تولید قطعات صنعتی به دقت، ایمنی و بهینه‌سازی هزینه‌ها وابسته است. در بسیاری از صنایع، فرایند تولید با استفاده از ماشینکاری دستی آغاز می‌شود. اما با پیشرفت تکنولوژی، این روش به عنوان یک روش قدیمی شناخته می‌شود. ماشینکاری دستی نه تنها زمان‌بر است، بلکه احتمال بروز خطا، وقوع حوادث اپراتوری و ناهماهنگی در محصولات را نیز افزایش می‌دهد. خوشبختانه، پیشرفتهای تکنولوژیکی منجر به توسعه و استفاده از دستگاه‌های CNC شده است که این مشکلات را به طور موثری برطرف می‌کنند.
دستگاه‌های CNC (کنترل عددی کامپیوتری) به عنوان یکی از فرآیندهای تولید پیشرفته، از نرم‌افزارهای کامپیوتری برنامه‌ریزی شده برای هدایت ابزارها و ماشین‌آلات بهره می‌برند. این دستگاه‌ها با دقت بالا و کارایی زیاد، قابلیت تولید قطعات پیچیده را دارا هستند. ماشین‌های CNC در صنایع مختلفی از جمله خودروسازی، هوافضا، پزشکی و حتی صنعت چوب به کار می‌روند. این دستگاه‌ها می‌توانند محصولات و اجزای سازنده‌ای را از مواد متنوعی مانند آلومینیوم، پلاستیک، چوب و سایر مواد سخت تولید کنند.
انواع مختلفی از دستگاه‌های CNC وجود دارد که هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند. به عنوان مثال، دستگاه‌های CNC پنج محوره و شش محوره برای تولید قطعات پیچیده‌تر و با دقت بالاتر به کار می‌روند. دستگاه‌های CNC شش محوره به دلیل داشتن دو محور اضافی، امکان ایجاد زوایای پیچیده و دسترسی به نقاط دشوارتر را فراهم می‌کنند. این ویژگی‌ها به خصوص در صنایع هوافضا و خودروسازی که نیاز به دقت و پیچیدگی بالایی دارند، بسیار مفید است.
در این راهنما، به بررسی روش‌های مختلف ماشینکاری CNC خواهیم پرداخت. از جمله این روش‌ها، ماشینکاری با دستگاه CNC شش محوره است که به دلیل قابلیت‌های پیشرفتهای که دارد، مورد توجه بسیاری از صنایع قرار گرفته است. این دستگاه‌ها نه تنها دقت و کارایی بالایی دارند، بلکه هزینه‌های تولید را نیز کاهش می‌دهند و ایمنی بیشتری را برای اپراتورها فراهم می‌کنند. با مطالعه این راهنما، شما با مزایا و کاربردهای مختلف دستگاه‌های CNC آشنا خواهید شد و می‌توانید تصمیمات بهتری در مورد استفاده از این تکنولوژی در تولیدات صنعتی خود بگیرید.
ماشین های CNC چیست؟
ماشین‌های کنترل حرکت خودکار از سه بخش اصلی تشکیل شده‌اند:
1. یک تابع دستوری
2. یک سیستم راندن
3. یک سیستم بازخورد
تابع دستوری
این بخش شامل دستورالعمل‌هایی است که به ماشین می‌گویند چه کاری انجام دهد. این دستورات معمولاً در قالب کدهای عددی نوشته می‌شوند که به عنوان “کدهای G” شناخته می‌شوند. کدهای G توسط نرم‌افزارهای CAM (ساخت به کمک رایانه) یا CAD (طراحی به کمک رایانه) تولید می‌شوند. این نرم‌افزارها به اپراتورها امکان می‌دهند تا طرح‌های پیچیده‌ای را ایجاد و سپس آن‌ها را به کدهایی تبدیل کنند که ماشین CNC قادر به خواندن و اجرا باشد.
