CNC工作機械のCNCシステム
CNC工作機械の工程に影響を与える要因は多く、ワークピースの工程を分析する際には、CNC工作機械の特性を考慮する必要があります。部品加工ルートの配置、工作機械の選択、切削工具の選択、部品のクランプなど、一連の要素を考慮します。異なるCNC工作機械は異なる工程とワークピースに対応しており、どのように適切な工作機械を選択するかが、企業にとって効率を向上させ、投資を削減する鍵となっています。CNC工作機械のCNCシステムには、CNC装置、送り駆動装置（送り速度制御装置とサーボモーター）、主軸駆動装置（主軸速度制御装置と主軸モーター）、および検出部品が含まれます。CNCシステムを選択する際には、上記の内容を含める必要があります。
1、CNC装置の選択
（1） タイプの選定
CNC工作機械の種類に応じて、適切なCNC装置を選択してください。一般的に、CNC装置は旋削、穴あけ、ボーリング、フライス加工、研削、スタンピング、放電加工などの加工タイプに適しており、それに応じて選択する必要があります。
（2） パフォーマンスの選択
CNC装置の性能は機種によって大きく異なり、制御軸数は単軸、2軸、3軸、4軸、5軸、さらには10軸、20軸以上と多岐にわたります。連動軸は2軸以上、最大送り速度は10m/分、15m/分、24m/分、240m/分、分解能は0.01mm、0.001mm、0.0001mmです。これらの指標はそれぞれ異なり、価格も異なります。工作機械の実際のニーズに基づいて選択する必要があります。例えば、一般的な旋削加工の場合は2軸または4軸（ダブルツールホルダー）制御を選択し、平面部品加工の場合は3軸以上の連動制御を選択する必要があります。最新・最高レベルを追い求めるのではなく、賢明に選択してください。
（3）機能の選択
CNC工作機械のCNCシステムには、CNC装置に不可欠な基本機能、選択機能など、多くの機能があります。選択機能は、さまざまな加工課題を解決するために、加工品質を向上させるために、プログラミングを容易にするために、そして運用・保守性を向上させるために選択されます。選択機能の中には相互に関連するものがあり、このオプションを選択するには、別のオプションを選択する必要があります。したがって、選択は工作機械の設計要件に基づいて行う必要があります。分析なしに多くの機能を選択し、関連する機能を省略しないでください。そうしないと、CNC工作機械の機能性が低下し、不必要な損失が発生します。
プログラマブルコントローラの選択機能には、内蔵型と独立型の2種類があります。モデルが異なる内蔵型を選択するのが最適です。まず、CNC装置と工作機械間の入出力信号点数に基づいて選択する必要があります。選択した点数は実際の点数よりわずかに多くする必要があり、1カップあたりに追加および修正された制御性能が必要になる場合があります。次に、シーケンシャルプログラムのサイズを見積もり、ストレージ容量を選択する必要があります。工作機械の複雑さが増すにつれてプログラムサイズが大きくなり、ストレージ容量も大きくなります。具体的な状況に応じて適切に選択する必要があります。処理時間、命令機能、タイマー、カウンター、内部リレーなどの技術仕様もあり、数量も設計要件を満たす必要があります。
（4）価格選択
国やCNC装置メーカーによって製品の仕様は異なり、価格も大きく異なります。制御タイプ、性能、機能の選択に基づいて、性能価格比を総合的に分析し、より性能価格比の高いCNC装置を選択することでコスト削減を図る必要があります。
（5）技術サービスの選択
技術要件を満たすCNC装置を選択する際には、製造元の評判、製品の使用説明書などの文書が完全かどうか、プログラミング、操作、保守担当者に関するユーザートレーニングを提供できるかどうかも考慮する必要があります。技術的および経済的利益を最大化するために、長期にわたるスペアパーツとタイムリーな保守サービスを提供する専用の技術サービス部門があるかどうかも重要です。
2、送り駆動の選択
（1）ACサーボモータの使用を優先すべきである
DC モーターと比較すると、ローター慣性が小さく、動的応答性に優れ、出力電力が高く、速度が速く、構造が簡単で、コストが低く、適用環境が制限されないという利点があります。
（2）荷重条件を計算する
モーター軸にかかる負荷条件を正しく計算して、適切なサーボモーターの仕様を選択します。
（3）対応する速度制御ユニットを選択する
送り駆動装置メーカーは、製造する送り速度制御ユニットとサーボモーターの完全な製品セットを提供しているので、サーボモーターを選択した後、製品マニュアルに従って対応する速度制御ユニットを選択します。
3、スピンドルドライブの選択
（1）主流のスピンドルモータを優先すべき
DCスピンドルモータのような整流、高速、大容量といった制約がないため、定電力回転速度制御範囲が広く、低騒音で、安価です。現在、世界中のCNC工作機械の85%はACスピンドルモータを採用しています。
（2） 必要に応じてスピンドルモータを選択する
① 異なる工作機械に基づいて切削力を計算し、選択したモーターがこの要件を満たす必要があります。 ② 必要なスピンドルの加速と減速時間に応じて、モーターの出力がモーターの最大出力を超えないように計算します。 ③ スピンドルの頻繁な始動とブレーキングが必要な状況では、平均電力を計算する必要があり、その値はモーターの連続定格出力を超えてはなりません。 ④ 一定表面速度制御が必要な状況では、一定表面速度制御に必要な切削力と加速に必要な電力の合計が、モーターが提供できる電力範囲内である必要があります。
（3）対応する主軸速度制御ユニットを選択する
スピンドルドライブメーカーは、製造するスピンドルスピードコントロールユニットとスピンドルモーターに対応した製品セットを提供しています。そのため、スピンドルモーターを選択した後、製品マニュアルに従って対応するスピンドルスピードコントロールユニットを選択します。
（4）方向制御方法を選択する
スピンドルの方向制御が必要な場合、工作機械の実際の状況に応じて位置エンコーダまたは磁気センサーを選択して、スピンドルの方向制御を実現します。
4、検出部品の選択
（1）測定方法を選択する
CNCシステムの位置制御方式に応じて、工作機械の直線変位は直接または間接的に測定され、直線または回転検出部品が選択されます。現在、CNC工作機械では、回転角度測定部品（ロータリートランス、パルスエンコーダ）を用いた半閉ループ制御が広く採用されています。
（2）検出精度と速度を考慮する
CNC工作機械の要求に応じて、精度検出か速度検出かに応じて、位置検出部品または速度検出部品（試験用ジェネレータ、パルスエンコーダ）を選択します。一般的に、大型工作機械は主に速度要件を満たすように設計され、高精度工作機械や中小型工作機械は主に精度要件を満たすように設計されます。選択された検出部品の分解能は、通常、加工精度よりも1桁高くなります。
（3） 対応する仕様のパルスエンコーダを選択する
CNC工作機械のボールネジピッチ、CNCシステムの最小移動速度、コマンド乗数、検出乗数に基づいて、対応するパルスエンコーダの仕様を選択します。
（4）インターフェース回路の検討
検出コンポーネントを選択するときは、CNC デバイスに対応するインターフェース回路があることを考慮することが重要です。