ハイエンド精密製造のためのCNC加工技術

速度と変位を検出し、その情報をフィードバックして閉ループ制御を形成するフィードバック装置は、測定素子とそれに対応する回路の組み合わせで構成される。要求される精度はそれほど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工作機械の本体とは、実際の切削加工を行うための機械部分であり、ベッド、ベース、テーブル、サドル、スピンドルを含む。

CNC加工プロセスの特徴

CNC数値制御加工機械加工の切断の法則に従って、通常の工作機械の加工プロセスは、多かれ少なかれ同じですが、それは機械加工の自動化処理、高い処理効率、高精度の機能の分野で使用されるコンピュータ制御技術であり、処理プロセスはユニークな特徴を持って、プロセスがより複雑であり、詳細かつ集中的なステップバイステップの配置。

ナイフのプロセスルートの設計を決定するためのツールの選択、切削パラメータは、CNC CNC加工プロセスに含まれています。CNC CNC加工プロセスは、CNCプログラミングの基礎であるコアであり、唯一の合理的なプロセスは、高効率のCNCプログラムでプログラムすることができ、高品質のCNCプログラムでプログラムすることができます。CNCプログラムの良し悪しの基準を測定する：最小の処理時間、最小の工具損失、処理されたワークの最良の結果。

CNC加工工程は、ワークピースのプロセスカテゴリの全体的な処理に属し、プロセスの正確な1つは、それが最終的に全体的な機械や金型の組立要件と一致するために、お互いの前と後の他のプロセスと一緒にする必要がありますので、部品の品質が基準を満たすように処理することができます。

CNC加工の工程は、大まかにはこのように区別され、このリンクの粗加工だけでなく、中仕上げや仕上げ、その他多くの工程を含む。

CNCプログラミング

CNCプログラミングとは、パーツの図面からCNC加工プログラムを得るまでのプロセス全体を指す。CNCプログラミングの主な仕事は、加工プロセス中の工具位置点（ポイント、略してCL点とも呼ばれる）を計算することである。CL点は一般的に工具軸と工具面の交点とされ、多軸加工では工具軸ベクトルを与える必要がある。

CNC工作機械では、工作物の図面の要求に従い、次に加工工程に従って、工具と部品の移動量、速度、および動作順序を、主軸の速度、および主軸の回転方向、刃物台のクランプ、刃物台の緩め、および冷却などの動作と連動させ、必要なCNCコードをプログラム形式にコンパイルし、工作機械専用コンピュータに入力する。その後、入力された指示に基づいてCNCシステムをコンパイルし、動作させ、論理処理後、各種信号や指示を出力して、指定された変位やシーケンシャル動作に従って各部を制御することで、様々な形状のワークを加工することができる。したがって、プログラムのコンパイルはCNC工作機械の性能に大きな影響を与える。

CNC工作機械の数値制御装置に入力されたプログラムの形式で、命令コードのさまざまな異なる機能を表す必要があります、数値制御装置は、演算処理を実行し、その後、部品の切削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パルス信号を送信します。

現在、CNCプログラムには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。

技術の進歩の結果、3D用のCNCプログラミングは、手作業で行われることはほとんどなく、むしろ商業化されたCAD/CAMソフトウェアを使って行われることが多い。

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、加工軌跡の編集を実行することができ、プロセスパラメータを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し、また、データ管理の機能を持っています。

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、ユーザーに非常に人気があります。CNCプログラミングの原理、グラフィック処理と加工方法の各ソフトウェアは、すべての類似点と相違点であるが、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

1.部品の図面を分析し、ワークピースの一般的な状況、形状、ワークピースの材質、およびプロセスの要件を知る。

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.プログラム検証（工作機械にプログラムを入力し、プログラミングの正しさを検証するためにグラフィカルなシミュレーションを行う）

