آشنایی با ماشین‌های CNC

امروزه انواع دستگاه‌های CNC حرف اول را در صنعت تولید می‌زنند که در طیف گسترده‌ای در بازار وجود دارد. ماشین‌های CNC برای کنترل کامپیوتری ابزارها و تجهیزات تولید با نرم‌افزارهای کامپیوتری مورداستفاده قرار می‌گیرند. این ماشین‌ها انواع مختلفی داشته و براین‌اساس کاربردهای متفاوتی دارند که برای منظورهای خاص به کار می‌روند که طبق نحوه عملکرد، ابزار برش، مواد و تعداد محورهای مورداستفاده به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. در این مطلب تلاش می‌کنیم تا شما را با نحوه ماشین‌کاری CNC، انواع آن، مزایا و معایب و شاخص‌های مهم در تعیین بهترین دستگاه  آشنا کنیم. پس، تا پایان با ما همراه باشید.

منظور از CNC چیست؟

دستگاه CNC دستگاهی است که توسط کامپیوتر کنترل شده و ساخت قطعات و محصولات مختلف را تسهیل می‌کند. همان‌طور که گفته شد، سیستم و ماشین CNC سنگین در امور کارخانه‌ای و برای کنترل خط تولید استفاده می‌شود که این کار را از طریق نرم‌افزارهای مختلف انجام می‌دهد. CNC این توانایی را دارد تا بر ماشین‌های مختلف فلز، تراش، برش، حفاری و غیره اثر گذاشته و از طریق کنترل عددی باعث افزایش سرعت چرخه تولید در کارخانه و امور تولیدی شما خواهد شد؛ اما اینکه چه چیزهایی زیرمجموعه آن قرار می‌گیرد و چه کاربردی دارد را در ادامه مورد بررسی قرار خواهیم داد.

همچنین بخوانید: تفاوت برق ac و dc

بررسی انواع دستگاه CNC

ماشین‌های CNC این قابلیت را دارند تا نقش‌های متفاوتی را در طول فرایند تولید، ایفا کنند. بر همین اساس، ماشین‌های CNC به انواع زیر تقسیم می‌شوند.

دستگاه CNC برش لیزری

دستگاه‌های برش لیزر  CNC یکی دیگر از انواع ماشین CNC سنگین محسوب می‌شوند که از لحاظ توانایی برش مواد سخت، کارکردی مشابه با برش‌های پلاسما CNC دارند؛ اما بر خلاف دستگاه‌های برش پلاسما که از این مواد استفاده می‌کنند، برش‌های لیزری CNC از نور لیزر قوی و بسیار متمرکز (گاز یونیزه) برای انجام این برش‌ها استفاده می‌کنند. این دستگاه CNC فلز، عموماً دقت بالاتر و کیفیت سطح بهتری نسبت به برش‌های پلاسما ارائه می‌دهند؛ چرا که لیزر نقاط تماس و اتساع کمتری نسبت به مشعل پلاسما دارد. علاوه بر این، فلزهایی که با لیزر CNC تراش یافته‌اند، به طور قابل‌توجهی گران‌تر از فلزهایی هستند که برش‌های پلاسما CNC با پارامترهای یکسان (دقت و عمق برش) دارند.

مشاهده کنید: قیمت اینورتر سانترنو

البته نباید فراموش کرد که ماشین‌های برش پلاسما CNC قدرت برش بیشتری را ارائه می‌دهند؛ زیرا پلاسما قوی‌تر از لیزر عمل می‌کند. همان‌طور که گفته شد، این دستگاه برش لیزری، اغلب برای برش چوب، فلز و پلاستیک استفاده شده و به‌عنوان دستگاه CNC چوب هم شناخته می‌شوند. در این ماشین، شما می‌توانید قدرت لیزر را باتوجه‌به چگالی و سختی مواد تنظیم کرده و به‌سرعت مواد را برش دهید.

