あらゆるニーズと予算に対応する手頃な価格のCNCマシン

定義と意味

CNCはコンピュータ数値制御の略です。CNCとは、機械工具を手動で制御するのではなく、コンピュータで制御するという考え方です。 機械製作工CNCプログラミングにおける新しい工作機械の登場により、業界では数年前には考えられなかったほどの精度で部品を安定的に生産することが可能になりました。プログラムが適切に作成され、コンピュータが適切にプログラミングされていれば、同じ部品を何度でも同じ精度で再現できます。工作機械を制御するGコードコマンドは、高速、高精度、そして高効率で自動的に実行されます。

CADとはComputer Aided Designの略で、コンピュータ支援設計のことで、 2D/3D ワークピースまたはステレオデザイン。

CAM は Computer Aided Manufacturing の略で、G コードを生成するために使用されるコンピュータ支援製造です。

CNC 工作機械は、ベッドフレーム、コントローラー、スピンドル、ガントリー、オペレーティングシステム、ソフトウェア、モーター、ドライバー、T スロットテーブルまたは真空テーブル、ボールねじ、ガイドレール、電源、コレット、真空ポンプ、リミットスイッチ、ラック、ピニオン、ビット、および追加部品とアクセサリで構成される、産業オートメーション用の CAD/CAM ソフトウェアで動作するスマートな製造キットです。コンピューター制御の工作機械は、材料が何であっても簡単に処理でき、柔らかい木材を滑らかに切断し、硬い金属に正確に形状をフライス加工します。

CNC マシンは、木材 (広葉樹、針葉樹、合板、MDF、竹) から金属 (ステンレス鋼、炭素鋼、軟鋼、真鍮、銅、アルミニウム、鉄、チタン、合金)、さらにはフォーム、石、布地、皮革、ゴム、紙、プラスチックまで、幅広い材料の切断、旋削、フライス加工、彫刻、刻印、マーキング、エッチング、印刷、穴あけ、溝入れ、溶接、洗浄、曲げ、研削、スロット加工が可能で、ホビーショップ、ホームセンター、中小企業、商業用、トレーニング、学校教育、工業製造、最新のスマート ファクトリーで人気があります。

動作原理

CNCマシンはCADソフトウェアと連携して設計を行います 2D/3D レイアウトファイルとCAMソフトウェアを使用してGコードを作成し、自動コンピュータコントローラで加工を開始してGコードを読み取り、プログラミングを開始し、ビットでスピンドルを駆動してツールパスに沿って移動し、作業を自動的に完了します。現代のコンピュータ数値制御システムでは、ワークピースの設計は、コンピュータ支援設計（CAD）やコンピュータ支援製造（CAM）などのソフトウェアに大きく依存しています。コンピュータ支援製造ソフトウェアは、設計モデルを分析し、処理中の移動命令を計算します。加工中に必要な移動命令とその他の補助命令は、ポストプロセッサを介して数値制御システムが読み取ることができる形式に変換されます。生成されたファイルは、部品加工用のコンピュータ数値制御工作機械にロードされます。プログラム命令をコンピュータ数値制御システムのメモリにインポートした後、コンピュータはコンパイルして計算し、変位制御システムを介して情報がドライバーに送信され、モーターが駆動されて設計された部品が切断されます。

ステップ1、デザイン 2D/3D CAD ソフトウェアによる描画。

ステップ 2: CAM ソフトウェアを使用して CAD ファイルを G コードに変換します。

ステップ3、工作機械をセットアップします。

ステップ 4: プログラミングを開始します。

ステップ5、加工を開始します。

種類

CNC マシンには、旋盤、レーザー マシン、ルーター マシン、プラズマ カッター、ナイフ カッター、掘削機、フライス盤、パンチング マシン、ボーリング マシン、曲げ機、検査機、ワイヤー切断機、ウォーター ジェット切断機、プレーナー、グラインダー、プロッターなど、さまざまな加工プロセスに適した長所と短所を持つ 16 種類の最も一般的なタイプがあります。さらに、コンセプト、最終用途、機能、および材料に基づいてタイプを定義することもできます。

