組立要件を達成するために、お互いに他のプロセスの前面と背面である必要があるので、標準に沿って部品を処理することができるように。

CNC加工工程は、通常、これらのステップの部分のいくつかに分割され、荒加工があり、中間の荒加工明確な角度処理があり、半仕上げを含むに加えて、その後、仕上げなど。

CNCプログラミング

CNCプログラミングは、部品図面から始まり、最終的なCNC加工プログラムを取得するまで続く完全なプロセスである。主な作業は、CL点と呼ばれる加工中の工具位置点の計算である。工具位置点は通常、工具軸が工具サーフェスと交差する点として選択され、多軸加工の場合は工具軸ベクトルも与えなければならない。

工作物の図面や加工工程の流れの要求に従い、使用する工具はもちろん、各部品の移動量や移動速度、各動作の順序、主軸の回転数、主軸の回転方向、刃物台のクランプ動作、刃物台の緩め動作、冷却などの種類の動作を所定のCNCコードの形でプログラムシートに書き込み、工作機械に特別に装備されたコンピュータに入力する。その後、CNCシステムは、入力された命令に基づいて、コンパイル、演算、論理処理を実行し、指定された変位と整然とした動作に従って各部品を制御するために、あらゆる種類の信号と命令を出力し、ワークのさまざまな異なる形状を処理できるようにします。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工作機械のCNC装置に入力されたプログラムの形式に命令コードのさまざまな異なる機能は、CNC装置は、演算処理に続いて、CNC工作機械の様々な可動部の動作を制御するパルス信号を送信し、最終的に部品の切断や加工を完了します。

現在、CNC手順には2つの規格があり、1つはISO（国際標準化機構）、もう1つはEIA（電子工業会）で、これは中国で採用されているISOコードである。

技術の進歩に伴い、3次元CNCプログラミングを手作業で行うことはほとんどなくなり、代わりに市販のCAD/CAMソフトウェアが使われるようになった。

コンピュータ支援プログラミングシステムの中核はCAD/CAMであり、データ入出力の機能を持つだけでなく、加工軌跡の計算を実行することができますだけでなく、加工パラメータに設定することができ、加工シミュレーションを実現することができ、CNCプログラムの後処理を実行することができ、データ管理の機能を持っている軌跡の編集。

現在、中国の人気ユーザーには、強力なCNCプログラミングソフトウェア、UG、CAXAなどが存在する。CNCプログラミングの原理、グラフィック処理、加工方法など、各ソフトウェアは多かれ少なかれ同じですが、それぞれに特徴があります。

CNC加工部品のステップ

まず、部品の図面を分析し、ワークピースの一般的な状況を把握する。

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、プログラムの検証、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に続いて、マシンにプログラム。

ワークピースを加工する際、優れた工程管理は時間を節約し、ワークピースの品質を大幅に向上させる上で非常に効果的である。

7、ワークピースの受け入れを実施するために、エラー分析の品質が、最初のワークピースは、次のプロセスに流れるように修飾されていない場合は、品質分析の助けを借りて、エラーと対応する是正方法の原因を見つけるために、検査する。

CNC工作機械の歴史

第二次世界大戦後、製造業は手作業による生産に依存し、労働者は図面を読み、手作業で工作機械を操作し、部品を加工しなければならない。

1940年代後半、米国にパーソンズ（ジョン）というエンジニアがいたが、彼はある方法を思いついた。この方法は、パンチの上に厚紙のカードを置き、パンチを通して部品の形状の加工を行う必要性を示し、このカードを使って工作機械の動作を制御するというもので、当時はまだ一種のアイデアでしかなかった。

