ماشینکاری CNC یک فرآیند تولیدی است که در آن نرم افزار کامپیوتری از پیش برنامه ریزی شده حرکت ابزار و ماشین آلات کارخانه را دیکته می کند. این فرآیند را می توان برای کنترل طیف وسیعی از ماشین آلات پیچیده، از آسیاب و ماشین تراش گرفته تا آسیاب و مسیریاب استفاده کرد. با ماشینکاری CNC، وظایف برش سه بعدی را می توان در یک مجموعه از دستورات انجام داد.
مخفف "کنترل عددی کامپیوتری"، فرآیند CNC برخلاف محدودیت‌های کنترل دستی، که در آن اپراتورهای زنده برای فرمان دادن و هدایت دستورات ابزارهای ماشینکاری از طریق اهرم‌ها، دکمه‌ها و چرخ‌ها، نیاز دارند، عمل می‌کند و در نتیجه جایگزین می‌شود. برای بیننده، یک سیستم CNC ممکن است شبیه مجموعه ای منظم از اجزای کامپیوتر باشد، اما برنامه های نرم افزاری و کنسول های به کار رفته در ماشینکاری CNC آن را از سایر اشکال محاسبات متمایز می کند.
ماشینکاری CNC چگونه کار می کند؟
هنگامی که یک سیستم CNC فعال می‌شود، برش‌های مورد نظر در نرم‌افزار برنامه‌ریزی می‌شوند و به ابزارها و ماشین‌آلات مربوطه دیکته می‌شوند، که وظایف ابعادی را همانطور که مشخص شده انجام می‌دهند، بسیار شبیه به یک ربات.
در برنامه نویسی CNC، مولد کد در سیستم عددی اغلب مکانیسم ها را بی عیب و نقص فرض می کند، با وجود احتمال خطا، که هر زمان که یک دستگاه CNC به طور همزمان در بیش از یک جهت برش داده شود، بیشتر می شود. قرار دادن یک ابزار در یک سیستم کنترل عددی توسط یک سری ورودی که به عنوان برنامه قطعه شناخته می شود، مشخص می شود.
با یک ماشین کنترل عددی، برنامه ها از طریق کارت پانچ وارد می شوند. در مقابل، برنامه‌های ماشین‌های CNC از طریق صفحه‌کلیدهای کوچک به رایانه‌ها داده می‌شوند. برنامه نویسی CNC در حافظه کامپیوتر حفظ می شود. خود کد توسط برنامه نویسان نوشته و ویرایش می شود. بنابراین، سیستم های CNC ظرفیت محاسباتی بسیار گسترده تری را ارائه می دهند. بهتر از همه، سیستم‌های CNC به هیچ وجه ثابت نیستند، زیرا می‌توان از طریق کدهای اصلاح‌شده، اعلان‌های جدیدتر را به برنامه‌های از پیش موجود اضافه کرد.
برنامه نویسی ماشین CNC
در CNC، ماشین ها از طریق کنترل عددی کار می کنند، که در آن یک برنامه نرم افزاری برای کنترل یک شی تعیین شده است. زبان پشت ماشینکاری CNC به طور متناوب به عنوان G-code نامیده می شود و برای کنترل رفتارهای مختلف یک ماشین مربوطه، مانند سرعت، سرعت تغذیه و هماهنگی نوشته شده است.
اساساً، ماشینکاری CNC این امکان را فراهم می‌آورد که سرعت و موقعیت عملکردهای ماشین‌ابزار را از قبل برنامه‌ریزی کرده و آنها را از طریق نرم‌افزار در چرخه‌های تکراری و قابل پیش‌بینی اجرا کنید، همه با دخالت کمی از اپراتورهای انسانی. با توجه به این قابلیت ها، این فرآیند در تمام گوشه های بخش تولید پذیرفته شده است و به ویژه در زمینه های تولید فلز و پلاستیک حیاتی است.
برای شروع، یک نقشه 2 بعدی یا سه بعدی CAD تصور می شود که سپس به کد کامپیوتری برای اجرای سیستم CNC ترجمه می شود. پس از اینکه برنامه وارد شد، اپراتور آن را آزمایشی اجرا می کند تا مطمئن شود هیچ اشتباهی در کدنویسی وجود ندارد.
