コンピュータ数値制御(CNC)とは何ですか?

コンピューター数値制御 (CNC) は、工作機械に組み込まれた事前にプログラムされたコンピューター ソフトウェアを使用して、工作機械の制御、動作、精度を自動化する製造方法です。

CNC は製造現場で金属やプラスチック部品を加工するために一般的に使用されます。 フライス盤、旋盤、ルーター、ドリル、グラインダー、ウォーター ジェット、レーザーは一般的な切削工具であり、その操作も CNC で自動化できます。 また、溶接、電子アセンブリ、フィラメントワインディングマシンなどの工作機械以外の制御にも使用できます。

CNC では、製造される各オブジェクトにカスタム コンピューター プログラムが与えられます。このプログラムは通常、G コードと呼ばれる国際標準言語で書かれており、機械に取り付けられたマイクロコンピューターであるマシン コントロール ユニット (MCU) に保存され、実行されます。 M コード言語は、CNC 操作で G コードと組み合わせて使用​​することもできます。

G コードが機械の動きと機能を制御するのに対し、M コードは操作の外部の動きを制御します。 プログラムには、材料の送り速度や工具のコンポーネントの位置と速度など、工作機械が従う命令やパラメータも含まれています。

プロセスの初期段階で、エンジニアは製造する部品のコンピュータ支援設計 (CAD) 図面を作成し、その図面を G コードに変換します。 プログラムは MCU にロードされ、機械オペレーターは原材料を所定の位置に配置せずにテスト実行を実行して、適切な位置とパフォーマンスを確認します。 速度や位置が間違っていると、機械と部品の両方が損傷する可能性があるため、この手順は重要です。

すべての準備が完了すると、CNC マシンはプログラムを実行し、指示どおりに正確にジョブを完了します。 仕事には、ゼロから何かを作成することから、工作物の切断や印刷まで、あらゆるものが含まれます。

数値制御により、機械は手作業による機械加工や大規模な人間の関与を必要とせずに、より迅速に、より優れた表面仕上げの製品を生産できるようになります。

CNC システムには次のような利点があります。

CNC マシンが提供する素晴らしい利点に加えて、他の生産方法よりも高価で、より多くのメンテナンスが必要になる傾向があり、企業は熟練した CNC プログラマーを雇用する必要があります。

CNC は、医療、航空宇宙、軍事、防衛などの重要な産業や分野で不可欠な役割を果たしています。 コンポーネントの故障は生命に危険を及ぼす可能性があるため、これらの業界の企業は、CNC マシンが提供できる最高レベルの精度を部品に求めています。

以下は、CNC 機械を利用するいくつかの業界です。

飛行機のあらゆるコンポーネントの製造に必要な精度は、CNC によって向上します。 これには、外殻から最も内側の部分までのすべてが含まれます。 CNC 加工された航空宇宙部品はミッションクリティカルであることが多いため、製造する際には最高レベルの精度と精度を使用する必要があります。 また、平面度、真円度、円筒度については、コンピューター支援加工でのみ満たせる厳しい要件が頻繁にあり、0.00004 インチという小さな公差も珍しくありません。

アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮、ニッケル、青銅、セラミック、プラスチック、マグネシウム、チタン、およびインコネルやコバールなどの高性能合金は、航空宇宙 CNC 加工で利用できる材料の一部です。

CNC 加工されたコンポーネントの例をいくつか次に示します。

患者のニーズを満たすために、医療業界は主に、CNC 機械によって生産される、専門的で正確かつ高品質の製品に依存しています。 新型コロナウイルス感染症のパンデミック中、マスクや人工呼吸器などの医療製品の必要性が高まり、CNC マシンへの依存度が高まりました。 医療を受ける際の感染症の感染を防ぐために、使い捨ての医療機器もよく使用されます。 このため、医療分野にとって、CNC を採用して医療製品の生産を増やし、加速することがさらに重要になっています。