CNCシステムが起動されると、望ましい切削がソフトウェアにプログラムされ、それに対応する工具や機械に指示され、指定された寸法作業を実行します。これはまるでロボットのようです。.
CNCプログラミングでは、数値制御システム内のコードジェネレーターはしばしばメカニズムが完璧であると仮定しますが、誤りの可能性は高く、特にCNCマシンが複数の方向に同時に切削を行う場合にはより大きくなります。数値制御システムにおける工具の配置は、パートプログラムと呼ばれる一連の入力によって概説されます。.
数値制御機械では、プログラムはパンチカードを通じて入力されます。一方、CNCマシンのプログラムは、小型キーボードを通じてコンピュータに入力されます。CNCプログラミングはコンピュータのメモリに保存されます。コード自体はプログラマーによって作成・編集されます。したがって、CNCシステムははるかに広範な計算能力を提供します。何よりも、CNCシステムは静的なものではなく、改訂されたコードを通じて既存のプログラムに新しいプロンプトを追加することが可能です。.
CNCマシンプログラミング
CNC製造では、機械は数値制御を通じて操作され、ソフトウェアプログラムが対象物を制御するように指定されます。CNC加工の背後にある言語はGコードとも呼ばれ、速度、送り速度、協調など、対応する機械のさまざまな動作を制御するために書かれています。.
基本的に、CNC加工は機械工具の速度と位置を事前にプログラムし、ソフトウェアを通じて反復可能で予測可能なサイクルで実行できるようにします。人間の操作員の関与は最小限です。CNC加工プロセスでは、2Dまたは3DのCAD図面が作成され、それがCNCシステムが実行するためのコンピュータコードに変換されます。プログラムが入力された後、操作員は誤りがないか試運転を行います。.
これらの能力により、このプロセスは製造業のあらゆる分野で採用されており、特に金属やプラスチックの生産においてCNC製造は非常に重要です。使用される加工システムの種類や、CNC機械プログラミングがどのようにCNC製造を完全自動化しているかについて、以下で詳しく説明します：
オープンループ/クローズドループ加工システム
CNC製造プロセスでは、位置制御はオープンループまたはクローズドループシステムによって決定されます。前者では、信号はCNCコントローラーとモーター間を一方向に流れます。後者のクローズドループシステムでは、コントローラーがフィードバックを受け取ることができ、誤差修正が可能になります。したがって、クローズドループシステムは速度や位置の不規則性を修正できます。.
CNC加工では、動きは通常X軸とY軸に沿って制御されます。工具は、ステッパーまたはサーボモーターを介して位置決めおよび誘導され、Gコードによって決定された正確な動きを再現します。力や速度が最小の場合は、オープンループ制御で運用可能です。その他の場合は、速度、一貫性、精度を確保するためにクローズドループ制御が必要です。.
CNC加工では、動きは通常X軸とY軸に沿って制御されます
CNC加工は完全自動化されています
今日のCNCプロトコルでは、事前にプログラムされたソフトウェアによる部品の生産はほぼ自動化されています。特定の部品の寸法はコンピュータ支援設計（CAD）ソフトウェアで設定され、その後コンピュータ支援製造（CAM）ソフトウェアを使って実際の完成品に変換されます。.
任意のワークピースには、ドリルやカッターなどさまざまな工具が必要になる場合があります。これらのニーズに対応するため、多くの現代の機械は複数の機能を一つのセルに統合しています。.
または、複数の機械とロボットアームのセットで構成され、部品を一つの用途から別の用途へと移動させることもありますが、すべて同じプログラムによって制御されます。どのようなセットアップであっても、CNC製造プロセスは、手作業では再現が難しい、あるいは不可能な一貫性のある部品生産を可能にします。.
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さまざまな種類のCNCマシン
最も初期の数値制御マシンは1940年代にさかのぼり、モーターが既存の工具の動きを制御するために初めて使用されました。技術が進歩するにつれて、メカニズムはアナログコンピュータで強化され、最終的にはデジタルコンピュータによりCNC加工の台頭を迎えました。.