コンセプトに基づいた6つのタイプ

コンセプトに応じて、ミル、旋盤、ルーター、レーザー（レーザーカッター、レーザー彫刻機、レーザーエッチング機、レーザーマーカー、レーザークリーナー、レーザー溶接機）、デジタルカッター、プラズマカッターの6種類があります。

最終用途に基づく2つのタイプ

中小企業やホームショップ向けの趣味用キット（ミニタイプ、小型タイプ、ベンチトップタイプ、デスクトップタイプ、卓上タイプ、ポータブルタイプ）と、商業用の工業用キット（木材、石材、金属、フォーム、プラスチック、木材プラスチック）の最終用途に応じた2つの基本タイプがあります。

機能に基づいた16種類

機能に応じて、切断、フライス加工、ルーティング、彫刻、刻印、マーキング、印刷、溶接、洗浄、旋削、穴あけ、溝入れ、スロッティング、研削、サンディング、ネスティングなど、最も人気のある 10 種類があります。

素材別の種類

加工材料に応じて、木工、金属加工、フォーム加工、石材加工、プラスチック加工など、さらに多くの種類があります。

費用

新しい CNC マシンが必要なとき、どこから始めればよいか疑問に思うかもしれません。テーブルのサイズ、部品、アクセサリ、コントローラ、ソフトウェア、サービス、利用可能なセットアップ オプションなど、考慮すべき点がいくつかあります。エントリー レベルでもハイエンド タイプでも、これらすべての懸念事項を解決し、すぐに新しい自動化されたコンピュータ数値制御工作機械を楽しめるようにお手伝いします。ほとんどの購入者が最初に知りたいのは、通常どのくらいの費用がかかるかです。

新品の CNC マシンの平均価格は、使用するハードウェアとソフトウェアによって異なりますが、2,000 ～ 260,000 米ドルです。中古の CNC マシンは比較的安価で、品質とサービスの限定保証付きで 1,200 ～ 180,000 米ドルです。初心者向けの小型 CNC キットは、趣味人やスタートアップ向けに 1,800 米ドルから販売されていますが、ハイエンドの産業用 CNC マシンは商用で 298,000 米ドルもすることもあります。新品または中古のコンピューター化工作機械を海外で購入する場合は、送料、税金、通関手数料が最終価格に含まれている必要があります。

世界中のほぼすべてのサプライヤーを追跡したデータによると、原材料費と輸送費の上昇により、3,698年には新しい自動工作機械の平均取引価格が2026ドルに上昇したことがわかります。パンデミック前と2023年初頭のデータを振り返ると、同じ自動工作機械に896ドルの追加費用がかかります。

手頃な価格の C&C ルーター マシンの価格は、2,580 米ドルから 150,000 米ドルです。最も安価なコンピューター制御フライス盤の価格は 3,000 米ドルから 120,000 米ドルです。最も一般的な C&C レーザー彫刻切断機の価格は 2,400 米ドルから 260,000 米ドルですが、一部の新品のレーザー溶接機やレーザー洗浄機はすでに 6,000 米ドルほど安くなっています。最高評価のコンピューター数値制御旋盤機の価格は 2,800 米ドルからですが、プロ仕様のタイプは 11,180 米ドルと高価です。最も安価なコンピューター制御プラズマ切断機の価格は、最低 4,000 米ドルから 30,000 米ドルです。木工用の低価格の自動エッジ バンディング マシンの価格は 8,000 米ドルからです。

価格

あなたが使用します

CNC マシンは、産業オートメーションの分野で、木材、金属、フォーム、プラスチックなどのさまざまな材料のフライス加工、旋削、穴あけ、研削、彫刻、彫刻、エッチング、切断に使用されます。