شکل مواد معمولاً یک ورق در دستگاه برش لیزری CNC است. سپس این ماده دقیقاً توسط پرتو لیزر که در عرض آن به جلو و عقب حرکت می‌کند، بریده می‌شود. برای ایجاد یک برش دقیق، عمل حرارتی لیزر مواد را تبخیر یا ذوب می‌کند. برش‌های لیزری CNC اغلب در مقایسه با سایر دستگاه‌های برش، طیف وسیعی از الگوها را تولید می‌کنند. برش‌ها و لبه‌های حاصل از این ماشین CNC اغلب آن‌قدر ظریف و تمیز هستند که دیگر نیازی به پولیش ندارند. حکاکی لیزری به طور گسترده در صنایع تزئینی از جمله تابلوسازی، هنر چوب و حکاکی روی شیشه استفاده می‌شود. در نتیجه، هنگامی که به تلرانس‌های باریک و نتایج دقیق نیاز داشتید می‌توانید، از برش لیزری CNC استفاده کنید.

همچنین بخوانید: آشنایی با استانداردهای NEMA و IEC در صنعت الکتریکال

دستگاه CNC تراش

با این نمونه از انواع دستگاه CNC کارهای عملی زیادی انجام خواهید داد. به‌عنوان یک قاعده اصلی، لازم است بدانید که این ماشین‌ها کوتاه‌تر و فشرده‌تر از ماشین‌های فرز CNC هستند؛ چرا که محورهای کمتری در خود جای می‌دهند. قسمت مرکزی این دستگاه، ماشین تراش است که برنامه را کنترل کرده و اطلاعات لازم را به کامپیوتر ارسال می‌کند. در حال حاضر، اغلب کارخانه‌هایی که در طی فرایند تولید نیاز به تراش مواد خام خود دارند، به دلیل سرعت و دقت از ماشین تراش CNC استفاده می‌شود. پس از راه‌اندازی اولیه، این ماشین به‌راحتی توسط افراد عادی قابل‌استفاده است.

دستگاه CNC حفاری

این ماشین CNC که در امور حفاری استفاده می‌شود. جالب است بدانید که مته‌های  CNC مانند مته‌های سنتی برش‌های چرخشی برای ایجاد سوراخ در اجسام ثابت استفاده می‌کنند. بااین‌حال، مته‌های CNC نسبت به مته‌های سنتی دقیق‌ و انعطاف‌پذیرتر هستند؛ زیرا به فناوری CNC متکی هستند و این کار را به‌صورت سیستمی و با سرعت بیشتری انجام می‌دهند.

به‌عنوان‌مثال، سوراخ‌ها را می‌توان توسط مته‌های CNC با تلورانس‌های کوچک 0.001 میلی متر ماشین کاری کرد. علاوه‌بر این، دستگاه حفاری CNC بر روی طیف گسترده‌ای از مواد از جمله چوب، پلاستیک و فلز مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین، بسیاری از این ماشین‌های حفاری CNC در ناحیه  سر ابزاری دارند که قابلیت تطبیق با چندین مته را در خود داشته و امکان تعویض سریع در حین تولید را فراهم می‌کند.

برای خرید درایو دانفوس با ما تماس بگیرید

دستگاه CNC پلاسما

یکی دیگر از ماشین‌های CNC که مانند نوع لیزری، دستگاه CNC تراش نام دارد، پلاسما محسوب می‌شود. تنها تفاوت این ماشین با برش لیزری، مربوط به نیرو و فرایند اصلی است که چرخه این حرکت را به وجود می‌آورد، در دستگاه پلاسما از مشعل‌های پلاسما یا گاز با بار الکتریکی برای ایجاد برش‌ها استفاده می‌شود. درحالی‌که، در نوع دیگر این فرایند با لیزر صورت می‌گیرد.