6.ワークピースの加工（優れた工程管理は、時間の節約と加工品質の向上に極めて有効である）。

7は、それが修飾されていない場合は、次のプロセスに流れるように、修飾された場合は、テストを実施するワークピース、その後、エラーの原因を見つけるために品質分析の助けを借りて、方法を修正しようとすると、これはワークピースの受け入れだけでなく、エラー分析の品質です。

CNC工作機械の歴史

第二次世界大戦の終了後、製造業の生産のほとんどは、労働者が手で工作機械を操作するために、図面を理解するとき、手動操作の助けを借りて実施され、その後、製品を生産するためにそのような方法を通じて、部品を処理するために、コストは比較的高く、効率は比較的低く、品質が保証の同じ程度までではありません。

1940年代末、パーソンズ（ジョン）というアメリカ人エンジニアが、加工する部品の形状を表すために厚紙のカードに穴を開け、そのカードを使って工作機械の動きを制御するというアイデアを思いついたが、当時はまだアイデアに過ぎなかった。

1948年、パーソンズは彼のアイデアを米空軍に示し、米空軍は大きな関心を示した。というのも、米空軍は先進的な加工方法を探しており、航空機のプロファイル・サンプル加工の問題を解決しようとしていたからである。硬いボール紙によって制御されるこの工作機械を開発するために、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、1960年に、よりシンプルで経済的なポイント制御ボール盤だけでなく、リニア制御CNCフライス盤は、より速い開発を達成するために、製造業の様々な分野でCNC工作機械が徐々に促進されるように。

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から開発し始め、その後、非常に複雑な統合加工システム、プログラミングになるだけでなく、手動開発から、インテリジェントで強力なCAD / CAM統合システムの進化。

中国では、CNC技術の開発が比較的遅く、国内のワークショップのほとんどのために、後進的な機器、技術的なレベルに遅れをとっている人員があり、コンセプトはまた、短いボードと貧しい人々の加工品質に起因する他の状況を反映して、処理効率は高くありませんが、また、多くの場合、問題の配信が遅れる。

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。

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。

4、実際には、1964年に、NCシステムの第四世代は、コンピュータ数値制御システム、また、CNC制御システムとして知られている非常に精通して開発されている。

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、このマイクロプロセッサを応用したNCシステムが第5世代のNCシステムとなった。

6、NCシステムの第6世代、現在の統合製造システム、つまりMISの使用、DNCの使用、またフレキシブル加工システム、つまりFMSの使用。

CNC工作機械の動向

1.高速

自動車産業の高速発展に伴い、防衛産業の高速発展に伴い、航空産業の高速発展に伴い、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工作機械加工に使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.主軸回転数、工作機械は、主軸の種類で使用されている、つまり、主軸モータは、最大主軸回転数を持っている/分そのような状況。

b. 分解能0.01µmで、最大送り速度240m/minを達成し、複雑な表面の正確な加工が可能です。

c. 動作速度の面では、マイクロプロセッサの急速な発展により、CNCシステムの高速化、高精度化の方向への発展が確実なものとなり、32ビット、64ビットのCPUが開発され、周波数が数百メガヘルツ、数千メガヘルツに向上している。この大幅な演算速度の向上により、0.1μmや0.01μmの分解能で、最大24～240m/minの送り速度を得ることが可能になった。

d.工具交換速度：現在、それらの先進的な外国のマシニングセンターは、工具交換時間は、一般的に言えば、ほぼ1秒かそこらにされている、高いですが、0.5秒に達している。ドイツ企業は、バスケットスタイルとして設計されたツールマガジンは、軸としてスピンドルにあり、工具はそこに配置の円周上にあり、それはナイフからナイフへの工具交換時間はわずか0.9秒です。