سیستم راندن
این سیستم مسئول حرکت دادن ابزارها و قطعه کار است. ماشین‌های CNC دارای محورهای مختلفی هستند که می‌توانند در جهت‌های مختلف حرکت کنند. این محورها شامل محور X، محور Y و محور Z می‌شوند که هر کدام حرکت‌های خاص خود را دارند. برخی از ماشین‌های پیشرفته‌تر حتی دارای محورهای اضافی مانند محور A و محور B هستند که امکان حرکت‌های پیچیده‌تر و دقیق‌تر را فراهم می‌کنند. سیستم راندن به دستگاه CNC این امکان را می‌دهد که برش‌ها و حرکت‌ها را با دقت بالا انجام دهد.
سیستم بازخورد
سیستم بازخورد بخش بسیار مهمی از ماشین‌های CNC است. این سیستم به دستگاه اجازه می‌دهد تا وضعیت فعلی خود را ارزیابی کرده و با دستورالعمل‌های ورودی مقایسه کند. اگر انحرافی وجود داشته باشد، سیستم بازخورد به ماشین دستور می‌دهد که تنظیمات لازم را انجام دهد تا دقت کار حفظ شود. این ویژگی به خصوص در ماشینکاری قطعات پیچیده و با دقت بالا بسیار حیاتی است.
ماشینکاری CNC یک فرآیند پیشرفته تولید است که از ماشین ابزارهای کامپیوتری برای تبدیل قطعات خام به اشکال مورد نظر استفاده می‌کند. در این فرآیند، دستورالعمل‌های دیجیتالی تولید شده توسط نرم‌افزارهای CAM یا CAD به دستگاه CNC منتقل می‌شوند. دستگاه CNC این دستورالعمل‌ها را تفسیر کرده و ابزار برش یا قطعه کار را بر روی چندین محور حرکت می‌دهد تا شکل مورد نظر در مواد خام ایجاد شود.
این روش نسبت به کنترل‌های دستی مزایای بسیاری دارد. در ماشینکاری دستی، اپراتور باید به صورت فیزیکی دکمه‌ها را فشار دهد یا اهرم‌ها را حرکت دهد، که این کار نه تنها زمان‌بر است بلکه احتمال بروز خطا نیز بالاست. اما در ماشینکاری CNC، دستگاه با خواندن دستورات ماشینکاری، به صورت خودکار و با دقت بالا کار را انجام می‌دهد. این دستگاه‌ها می‌توانند به طور مداوم و بدون وقفه کار کنند، که منجر به افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های تولید می‌شود.
در نتیجه، ماشین‌های CNC با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته و سیستم‌های هوشمند، دقت و کارایی فرآیندهای تولیدی را بهبود می‌بخشند و به صنایع مختلف کمک می‌کنند تا محصولات با کیفیت بالا و با دقت بیشتری تولید کنند. این ماشین‌ها نقش بسیار مهمی در صنعت امروز ایفا می‌کنند و به طور گسترده‌ای در تولید قطعات پیچیده و با دقت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پیشنهاد سایت : چند نکته اساسی درباره ورق فولادی که حتما باید بدانید
انواع ماشین های CNC
تولید خودکار به صنایع این امکان را می‌دهد تا قطعات را با سرعت و دقت بالا تولید کنند. با این حال، همه قطعات به یک شکل ساخته نمی‌شوند و نوع دستگاه CNC مورد نیاز برای تولید محصول نهایی بستگی به ابعاد و الگوهای هندسی قطعه دارد. ماشین‌های CNC معمولاً به پنج دسته تقسیم می‌شوند:
1. دو محوره : در ماشین‌های دو محوره، ابزار برش یا قطعه کار تنها در دو جهت حرکت می‌کند. این نوع ماشینکاری ساده‌ترین نوع CNC است و برای برش‌های پایه و فرآیندهای ساده مناسب است.
2. سه محوره : در ماشین‌های دو محوره، ابزار برش یا قطعه کار تنها در دو جهت حرکت می‌کند. این نوع ماشینکاری ساده‌ترین نوع CNC است و برای برش‌های پایه و فرآیندهای ساده مناسب است.
