كيف تعمل آلة CNC وتطبيقاتها

توجد آلات CNC في كل مكان في العديد من المصانع وورش العمل من جميع الأنواع. لقد جعلتها مزاياها الرائعة آلات أساسية تقريبًا لتصنيع الأجزاء. الآن بعد أن عرفت ما هي هذه الأنواع من الآلات ، فإن ما يلي هو تعرف على كيفية عمل ماكينة CNC، كيف يتم تشكيل الأجزاء ، ولغة البرمجة التي يستخدمونها ، بالإضافة إلى التطبيقات الأكثر شيوعًا لهذه الآلات.

كيف تعمل ماكينة CNC: التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أو التحكم العددي

من تصميمات CAD (التصميم بمساعدة الكمبيوتر أو التصميم بمساعدة الكمبيوتر) أو تصميمات CAM (التصنيع بمساعدة الكمبيوتر أو التصنيع بمساعدة الكمبيوتر) ، بعضها القراءة أو رموز اللغة التي ستتمكن من خلالها آلة CNC من متابعة المسارات أو الحركات المحددة لتشغيل الجزء بالترتيب المناسب حتى يتم الحصول على النتيجة المرجوة. أي أنه في نهاية العملية ، يكون الجزء مطابقًا للجزء الموجود في تصميم الكمبيوتر.

بمعنى آخر ، سيكون من الممكن بفضل هذه الرموز حرك الرأس باستخدام أداة العمل من خلال محاور الآلة. بالطبع ، يمكن أن تكون الأداة مختلفة من آلة إلى أخرى ، بل إن بعضها لديه رأس متعدد الأدوات للتبديل بين عدة أدوات ويوفر مرونة أكبر في العمل. على سبيل المثال ، قد تكون هناك أدوات قطع ، أدوات حفر ، أدوات طحن أو خراطة ، أدوات لحام ، أدوات تحديد ، إلخ.

مراقبة الحركة

آلات CNC لها عنوانان قابلان للبرمجة أو أكثر (محاور). بشكل عام هناك 3 (X ، Y ، Z) ، على الرغم من أنه في بعض الأحيان يمكن أن يكون لديهم المزيد كما رأينا في المقالة السابقة ، بالإضافة إلى السماح بالتناوب (تسمى المحاور الدوارة A ، B ، C). اعتمادًا على عدد المحاور ، يمكنك إجراء معالجة أكثر أو أقل تعقيدًا. كلما زاد عدد المحاور ، زادت درجة حرية الحركة ، بحيث يمكن أن تصنع منحوتات أكثر تعقيدًا.

إلى حركة التحكم من بين هذه المحاور ، يمكن استخدام نوعين من الأنظمة التي يمكن أن تعمل بشكل فردي أو معًا:

• القيم المطلقة (كود G90): في هذه الحالة ، تتم إحالة إحداثيات نقطة الوجهة إلى نقطة أصل الإحداثيات. يتم استخدام المتغيرات X (قياس القطر النهائي) و Z (القياس في اتجاه موازٍ لمحور دوران المغزل).
• القيم المتزايدة (كود G91): في هذه الحالة الأخرى ، تتم إحالة إحداثيات نقطة الوجهة إلى النقطة الحالية. يتم استخدام المتغيرات U (المسافة الشعاعية) و W (المقاسة في اتجاه موازٍ لمحور دوران المغزل).

