CNC
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コンピュータ数値制御(Computer(ized) Numerical(ly) Control(led)) または CNC は、機械工作において工具の移動量や移動速度などをコンピュータによって数値で制御することを言う。同一の加工手順の繰り返しや、複雑な形状の加工を得意としており、今日では多くの工作機械で採用されている。
日本ではNC旋盤やマシニングセンタを中心として加工手順の記述に「Gコード」と呼ばれる一種のプログラム言語を用いるのが主流となっている。
数値制御の登場によって、作業者の熟練度に依存せずに同じ品質の製品を大量に生産することや、自動運転による連続運転が実現するようになったが、作業指示の入力方法は、紙テープやパンチカードであり、以下のような問題点を抱えていた。
- 複雑な加工への対応の難しさ
- 入力指示後、加工前に完成品形状の確認が行えない
- 紙テープやパンチカード破損による作り直し
そこで、加工パスを数値情報に置き換え、それをNC機械に入力して工具を動作させる方法が考え出された。
NCの研究は、1947年にマサチューセッツ工科大学(MIT)のサーボ機構研究所で始まり、1952年にはNCフライス盤が開発され、基礎研究が始まった。その後、コンピュータ技術の進歩に伴って、徐々に既存のNC機械からCNC機械へと発展していった。今日では、CNCではないNC工作機械はほとんど存在しない。しかし、製造の現場ではCNCという表現はあまり用いられず、CNC加工、CNC機械についてもNC加工、NC機械と表現されることが多い。
初期のCNC装置は、数値情報を入力しても結果の事前確認ができず、旧来のNC工作機械と同様に、発泡スチロールなどのダミーを用意したり、工具先にペンを取り付けて加工パスを描かせる事で結果を確認していた。しかしながら、曲線、曲面といった複雑な形状を数値で定義できたことにより、加工に対する自由度は格段に向上した。
コンピュータ上での画像処理技術が向上するにつれ、工作機械に外部のディスプレーを接続したり、本体にディスプレーを備える機械が登場し、事前に加工情報の確認が行えるようになっていた。
CAD(コンピュータ支援設計)が進歩するにつれ、CADで作成された製品データをもとにNC機械の加工情報を作成するCAM(コンピュータ支援製造)の登場により、工作機械から遠く離れたコンピュータの画面上で加工情報の作成や確認が行えるようになった。また、工作機械の進歩に伴い、複雑な三次元形状の高精度な加工が高速で行えるようになった。
CAD/CAMとの連携、複雑な三次元形状加工を実現する工作機械の登場により、CNCの適用範囲はさらに拡大することとなった。特に、高精度かつ複雑な加工が実現できるようになるにつれ、金型や治具といった量産品ではない一品一様に近い代物の製造に多く適用されている。
[編集] CNCの主な適用範囲
- 大量生産品
- 切削加工による工業製品
- 自動車エンジン用部品
- 切削加工による工業製品
- 小量生産品
- 精度を要求される加工
- 自動車用金型
- 速さを要求される加工
- 携帯電話用金型
- 精度を要求される加工
[編集] CNC工作機械の自作
二足歩行ロボットの製作がブームになるのと相前後して、既存のフライス盤、旋盤を改造してCNC制御をおこなう試みが流行し、インターネット上で様々な情報が発信されるようになった。フリーあるいは廉価なPC用のCNCソフトウェアとサーボモーター及び制御基板等を既存の工作機械に取り付けることでCNC化をおこなうものであり、加工範囲や能力は限られるものの極めて廉価でCNC工作機械を調達することが可能になったことから、ロボット製作者や工作少年等を中心としたブームとなっている。