3. چهار محوره : ماشین‌های چهار محوره شامل یک محور اضافی به نام محور A هستند که به ابزار برش یا قطعه کار اجازه می‌دهد تا حول یک محور بچرخد. این ویژگی برای برش‌های پیچیده‌تر و ایجاد زوایای دقیق‌تر در قطعات مکانیکی مفید است. ماشینکاری چهار محوره قابلیت‌های بیشتری نسبت به سه محوره ارائه می‌دهد و برای تولید قطعات پیچیده‌تر با دقت بیشتر استفاده می‌شود.
4. پنج محوره : ماشین‌های پنج محوره از پنج محور برای حرکت و برش استفاده می‌کنند. علاوه بر محورهای X، Y، Z و A، محور B نیز اضافه می‌شود که امکان چرخش بیشتری را فراهم می‌کند. این نوع ماشینکاری برای تولید قطعات با هندسه پیچیده و دقت بالا بسیار مفید است. ماشینکاری پنج محوره به صنایع امکان می‌دهد تا قطعاتی با پیچیدگی بالا و دقت بسیار زیاد تولید کنند. این نوع ماشین‌ها به خصوص در صنایع هوافضا و خودروسازی که نیاز به قطعات دقیق و پیچیده دارند، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.
محورها توانایی‌های ماشین را تعیین می‌کنند، از جمله چگونگی حرکت آن، نحوه برش در قطعه کار و اینکه آیا مواد یا ابزار برش را برای ایجاد محصول نهایی حرکت می‌دهد یا نه. هرچه تعداد محورها بیشتر باشد، دقت و قابلیت‌های ماشینکاری افزایش می‌یابد. این امر به صنایع امکان می‌دهد تا قطعات پیچیده‌تری را با کیفیت بالاتر تولید کنند.
به عنوان مثال، در ماشینکاری سه محوره، قطعه کار در یک موقعیت ثابت نگه داشته می‌شود و ابزار برش در طول سه محور حرکت می‌کند تا مواد اضافی را بردارد. این فرآیند برای عملیات‌هایی مانند فرزکاری، برش لبه‌های تیز و سوراخ کردن قطعات مکانیکی بسیار مناسب است. از سوی دیگر، ماشینکاری چهار محوره و پنج محوره امکانات بیشتری را فراهم می‌کنند، چرا که قادرند قطعه کار را در زوایای مختلف بچرخانند و حرکت‌های پیچیده‌تری را انجام دهند.
دستگاه فرز CNC
این دستگاه معمولی CNC دارای ابزارهای برش دوار داخلی است که برای سوراخ کردن و برش مواد خام استفاده می‌شود. فرآیند کار با قرار دادن یک بلوک فلزی، چوبی یا پلاستیکی در داخل دستگاه آغاز می‌شود. سپس، رایانه به دستگاه دستور می‌دهد که چگونه مواد را برش داده یا سوراخ کند. این دستورها شامل موقعیت، عمق و سرعت برش هستند و از طریق نرم‌افزارهای CAD و CAM به دستگاه منتقل می‌شوند.
فرآیند کار با دستگاه CNC
ابتدا، اپراتور بلوک مواد خام را در دستگاه قرار می‌دهد و مطمئن می‌شود که به درستی تثبیت شده است. سپس، برنامه برش از طریق رابط کامپیوتری به دستگاه منتقل می‌شود. این برنامه شامل دستورالعمل‌های دقیق برای برش و سوراخ کردن است که توسط رایانه تفسیر می‌شود. دستگاه CNC با دقت بالا و سرعت مشخص، ابزارهای برش را بر اساس این دستورالعمل‌ها هدایت می‌کند تا شکل و اندازه مورد نظر ایجاد شود.
کاربردهای دستگاه فرز CNC
دستگاه‌های فرز CNC برای ایجاد بریدگی‌ها، شیارها، شکل‌ها و جیب‌ها بسیار مناسب هستند. این دستگاه‌ها می‌توانند انواع مختلفی از برش‌ها را در مواد مختلف انجام دهند، از جمله فلزات، چوب و پلاستیک. کاربردهای متنوع این دستگاه‌ها شامل تولید قطعات مکانیکی پیچیده، قالب‌سازی، تولید قطعات الکترونیکی و حتی ساخت اجزای هنری می‌شود.
