18 8장:CNC

1단원:CNC 소개

CNC 란 무엇입니까? CNC는 컴퓨터 수치 제어입니다. CNC는 핸드휠이나 레버를 통해 수동으로 제어되는 것과는 대조적으로 컴퓨터에 의해 인코딩되고 재생되는 정밀하게 프로그래밍된 명령에 의해 작동되는 공작 기계의 자동화입니다.

최신 CNC 시스템에서 종단 간 구성 요소 설계는 CAD(Computer-Aided Design) 및 CAM(Computer-Aided Manufacturing) 프로그램을 사용하여 고도로 자동화됩니다. 모든 부품을 생산하는 데 필요한 일련의 단계는 고도로 자동화되어 있으며 원래 CAD 설계와 거의 일치하는 부품을 생산합니다.

CNC 기계에서는 작업자의 역할이 최소화됩니다. 작업자는 컴퓨터에 명령 프로그램을 입력하고 필요한 도구를 기계에 로드하기만 하면 나머지 작업은 컴퓨터가 자동으로 수행합니다. 컴퓨터는 공작 기계가 작업자가 제공한 명령 프로그램에 따라 다양한 가공 작업을 수행하도록 지시합니다.

CNC 기술은 제도, 조립, 검사, 판금 가공 등과 같은 다양한 작업에 적용될 수 있습니다. 그러나 선삭, 드릴링, 밀링, 성형 등과 같은 다양한 금속 가공 공정에 더 많이 사용됩니다. CNC로 인해 , 모든 가공 작업을 빠른 속도로 수행할 수 있으므로 대량 생산이 상당히 저렴해집니다.

작동 방식

CNC 기계는 요구 사항에 따라 작업의 금속 절단을 위해 프로그램이 공급되는 컴퓨터로 구성됩니다. 수행할 모든 절단 프로세스와 모든 최종 치수는 프로그램을 통해 컴퓨터에 입력됩니다. 따라서 컴퓨터는 정확히 무엇을 해야 하는지 알고 모든 절단 프로세스를 수행합니다. CNC 기계는 로봇처럼 작동하며 프로그램과 함께 공급되어야 하며 모든 지시를 따릅니다.

작업의 정확성에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 모든 CNC 기계는 매우 가까운 정확도를 충족하도록 설계되었습니다. 사실, 오늘날 대부분의 정밀 작업에는 CNC 기계가 필수입니다. 작업이 완료되면 제거할 필요도 없습니다. 기계가 알아서 작업을 수행하고 다음 작업을 자동으로 선택합니다. 이런 식으로 기계는 많은 모니터링 없이 하루 24시간 내내 계속해서 제작 작업을 수행할 수 있습니다. 물론 처음에는 프로그램을 기계에 공급하고 필요한 원료를 공급해야 합니다.

생산 제조 초기부터 치수 정확도와 생산 속도를 높이는 방법이 모색되었습니다. 수치제어는 간단히 말해 문자, 숫자, 특수문자의 코드를 기반으로 제조기를 자동으로 작동시키는 방식이다. 그들이 발전함에 따라 제조 장비의 디지털 컴퓨터 제어 응용이 실현되었습니다. 컴퓨터는 곧 공작 기계를 직접 제어하는 ​​데 사용되었습니다. 집적회로는 개별 기계를 제어하는 ​​소형 컴퓨터로 이어지며 CNC(Computer Numerical Control) 시대가 탄생했다. 이 컴퓨터 수치 제어 시대는 매우 정교해져서 거의 모든 단계에서 선호되는 방법입니다.

정밀 제조, 특히 기계가공. 가공 공정의 핵심인 정밀 치수 요구 사항은 컴퓨터 제어 시스템 사용에 이상적인 후보입니다. 컴퓨터 수치 제어는 이제 많은 다른 유형의 제조 공정에 나타납니다. 공작 기계의 컴퓨터 제어의 뚜렷한 장점은 공작물과 절삭 공구의 빠르고 정밀한 위치 지정입니다.