ملحقات قابلة للبرمجة

فقط مع التحكم في الحركة ، لا يمكن استخدام آلة CNC. لذلك ، الآلات يجب برمجتها بطرق أخرى. في الواقع ، يرتبط نوع آلة CNC ارتباطًا وثيقًا بنوع الملحقات القابلة للبرمجة التي تمتلكها. على سبيل المثال ، ضمن المعالجة يمكن أن يكون لديك وظائف محددة قابلة للبرمجة مثل:

• تغيير الأداة التلقائي: في بعض مراكز المعالجة المتعددة الأدوات. يمكن برمجة رأس الأداة لاستخدام الأداة اللازمة في كل حالة دون الحاجة إلى وضعها في المغزل يدويًا.
• سرعة المغزل والتنشيط: يمكن أيضًا برمجة سرعة المغزل في الدورات في الدقيقة (RPM) ، بما في ذلك اتجاه الدوران (في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة) ، وكذلك الإيقاف أو التنشيط.
• التبريد: تحتاج العديد من آلات التصنيع التي تعمل بمواد صلبة ، مثل الحجر أو المعدن ، إلى سائل تبريد حتى لا ترتفع درجة حرارتها. يمكن أيضًا برمجة المبرد ليتم تشغيله أو إيقاف تشغيله أثناء دورة العمل.

برنامج CNC

يمكن برمجة آلات CNC ، كما رأينا ، لكنها تفعل ذلك بواسطة طرق مختلفة التي يجب أن تعرفها عند العمل مع أحدهم:

• كتيب: إدخال المعلومات التي تريدها في موجه الأوامر. للقيام بذلك ، من الضروري معرفة رمز أبجدي رقمي موحد ، مثل معايير DIN 66024 و DIN 66025.
• تلقائي: إنها الحالة الأكثر شيوعًا في الوقت الحاضر ، ويتم تنفيذها عن طريق جهاز كمبيوتر متصل بآلة CNC. سيتمكن الشخص من تعديل البيانات من خلال البرنامج ، دون الحاجة إلى معرفة الرموز ، لأن البرنامج نفسه سيكون مسؤولاً عن ترجمتها إلى تعليمات مفهومة لآلة CNC. يتم ذلك من خلال لغة تسمى APT ، والتي بدورها ستُترجم إلى ثنائي (أصفار وواحد) حتى يتمكن المتحكم الدقيق في آلة CNC من فهمها وترجمتها إلى حركات.

حاليًا ، هناك أيضًا بعض آلات CNC الأخرى أكثر تقدمًا وأسهل في الاستخدام، مثل تلك التلقائية التي قد تتطلب تدخلاً بشريًا أقل.

ما يسمى ببرنامج CNC ، وهو مكتوب في ملف لغة منخفضة المستوى تسمى G و M. (موحدة من قبل ISO 6983 Y تقييم الأثر البيئي RS274) وتتكون من:

• رموز G: تعليمات الحركة العامة. على سبيل المثال ، يمكن لـ G التحرك للأمام ، والتحرك شعاعيًا ، والإيقاف المؤقت ، والدورة ، وما إلى ذلك.
• رموز M: التي لا تتوافق مع حركات أو متفرقات. أمثلة على M يمكن أن تبدأ أو توقف المغزل ، تغيير الأداة ، تطبيق المبرد ، إلخ.
• N: ينقسم البرنامج إلى مراحل أو كتل من التعليمات التي سيرأسها الحرف N. يتم ترقيم كل كتلة ، حيث يتم تنفيذ إجراءات المعالجة بالتسلسل. ستحترم الآلة الترقيم.
• المتغيرات أو العناوين: يحتوي الكود أيضًا على هذه الأنواع من القيم ، مثل F للتغذية ، و S لسرعة المغزل ، و T لاختيار الأداة ، و I ، و J ، و K لتحديد موقع مركز القوس ، و X ، و Y ، و Z لحركة المحاور ، إلخ.

جميع سيعتمد على نوع الجهاز. على سبيل المثال ، آلة CNC لثني الصفائح المعدنية ليست هي نفسها للقطع. الأول لا يحتوي على مغزل ولا يحتاج إلى سائل تبريد.