دستگاه CNC تخلیه الکتریکی

این نمونه از ماشین‌های CNC که به آن تخلیه جرقه هم می‌گویند، از تخلیه الکتریکی برای تولید و تبدیل مواد به شکل‌های دلخواه استفاده می‌شود. ترشحات الکتریکی حاصل از این دستگاه می‌تواند اثرات نامطلوب موقتی داشته باشد؛ اما دستگاه CNC با ایجاد جرقه‌های کنترل شده، مواد موردنظر شما را شکل می‌دهد. ‌ این ماده در بالا و پایین الکترودها قرار گرفته و یک نرم‌افزار کامپیوتری تعیین‌کننده این است که این الکترودها چه مقدار تخلیه ایجاد کنند.

پرینتر سه‌بعدی

یکی دیگر انواع دستگاه CNC پرینتر سه‌بعدی است که برای چاپ و تکثیر طرح در یک‌زمان استفاده می‌شود. این دستگاه برای ابزارهای چاپ سه‌بعدی و سایر سازه‌های این‌چنینی کاربرد دارد.

ماشین سنگ‌زنی یا Grinding machine

این مدل از دستگاه CNC از چرخ سنگ‌زنی برای حذف مواد از قطعه کار استفاده می‌کند که در زمینه سنباده‌کاری و تکمیل کار کاربرد دارد. موادی که برای ساخت این دستگاه به کار می‌رود، می‌تواند جنس سرامیکی یا الماس داشته باشد و باید بدانید که ماشین‌هایی که در آن الماس به‌کاررفته، تکمیل ثانویه باکیفیت بالا را ارائه می‌دهد که به‌عنوان ماشین صاف‌کننده مورداستفاده قرار می‌گیرد.

همچنین بخوانید: درایو کلیک چیست؟

عناصر اصلی سیستم ماشین CNC

ماشین‌های CNC از عناصر اصلی و کلیدی تشکیل می‌شود که هر کدام نقش مربوط به خود را ایفا می‌کنند و در ادامه آن‌ها را مورد بررسی قرار دادیم.

• دستگاه‌های ورود و خروج اطلاعات شامل؛ درایوها، دیسک‌ها، صفحه‌کلیدها و رایانه‌ها هستند.
• اتصال اینترنت که شامل: HSSB، پورت LAN و سایر شبکه‌ها است.
• واحد کنترل شفت مکانیک خارجی
• ‌تغذیه سروو درایو و واحد موتور
• موتور اسپیندل و واحد محرک
• واحد کنترل CNC یا قسمت کنترل عددی
• کنترلر PMC
• واحد اندازه‌گیری بازخورد و موقعیت دستگاه
• واحد ورودی و خروجی سیگنال کنترل برق دستگاه

کاربردهای ماشین‌های CNC

کاربردهای اصلی انواع ماشین cnc بسیار زیاد است؛ اما اصلی‌ترین کاربردهای آن که باعث می‌شود تا افراد این سیستم را برای کارهای خود استفاده کنند، در ادامه ذکر کرده‌ایم.

۱. قابلیت تکرار

یکی از اصلی‌ترین قابلیت‌ها و کاربردهای CNC این است که شما می‌توانید یک طرح تولید خاص را تعیین کرده و با ذخیره آن امکان استفاده مجدد در ساخت پلاک، زیورآلات یا قطعات ماشین را داشته باشید.

۲. استفاده در امور دندانپزشکی

شاید جالب باشد که بدانید، روکش‌هایی که در دندانپزشکی استفاده می‌شوند و باعث ایجاد ظاهر جذاب و یکدست که کاملاً شبیه به دندان‌های اصلی شما است، با کمک دستگاه CNC ساخته می‌شوند. حتی تاج‌ها و ایمپلنت‌ها را می‌توان با فناوری دقیق و نرم‌افزار موردنظر برش داد و به‌اندازه صحیح درآورد.