1948年、パーソンズは米空軍に彼らのアイデアを伝え、米空軍が聞いて、大きな関心を示しただけで、当時の米空軍は、プロトタイプの形状が非常に複雑である観点から、航空機のプロトタイプ加工の問題を解決することを目的とし、高度な加工方法を探している、非常に高いの精度要件は、通常の機器が適合することは困難である、米空軍はすぐに研究を実施するために、米国、マサチューセッツ工科大学（MIT）に委託し、スポンサーR＆Dに行く！この工作機械は、段ボールで制御され、最終的に1952年に、MITとパーソンズが正常に1960年代に、最初のデモ機を開発するために力を合わせて、より簡単で経済的なポイント制御のボール盤だけでなく、急速な発展にリニア制御CNCフライス盤、すべての分野の製造業におけるCNC工作機械の段階的な推進を促す。

CNC加工の歴史は、半世紀以上にされている、NC数値制御システムだけでなく、初期のアナログ信号回路制御、非常に複雑な統合処理システムの開発から、プログラミング手法だけでなく、手で、インテリジェントで強力なCAD / CAM統合システムの開発。

国内の状況といえば、中国のCNC技術の開発は比較的遅く、多くの国内のワークショップのために、その機器の相対的な後進性があり、技術レベルの人員と後進性の概念は、品質と処理効率の悪いの処理に反映されている高さではなく、多くの場合、期限の現象の配信が遅れている。

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ている、最初のCNC工作機械は1952年に誕生し、それはフライス盤や旋盤からマシニングセンターに発展し、近代的な製造業のための重要な設備となっている。

2.第2世代のNCシステムは1959年に製造され、主に個々のトランジスタと他の部品で構成された。

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。

実際、1964年には第4世代のNCシステムが開発され、これが私たちに非常になじみの深いコンピュータ数値制御システム、すなわちCNC制御システムである。

5.1975年、NCシステムに強力な機能を持つマイクロプロセッサが採用され、これがNCシステムの第5世代と呼ばれる。

第6世代のNCシステムで、現在の統合生産システム（MIS）とDNC、フレキシブル加工システム（FMS）が加わった。

CNC工作機械の動向

1.高速

自動車産業の高速開発、防衛産業の高速開発、航空産業の高速開発、航空宇宙産業の高速開発、アルミ合金やその他の新素材を適用することができ、この場合、高速CNC工作機械加工の要件は、より高く、より高いです。

a.主軸回転数：電動主軸を使用する工作機械、つまり主軸動力源として主軸モータは、主軸は毎分何回転、/分の具体的な値の最高速度を達成することができます。

b.送り速度を以下に示す。分解能0.01μmで、最大送り速度は240m/minに達することができ、複雑な形状の正確な加工を得ることも可能である。

c.動作速度：マイクロプロセッサの急速な発展は、保証を提供するために、高速、高精度の方向に向かってCNCシステムのために、CPUの開発は、32ビットまたは64ビットCNCシステムに開発されていることによると、その周波数はメガヘルツの数百、さらには数千に増加した。この演算速度の大幅な増加のため、分解能が0.1μmまたは0.01μmの場合、最大24〜240m/分の送り速度を得ることが可能である。

d.工具交換速度：現在、海外の先端加工の中心で工具交換時間は通常1秒前後、中には0.5秒のものもある。 ドイツの会社はこの場合、バスケットスタイルとして置く、ツールマガジンはそうなるように設計されており、主軸を軸として、その後、最終的にナイフ交換時間を通過するナイフにナイフの外周に工具配置があるわずか0.9秒です。

2.高精度

今日、CNC工作機械の精度に対する要求は、もはや静的な幾何学的精度に限定されるものではなく、工作機械の運動精度がますます注目され、熱変形もますます注目され、振動のモニタリングと補正もますます重要になってきている。

CNCシステムの制御精度を向上させるために、高速補間技術が使用され、これを通じて、CNC制御ユニットを洗練させる目的を達成するために、小さなプログラムセグメントで連続送りが達成され、位置検出精度を向上させるために、高分解能位置検出装置が使用され、位置サーボシステムはフィードフォワード制御と非線形制御方式が使用される。