سیستم های ماشین کاری حلقه باز/بسته
کنترل موقعیت از طریق یک سیستم حلقه باز یا حلقه بسته تعیین می شود. با اولی، سیگنالینگ در یک جهت بین کنترل کننده و موتور اجرا می شود. با یک سیستم حلقه بسته، کنترل کننده قادر به دریافت بازخورد است که تصحیح خطا را ممکن می کند. بنابراین، یک سیستم حلقه بسته می تواند بی نظمی در سرعت و موقعیت را اصلاح کند.
در ماشینکاری CNC، حرکت معمولاً در محورهای X و Y انجام می شود. این ابزار به نوبه خود از طریق موتورهای پله ای یا سروو که حرکات دقیق تعیین شده توسط G-code را تکرار می کند، قرار می گیرد و هدایت می شود. اگر نیرو و سرعت حداقل باشد، فرآیند را می توان از طریق کنترل حلقه باز اجرا کرد. برای هر چیز دیگری، کنترل حلقه بسته برای اطمینان از سرعت، ثبات و دقت مورد نیاز برای کاربردهای صنعتی مانند فلزکاری ضروری است.
ماشینکاری CNC کاملاً خودکار است
در پروتکل های CNC امروزی، تولید قطعات از طریق نرم افزارهای از پیش برنامه ریزی شده بیشتر به صورت خودکار انجام می شود. ابعاد یک قطعه معین با نرم افزار طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) در جای خود تنظیم می شود و سپس با نرم افزار ساخت به کمک کامپیوتر (CAM) به محصول نهایی واقعی تبدیل می شود.
هر قطعه کار معینی می تواند به ماشین آلات مختلفی مانند مته و برش نیاز داشته باشد. به منظور پاسخگویی به این نیازها، بسیاری از ماشین های امروزی چندین عملکرد مختلف را در یک سلول ترکیب می کنند. متناوبا، یک نصب ممکن است شامل چندین ماشین و مجموعه ای از دست های رباتیک باشد که قطعات را از یک برنامه به برنامه دیگر منتقل می کند، اما همه چیز توسط همان برنامه کنترل می شود. بدون در نظر گرفتن تنظیمات، فرآیند CNC به یکپارچگی در تولید قطعات اجازه می‌دهد که تکثیر دستی آن اگر غیرممکن نباشد، دشوار است.
انواع مختلف دستگاه های CNC
اولین ماشین های کنترل عددی مربوط به دهه 1940 است، زمانی که موتورها برای اولین بار برای کنترل حرکت ابزارهای از قبل موجود استفاده شدند. با پیشرفت فناوری، مکانیسم‌ها با رایانه‌های آنالوگ و در نهایت با رایانه‌های دیجیتال بهبود یافتند که منجر به ظهور ماشینکاری CNC شد.
اکثریت قریب به اتفاق زرادخانه های CNC امروزی کاملاً الکترونیکی هستند. برخی از رایج ترین فرآیندهای CNC شامل جوشکاری اولتراسونیک، سوراخ کاری و برش لیزری است. ماشین آلات پرکاربرد در سیستم های CNC شامل موارد زیر است:
آسیاب های CNC
آسیاب های CNC قادر به اجرای برنامه های متشکل از اعداد و حروف هستند که قطعات را در فواصل مختلف هدایت می کنند. برنامه نویسی به کار رفته برای ماشین آسیاب می تواند بر اساس کد G یا زبان منحصر به فرد توسعه یافته توسط یک تیم سازنده باشد. آسیاب های اصلی از یک سیستم سه محوری (X، Y و Z) تشکیل شده اند، اگرچه اکثر آسیاب های جدید می توانند سه محور اضافی را در خود جای دهند.
ماشین تراش
در ماشین های تراش، قطعات در جهت دایره ای با ابزارهای شاخص برش داده می شوند. با استفاده از تکنولوژی CNC، برش های به کار رفته توسط تراش ها با دقت و سرعت بالا انجام می شود. ماشین تراش CNC برای تولید طرح های پیچیده ای استفاده می شود که در نسخه های دستی دستگاه امکان پذیر نیست. به طور کلی، عملکردهای کنترل آسیاب ها و ماشین های تراش CNC مشابه هستند. مانند مورد اول، تراش ها را می توان با G-code یا کد اختصاصی منحصر به فرد هدایت کرد. با این حال، اکثر ماشین های تراش CNC از دو محور X و Z تشکیل شده اند.
برش های پلاسما
در کاتر پلاسما، مواد با یک مشعل پلاسما بریده می شوند. این فرآیند در درجه اول برای مواد فلزی اعمال می شود، اما می تواند روی سطوح دیگر نیز به کار رود. به منظور تولید سرعت و حرارت لازم برای برش فلز، پلاسما از طریق ترکیبی از گاز هوای فشرده و قوس الکتریکی تولید می‌شود.
ماشین های تخلیه الکتریکی
ماشینکاری با تخلیه الکتریکی (EDM) - که به طور متناوب به عنوان ماشینکاری دای سینک و ماشینکاری جرقه نامیده می شود - فرآیندی است که قطعات کار را با جرقه های الکتریکی به اشکال خاصی در می آورد. با EDM، تخلیه‌های جریان بین دو الکترود اتفاق می‌افتد و این باعث حذف بخش‌هایی از یک قطعه کار می‌شود.
هنگامی که فضای بین الکترودها کوچکتر می شود، میدان الکتریکی شدیدتر و در نتیجه قوی تر از دی الکتریک می شود. این باعث می شود که جریانی بین دو الکترود عبور کند. در نتیجه، بخش هایی از یک قطعه کار توسط هر الکترود حذف می شود. زیر انواع EDM عبارتند از:
● Wire EDM، که به موجب آن از فرسایش جرقه برای حذف بخش هایی از یک ماده رسانای الکترونیکی استفاده می شود.
● Sinker EDM، که در آن الکترود و قطعه کار به منظور تشکیل قطعه در سیال دی الکتریک خیس می شوند.
در فرآیندی به نام فلاشینگ، زباله‌های هر قطعه کار تمام‌شده توسط یک دی الکتریک مایع که پس از قطع جریان بین دو الکترود ظاهر می‌شود و برای از بین بردن بارهای الکتریکی دیگر ظاهر می‌شود، منتقل می‌شود.
کاتر جت آب
در ماشینکاری CNC، واتر جت ها ابزارهایی هستند که مواد سخت مانند گرانیت و فلز را با اعمال فشار بالا برش می دهند. در برخی موارد، آب با ماسه یا مواد ساینده قوی دیگر مخلوط می شود. قطعات ماشین آلات کارخانه اغلب از طریق این فرآیند شکل می گیرند.
جت های آب به عنوان یک جایگزین خنک تر برای موادی که قادر به تحمل فرآیندهای گرما فشرده سایر ماشین های CNC نیستند استفاده می شود. به این ترتیب، جت‌های آب در طیف وسیعی از بخش‌ها مانند صنایع هوافضا و معدن استفاده می‌شوند، جایی که این فرآیند برای اهداف کنده‌کاری و برش و سایر عملکردها قدرتمند است. برش های واتر جت همچنین برای کاربردهایی استفاده می شود که نیاز به برش های بسیار پیچیده در مواد دارند، زیرا کمبود گرما مانع از هرگونه تغییر در خواص ذاتی مواد می شود که ممکن است در اثر برش فلز بر روی فلز ایجاد شود.
انواع مختلف دستگاه های CNC
همانطور که بسیاری از نمایش های ویدئویی دستگاه CNC نشان داده اند، این سیستم برای برش های بسیار دقیق از قطعات فلزی برای محصولات سخت افزاری صنعتی استفاده می شود. علاوه بر ماشین های فوق الذکر، ابزارها و اجزای دیگری که در سیستم های CNC استفاده می شوند عبارتند از:
● ماشین های گلدوزی
● روترهای چوبی
● پانچر برجک
● ماشین های سیم خم
● فوم برش
● برش لیزری
● آسیاب های استوانه ای
● پرینترهای سه بعدی
● برش شیشه
هنگامی که نیاز به برش های پیچیده در سطوح و زوایای مختلف روی یک قطعه کار باشد، همه این کارها را می توان در عرض چند دقیقه روی یک دستگاه CNC انجام داد. تا زمانی که دستگاه با کد مناسب برنامه ریزی شده باشد، عملکرد دستگاه مراحلی را که توسط نرم افزار دیکته می شود انجام می دهد. با ارائه کدگذاری همه چیز بر اساس طراحی، محصولی با جزئیات و ارزش فناوری باید پس از پایان فرآیند ظاهر شود.
زمان ارسال: ژانویه-01-2022