۳. ساخت تجهیزات نظامی

عده‌ای از شما قطعاً درباره قابلیت پرینترهای سه‌بعدی CNC در تولید سلاح بدون شماره‌سریال شنیده‌اید. علاوه بر این، می‌توانند در فرایند تولید لوازم جانبی و تجهیزاتی مثل دستگیره‌ها و موارد دیگر موجود در تفنگ و سلاح‌ها از این دستگاه استفاده شود.

۴. ساخت وسایل حمل‌ونقل

در تهیه وسایل حمل‌ونقل زمینی و هوایی برای اطمینان از عملکرد آن باید دقت زیادی در تولید قطعات به خرج داد که جز با ماشین‌های CNC این امر امکان‌پذیر نخواهد بود. به همین علت در ساخت قطعات هواپیما، راه‌آهن و اتومبیل از این ماشین‌کاری استفاده می‌شود. انواع دستگاه CNC در صنعت خودروسازی و برای تولیدکنندگان بسیار کاربردی است.

دسته‌بندی ماشین‌های CNC بر اساس پارامترهای مختلف

ماشین‌های CNC به جز دسته‌بندی بر اساس کارایی، در پارامترهای مختلف دسته‌بندی‌های متفاوتی پیدا می‌کنند که در ادامه برای شناخت بیشتر شما قرار داده‌ایم.

انواع ماشین‌های CNC بر اساس مسیر حرکت

انواع سیستم‌های حرکتی این ماشین به ۳ دسته تقسیم می‌شوند که عبارت‌اند از؛

• کنترل نقطه: در این سیستم اجزای متحرک ماشین‌های CNC از نقطه‌ای به نقطه دیگر به طور مستقیم و بدون ماشین‌کاری در فرآیند کنترل می‌شوند.
• کنترل خطی: علاوه بر چیدمان دقیق نقطه‌های موردنظر، این سیستم حرکتی سرعت و مسیر حرکت بین دو سایت متصل را تنظیم می‌کند.
• کنترل کانتورینگ: در این سیستم حرکتی، علاوه بر دو کارکرد بالا، چندین شفت تغذیه به‌صورت هم‌زمان با یکدیگر هماهنگ می‌شوند. این سیستم خصوصاً در آسیاب‌های تراشکاری کاربرد دارند.

انواع ماشین‌های CNC بر اساس تعداد محورهای مختصات

در این بخش، دستگاه‌های CNC را بر اساس محورهای طی شده دسته‌بندی کرده‌ایم.

• ماشین‌های CNC با ۲ محور؛ دارای دو محور عمودی و افقی.
• ماشین‌های CNC با ۳ محور؛ هم‌زمان روی سه قطعه کار می‌کنند.
• دستگاه CNC با ۴ محور؛ دارای چهار محور A، X، Y و Z
• ماشین‌آلات CNC با ۵ محور؛ این ماشین‌ها می‌توان هم‌زمان پنج سطح مختلف از مواد را با ثابت‌ ماندن سطح کار ماشین‌کاری کنند.
• دستگاه‌های CNC با ۷ محور؛ ۳ محور معمولی برای چرخش قطعه کار، ۳ محور برای حرکت ابزار برش و یک محور برای چرخش بازو.
• ماشین‌های CNC با ۹ محور؛ دارای یک دستگاه فرز ۵ محوره و یک دستگاه ۴ محوره ماشین تراش.
• دستگاه‌های CNC با ۱۲ محور؛ دارای ۲ سر برش در ۶ مسیر مختلف A، B، C، X، Y و Z.

انواع ماشین‌های CNC بر اساس سیستم سروو

بر اساس سیستم کنترل سروو دسته‌بندی دیگری به وجود می‌آید که به شرح زیر است:

1. Open loop system: مدار محرک نیرو قبل از اینکه سیگنال در یک‌جهت منتقل شود، تقویت می‌شود.
2. Closed loop system: جابه‌جایی واقعی با استفاده از دستگاه تشخیص زاویه‌ای این سیستم در انتهای شفت سروو موتور یا بال اسکرو نصب شده، محاسبه می‌شود.

