آموزش

دستگاه CNC چیست؟ نگاهی به کارکرد ماشین سی ان سی

ماشین CNC دستگاهی است که در آن نرم افزار کامپیوتری از پیش برنامه ریزی شده حرکات دستگاه و ابزارهای آن را مشخص می‌کند. این فرآیند برای بسیاری از ماشین‌های پیچیده از فرز و خراطی گرفته تا دستگاه سی ان سی روتر قابل استفاده است. در این دستگاه، برش‌های سه بعدی توسط مجموعه‌ای از حرکات برنامه‌ریزی شده انجام می‌شود.

CNC در واقع مخفف عبارت Computer Numerical Control (کنترل عددی کامپیوتری) بوده و محدودیت‌های دستگاه‌هایی که با دست کنترل می‌شوند را ندارد. سیستم CNC شباهت زیادی به مجموعه اجزاء منظم کامپیوتری دارد اما با تمام اشکال کامپیوتری دیگر متفاوت است.

هر آنچه باید درباره ماشین CNC بدانیم

در دستگاه CNC با وجود این که برش‌ها همزمان در چند جهت انجام می‌شود، هیچ خطایی وجود ندارد. زمانی که سیستم CNC شروع به کار می‌کند، الگوهای برنامه ریزی شده در نرم افزار به اجزاء ماشین دستور می‌دهند که وظایف خود را به همان شکلی که مشخص شده است انجام دهند؛ درست مثل رباتی که با برنامه ریزی کار کرده و از تمامی دستوراتی که به آن اعمال می‌شود پیروی می‌کند.  

در دستگاه کنترل عددی، برنامه‌ها از طریق پانچ کارت وارد سیستم می‌شوند. اما در ماشین CNC برنامه‌ها از طریق کیبوردهای کوچکی در کامپیوتر تعریف می‌شود. برنامه‌های CNC در حافظه کامپیوتر ذخیره می‌شود. کدها توسط برنامه نویسان نوشته و ویرایش می‌شود. بنابراین می‌توان گفت سیستم CNC ظرفیت محاسباتی بسیار گسترده‌ای دارد. از همه مهم‌تر این که سیستم‌های CNC به هیچ وجه ثابت نیستند؛ زیرا می‌توان کدهای جدیدی را به برنامه‌هایی که از قبل موجود هستند اضافه کرد.

برنامه نویسی دستگاه CNC

در CNC ماشین آلات از طریق کنترل عددی راه اندازی می‌شوند که در آن یک برنامه نرم افزاری برای کنترل دستگاه طراحی شده است. زبان ماشین‌های CNC جی کد G-code نام دارد که برای کنترل عملکردهای مختلف دستگاه مربوطه مثل سرعت، میزان سوخت و هماهنگی‌های آن نوشته می‌شود.

در ماشین‌های CNC امکان از قبل برنامه ریزی کردن سرعت و موقعیت اجزاء دستگاه و اجرای آن‌ها در چرخه‌های تکراری از طریق نرم افزار فراهم شده است. این فرایند در تمام اجزاء تولید اتخاذ شده و در تولیدات پلاستیک و فلز بسیار حیاتی و مهم است.

سیستم‌های Closed-Loop و Open-Loop

کنترل وضعیت دستگاه‌های CNC از طریق سیستم‌های مدار باز Open-Loop و مدار بسته Closed-Loop تعیین می‌گردد. در سیستم مدارباز علائم در یک جهت واحد بین موتور و کنترلر جاری می‌شود. در سیستم مدار بسته کنترلر قادر است فیدبک‌هایی را دریافت کند که اصلاح خطاها را ممکن می‌سازد. سیستم مدار بسته می‌تواند بی‌نظمی در شتاب و سرعت را اصلاح کند.

در ماشین‌های CNC حرکات در میان محورهای X و Y هدایت می‌شود. این ابزار از طریق موتورهای استپر یا سروو هدایت می‌شود که حرکات دقیقی که با جی کد تعیین شده است را تکرار می‌کند.

اگر مقدار نیرو و سرعت در حداقل سطح ممکن باشد، جریان از طریق کنترل مدار باز راه اندازی می‌شود. کنترل مدار بسته برای اطمینان از سرعت، ثبات و دقت مورد نیاز برای ساختارهای صنعتی مثل فلزکاری لازم است.

دستگاه CNC کاملا اتوماتیک است

در پروتکل‌های CNC امروزی، تولیدات از طریق نرم‎‎‌افزاهای از پیش برنامه ریزی شده کاملا اتوماتیک است. ابعاد قطعه موردنظر با طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) تنظیم می‌شود و سپس با نرم افزار ساخت به کمک کامپیوتر (CAM ) تبدیل به یک محصول نهایی می‌شود.

هر قطعه کاری خاصی به ابزارهایی مثل مته یا کاتر نیاز پیدا می‌کند. بسیاری از ماشین‌آلات امروزی برای تامین این نیازها چندین کارکرد مختلف را در یک سلول ترکیب می‌کنند. به طور متناوب مرحله نصب شامل چندین ماشین و مجموعه‌ای از دست‌های رباتیکی است که بخش‌ها را از یک کاربرد به کاربردی دیگر منتقل می‌کنند؛ اما تمام این موارد توسط یک برنامه واحد کنترل می‌شود.