إذا نظرت إلى الجدول أعلاه ، يمكننا ذلك استخدم مثالا منع لشرح ما يحدث. على سبيل المثال ، تخيل أن لديك الكود أو برنامج CNC التالي:

N3 G01 X12.500 Z32.000 F800

هذا المقتطف الصغير من كود CNC سيخبر آلة CNC ، بمجرد ترجمتها إلى ثنائي ، بالقيام بذلك الإجراءات التالية:

• N3 يشير إلى أنها الكتلة الثالثة التي يتم تنفيذها. لذلك ، سيكون هناك كتلتان سابقتان.
• G01: أداء حركة خطية.
• X12.500: يتحرك بمقدار 12.5 مم على طول المحور X.
• Z32.000: سيتحرك 32 مم على المحور Z. في هذه الحالة لن يكون هناك حركة في Y.
• F800: يتم التغذية بسرعة 800 مم / دقيقة.

لغة APT

وعلاوة على ذلك، اللغة المناسبة إنها لغة برمجة سيتم استخدامها كرمز وسيط بين الشفرة السابقة ورمز الجهاز (كود ثنائي) الذي يمكن فهمه بواسطة MCU. تم تطويره في مختبر معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، بواسطة دوغلاس تي روس. في ذلك الوقت ، في عام 1956 ، تم استخدامه للتحكم في الآليات المؤازرة ، ولكن انتشر استخدامه الآن وأصبح معيارًا دوليًا للتحكم العددي.

اعتبر سلف الطبابة البديلة، وهو مشابه للغات أخرى مثل FORTRAN. سيتم تحويل هذا الرمز بواسطة برنامج الكمبيوتر إلى سلسلة من التعليمات الثنائية التي سيتم تحميلها في ذاكرة وحدة التحكم الدقيقة الخاصة بآلة CNC حتى تتمكن من تنفيذها ، وتوليد إشارات تحكم كهربائية لتحريك المحركات والأدوات.

يمكن للغة APT هذه السيطرة على العديد من المعلمات من آلة CNC:

• سرعة المغزل (RPM)
• المغزل أو إيقاف تشغيله
• تناوب
• توقف مجدول
• مبرد
• الحركات في جميع الاتجاهات الممكنة (XYZ و ABC)
• توقيت
• كرر الدورات
• المسارات
• إلخ

بالطبع ، لا يحتاج أولئك الذين يشغلون آلات CNC إلى معرفة لغة APT هذه ، نظرًا لأن البرنامج الحالي بديهي تمامًا ويسمح بالتحكم السهل ، ويترجم بشفافية APT إلى المستخدم لإنشاء الجزء الذي تم تصميمه فيه ملف CAD / CAM. ومع ذلك ، لا يضر معرفة أنه موجود وما هو.

في الوقت الحاضر ، آلات CNC الحديثة لديها بالفعل واجهات رسومية بشاشات تعمل باللمس وجهاز كمبيوتر متكامل يسهل استخدامه بشكل كبير. إنها بديهية للغاية ولا تحتاج إلى الكثير من التعلم. من خلال محرك القلم أو ذاكرة USB ، سيسمحون لك بتحميل تصميم القطعة ، بحيث يمكن تصميمها على كمبيوتر آخر مستقل.

تحكم CNC

El تحكم CNC سيكون هو المسؤول عن تفسير برنامج CNC وأوامره بترتيب تسلسلي ، وسيقوم بتنفيذ الحركات والوظائف اللازمة ، من بين أشياء أخرى.

برنامج CAM / CAD

Un برنامج CAD أو CAM سيتم استخدامه لإنشاء تصميم أو نموذج لما ينوي تصنيعه. يسمح البرنامج الحالي بالفعل بالانتقال من هذا النوع من التنسيقات إلى برنامج CNC تلقائيًا.

نظام DNC

كما أن DNC (التحكم العددي المباشر)، هو مصطلح يشير إلى جهاز كمبيوتر متصل بشبكة بآلة CNC أو أكثر. بهذه الطريقة ، يمكن نقل برنامج CNC إلى الأجهزة ، إما عن طريق Ehternet ، أو عن طريق منافذ تقليدية وبدائية مثل المنافذ التسلسلية RS-232C ، والتي لا تزال مستخدمة في العديد من الآلات الصناعية.