2.高精度

それはもはやCNC工作機械の精度要件の静的幾何学的精度、工作機械の運動精度、工作機械の熱変形だけでなく、増加注目の監視と補正の振動に限定されない。

a.CNCシステムの制御精度を向上させるために、まず第一に、高速補間技術の使用、連続供給を達成するために、小さなプログラムセグメントに続いて、CNC制御ユニットの改良を行うために、次に、位置検出精度を向上させるために、高分解能の位置検出装置を使用し、最終的にフィードフォワード制御と非線形制御およびその他の方法を使用してサーボシステムの位置。

b.エラー補正技術の使用、逆ギャップ補正技術の使用、ねじピッチエラー補正技術の使用、工具誤差補正および他の技術の使用は、包括的な補償を実施するために、機器の熱変形のために、空間誤差の包括的な補償を実施する。

c.グリッド方式を採用してチェックし、マシニングセンターの運動軌跡の精度を向上させ、シミュレーションの助けを借りて工作機械の加工精度を予測し、工作機械の位置決め精度だけでなく、繰り返し位置決め精度を確保し、長時間安定した状態で性能を維持し、異なる動作条件下で様々な加工タスクを達成することができ、同時に部品の加工品質を確保する。

3.機能的複雑性

多軸リンケージCNC工作機械は、現代の加工要件が改善され続けているため、大企業にますます歓迎されている、複合工作機械は、構造的特徴に応じて、ブランクから完成品の処理に様々な要素を完了するために、工作機械上または可能な限り達成することができ、マシニングセンタのプロセス複合とプロセス複合2つのタイプに分けることができる旋削、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ことができ、複雑な部品で完了することができます。すべての処理。

4.インテリジェント制御

このような開発ニーズの自動化を達成するために、柔軟な生産と製造を提示するために製造業に到達する必要性の観点から、人工知能技術の前方開発の軌跡に沿って、CNC工作機械のインテリジェンスの程度は、改善の過程にあり続ける。具体的には、次の側面に反映されます：

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. 製造工程では、インテリジェントな4M CNCシステムがあり、測定部、モデリング部、加工部、機械操作部の4Mを同じシステムに統合している。

5.システムの開放性

ソフトウェアとハードウェア間のインターフェイスは、広く認知された標準プロトコルに基づいているため、新世代の一般的なソフトウェアやハードウェアを採用し、対応させ、互換性を持たせることができる。

b.我々は、製品の更新、機能の拡張だけでなく、特殊なアプリケーションの要件を満たすために、異なる組み合わせでハードウェアとソフトウェア製品の様々な組み合わせを提供することを含め、ユーザーの特別な要件にオープンです。

c. CNC標準の構築に関しては、標準化されたプログラミング言語が存在し、一方ではユーザーに使いやすさを提供し、他方では運転効率に直結する労働力の消費を削減する。

6.ドライブの並列化

アセンブリ機能を備えたマルチ座標系リンケージCNC加工を、達成することができるだけでなく、測定の様々な特性を持っているだけでなく、より複雑な特殊部品加工の要件を満たすことができ、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 ”とみなされるだけでなく、“21世紀の新世代のCNC世紀の新世代のCNC加工機」とされている。

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し、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、新しい製造プロセスおよび装置を開発する必要性は、極小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ために、マイクロナノテクノロジーも21世紀の戦略的な技術であり、新しい製造プロセスおよび装置を開発する必要性は、極小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ために。

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に到達することができますが、また、CNC工作機械のリモート監視および制御だけでなく、リモート診断と句読点のメンテナンスを行うことができます。

9.プロセスのグリーン化

近年、工作機械が続々と登場し、これらの工作機械はクーラントを使用しないか、クーラントの使用量が少なく、省エネで環境に優しい特徴を備えたドライカット、セミドライカットを実現することができ、グリーン製造業の一般的な傾向は、様々な省エネで環境に優しい工作機械の加速的な発展を促した。

10.マルチメディア技術の応用

マルチメディア技術は、1つのコンピュータ、オーディオおよびビデオと通信技術と組み合わせることで、コンピュータは現在、サウンド、テキスト、画像、ビデオ情報の包括的な治療法を持っている。統合された情報処理を達成することができ、インテリジェントな、リアルタイム監視システムのため、生産現場設備のトラブルシューティングのため、生産プロセスパラメータの監視のため、重要なアプリケーションの値があります。