CNC 旋盤は、自動車製造、航空、航空宇宙、電子機器、芸術、工芸、ギフト、木工、楽器などに使用されます。

CNC ミルとボーリングマシンは、航空宇宙や自動車のエンジンなどの大型で複雑な構造シェル、ブラケット、ボックス、精密部品の加工に使用されます。

CNC マシニング センターは、軍事、航空宇宙、エネルギー、機械製造、造船、大規模な金型製造などの業界の部品加工に使用されます。

CNC グラインダーは、超硬合金、硬化鋼、花崗岩、ガラス、その他の高硬度で脆い材料の精密研削に使用されます。

CNC EDM マシンは、精密部品の加工や金型製作、テーパー穴や特殊形状の穴あけに使用されます。

CNC プレスブレーキは、オートバイ、自動車、電子機器、家電製品などの業界で板金の大量生産に使用されます。

CNC 自動生産ラインは、家電製品や自動車業界の大量のシェルおよびボックス部品の大量生産を目的としています。

技術仕様

長所と短所

CNC マシン キットは、機械、電気、油圧、空気圧、および情報技術を統合した放電加工ツールであり、機械製造プロセスにおける高精度、高効率、高度な自動化、および高い柔軟性、安定性、信頼性の高い品質などの利点を備えています。技術レベルとその出力と総所有率の割合は、国の国家経済発展と工業製造の全体的なレベルを測定するための重要な指標の 1 つです。

メリット

オートメーション

名前が示すように、CNC は、この形式の加工がコンピューター制御に依存していることを示します。これは、自動化のレベルが高いことを意味し、高精度の作業に最適なソリューションです。CNC 加工の主な機能は、材料から他のものを作成する機能です。従来の加工方法でもこれらの目標を達成できますが、CNC 自動化により、時間の節約とエラーの削減がより効率的になり、多くの企業の運用コストと材料コストが削減されます。

多目的

例えば、コンピュータ制御の旋削加工により、「さまざまなねじ山の生成を含む複雑な外部および内部形状」の製造が可能になります。コンピュータ制御のフライス加工は、穴、溝、および複雑な形状を作成するための繰り返し動作の作成に適しています。 3D さまざまな形状に加工できます。用途が広く、繰り返し動作の設定が容易で、通常は金型の作成に使用されます。

多機能の

この業界には、すべての製造工程に対応できる切削工具はありませんが、CNC が最も近いものです。平らで滑らかな基板に曲線や角度を作成できます。溝やねじを追加してロック機構を作成することもできます。スタンプやフライス加工、切断や穴あけ、テクスチャや輪郭の追加も可能です。CNC 技術により、複雑な内部および外部の形状を作成できます。コンピューター プログラムによって実行されるため、想像できるほとんどすべてのことを行うようにカスタマイズできます。CNC プログラミングでは、CAD を使用して最終製品のモデルを作成します。プロセスが進むにつれて、これは下書きになります。設計上の問題を特定することもできます。次に、プロトタイプの写真を撮り、コピーを作成して工作機械に入力します。

安全性

CNC 機械工は、コンピューターを使用して工作機械を制御し、安全な作業環境を作り出し、職場での事故の発生を減らします。これは、労働者が過去に繰り返し手作業に耐えなければならなかったため、特に重要です。CNC 加工により、生産された製品が一貫して品質管理ガイドラインを満たすことが保証されます。人為的な操作ミスは一般的な安全上の危険であり、事故につながる可能性があるため、心配する必要はありません。

便利

CNC加工プロセスは効率的でコンピュータ主導であり、大量生産が容易で時間を節約できます。複数の工作機械を同じプログラムで実行するだけで済みます。多くの企業にとって、良好な利益率を維持しながら規模を拡大する方法は課題です。自動コンピュータ数値制御加工の利点は、メーカーにとって最適なソリューションになります。ストレージ機能があるため、毎回プログラムを再ロードする必要がなく、コマンドを毎回再入力する必要もありません。

