بلاگ

آشنایی با ماشین های CNC

تاریخچه ماشین های CNC

اولین ماشین CNC که اصطلاحا NC نامیده می شود، در دهه 40 و 50 میلادی ساخته شد که بر اساس ابزارهای آن روز اصلاح شده بود و ابزار یا قطعه را با استفاده از سیستم کارت های پانچ شده (همانند کامپیوترهای آن دوره) حرکت می داد. سروو مکانیزم های اولیه (Servo Mechanism) با استفاده از کامپیوترهای آنالوگ و دیجیتال تجهیز شدند و ماشین های CNC مدرن و امروزی را به وجود آوردند. این ماشین های CNC مدرن انقلابی در صنعت ماشین کاری و صنعتی را به وجود آوردند.

ابتدایی ترین ماشین ها NC

ماشین های NC که ابعاد بسیار بزرگ و کارایی محدودی داشتند.

آشنایی با ماشین آلات صنعتی ( قسمت اول)

ماشن آلات کنترل عددی یا شماره ای (Numerical control ) که بیشتر با نام ماشین آلات CNC شناخته شده هستند(Computer Numerical Control ) در واقع ابزارهای اتوماتیکی هاستند که توسط کامپیوتر کنترل می شوند. این ابزارآلات شامل دریل ها، ماشین های تراش، ماشین های فرز و پرینترهای سه بعدی هستند.
ماشین CNC با استفاده از مشخصات دقیقی که توسط برنامه های کدگذاری شده به آن داده شده، یک قطعه از فلز، چوب، پلاستیک، سرامیک یا کامپوزیت را به ویژگی مدنظر وارد شده می رساند. این فرآیند کاملا اتوماتیک و بدون دخالت اپراتور مستقیم انجام می شود.
ماشین CNC در واقع ابزاری است که یک میز متحرک و یک پلتفرم با قابلیت مانور دارد که می توان هردوی این موارد متحرک را با استفاده از کامپیوتر و مشخصات و دستورالعملهای مشخص داده شده به کامپیوتر کنترل کرد. داده ها و دستورالعمل ها از طریق برنامه نویسی های سلسله مراتبی از قبیل G-Code و M-Code به ماشین های CNC منتقل می شوند و سپس اجرا می شوند.
این برنامه ها از طریق افراد برنامه نویس و البته غالبا توسط رابط های گرافیکی طراحی کمک شونده توسط کامپیوتر ( CAD ) یا رابط تولیدی کمک شونده توسط کامپیوتر ( CAM) به صورت نرم افزاری نوشته می شوند. در مورد پرنترهای سه بعدی، قطعه ای که باید پرینت یا در واقع ساخته شود، برش خورده و برش ها روی هم پرینت می شوند.
ماشین های CNC پیشرفت بسیار گسترده و عظیمی نسبت به ماشین آلات غیرکاپیوتری به حساب می آیند. ماشین های غیر کامپیوتری نباز به اپراتورهای دستی داشتند و از ابزارهای ساده مثل اهرم ها یا چرخ دنده ها استفاده می کردند، یا از طریق مکانیکی با استفاده از راهنماهای الگویی پیش ساخته (CAMS) کنترل می شدند. در ماشین های CNC مدرن، طراحی و ساخت قطعه های مکانیکی بسیار اتوماتیک و به صورت پیشرفته انجام می شود.
در ماشین های CNC ابعاد مکانیکی قطعات در حال ساخت توسط نرم افزار CAD تعریف و مشخص می شوند و سپس برای استفاده ماشین توسط نرم اقزار CAM به اصطلاح “ترجمه” می شود. مشخصات ترجمه شده توسط نرم افزارهای “پس تحلیل گر” (POST PROCESSOR ) به قرمان ها و دستورالعمل های تکنیکال برای تولید قطعه تبدیل شده و سپس در ماشین CNC بارگزاری می شود.

با توجه به این که هر قطعه ای برای ساخت نیاز به ابزارهای مختلف از قبیل دریل، اره و … دارد، ماشین های CNC مدرن ابزارهای مختلفی را در یک واحد مستقل نگهداری می شوند. در موارد دیگری تعدادی از ماشین های مختلف توسط یک کنترل کننده خارجی و بوسیله یک اپراتور انسان یا روبات قطعات را از ماشینی به ماشین دیگر منتقل می کنند. در موارد دیگر مراحل بسیار زیادی و سلسه واری وجود دارد تا یک قطعه با مشخصات دقیق طراحی شده توسط CAD به مرحله تولید برسد.

حرکت در ماشین های CNC

در ماشین های CNC حرکت در راستای محورها انجام می شود. هر ماشینی با توجه به تعداد محورهای موجود و نصب شده در آن می تواند قطعه در حال تولید را جا به جا کند. به صورت عمومی هر ماشین CNC داری سه محور x,y,z هست. محور X حرکت در طول، محور Y حرکت در عرض و محور Z با استفاده از موتور Spindle حرکت در عمق را پشتیبانی می کند. جایگاه قرارگیری ابزار توسط موتورهای Stepper و یا Servo می باشد که برای دقت بالاتر طراحی شده اند که در مدل های قدیمی تر از چرخ دنده های کاهشی استفاده می شده است. کنترل های چرخه باز تا زمانی مورد استفاده هستند که قدرت مورد استفاده محدود باشد و سرعت بالا نرود. در استفاده تجاری از ماشین های فلزکاری، چرخه های کنترلی محدود بوده و استانداردها رعایت می شوند تا به سرعت، دقت و تکرار مورد نیاز دسترسی باشد.

کاربردهای مختلف ماشین های CNC

همزمان با تکامل کنترل کننده سخت افزاری، خود ماشین ها نیز تکامل یافته هستند. اما یک تغییر برای کل مکانیزم جعبه ای بزرگ به عنوان یک مقیاس امنیتی ایجاد شده است، کنترل کننده می تواند با فاصله از دستگاه استفاده شود تا از فاصله اپراتور با دستگاه اطمینان حاصل شود و این که عملیات تولید و ساخت قطعه با ایمنی کامل انجام شود. بسیاری از ماشن های CNC جدیدی که امروزه تولید می شوند، به صورت کاملا اتوماتیک و الکتریکی کنترل می شوند تا عملیات در اطمینان کامل کنترل شوند.
ماشین های CNC امروزه برای عملیات هایی استفاده می شوند که اصطلاحا حرکت و عملیات نام دارد. این عملیات شامل برش لیزری، جوشکاری، جوشکاری اصطکاکی لرزشی (Friction Stir Welding) جوشکاری اولتراسونیک، برش شعله ای و پلاسما، خمکاری، چرخشکاری، سوراخکاری، چسبکاری، برش قطعات، دوزندگی، جایگذاری چسب و قطعه، مسیرکاری، چیدن و قرار دادن و اره کاری می شود.