バックラッシュ補正、ねじピッチ誤差補正、工具誤差補正など、装置の熱変形誤差と空間誤差を総合的に補正する技術の採用が誤差補正技術の採用である。

c. マシニングセンターの軌跡の精度を向上させるためにグリッドでチェックし、シミュレーションの助けを借りて機械の加工精度を予測し、機械の位置決め精度と繰り返し位置決め精度を確保し、機械の性能を長期にわたって安定させ、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確保する。

3.機能的複雑性

一つの工作機械で様々な要素加工を実現すること、あるいはブランクから製品までの加工を可能な限り完成させること、これが複合工作機械の意味である。複合工作機械は、複合加工機と複合加工機という構造上の特徴によって2つに分けられる。マシニングセンターは、旋削、フライス、ドリル、ホブ、研削、レーザー熱処理および他のプロセスを完了するだけでなく、複雑な部品のすべての処理を完了することができます。現代の加工要件が改善され続けると、多軸リンクCNC工作機械の多くは、ますます大手企業に歓迎されています。

4.インテリジェント制御

人工知能技術の発展に伴い、製造業の生産柔軟性の需要を満たすため、製造自動化の発展の需要を満たすため、CNC工作機械の知能の程度は向上し続けている。具体的には次のような面で具現化される：

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、機械操作が4Mと呼ばれる1つのシステムに統合されている。

5.システムの開放性

ハードウェアとソフトウェアのインターフェースは、認知された標準プロトコルに基づいているため、新世代の汎用ハードウェアやソフトウェアと互換性があるだけでなく、採用・同化することが可能であり、これは将来の技術に対するオープン性の証でもある。

b. 機能拡張を含む製品の更新や、特殊なアプリケーション要件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を含む、特殊なユーザー要件に対するオープン性。

標準化されたプログラミング言語によるCNC標準の確立は、ユーザーがCNCを使いやすくし、作業効率に直結する労働消費も削減する。

6.ドライブの並列化

多軸リンクCNC加工機能を実現するだけでなく、アセンブリ機能を持ち、測定機能を持ち、より複雑な特殊部品加工のニーズを満たすことができるパラレルマシンは、「工作機械業界のCNC技術の発明以来、最も重要な進歩」とみなされているだけでなく、「21世紀の新世代CNC加工装置」ともみなされている。パラレルマシンは、「CNC技術の発明以来、工作機械業界で最も重要な進歩」とみなされているだけでなく、「21世紀の新世代CNC加工装置」ともみなされている。

7.偏光（小型化と微細化）

国防の発展、CNC工作機械のサポートの大規模かつ良好なパフォーマンスの必要性、航空の発展は、また、CNC工作機械のサポートの大規模かつ良好なパフォーマンスを必要とする、航空宇宙産業の発展、CNC工作機械のサポートの大規模かつ良好なパフォーマンスのための同じ必要性、エネルギー、その他の基本的な産業機器の大規模な、またはCNC工作機械のサポートの大規模かつ良好なパフォーマンスの必要性。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るだけでなく、マイクロ-スモールサイズとマイクロナノ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

それは、ネットワークリソースの一般的な共有を達成するだけでなく、リモート監視、制御、リモート診断とメンテナンスの場合には、CNC工作機械を達成することができます。

9.プロセスのグリーン化

近年では、連続的なノーまたは少ないクーラント、ドライカット、セミドライ切削省エネ、環境に優しい工作機械、グリーン製造業の動向の出現は、そのように、前方の開発を加速するために、省エネ、環境に優しい工作機械の様々な。

10.マルチメディア技術の応用

コンピュータは、マルチメディア技術の包括的な処理音、テキスト、画像およびビデオ情報能力を持ってみましょう、技術の一つとして、コンピュータ、オーディオおよびビデオと通信技術の統合であり、それは、統合され、インテリジェントなこれらの情報処理を実現することができますリアルタイム監視システムに適用することができますが、また、生産現場の機器の故障診断や生産工程パラメータの監視などに使用することができますので、アプリケーションの重要な価値がある。