デメリット

• 手動または半自動の機械工具と比較すると高価であり、購入時に多額の初期投資が必要です。

• 運用および保守担当者にはより高い技術要件が課せられます。

• 複雑な形状の部品を加工する場合、手動プログラミングには多くの作業が必要です。

ユーザーガイド

ワークショップでコンピュータ数値制御工作機械を操作するための 9 つの基本的な手順。

ステップ 1. ファイルを編集して入力します。

加工する前に、プロジェクトのファイルを分析してコンパイルする必要があります。ファイルが複雑な場合は、工作機械上でプログラミングするのではなく、プログラミングツールまたはコンピュータープログラミングを使用して、Uディスクまたは通信インターフェイスを介して制御システムにバックアップします。これにより、工作機械を使用するときに加工の補助時間の増加を回避できます。

ステップ 2. 電源をオンにします。

通常、最初に主電源をオンにして、工作機械が電源オンの状態になるようにします。キーボタンで制御システムを起動すると、同時に工作機械の電源がオンになります。情報は制御システムの CRT に表示されます。同時に、油圧、空気圧、入力シャフトなどの補助機器の接続状態を確認します。

ステップ 3. ソリッド参照ポイント。

加工前に各座標の移動基準を確立します。制御システムを備えた工作機械の場合は、この手順を最初に実行する必要があります。

ステップ 4. プログラミングをインポートして呼び出します。

プログラム媒体（Uディスク）に応じて、コンピュータ、プログラミングツール、またはシリアル通信で入力できます。簡単なプログラムの場合は、キーボードを使用してコントロールパネルに直接入力するか、MDIモードでセクションごとに入力して、セクションごとに処理できます。加工前に、加工プログラム内の原点、ツールパラメータ、オフセット量、およびさまざまな補正値も入力する必要があります。

ステップ 5. プログラムの編集。

入力プログラムを変更する必要がある場合は、作業モード選択スイッチを編集位置にする必要があります。編集キーを使用して、追加、削除、変更を行います。

ステップ 6. プログラムの検査とデバッグ。

まず、工作機械をロックし、システムのみを実行します。この手順はプログラムをチェックするためのもので、エラーがある場合は再度編集する必要があります。

ステップ 7. プロジェクトのインストールと調整。

加工する下部スペアパーツを取り付けて位置合わせし、ベンチマークを確立します。この方法は、手動の増分移動、連続移動、またはハンドホイールを使用して工作機械を移動します。開始点をプログラムの先頭に位置合わせし、ツールベンチマークを設定します。

ステップ 8. 連続加工の座標軸を開始します。

連続加工では、一般的にメモリ内のプログラム加工を採用しています。コンピュータ数値制御加工の送り速度は、送り速度オーバーライドスイッチで調整でき、加工中に送り停止ボタンを押すと、送り動作が一時停止して加工状態を観察したり、手動測定を実行したりできます。サイクル開始ボタンをもう一度押すと、加工が再開されます。プログラムが正しいことを確認するために、加工前にもう一度確認する必要があります。

加工工程では、平面曲線プロジェクトの場合、ツールの代わりに鉛筆を使用して、プロジェクトのアウトラインを紙に描くことができます。システムにツールパスがある場合は、シミュレーション機能を使用してプログラムの正確性をチェックできます。

ステップ 9. シャットダウンします。

加工後、電源を切る前には、工作機械の状態とスペアパーツの位置を注意深く確認してください。

まずデバイスの電源をオフにし、次にシステムの電源をオフにし、最後に主電源をオフにします。

購入の手引き

世界にはさまざまなCNCマシンがあり、工作機械のブランドやメーカーもさまざまです。この現象は、購入者にとって長所と短所があります。利点は、顧客がより多くの選択肢を持ち、ディーラーからより便利な工作機械を購入できることです。悪い点は、より多くのものを見た後、どれを購入するのが最善かわからないことです。諺にあるように、安いものは良くなく、良いものは安くありません。

では、購入する際に考慮すべきことは何でしょうか?