تطبيقات آلة CNC

آلات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي لديهم تطبيقات أكثر مما تتخيل. يعتمد الكثير من الصناعة وورش العمل ، من الأصغر إلى الأكبر ، على واحد أو أكثر من هذه الفرق. يمكن استخدامها في المنزل لبعض وظائف DIY للصانعين.

وقت الفراغ (اصنعها بنفسك وصناعها)

العديد من صناع آلات CNC الصغيرة من مختلف الأنواع في المنزل لعمل بعض مشاريع DIY. يمكن أيضًا استخدامه من قبل الأفراد لأداء مهام معينة من المنزل:

• اصنع قطع مجوهرات.
• تصنيع المواد لإنشاء أجزاء أو مكونات.
• قم بإنشاء قطع غيار لإصلاح المركبات أو أنواع أخرى من المعدات عند توقف بيع قطع الغيار.
• عمل أعمال فنية أو نقوش.

ورش العمل والصناعة التحويلية

بالطبع، في القطاع المهني سواء في الورش أو المصانع، من الشائع أيضًا رؤية آلات CNC ، لكل من النجارين ، ومحلات الإصلاح ، وتصنيع الأجزاء ، وصناعة النسيج ، وقطاع الطيران ، والديكور ، وصنع الخزانات ، وما إلى ذلك. علي سبيل المثال:

• تقطيع الصفائح المعدنية بالليزر.
• لحام البلازما.
• انتقاء ووضع ، أو لوضع الأجزاء أو المكونات في مكان تجميعها مباشرة.
• ثني القضبان والأنابيب واللوحات ...
• حفر.
• خراطة أو طحن الخشب.
• تصنيع الأجزاء المخصصة.
• النمذجة أو التصنيع الإضافي.
• صنع الغرسات أو الأطراف الصناعية للاستخدام الطبي.
• النقوش.
• إلخ

صناعة الإلكترونيات

يستحق الذكر بشكل خاص آلات CNC التي تم استخدامها أيضًا في قطاع تنافسي ومتقدم مثل قطاع صناعة الإلكترونيات وأشباه الموصلات. يمكن لهذه الآلات أداء عدد كبير من المهام ، مثل:

• قطع رقاقة أشباه الموصلات.
• تصنيع المشتتات الحرارية من كتل النحاس أو الألمنيوم.
• إنشاء أغلفة / هياكل لأجهزة الكمبيوتر وأجهزة التلفزيون والهواتف المحمولة وما إلى ذلك.
• اختر مكانًا لوضع مكونات تثبيت السطح على لوحة PCB في مكانها من أجل اللحام اللاحق.
• اللحام.
• الحفر بالليزر للماركات والشعارات.
• لتشكيل العدسات.
• إلخ

مزيد من المعلومات

• ماكينات CNC: دليل للتحكم العددي
• النماذج الأولية وتصميم CNC
• جميع أنواع ماكينات CNC حسب الاستخدام والخصائص
• أنواع وخصائص مخرطة CNC
• أنواع آلات الطحن CNC
• أنواع الموجهات CNC والقطع CNC
• أنواع النقش بالليزر
• ماكينات CNC الأخرى: الحفر والاختيار والوضع واللحام والمزيد
• كيف يمكن لآلة CNC أن تساعد في الشركة
• دليل الشراء: كيفية اختيار أفضل آلة CNC
• صيانة ماكينات CNC
• دليل قاطع عن المتآمرين: ما هو الراسم وما هو الغرض منه
• أفضل ماكينات CNC للترفيه والاستخدام المهني
• أفضل راسمات الطباعة
• أفضل قطع الراسمات
• أفضل مستهلكات الخزافين: خرطوش ، ورق ، فينيل ، وقطع غيار