انواع ماشین CNC

برش با آب یا لیزری

نخستین ماشین کنترل عددی در سال 1940 اختراع شد؛ زمانی که از موتورها برای کنترل حرکت ابزارهای موجود استفاده می‌شد. با پیشرفت تکنولوژی مکانیزم ماشین آلات نیز با کامپیوترهای آنالوگ و در نهایت کامپیوترهای دیجیتال پیشرفت کرده و منجر به پیشرفت ماشین‌های CNC شد.

دستگاه فرز CNC

فرز CNC

دستگاه فرز CNC از طریق برنامه‌هایی اجرا می‌شود که متشکل از دستورات بر پایه اعداد و حروف است و قطعات را در فواصل مختلف هدایت می‌کند. برنامه‌هایی که برای دستگاه فرز به کار برده می‌شود هم می‌تواند بر پایه جی کد باشد و هم زبان برنامه نویسی که توسط تیم تولید نوشته شده باشد. ماشین‌های فرز CNC بنیادی شامل سیستم سه محوره (X، Y و Z) هستند. اما مدل‌های جدید این دستگاه 3 محور دیگر را نیز در خود جای داده اند.

دستگاه تراش CNC

سی ان سی

در دستگاه تراش CNC قطعات با ابزارهای قابل تقسیم در جهات دایره‌ای برش می‌خورد. برش‌های دستگاه تراش با تکنولوژی CNC با دقت و سرعت بالاتری انجام می‌شود. این دستگاه برای تولید طرح‌های پیچیده‌ای استفاده می‌شود که با دستگاه‌هایی که به طور دستی راه اندازی می‌شوند قابل انجام نیستند. نحوه کنترل دستگاه فرز و تراش CNC مشابه هم هستند.

دستگاه CNC برش پلاسما

برش پلاسما

در این دستگاه مواد با تورچ پلاسما برش داده می‌شود. این فرآیند در درجه نخست برای فلزات به کار برده می‌شود؛ اما می‌توان از آن برای سطوح دیگر نیز استفاده کرد. در این دستگاه به منظور تولید سرعت و گرما برای برش فلزات، پلاسما با ترکیب گاز فشرده و قوس الکتریکی تولید نیرو می‌کند.

دستگاه CNC وایرکات

وایر کات

این دستگاه با جرقه‌های الکتریکی قطعه کار موردنظر را در اشکال مختلفی فرم می‌دهد. در این دستگاه تخلیه جریان بین دو الکترود رخ می‌دهد؛ و در نتیجه بخش‌هایی از قطعه کار مورد نظر را حذف می‌کند.

زمانی که فاصله بین الکترودها کمتر می‌شود، میدان الکتریکی شدیدتر شده و از عایق قوی‌تر می‌شود. این فرایند باعث می‌شود جریان از دو الکترود عبور کند؛ در نتیجه تکه‌های قطعه کار توسط هر کدام از الکترودها ریموو می‌شود.

دستگاه CNC واترجت

برش با آب

در ماشین‌های CNC واترجت از ابزارهایی است که مواد سخت مثل گرانیت و فلز را با فشار بالای آب برش می‌شود. در برخی از این ابزارها آب با شن یا هر ماده ساینده قوی ترکیب می‌شود. قطعات ماشین‌های کارخانه‌ای اغلب از طریق این فرآیند شکل می‌گیرند.

از دستگاه واترجت معمولا برای برش موادی استفاده می‌شود که تحمل مقاومت در برابر حرارت بالای دستگاه‌های دیگر را ندارند. به عنوان مثال از این دستگاه در صنعت هوافضا و معدن استفاده می‌شود. دستگاه واترجت برای ساختارهایی به کار برده می‌شود که به برش‌های پیچیده نیاز دارند؛ زیرا گرم نبودن دستگاه مانع از هر نوع تغییری در مواد موردنظر می‌شود.

مزایای دستگاه سی ان سی

  • سرعت بالای دستگاه و همینطور کاهش زمان تولید و تنظیمات اولیه ماشین.
  • دقت بالا به طوری که اشتباهات تولید و خطای انسانی را به حداقل می‌رساند.
  • دستگاه‌های سی ان سی هنگام عملیات نیاز چندانی به نظارت اپراتور ندارند.
  • امکان تست برنامه‌های دستگاه CNC قبل از تولید.
  • این دستگاه‌ها قابلیت شبکه شدن دارند؛ به طوری که می‌توان چند دستگاه را به صورت گروهی نظارت کرد.
  • افزایش راندمان و کاهش ضایعات
  • دستگاه‌های سی ان سی که به سیستم‌های CAM، CAD و CIMJ مجهز هستند را می‌توان از راه دور کنترل و هدایت کرد.
  • عیب‌یابی دستگاه سی ان سی به علت آلارم‌های محتلفی که اعلام می‌کند آسان است.
به اشتراک بگذارید

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا