CNC مخفف عبارت Computerized Numerical Control است؛ به عبارتی CNC یک فرآیند تولید کامپیوتری است که در آن نرم‌افزار و کد از پیش برنامه‌ریزی شده حرکت تجهیزات تولید را کنترل می‌کند. ماشین‌کاری توسط دستگاه‌های CNC طیف وسیعی از ماشین‌آلات پیچیده مانند آسیاب، ماشین‌تراش و… را شامل می‌شود که همه آن‌ها برای کارهایی همچون برش‌کاری، فرم‌دهی، ایجاد قطعات و نمونه‌های اولیه و … مورد استفاده قرار می‌گیرند.
امروزه، تولیدکنندگان ماشین‌های CNC عناصر طراحی مکانیکی، نقشه‌های فنی، ریاضیات و مهارت‌های برنامه‌نویسی کامپیوتری را برای ایجاد دستگاه‌هایی که توانایی تولید انواع قطعات فلزی و پلاستیکی را دارند، گرد هم می‌آورند. نتیجه این فعالیت‌ها این است که اپراتورهای CNC می‌توانند به آسانی یک ورقه فلزی را بردارند و آن را به یک قطعه مهم هواپیما یا خودرو تبدیل کنند. تا اینجا تعریف مختصری از چیستی دستگاه‌های CNC ارائه کردیم، اکنون به بررسی اجزاء تشکیل‌دهنده دستگاه CNC خواهیم پرداخت.
فرآیند کاری قطعات دستگاه CNC
درک فرآیند عملیاتی دستگاه CNC و نحوه عملکرد آن به شما کمک می‌کند تا از چالش‌های مرتبط با استفاده صحیح از دستگاه‌های CNC برای انواع عملیات ماشین‌کاری یا برش سربلند بیرون بیاید. از این جهت درک این فرآیند برای تمامی اپراتورها امری ضروری است.
CNC: در کنترل عددی کامپیوتری یا همان CNC، یک کامپیوتر و نرم افزار CAM برای خودکارسازی، کنترل و مشاهده حرکات یک ماشین با استفاده از داده‌های دیجیتال استفاده می‌شود. این دستگاه ممکن است ربات، روتر، ماشین تراشکاری، آسیاب، جوشکار، دستگاه مهرزنی ورق فلزی، لیزر یا هر تعداد دستگاه دیگر باشد.
کامپیوتر اغلب یک کنترل‌کننده تخصصی برای ماشین‌آلات صنعتی بزرگ‌تر است. با این حال، این کامپیوتر می‌تواند یک رایانه شخصی خارجی برای ماشین‌هایی باشد که فعالیت‌شان کمتر بوده و قطعات تولید شده توسط آن‌ها از حساسیت بالایی برخوردار نیستند. به منظور حرکت و کنترل محورهای ماشین و انجام حرکات از پیش برنامه‌ریزی شده، کنترل‌گر CNC با تعدادی موتور و اجزای محرک همکاری می‌کند. همچنین جالب است بدانید که سیستم بازخورد پیشرفته که به طور مداوم سرعت و موقعیت برش را تجزیه، تحلیل و اصلاح می‌کند، اغلب در تجهیزات صنعتی و به خصوص در دستگاه‌های CNC وجود دارد.
قسمت‌های تشکیل دهنده دستگاه CNC
از اجزاء تشکیل‌دهنده اصلی یک دستگاه CNC می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
دستگاه ورودی
دستگاه‌های ورودی ابزارهایی هستند که برای وارد کردن داده‌های برنامه‌نویسی به یک دستگاه CNC استفاده می‌شوند. نکته جالب این است که اغلب از سه نوع دستگاه ورودی در ماشین‌های CNC استفاده می شود:
- نوارخوان‌های مغناطیسی
- نوارخوان‌های پانچ
- رایانه های متصل
واحد کنترل ماشین
و اما مغز دستگاه CNC اینجاست! MCU یا همان واحد کنترل ماشین تمام عملیات کنترلی دستگاه CNC را تکمیل می‌کند. به عبارتی دستورالعمل‌های ارائه شده را تکمیل کرده و سپس رمزگشایی می‌کند و آن‌ها را می‌خواند و دستورات لازم را به قسمت‌های مختلف حرکتی دستگاه صادر می‌کند.
برای مدیریت بهتر و دقیق‌تر موقعیت و سرعت، یک دستگاه CNC، همیشه به یک میز کشویی و یک دوک مجهز است. البته یک نکته قابل توجه این است که از محورهای X، Y و Z دستگاه CNC برای کار با جداول استفاده می‌شود، در حالی که از محور Z به شکل منحصر به فرد برای کنترل دوک استفاده می‌شود.
سیستم درایو
موتورهای درایو، پیچهای سرب و مدار تقویت‌کننده، سیستم کنترل‌گر دستگاه CNC را تشکیل می‌دهند. در این میان MCU مدار تقویت‌کننده را با سیگنال‌های دریافت شده (یعنی موقعیت و سرعت) از هر محور سازگار می‌کند؛ سپس موتورهای محرک با تقویت سیگنال‌های کنترلی روشن می‌شوند و پیچهای سربی را می‌چرخانند.
واحد نمایش
تمامی برنامه‌ها، دستورالعمل‌ها و سایر اطلاعات ضروری در مورد دستگاه CNC بر روی یک مانیتور نشان داده می‌شود که به آن اصطلاحاً واحد نمایش گفته می‌شود.
بستر دستگاه
در ماشین‌های CNC، این قطعات وزن کل دستگاه را حمل می‌کنند و به عبارت ساده‌تر می‌توان گفت که شاسی دستگاه محسوب می‌شود. با توجه به این واقعیت که برجک ابزار در ماشین‌های تراش CNC بر روی بستر دستگاه حرکت می‌کند، بستر از مواد سخت‌تری مانند چدن ساخته شده است تا مقاومت لازم را برای حمل قطعات داشته باشد.
کنترل پنل
پنل‌های کنترل یکی از اجزاء کلیدی ماشین‌های CNC هستند که برای تنظیم یا تغذیه برنامه‌های عملیاتی که باید روی قطعه اولیه و خام اجرا شوند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. گاهی اوقات از کنترل پنل به عنوان مغز دستگاه CNC یاد می‌شود.
مزایای به کارگیری دستگاه‌های CNC
ماشین‌های CNC به تولیدکنندگان در افزایش بهره‌وری و دقت و سرعت کمک می‌کنند و به کاهش خطرهای ناشی از خطای انسانی کمک می‌کنند و آن‌ها را قادر می‌سازند تا عملیات‌های مختلف تولید را به صورت خودکار پیگیری کنند که در غیر این صورت باید به صورت دستی انجام شود.
در زیر به چند دلیل مهم و حیاتی که دستگاه‌های CNC توانسته‌اند صنایع و مهندسی را دستخوش تغییر قرار دهند آورده شده است:
1- ماشین‌کاری CNC برای تولید انبوه قطعات مناسب است
اگر نیاز به تولید قطعات مکانیکی در تیراژ بالا دارید، احتمالاً دستگاه‌های CNC مقرون به صرفه‌ترین گزینه برای شما خواهد بود زیرا استفاده از ماشین‌کاری CNC بسیار کم هزینه‌تر و سریع‌تر از چاپ سه‌بعدی است و قابل اجرا در در ابعاد صنعتی است.
2- ماشین‌های CNC می‌توانند روی انواع مختلفی از مواد کار کنند
در حالی که دستگاه‌های CNC معمولاً طیف وسیعی از مواد را برش می‌دهند، چاپ سه‌بعدی عمدتاً بر روی پلاستیک‌ها تمرکز می‌کند به عبارتی دیگر چاپگرهای سه‌بعدی تا زمانی که مواد به اندازه کافی قوی باشند تا از تغییرشکل یا ذوب‌شدن تحت فشار عملیات در امان بمانند، کاربرد دارند. به طور مثال دستگاه‌های CNC برای استفاده از مواد مختلف دقت زیادی را به کار می‌گیرند؛ جالب است بدانید که امروزه دستگاه‌های CNC قادر هستند تا بر روی بیش از 60 نوع ماده مختلف عملیات مختلفی را انجام دهند. آلومینیوم، فولاد ضد زنگ، آلیاژ منیزیم، آلیاژ روی، تیتانیوم و برنج فلزاتی هستند که بیشتر در حوزه دستگاه‌های CNC مورد استفاده قرار می‌گیرند.
3- دقت دستگاه‌های CNC بسیار بالا می‌باشد
یک تلرانس معمولی این دستگاه‌ها، +/- 0.127 میلی‌متر است و هنگامی که از پیکربندی تلرانس استفاده می‌کنید، می‌توانید ماشین‌کاری دقیقی را تا 0.005+/- پیش‌بینی کنید، که به شما نشان می‌دهد اجزاء دستگاه دقیقاً چگونه عمل خواهند کرد و چه نتیجه‌ای را دربر خواهند داشت.
در این مقاله جامع سعی کردیم شما را با دستگاه ماشین‌کاری CNC به صورت کامل آشنا کنیم و با شناخت اجزاء اصلی تشکیل‌دهنده این دستگاه، مزایای استفاده از آن را نیز مورد بررسی قرار دهیم.
