تصنيع باستخدام الحاسب الآلي CNC

تصنيع باستخدام الحاسب الآلي CNC

1.التعريف
المعالجة باستخدام CNC (التحكم العددي بواسطة الحاسوب) هي عملية كهروميكانيكية دقيقة تستخدم التحكم الحاسوبي لتوجيه أدوات القطع عبر ثلاث إلى خمس محاور. من خلال إزالة المادة الزائدة بدقة، يتم تشكيل المواد الخام إلى أجزاء نهائية بدقة استثنائية. تبدأ العملية بتصاميم CAD (تصميم مساعَد بالحاسوب)، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى أكواد برمجية CNC التي توجه حركة الجهاز في الوقت الفعلي.
تضمن معالجة CNC جودة ممتازة للمكونات المحولة والمطروحة باستخدام تقنيات المعالجة الرأسية والأفقية. وهي تُستخدم على نطاق واسع في الصناعات التي تتطلب دقة وكفاءة عالية.

2.التاريخ
تم تطوير أول أجهزة التحكم العددي بالحاسوب في الأربعينيات والخمسينيات من القرن الماضي عن طريق تحسين الأدوات الموجودة بتثبيت محركات تحرك الأداة أو قطعة العمل وفقًا للتعليمات المشفّرة على شريط مثقوب. تم قريبًا تحسين هذه الأنظمة المبكرة التي يتم التحكم فيها رقميًا باستخدام أجهزة حاسوب تناظرية ورقمية، مما أدى إلى إنشاء آلات CNC الحديثة التي غيرت عمليات التشغيل حول العالم.

3.العملية
التصميم الرقمي (CAD)
تبدأ عملية CNC بتصميم نماذج دقيقة ثنائية أو ثلاثية الأبعاد باستخدام برامج CAD، والتي تحدد هندسة الجزء، والتسامح، والأبعاد.
برمجة CAM
يتم استيراد النموذج CAD إلى برنامج CAM، الذي يولد طرق أدوات مُحسّنة ويحول التصميم إلى رمز يمكن قراءته بواسطة الآلة لتنفيذ CNC.
إعداد آلة CNC
يقوم المشغلون بتثبيت أدوات القطع المناسبة، وتحديد تعويضات الأدوات، وإعداد أنظمة السائل البارد والتزييت. يتم إدارة تغيير الأدوات يدويًا أو عبر نظام تغيير الأدوات تلقائي (ATC).
إمساك العمل
الأدوات المخصصة، الفكاك أو الكوليت تحمل قطعة العمل بشكل آمن في مكانها، مما يضمن الاستقرار والدقة والتكرار أثناء التشغيل.
تحميل البرنامج
يتم نقل رمز G إلى ماكنة CNC عبر USB أو Ethernet أو لوحة التحكم. يتم كتابة بعض الأكواد يدويًا أو توليدها من خلال واجهات حوارية للمهام البسيطة.
التحقق والمحاكاة
يتم فحص البرنامج باستخدام 'تشغيل جاف' أو محاكاة بالبرمجيات للكشف عن الأخطاء والتصادمات ودقة مسار الأداة قبل بدء الإنتاج.
تصنيع الأجزاء
تنفذ ماكنة CNC عمليات الحفر، الدوران، الحفر، وإنشاء الخيوط. يتم قياس النموذج الأولي مقابل نموذج CAD للتأكد من الدقة قبل الإنتاج الضخم.
ضمان الجودة
الفحوصات أثناء العملية، أنظمة القياس الآلية، وفحص سطح المنتج تضمن الثبات والامتثال للمواصفات.

 

4.التطبيق
تُستخدم معالجة CNC على نطاق واسع في مختلف الصناعات، بما في ذلك السيارات، والسكك الحديدية، ومعدات البناء، ومعدات التعدين، واللوجستيات، والزراعة. وهي تُقدَّر لدقتها العالية، وقدرتها على التكرار، وتعاملها مع التصاميم المعقدة ذات التolerances الضيقة.

