ماشین‌کاری CNC

ماشین‌کاری CNC

۱. تعریف
ماشین‌کاری CNC (کنترل عددی کامپیوتری) یک فرآیند الکترومکانیکی بسیار دقیق است که از کنترل‌های کامپیوتری برای راهنمایی ابزارهای برش در سه تا پنج محور استفاده می‌کند. با حذف دقیق مواد زائد، مواد خام را به قطعات تمام شده با دقت بی‌نظیر تبدیل می‌کند. این فرآیند با مدل‌های CAD (طراحی کامپیوتری ا-assisted) آغاز می‌شود، که سپس به کدهای برنامه‌نویسی CNC تبدیل می‌شوند و حرکات ماشین را در زمان واقعی راهنمایی می‌کنند.
ماشین‌کاری CNC کیفیت برجسته‌ای برای قطعات تراشیده و فرز شده با استفاده از تکنیک‌های ماشین‌کاری عمودی و افقی تضمین می‌کند. این روش به طور گسترده در صنایعی که نیاز به دقت بالا و کارایی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۲. تاریخچه
ماشین‌های کنترل عددی اولین بار در دهه‌های ۱۹۴۰ و ۱۹۵۰ توسعه یافتند، با نصب موتورها بر روی ابزارهای موجود که به طوری حرکت می‌کردند که دستورالعمل‌هایی را که بر روی نوار سوراخی کدگذاری شده بودند، اجرا می‌کردند. این سیستم‌های اولیه کنترل سرو سریعاً با کامپیوترهای آنالوگ و دیجیتال افزایش یافتند، که منجر به ایجاد ماشین‌های CNC مدرن شد که فرآیندهای تراشیدن را در سراسر جهان تغییر داده است.

3.فرآیند
طراحی دیجیتال (CAD)
فرآیند CNC با مدل‌های دقیق ۲D یا ۳D ایجاد شده با استفاده از نرم‌افزار CAD شروع می‌شود، که هندسه، تحملات و ابعاد قطعه را تعریف می‌کند.
برنامه‌ریزی CAM
مدل CAD به نرم‌افزار CAM وارد می‌شود، که مسیرهای ابزار بهینه تولید می‌کند و طراحی را به کد قابل خواندن توسط ماشین برای اجرای CNC تبدیل می‌کند.
تنظیمات ماشین CNC
اپراتورها ابزارهای برش مناسب را نصب می‌کنند، مقدار تغییر ابزار را تعیین می‌نمایند و سیستم‌های خنک‌کننده و روان‌کننده را آماده می‌سازند. تعویض ابزار به صورت دستی یا از طریق دستگاه تعویض‌کننده ابزار خودکار (ATC) انجام می‌شود.
نگهداری کار
ابزارهای سفارشی، چرخک‌ها یا کالجت‌ها قطعه کار را به طور محکم در جای خود نگه می‌دارند تا پایداری، دقت و تکرارپذیری را در حین ماشین‌کاری تضمین کنند.
بارگذاری برنامه
کد G به ماشین CNC از طریق USB، اترنت یا پنل کنترل منتقل می‌شود. برخی از کدها به صورت دستی نوشته می‌شوند یا از طریق رابط‌های گفتگویی برای وظایف ساده تولید می‌شوند.
بررسی و شبیه‌سازی
یک «اجرا آزمایشی» یا شبیه‌سازی مبتنی بر نرم‌افزار برنامه را برای شناسایی خطاهای، تداخلات و دقت مسیر ابزار قبل از شروع تولید بررسی می‌کند.
ماشین‌کاری قطعه
ماشین CNC عملیات فرز کاری، چرخاندن، حفر و دریل کردن را انجام می‌دهد. نمونه اولیه با مدل CAD مقایسه می‌شود تا قبل از تولید انبوه، دقت تأیید شود.
تضمین کیفیت
بررسی‌های در حال پیشرفت، سیستم‌های اندازه‌گیری خودکار و بررسی سطح پوشش، همخوانی و رعایت مشخصات را تضمین می‌کنند.

 

4.کاربرد
ماشین‌کاری CNC به طور گسترده در صنایع مختلفی مانند خودرو، راه‌آهن، تجهیزات مهندسی عمران، تجهیزات معدن، لوژیستیک و کشاورزی استفاده می‌شود. این فرآیند به دلیل دقت بالا، قابلیت تکرارپذیری و توانایی در پردازش طراحی‌های پیچیده با تحمل‌های محکم مورد قدردانی قرار می‌گیرد.