انواع دستگاه‌های فرز CNC
دستگاه‌های فرز CNC عمدتاً به صورت ماشین‌های 3 محوره عرضه می‌شوند. در این نوع دستگاه‌ها، ابزار برش در سه جهت X، Y و Z حرکت می‌کند. این سه محور امکان ایجاد برش‌ها و شکل‌های متنوع را فراهم می‌کنند. با این حال، دستگاه‌های فرز CNC می‌توانند تا 6 محوره نیز پیشرفته‌تر شوند. در ماشین‌های 4 محوره، یک محور چرخشی اضافه می‌شود که امکان برش در زوایای مختلف را فراهم می‌کند. در ماشین‌های 5 و 6 محوره، محورها و چرخش‌های اضافی به دستگاه اضافه می‌شوند که دقت و انعطاف‌پذیری بیشتری در برش و شکل‌دهی فراهم می‌کنند.
مزایای استفاده از دستگاه‌های فرز CNC
استفاده از دستگاه‌های فرز CNC مزایای بسیاری دارد. این دستگاه‌ها دقت بسیار بالایی در برش و شکل‌دهی دارند که امکان تولید قطعات با کیفیت بالا را فراهم می‌کند. علاوه بر این، سرعت بالا و قابلیت تکرارپذیری این دستگاه‌ها باعث افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های تولید می‌شود. همچنین، کاهش نیاز به دخالت دستی و اتوماتیک بودن فرآیندها، احتمال خطا و حوادث کاری را کاهش می‌دهد.
دستگاه‌های CNC با ابزارهای برش دوار داخلی خود، امکان سوراخ کردن و برش دقیق مواد خام را فراهم می‌کنند. این دستگاه‌ها با استفاده از برنامه‌های کامپیوتری، قادرند با دقت و سرعت بالا انواع برش‌ها و شکل‌دهی‌ها را انجام دهند. از دستگاه‌های 3 محوره برای کاربردهای ساده‌تر تا دستگاه‌های 6 محوره برای برش‌های پیچیده‌تر، انواع مختلفی از دستگاه‌های CNC وجود دارند که هر کدام متناسب با نیازهای خاص صنایع مختلف طراحی شده‌اند. این تنوع و قابلیت‌ها، دستگاه‌های CNC را به ابزاری اساسی در تولید قطعات دقیق و با کیفیت تبدیل کرده است.
دستگاه برش پلاسما CNC
این دستگاه نیز مواد را برش می‌دهد، اما به جای استفاده از ابزارهای چرخشی، از یک رایانه برای هدایت یک مشعل پرقدرت استفاده می‌کند که برای برش ورق‌های فلزی یا چوب دوبعدی به کار می‌رود. این مشعل چنان قدرتمند است که می‌تواند به سرعت فلزات متراکم را بسوزاند و دمای آن تا 50,000 درجه فارنهایت می‌رسد.
نحوه عملکرد دستگاه برش پلاسما CNC
عملکرد این دستگاه بر اساس استفاده از گازهای تحت فشار بالا و یک قوس الکتریکی برای تولید پلاسما است. این پلاسما، که به دلیل دمای بسیار بالا به فلزات حمله می‌کند، به طور مؤثر و سریع مواد را ذوب و برش می‌دهد. رایانه وظیفه هدایت دقیق مشعل را بر عهده دارد و با برنامه‌ریزی دقیق، مسیرهای برش را مشخص می‌کند. این دقت و کنترل بالا باعث می‌شود که برش‌ها با کیفیت بالا و بدون خطا انجام شوند.
کاربردهای گسترده برش پلاسما CNC
تولیدکنندگان معمولاً از برش پلاسما CNC در مراکز جوشکاری، تعمیرگاه‌های خودرو و مراکز ساخت و ساز صنعتی بهره می‌برند. این تکنولوژی به دلیل دقت بالا و توانایی برش سریع مواد سخت، در این صنایع بسیار محبوب است. در مراکز جوشکاری، از برش پلاسما برای آماده‌سازی قطعات فلزی و ایجاد اتصالات دقیق استفاده می‌شود. در تعمیرگاه‌های خودرو، این دستگاه‌ها برای برش قطعات مختلف خودرو با دقت و سرعت بالا به کار می‌روند. همچنین، در صنعت ساخت و ساز، برش پلاسما برای ساخت و برش سازه‌های فلزی و اجزای بزرگ استفاده می‌شود.
