製造におけるCNC機械加工の役割と利点

2021年までに、前例のない状況がCNC産業の技術革新と進歩を大幅に加速させました。 自動化、廃棄物削減、グローバル競争、最新の新技術に焦点を当てたおかげで、一連のエキサイティングなトレンドとイノベーションがもたらされ、CNC業界の様相をさらに変えるでしょう。 今日の製造業では、増え続ける生産性の需要を満たすために、テクノロジーの需要が増え続けています。 コンピューター数値制御(CNC)機械加工は、精度、精度、速度を向上させることにより、世界中の企業が製造目標を達成するのに役立ちます。

この記事では、製造におけるCNC機械加工技術の役割と利点について説明します。

現代の製造におけるCNC技術

最新のCNC工作機械は、CNCプログラムを使用して、加工プロセスをガイドするようにプログラムされたワークピースから原材料を順次除去します。

ハンドホイールまたはジョイスティックを介して手動で制御される「昔ながらの」機器とは対照的に、CNCマシンは、事前にプログラムされた一連の制御コマンドを実行するコンピューターによって操作されます。 これらの全自動機械は、Gコードと呼ばれる専用のCNC加工言語を理解し、送り速度、速度、位置、調整などの正確な生産測定値を伝達します。 部品の機械的寸法は、コンピューター支援設計(CAD)ソフトウェアを使用して定義され、コンピューター支援製造(CAM)ソフトウェアを介して製造指示に変換されるため、プロセスには熟練したCNCメカニック、オペレーター、およびプログラマーが必要です。

メーカーは、ソフトウェアと機械(フライス盤、旋盤、グラインダーを含む)を使用してパフォーマンスを向上させます。 多軸加工機能を備えた最新のコンピューター制御工作機械は、強力なソフトウェアを使用して、幾何学的な複雑さと厳しい公差要件を備えた部品を作成します。

ラピッドプロトタイピング加工

CNCテクノロジーは製造にどのように役立ちますか?

手動処理と比較して、CNC技術にはさまざまな利点があります。 自動化技術は、操作中の人の干渉を最小限に抑え、高度な再現性と柔軟性を備えているため、メーカーは精度、品質、生産性、費用対効果などのパラメーターを強化できます。

効率を向上させる

CNC機械はほぼ完全に自動化できるため、高品質の精密部品を製造できます。 CAMソフトウェアはCADモデルに基づいてマシンのコードを生成し、オペレーターは同時に実行するように多くのマシンをプログラムできます。 市場の需要に対応する場合、デジタルプロセスは、信頼性の高い再現性、改善された許容範囲、およびシームレスなスケーラビリティを提供します。 定義上、サブトラクティブ製造は廃棄物を生成しますが、CNC工作機械の高精度は廃棄物を最小限に抑えることができます。 これは物理的なプロセスであるため、廃棄物はリサイクルしやすいです。

さらに、CNCマシンは、人為的ミスのリスクなしに、手動の介入とは無関係に長期間実行できます。 3軸および5軸の機械加工機能により、複雑な形状の部品のCNCフライス盤公差を+/- 0.01インチ、CNC旋削公差を+/- 0.0005インチにすることができます。 5軸CNCマシンを使用して複雑な部品を製造する場合の一般的なリードタイムは、5〜6週間ですが、単純な部品の加工には数時間かかる場合があります。

CNC工作機械は、速度、精度、品質を向上させることにより、機械加工プロセス全体の効率を向上させることができます。

生産性の向上

CNCマシンは、複数の操作を実行し、同時に複数のツールを処理できます。 CNC工作機械は、部品製造の複数のステップを組み合わせることにより、サイクルタイムを大幅に短縮できます。 ラピッドプロトタイピング中のサイクルタイムの短縮が利点になります。 CNCマシンは、わずか数時間で複数回生産できるプロトタイプを作成できます。 プロトタイプの生産準備が整うと、これらのマシンは正確な工具測定を簡単に繰り返し、すぐにスケーリングできます。 プロトタイプが成功した場合、製造業者は同じCAMプログラミングをすばやく簡単に使用して、プロトタイプから本格的な生産に拡張できます。 同じCAMプログラミングとフィクスチャ戦略を複数のCNCマシンで使用できます。 部品を変更する必要がある場合は、デジタルで実装できます。 最終的に、CNC機械加工により、人々は市場の需要に迅速に対応し、より高品質の製品をより迅速に提供できるようになります。

運用上の安全性

プログラムすると、CNCマシンは独立して動作できます。 最新のCNCマシンは、残留回路ブレーカー(RCB)に接続された単相電源を使用しており、障害が発生すると、すぐに電源が遮断されます。 最後に、CNC工作機械は、人間の疲労、不注意、その他の基本的なユーザーエラーをほぼ排除します。

 

CNC機械加工は、一般的な製造作業ではありません。 これは革新的で意味のあるキャリアパスであり、クリエイティブな人々が製品作成のすべての段階(最初のコンセプトから設計、コーディングから最終製品まで)で製品を見ることができます。

製造におけるCNC技術の将来の役割

CNCテクノロジーは製造業を完全に再形成し、より多くの産業が部品やプロトタイプの生産をスピードアップするためにビジネスモデルを更新することを選択しています。 ロボット工学、人工知能(AI)、モノのインターネット(IoT)の統合は、CNCテクノロジーの次のステップです。 ロボットとAIは、完全に自動化された製造プロセスを通じて潜在的な人的エラーを排除できます。

iiot

多くの産業施設は、完全に自動化された製造プロセスを開始しています。 産業用モノのインターネット(IIoT)は、デジタル自動化されたプロセスです。 CNCマシンは、センサーを追加し、インターネットを介してそれらを工場ユニットに結合することにより、機器のステータス、製造プロセスの効率、生産性レベル、およびエネルギー消費に関するデータを生成します。 データアナリストとソフトウェアは、キャプチャされたデータを使用してプロセスを標準化します。 この継続的な情報の流れにより、プロセスが最適化され、生産性と費用対効果が向上します。これらはすべて、企業の収益性に直接影響します。

さらに、IIoTを使用してCNC工作機械から収集されたデータを使用することにより、会社は特定の秒での正確な生産速度を知ることができます。 デバイスが使用されていないとき、デバイスは自動的にエンジンをシャットダウンしてエネルギーコストを節約し、部品が耐用年数に近づいていることを識別し、さまざまなコンポーネントの製造に必要な正確な電力を想定します。

CNCテクノロジーの将来予測

今のところ、今後10年間で最大のCNC加工革命は、6軸加工法かもしれません。 現在、ほとんどのCNC工作機械は3〜5軸のサポートを提供しています。 つまり、ツールは3次元(x、y、z)で製品を処理できますが、5軸工作機械は回転スピンドルを使用して他の2軸で処理します。 6軸CNCマシンは、z軸を中心にさらに回転できるため、切削時間が短縮されます。

今後、実際のメーカーやサードパーティのCNCショップが、航空宇宙や自動車部品の高精度生産であることが証明される6軸CNC工作機械に注目するようになることが予想されます。 コンポーネントなどの大型機械部品に最適です。 可能な限り最高の精度が要求されます。 6軸CNC工作機械は、近い将来、業界でなくてはならない製品になるでしょう。

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