تحلیل مزایا و معایب ماشین‌کاری CNC

پس از شناخت ماشین CNC سنگین و انواع دستگاه CNC برای اینکه بتوانید از این ماشین‌کاری برای چرخه تولید خود استفاده کنید، باید مزایا و معایب را بشناسید که در ادامه بررسی کرده‌ایم.

مزایای ماشین‌کاری CNC عبارت‌اند از؛

• دقت را افزایش داده و خطاهای انسانی را تا حد زیادی کاهش می‌دهد.
• انجام خودکار عملیات تولید که پیش‌ازاین به‌صورت دستی انجام می‌شد.
• مواد مختلف را می‌توان با دستگاه‌های CNC ماشین‌کاری کرد.

معایب ماشین‌کاری CNC شامل موارد زیر است:

• پیچیدگی‌های این دستگاه CNC باعث ایجاد محدودیت در استفاده شده است.
• فقط از حرکت دایره‌ای و خطی پشتیبانی می‌کند.

همچنین بخوانید: تفاوت‌ سافت استارتر و درایو

چگونه بهترین نوع دستگاه CNC را انتخاب کنیم؟

حالا که به طور کامل با ماشین‌کاری CNC و انواع مختلف آن آشنا شده‌اید، قطعاً این سؤال در ذهن شما شکل‌گرفته که چگونه باید از بین این تنوع دستگاه موردنیاز و مناسب را انتخاب کرد. دراین‌بین باید به چند معیار توجه کنید که شامل موارد زیر هستند:

نوع کسب‌وکار

شما باید بر اساس نوع و بزرگی کسب‌وکار خود یکی از انواع ماشین‌های CNC را برگزینید. مثلاً؛ اگر شرکت شما کوچک باشد، دستگاه موردنیاز شما کوچک‌تر است و برای استفاده در شرکت‌های تولیدی بزرگ‌تر به دستگاه‌های چندمنظوره نیاز خواهید داشت.

نیازهای برق

ماشین‌های CNC به قدرت زیادی نیاز دارند و برای عملکرد خود از برق ۳ فاز استفاده می‌کند؛ بنابراین، باید به این نکته توجه داشته باشید که نیروی کافی برای راه‌اندازی این سیستم‌ها را دارید یا خیر.

موادی که باید ماشین‌کاری شوند

هنگام انتخاب ماشین CNC موردنظر خود باید به نوع ماده‌ای که پردازش می‌شود هم دقت کنید. ماشین‌ها باید به‌اندازه کافی قوی باشند تا قطعات دقیق را از آلیاژهای سخت آسیاب کنند. پس ببینید که دستگاه CNC فلز برای کار شما مناسب است یا دستگاه CNC چوب و دستگاه CNC تراش.

کلام پایانی

ماشین CNC انواع مختلفی دارد و یکی از پرکاربردترین ابزارآلات صنعتی است که برای تولیدکنندگان خرد و درشت کاربردهای زیادی دارد. استفاده از این ماشین‌ها باعث بهبود و افزایش دقت، سرعت و کارایی تولید می‌شود و امکان این را به وجود می‌آورد که بتوانید قطعات پیچیده‌تر و متفاوت‌تری را با تکرارپذیری بالا بسازید. با گسترش علم و فناوری نیاز به تولید محصولات باکیفیت و دقت بیشتر افزایش پیدا کرد و ماشین‌های CNC به‌عنوان یک فناوری اجتناب‌ناپذیر در این تولیدات صنعتی محسوب می‌شوند؛ بنابراین، آشنایی با این دستگاه‌ها و نحوه کار با آن‌ها می‌تواند فرصت‌های شغلی و صنعتی گسترده‌ای را برای افراد و شرکت‌ها فراهم کند.