5.أنواع معالجة CNC
CNC الدوران (المخرطة)
تدور القطعة المعملية ضد أداة ثابتة لإنشاء أشكال اسطوانية أو مخروطية أو كروية. مثالية للمحاور، والدعامات، والأجزاء المسمارية.
تصنيع باستخدام الحاسوب CNC
تستخدم قواطع متعددة النقاط الدوارة على 3+ محاور لأداء مهام متنوعة مثل الحفر الداخلي، والتسطيح، وإنشاء الفتحات، وتلميع الحواف، والحفر الدقيق. تعامل مع الأسطح المعقدة والأجزاء الدقيقة.
حفر CNC
حفر آلي بدقة عالية؛ تدعم الآلات المتقدمة أنماط حفر مائلة ومعقدة.
CNC الطحن
عملية إنهاء باستخدام عجلات طاحنة لتAchieve تحملات ضيقة وأسطح ناعمة، غالبًا ما تُستخدم بعد عملية الطحن الخشنة.
قطع بالليزر CNC
قطع غير مباشر باستخدام ليزر مركّز لإنشاء أشكال دقيقة على المعادن، والبلاستيك، والخشب، والمركبات. سريع مع تأثير حراري بسيط.
قطع البلازما CNC
تستخدم الغاز الميُون لقطع المعادن الموصلة مع حواف نظيفة ودقيقة. مناسبة للأجزاء الفولاذية الكبيرة والسميكة.
ماكينة الراوتر CNC
مثالية للخشب، والبلاستيك، والألياف، والمعادن الناعمة؛ تتفوق في النحت التفصيلي، والإشارات، والأثاث، والعمل الفني.
تصنيع باستخدام CNC بخمس محاور
تضيف محورين دوارين إلى الحفر الثلاثي الأبعاد التقليدي، مما يمكّن من قطع متعدد الاتجاهات معقدة في إعداد واحد. حيوية لصناعة الطيران، والطبية، وصنع القوالب بدقة عالية.
قطع بواسطة نفاث الماء
تستخدم المياه تحت ضغط عالٍ مختلطة بالمادة المسحوقية لقطع أي مادة تقريبًا دون تلف الحرارة. مثالية للمواد الحساسة للحرارة أو المواد المركبة.

6.أسئلة وأجوبة
1) ما هو الحفر باستخدام CNC؟
الحفر باستخدام CNC هو عملية تصنيع حيث يتم التحكم في حركة أدوات الآلات بواسطة برامج كمبيوتر مسبقة البرمجة لقص وتشكيل المواد إلى أجزاء دقيقة.
2) كيف يختلف الحفر باستخدام CNC عن الحفر اليدوي؟
على عكس الحفر اليدوي، فإن الحفر باستخدام CNC يتم بشكل كامل آليًا، ويتم توجيهه بواسطة برامج الكمبيوتر (G-code)، مما يحسن الدقة والتكرار والكفاءة.
3) ما هو G-code؟
G-code هو لغة البرمجة المستخدمة للتحكم في آلات CNC، حيث يتم تحديد مسارات الأدوات، والسرعات، ونسب التغذية لعمليات التصنيع.
4) كيف يتم إنشاء برامج CNC؟
تُنشأ البرامج عن طريق ترجمة نماذج CAD (تصميم المساعد الحاسوبي) إلى رمز الآلة باستخدام برنامج CAM (تصنيع المساعد الحاسوبي).
5) ما هي الصناعات التي تستخدم عمليات CNC بشكل شائع؟
تستند صناعات مثل الفضاء، السيارات، الطبية، الإلكترونيات، التعدين، والإنشاءات بشكل كبير على تصنيع CNC.
6) ما هي تدابير السلامة التي تنطوي عليها عملية تصنيع CNC؟
تشمل السلامة البرمجة الصحيحة، صيانة الآلة، استخدام المبردات، تدريب المشغلين، وحماية الأجزاء المتحركة.