超音波溶接、穴あけ、レーザー切断は、より一般的なCNC操作のプロセスです
今日のCNC兵器の大部分は完全に電子的です。一般的なCNC操作のプロセスには、超音波溶接、穴あけ、レーザーカットなどがあります。CNCシステムで最も頻繁に使用される機械には次のようなものがあります：
CNCフライス盤
CNCミルは、さまざまな距離を移動する部品をガイドする数字や文字のプロンプトで構成されたプログラムで動作可能です。ミル機械のプログラミングは、Gコードまたは製造チームが開発した独自の言語に基づいている場合があります。基本的なミルは三軸システム（X、Y、Z）で構成されていますが、最新のミルの多くは追加の三軸を備えることができます。.
旋盤
旋盤機械では、部品はインデックス可能な工具を用いて円形方向に切断されます。CNC技術を用いることで、旋盤による切断は高精度かつ高速で行われます。CNC旋盤は、手動操作では不可能な複雑なデザインを製造するために使用されます。全体として、CNCミルと旋盤の制御機能は類似しています。CNCミルと同様に、旋盤もGコードまたは独自の専用コードで制御されます。ただし、ほとんどのCNC旋盤はX軸とZ軸の二軸で構成されています。.
プラズマカッター
プラズマカッターでは、プラズマトーチが材料を切断します。このプロセスは主に金属材料に適用されますが、他の表面にも使用可能です。金属を切断するために必要な速度と熱を生成するために、圧縮空気ガスと電気アークの組み合わせによってプラズマが生成されます。.
放電加工機
放電加工（EDM）—ダイサイキングやスパーク加工とも呼ばれる—は、電気スパークを用いてワークピースを特定の形状に成形するプロセスです。EDMでは、二つの電極間で電流放電が発生し、これによりワークピースの一部が除去されます。.
電極間の空間が狭くなると、電界がより強くなり絶縁体よりも強くなります。これにより、電流が二つの電極間を通過できるようになります。その結果、ワークピースの一部が各電極によって除去されます。EDMのサブタイプには次のようなものがあります：
ワイヤーEDM：ワイヤーEDMはスパーク侵食を用いて、導電性のある材料から部分的に除去します。.
シンカーEDM：シンカーEDMは、電極とワークピースを絶縁液に浸して、部品の形成を行います。.
フラッシングと呼ばれる工程では、各仕上げ済みワークピースから出る破片は液体絶縁体によって除去されます。これは、二つの電極間の電流が停止した後に現れ、さらなる電荷を排除するためのものです。.
ウォータージェットカッター
CNC加工では、ウォータージェットは高圧の水を用いて花崗岩や金属などの硬い材料を切断する工具です。場合によっては、水に砂や他の強力な研磨剤を混ぜることもあります。企業はこの方法で工場の機械部品を成形します。.
ウォータージェットは、他のCNC機器の熱処理に耐えられない材料の冷却代替として使用されます。冷却性が高いため、航空宇宙や鉱業などの分野では、彫刻や切断などに利用されています。企業はまた、金属同士の切断による材料の性質変化を防ぐために、非常に精密な切断が必要な用途にもウォータージェットカッターを使用します。.
CNC機械は他に何ができるのか？
多くのCNC機械の映像デモが示すように、企業はCNC装置を使って金属片から高度に詳細な切断を行い、産業用ハードウェア製品を製造しています。前述の機械に加え、CNC製造で使用される他の一般的な機械もいくつかあります。CNC機械で製造される最も一般的な製品には、ステンレス航空宇宙部品、金属自動車部品、木製装飾品、プラスチック消費財などがあります。.
これらのCNC製品は特有の要件を持つため、CNC機械は他の工具や部品も定期的に使用します。以下は、CNCシステムで使用される主要な機械の一部です：
刺繍機
木工ルーター
タレットパンチャー
ワイヤー曲げ機
フォームカッター
レーザーカッター
円筒研削機
3Dプリンター
ガラスカッター
CNC機械は多くの他の工具や部品を実現できるため、迅速かつ正確にほぼ無限の種類の製品を生産できると信頼できます。例えば、複雑な切断をさまざまなレベルや角度でワークピースに行う必要がある場合でも、すべて数分以内にCNC機械で行うことができます。.
適切なコードでプログラムされていれば、機械の機能はソフトウェアによって指示された手順を実行します。すべてが設計に従ってコーディングされていれば、工程完了後に詳細と技術的価値のある製品が生まれるはずです。.
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