مزایای استفاده از برش پلاسما CNC
یکی از مزایای اصلی برش پلاسما CNC، توانایی آن در برش فلزات با ضخامت‌های مختلف است. این دستگاه قادر است فلزات نازک و ضخیم را با دقت و سرعت برش دهد. همچنین، توانایی برش مواد با شکل‌ها و الگوهای پیچیده، این دستگاه را به ابزاری ایده‌آل برای صنایع مختلف تبدیل کرده است. سرعت بالای برش و کاهش نیاز به عملیات پس‌پردازش نیز از دیگر مزایای این تکنولوژی است.
دقت و کیفیت برش
برش پلاسما CNC با دقت بالا و کیفیت برش فوق‌العاده‌ای که ارائه می‌دهد، توانسته است جایگاه ویژه‌ای در صنایع مختلف پیدا کند. دقت بالای این دستگاه باعث می‌شود که لبه‌های برش خورده تمیز و صاف باشند و نیاز به عملیات دستی و تکمیلی کمتر شود. این ویژگی به خصوص در صنایعی که نیاز به تولید قطعات دقیق و با کیفیت دارند، بسیار ارزشمند است.
دستگاه برش پلاسما CNC با استفاده از مشعل پرقدرت و کنترل دقیق رایانه، امکان برش سریع و دقیق ورق‌های فلزی و چوب دوبعدی را فراهم می‌کند. این تکنولوژی در مراکز جوشکاری، تعمیرگاه‌های خودرو و صنعت ساخت و ساز به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود و به دلیل دقت بالا و توانایی برش سریع مواد سخت، بسیار محبوب است. با توجه به مزایای متعدد این دستگاه، می‌توان آن را یکی از ابزارهای ضروری در صنایع مختلف دانست که به بهبود کارایی و کیفیت تولید کمک شایانی می‌کند.
دستگاه تراش CNC
در ماشین‌های تراش، به جای استفاده از کاتر یا مشعل، مواد خام را روی دوک حرکت می‌دهند و این دستگاه‌ها از تعداد محورهای کمتری نسبت به دستگاه‌های فرز استفاده می‌کنند. ماشین تراش CNC دارای یک تراش در مرکز است که با چرخش و دستکاری مواد، شکل مورد نیاز را تشکیل می‌دهد. رایانه موقعیت مواد را کنترل می‌کند و فرآیند تراشکاری را به دقت انجام می‌دهد.
کاربردهای ماشین تراش CNC
ماشین تراش CNC در صنایع مختلف به‌عنوان یک ابزار حیاتی استفاده می‌شود. در صنایعی مانند خودروسازی، هوافضا و تولید سلاح‌های گرم، این دستگاه‌ها به عنوان بخشی اساسی از فرآیند تولید استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، در صنایع خودروسازی، ماشین‌های تراش CNC برای تولید قطعات مهمی مانند دیسک‌های ترمز، شافت موتور و قطعات دیگر استفاده می‌شود. همچنین، در صنعت هوافضا، این دستگاه‌ها برای تولید قطعات پیچیده و دقیقی که برای عملکرد صحیح هواپیماها ضروری هستند، بکار می‌روند. از آنجا که ماشین‌های تراش CNC دارای دقت بالا و قابلیت تولید تک قطعات سفارشی هستند، در صنایعی که نیاز به قطعات با اندازه و شکل‌های مختلف دارند، بسیار ارزشمند هستند.