ステップ1. 要件を満たす

コンピューター制御の工作機械は、すべての作業を行うことはできません。さまざまな材料を専門的に加工できるように、メーカーはそれらを多くの種類に分類しています。ベークライトを彫刻するためにミルを購入したり、小さな工芸品を切断するために特定の大型工業キットを購入したりすると、多くのお金を無駄にするだけでなく、悪い影響もあります。同様に、家庭用ドアを作るためにデスクトップキットを購入した場合、まったく適切に機能しない可能性があります。したがって、購入する前に、販売員と明確にコミュニケーションを取り、ワークピースのサイズ、ワークピースの材質、加工効果など、目的を知らせる必要があります。

ステップ2. タイプとモデルの選択

広告店で看板を切る必要がある場合は、カスタム構成の専門的な趣味用キットを購入する必要があります。木材を回転させる必要がある場合は、木工旋盤を購入する必要があります。金型製作に使用する場合は、フライス盤が必要であり、フライス加工プロジェクトの規模に応じてミルのモデルを決定します。金属の切断に使用する場合は、プラズマカッター、またはファイバーレーザーソースを備えたレーザーカッターを購入する必要があります。フライス加工する材料がグラファイトの場合は、グラファイト専用のミルを選択する必要があります。通常の工作機械の保護レベルは十分ではなく、損傷や麻痺を引き起こす可能性があるためです。したがって、独自のビジネスプランとプロジェクトに応じて、専門的な工作機械を購入する必要があります。

ステップ3. サンプル作成

購入する前に、選択した工作機械の能力を確認するために、営業担当者に設計に基づいてサンプルを作成してもらう必要があります。利点は、実際の加工効果と使用時間を確認できることです。

ステップ4. 契約書の締結

上記 3 点が完了したら、調達契約の締結を行う必要があります。契約書が完全であることは、法的権利を保証する最良の保証です。まず、契約書には、購入するモデル、構成、価格、納期と納品方法、トレーニング方法、保証条件、具体的な支払い方法を明確に記載する必要があります。契約締結後、通常は契約に従って対応する保証金を支払う必要があります。締結した契約については、将来的に売り手との不要な紛争を避けるために、その内容の合意を遵守する必要があります。

ステップ5. 納品とトレーニング

コンピュータ制御の工作機械が時間通りに出荷された後、サプライヤーの技術者が梱包箱を開けて作業場で検査するのを手伝います（ドアツードアサービスの料金を支払った場合は、技術者が到着前に作業場に到着します）。輸送中に損傷していないか、機械の外観を注意深く確認する必要があります。問題がない場合は、梱包リストと契約条件に従って部品と付属品を確認します。次に、技術者に機械のセットアップ（ハードウェアの組み立て、ソフトウェアのインストールとデバッグを含む）を依頼します。セットアップ後、機械でサンプルテストを行います。完成したプロジェクトが良好であれば、納品検査が完了します。契約に従って、ユーザーは残金を支払う必要があります。オペレーターは強い安全責任感を持つ必要があり、仕事を始める前に熟練した工作機械の操作スキルを身に付けている必要があります。トレーニングプロセスでは、さまざまな切削速度を選択し、さまざまな材料にさまざまなビットとツールを使用することに習熟する必要があります。これにはスキルと経験が必要です。優れた習熟は、機械とツールの耐用年数を延ばすのに適しています。

ステップ6. サービスとサポート

使用中にハードウェアとソフトウェアの問題に困ったときは、ディーラーに連絡して、明確にコミュニケーションを取り、サービススタッフに問題を認識させてトラブルシューティングを開始する必要があります。自分で対処しないでください。工作機械に精通していない場合は事故につながる可能性があり、メーカーは機器の保証サービスの継続を拒否する可能性があります。アフターサービスに関しては、CNCマシンメーカーに契約上の合意を厳守するように要求できます。故意の遅延や態度の悪さに遭遇した場合は、担当者に苦情を申し立てることができます。

よくある質問

初心者向け CNC マシンの最低予算はいくらですか?