오늘날 수동 공작 기계는 컴퓨터 수치 제어(CNC) 공작 기계로 크게 대체되었습니다. 공작 기계는 손이 아닌 전자적으로 제어됩니다. CNC 공작 기계는 거의 변동 없이 동일한 부품을 반복해서 생산할 수 있습니다. 최신 CNC 기계는 분당 수백 인치의 이송 속도로 절삭 공구와 공작물을 0.0001"의 정확도로 배치할 수 있습니다. 프로그래밍이 완료되고 툴링이 설정되면 일상적인 서비스와 절삭 공구 유지 관리만 하면 시도할 필요 없이 주야간으로 실행할 수 있습니다. 이것은 무엇이든 하기 위해 많은 인간 상호 작용이 필요한 수동 공작 기계에 비해 명백한 이점입니다. 절삭 이송 속도와 스핀들 속도는 프로그램 명령을 통해 최적화할 수 있습니다. 최신 CNC 공작 기계에는 터렛 또는 벨트 도구 홀더가 있으며 일부는 150개 이상의 도구를 수용할 수 있습니다. 공구 교환 시간은 15초 미만입니다.

컴퓨터 수치 제어 기계는 생산성이 높습니다. 또한 구매, 설정 및 유지 관리 비용이 많이 듭니다. 그러나 생산성 이점은 사용을 적절히 관리하면 이 비용을 쉽게 상쇄할 수 있습니다. CNC의 가장 중요한 장점은 다른 작업을 수행하도록 기계를 프로그래밍할 수 있다는 것입니다. 프로그램 제어 하에 도구 선택 및 변경은 작업에 도구를 적용하는 데 시간을 거의 낭비하지 않고 매우 생산적입니다.

주어진 작업을 수행하기 위해 개발된 프로그램은 하나 또는 몇 개의 부품에 대한 짧은 생산 실행에 사용될 수 있습니다. 그런 다음 기계를 새 작업에 맞게 설정하고 수백 또는 수천 개의 생산 단위를 장기간 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 중단될 수 있고 원래 작업이나 다른 새 작업에 사용되며 신속하게 장기 생산 실행으로 돌아갈 수 있습니다. 이것은 CNC 공작 기계를 매우 다재다능하고 생산적으로 만듭니다. CAD(Computer-Aided Design)는 제품 설계 및 개발에서 선호되는 방법이 되었습니다. CAD와 CNC의 연결은 논리적이었습니다. 컴퓨터 부품 설계는 CNC 기계 제어 정보를 개발하는 데 사용되는 프로그램으로 직접 이동할 수 있습니다. 그런 다음 CNC 제조 기계가 부품을 만들 수 있습니다. 컴퓨터는 CNC 프로그래머가 특정 부품을 제조하는 프로그램을 개발하는 데 매우 유용합니다. Computer-Aided Manufacturing(CAM) 시스템은 이제 프로그래밍을 위한 업계 표준입니다. CAD, CAM 및 CNC가 혼합될 때 가장 큰 능력이 발휘되어 수동으로 만들기가 매우 어렵거나 불가능한 부품을 생산합니다.

CNC 모션은 데카르트 좌표계를 기반으로 합니다. CNC 기계에서 좌표계가 어떻게 정의되고 시스템이 함께 작동하는지 이해하지 않고는 CNC 기계를 성공적으로 작동할 수 없습니다.

수치 제어 프로그래밍을 완전히 이해하려면 축과 좌표를 이해해야 합니다. 당신이 만들었을 부분을 생각하십시오. 기하학으로 다른 사람에게 설명할 수 있습니다. 예를 들어, 만든 부품은 5인치 x 8인치 직사각형입니다. 모든 부분을 이런 식으로 설명할 수 있습니다. 절단할 포켓이나 드릴 구멍과 같이 가공된 부품의 모든 지점은 위치로 설명할 수 있습니다. 이것을 가능하게 하는 시스템을 데카르트 좌표계 또는 직교 좌표계라고 합니다.