دستگاه برش لیزری CNC
برای مواد سفت و سخت، دستگاه برش لیزر CNC انتخابی بسیار ایده‌آل است. لیزرهای قوی این دستگاه، دقت بیشتری نسبت به سایر روش‌های برش فراهم می‌آورند، که این امکان را به ما می‌دهند که طرح‌ها و اشکال سفارشی را با دقت و صحت بالا بر روی مواد خام برش دهیم. عملکرد این دستگاه مشابه برش‌های پلاسما است، با این تفاوت که قادر است حتی پلاستیک را نیز با دقت بالا ببرشد.
آسیاب های CNC
ماشین‌های آسیابی CNC از یک چرخ ثابت برای برش قطعات کار استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها تا 5 محوره موجود هستند و با استفاده از خنک‌کننده‌های پرفشار، قطعات فلزی را به سرعت بدون سوختن تجهیزات جدا می‌کنند.
کاربردهای ماشین‌های آسیابی CNC
تولیدکنندگان از آسیاب‌ها برای فرز کردن قطعات با انواع مختلف شکل و ابعاد استفاده می‌کنند. این شامل آسیاب برش‌های فرز، آسیاب‌های سطحی، آسیاب‌های حد فاصل و آسیاب‌های شیار می‌شود. این دستگاه‌ها از نظر عملکرد و دقت بالا، یک ابزار حیاتی در صنایع تولیدی محسوب می‌شوند، زیرا امکان فرز کردن قطعات با شکل‌ها و اندازه‌های متنوع را فراهم می‌آورند.
دستگاه 6 محوره CNC
این دستگاه‌های آسیابی CNC با 6 محور، در حال ورود به یک مرحله جدید از پیشرفت و بهبود در مقایسه با دستگاه‌های 5 محوره هستند. این ماشین‌ها از یک محور چرخش اضافی در امتداد محور Z استفاده می‌کنند که بهبود چشمگیری در سرعت و دقت عملکرد آن‌ها را به ارمغان می‌آورد. محور اضافی به ابزار اجازه می‌دهد تا در سرعت‌های بالاتر بیشتر جابجایی و حرکت کند، بدون کاهش دقت فرآیند.
کاربردهای دستگاه‌های آسیابی CNC 6 محوره
این دستگاه‌ها برای ماشینکاری حجمی فلزاتی مانند فولاد، آلومینیوم و چدن بسیار ایده‌آل هستند. قدرت و عملکرد قوی این دستگاه‌ها، آن‌ها را قادر می‌سازد که بدون نیاز به تجهیزات اضافی، فلزات خام را به محصولات نهایی تبدیل کنند.
این دستگاه‌های چندمنظوره امکان انجام عملیات متنوعی را بر روی قطعات کار فراهم می‌کنند. مراکز ماشینکاری خودرو، از این دستگاه‌ها برای حفاری، فرز و تراشکاری استفاده می‌کنند. هر یک از این فرآیندها نیاز به اصلاح در سیستم کنترل ابزار یا نرم‌افزار دارند، اما این اصلاحات باعث بهبود کارایی و کاهش زمان تولید می‌شوند.
این دستگاه فرز، زمان برش را تا 75 درصد نسبت به دستگاه‌های CNC دیگر کاهش می‌دهد، اما باید توجه داشت که ممکن است برای برخی قطعات، محدودیت‌هایی داشته باشد. اکثر قطعات تولید شده با دستگاه‌های فرز 6 محوره، پیچیدگی‌های زیادی دارند مانند بلوک‌های موتور یا توربین‌ها. بنابراین، اگر قطعه کاری به سادگی نیاز به برش‌های مستقیم و عمودی دارد، استفاده از دستگاه CNC 6 محوره مزیتی ندارد.
ماشین ابزار CNC می‌تواند برش‌های سریع و پیچیده‌ای را در قطعات کار ایجاد کند که سایر ماشین‌آلات قادر به انجام آن‌ها نیستند. با استفاده از ابزار برش کامپیوتری، می‌توان فلزات خام، پلاستیک و چوب را به محصولات نهایی تبدیل کرد. به دلیل نیازهای متفاوت قطعات کاری، انواع مختلف دستگاه‌های CNC برای هر نوع کاری مناسب‌تر خواهند بود.
پیشنهاد سایت : ورق پانچ چیست ؟ + ویژگی‌ها، کاربرد، و انواع