エントリーレベル デスクトップCNCルーター 小規模ビジネスや趣味での使用であれば、2,580～3,200ドル程度から。プロフェッショナル向け 4x8 機械の価格は5,480～10,180米ドルです。中古機械は価格が安くなりますが、保証やサービス保証は限定的です。

最初の CNC マシンは購入するべきでしょうか、それとも自分で作るべきでしょうか?

すぐにパーツ作りを始めたいなら購入しましょう。学習プロセスが好きで時間があれば、自作（DIYキット）もおすすめです。例えば、 4x8 木工ルーター コミュニティ サポートによりすぐに生産性が向上しますが、DIY では組み立てとトラブルシューティングに数か月かかります。

どのタイプの CNC マシンから始めるべきでしょうか?

木工の場合はCNCルーターから始め、金属部品の場合は CNCフライス盤金属加工の場合、 CNCプラズマカッター 最も効果的です。実際のプロジェクトに合わせて機械の種類を選びましょう。彫刻機能が必要な場合は旋盤を購入しないでください。

CNC を操作するにはプログラミングの経験が必要ですか?

プログラミングは不要です。現代の機械は、設計にはCADソフトウェアを使用し、Gコードを自動的に生成するにはCAMソフトウェアを使用します。しかし、Gコードの基本を理解しておくと、トラブルシューティングに役立ちます。ワークの保持、工具の選択、そしてCAD/CAMの習得には、実際の加工よりも時間がかかります。

小型の CNC マシンでアルミニウムを切断できますか?

小型デスクトップマシンではアルミニウムの加工は困難です。信頼性の高いアルミニウム切断には、最低でも1.5～2.2kWのスピンドルが必要です。 エントリーレベル 4x8 アップグレードされたスピンドルによりアルミニウムを処理できますが、産業用ユニットよりも速度が遅くなります。

中古の CNC 機器を購入すると節約できる価値はあるでしょうか?

中古の産業用CNCは価値あるものの、リスクも伴います。部品は高価で、メンテナンスが不十分な機械もあり、良い取引を見極めるには専門知識が必要です。新品の機械は 信頼できるメーカー 保証、サポート、動作保証が含まれます。

CNC 操作と従来の機械加工ではどちらが難しいでしょうか?

CNC操作は物理的には簡単ですが、CAD/CAMの知識が必要です。従来の機械加工には手作業のスキルと経験が必要です。CNCは精度、再現性、複雑な形状に優れていますが、3つの穴を開けるなどの単純な作業のスピードには優れていません。

1台目のマシンに五軸は必要ですか？

No.三軸からスタート CNCルーター または工場。 五軸機械 コストは11万～15万ドルで、高度なプログラミングスキルが必要です。多軸機能に投資する前に、まず三軸加工をマスターしましょう。

考慮すべき事柄

ほとんどの購入者は、従来のオフライン購入方法ではなく、オンライン ショッピングに集中し始めています。オンラインでの調査と購入プロセスでは、上記の点を考慮する必要があります。これにより、CNC マシンのわかりやすい購入ガイドがわかります。地元の機械工場で高額で購入することもできますが、メーカーの直接サービスとサポートを利用して、CNC メーカーからオンラインで低コストで購入することもできます。すべては予算計画とビジネス ニーズによって異なります。つまり、仕事に合うものが最も重要です。

販売中の CNC マシンについてさらに質問がある場合は、遠慮なくお問い合わせください。さらにサポートが必要な場合はお知らせください。