5.انواع ماشین‌کاری CNC
CNC چرخاندن (لاته)
چرخاندن قطعه کاربردی مقابل ابزار ثابت برای ایجاد اشکال استوانه‌ای، مخروطی یا کروی. مناسب برای شفت‌ها، جوشک‌ها و قطعات سرپیچ.
فرز CNC
استفاده از برشگرهای چندنقطه‌ای چرخان روی 3+ محور برای وظایف مختلفی مانند جیب‌زنی، صاف کردن، شیار زدن، گوشه‌زنی و حفر. سطوح پیچیده و قطعات دقیق را مدیریت می‌کند.
حفاری CNC
حفر خودکار سوراخ‌های دقیق؛ دستگاه‌های پیشرفته الگوهای حفر پیچیده و شیب‌دار را پشتیبانی می‌کنند.
CNC سنگ‌زنی
یک فرآیند پایانی با استفاده از چرخ‌های سوزنی برای دستیابی به تحمل‌های محکم و سطوح هموار، معمولاً پس از ماشین‌کاری اولیه استفاده می‌شود.
برش لیزری CNC
برش بدون تماس با استفاده از لیزرهای متمرکز برای ایجاد اشکال پیچیده روی فلزات، پلاستیک‌ها، چوب و ترکیبات. سریع و با تأثیر حرارتی کم.
بریدن پلاسما CNC
از گاز یونیز شده برای برش فلزات رسانا با لبه‌های تمیز و دقیق استفاده می‌کند. مناسب برای قطعات فولادی بزرگ و ضخیم.
ماشین آلات CNC
ایده‌آل برای چوب، پلاستیک‌ها، فوم و فلزات نرم؛ در کارهای مجسمه‌سازی جزئی، تبلیغات، کابینت سازی و کارهای هنری برجسته است.
ماشین‌کاری CNC پنج محور
دو محور چرخشی به ماشین‌کاری سه‌محوری سنتی اضافه می‌کند، که اجازه می‌دهد برش‌های پیچیده و چندجهتی را در یک تنظیم انجام دهد. حیاتی برای صنایع هوافضا، پزشکی و ساخت قالب با دقت بالا.
برش با جت آب
از آب فشار بالا مخلوط با ذرات سخت‌کننده برای برش هر نوع ماده بدون خسارت حرارتی استفاده می‌کند. کامل برای مواد حساس به حرارت یا ترکیبی.

پرسش‌وپاسخ
۱) ماشین‌کاری CNC چیست؟
ماشین‌کاری CNC یک فرآیند تولید است که در آن نرم‌افزار کامپیوتری پیش‌برنامه‌ریزی شده حرکت ابزارهای ماشین را کنترل می‌کند تا مواد را به قطعات دقیق برش و شکل بدهد.
۲) ماشین‌کاری CNC چگونه از ماشین‌کاری دستی متفاوت است؟
برخلاف ماشین‌کاری دستی، ماشین‌کاری CNC کاملاً خودکار است و توسط برنامه‌های کامپیوتری (G-code) راهنمایی می‌شود، که دقت، تکرارپذیری و کارایی را افزایش می‌دهد.
3) چیست G-code؟
G-code زبان برنامه‌نویسی است که برای کنترل ماشین‌های CNC استفاده می‌شود، مسیر ابزارها، سرعت‌ها و نرخ تغذیه برای عملیات ماشین‌کاری را مشخص می‌کند.
4) چگونه برنامه‌های CNC ایجاد می‌شوند؟
برنامه‌ها با ترجمه مدل‌های CAD (طراحی کامپیوتری) به کد ماشین با استفاده از نرم‌افزار CAM (تولید کامپیوتری) ایجاد می‌شوند.
5) صنایعی که معمولاً از ماشین‌کاری CNC استفاده می‌کنند کدامند؟
صنایع مانند فضایی، خودرو، پزشکی، الکترونیک، معادن و ساخت‌وساز به شدت به ماشین‌کاری CNC وابسته هستند.
6) چه اقدامات ایمنی در ماشین‌کاری CNC دخیل هستند؟
اقدامات ایمنی شامل برنامه‌ریزی صحیح، نگهداری ماشین، استفاده از مایع سردکننده، آموزش عملگر و محافظت قسمت‌های حرکتی است.