نحوه عملکرد دستگاه CNC و کاربردها

دستگاه های CNC همه جا در بسیاری از کارخانه ها و کارگاه های مختلف وجود دارد. مزایای فوق العاده آنها آنها را به ماشین های تقریباً ضروری برای ماشینکاری قطعات تبدیل کرده است. اکنون که می دانید این نوع ماشین ها چیست، موارد زیر آورده شده است بدانید یک دستگاه CNC چگونه کار می کند، نحوه ماشین کاری قطعات، زبان برنامه نویسی که استفاده می کنند و همچنین رایج ترین کاربردهای این ماشین ها.

نحوه کار دستگاه CNC: ماشینکاری CNC یا کنترل عددی

از طرح های CAD (طراحی به کمک رایانه یا طراحی به کمک رایانه) یا CAM (تولید به کمک رایانه یا تولید به کمک رایانه)، برخی کدهای خواندن یا زبان که با آن دستگاه CNC قادر خواهد بود مسیرها یا حرکات مشخص شده برای ماشینکاری قطعه را به ترتیب مناسب دنبال کند تا نتیجه مطلوب حاصل شود. به این معنی که در پایان فرآیند، قطعه با طراحی کامپیوتری یکسان باشد.

به عبارت دیگر، به لطف این کدها امکان پذیر خواهد بود سر را با ابزار کار حرکت دهید از طریق محورهای دستگاه البته، این ابزار می تواند از ماشینی به ماشین دیگر متفاوت باشد، حتی برخی از آنها دارای یک سر چند ابزار برای تغییر بین چند ابزار هستند و انعطاف پذیری بیشتری در کار ارائه می دهند. به عنوان مثال، ممکن است ابزار برش، ابزار حفاری، ابزار فرز یا تراشکاری، ابزار جوش، ابزار مکان یابی و غیره وجود داشته باشد.

کنترل حرکت

دستگاه های CNC دارند دو یا چند آدرس قابل برنامه ریزی (محور). به طور کلی 3 (X، Y، Z) وجود دارد، اگرچه گاهی اوقات آنها می توانند مانند آنچه در مقاله قبلی دیدیم، علاوه بر اجازه چرخش (محورهای چرخشی A، B، C) بیشتری داشته باشند. بسته به تعداد محورها، می توانید ماشینکاری کم و بیش پیچیده را انجام دهید. هرچه تبرها بیشتر باشد، آزادی حرکت بیشتر است، بنابراین می‌تواند حکاکی‌های بسیار پیچیده‌تری بسازد.

به کنترل حرکت از این محورها، دو نوع سیستم را می توان استفاده کرد که می توانند به صورت جداگانه یا با هم کار کنند:

• مقادیر مطلق (کد G90): در این حالت مختصات نقطه مقصد به نقطه مبدا مختصات ارجاع می شود. از متغیرهای X (اندازه گیری قطر نهایی) و Z (اندازه گیری در جهت موازی با محور چرخش دوک) استفاده می شود.
• مقادیر افزایشی (کد G91): در این حالت دیگر مختصات نقطه مقصد به نقطه فعلی ارجاع می شود. از متغیرهای U (فاصله شعاعی) و W (در جهتی موازی با محور چرخش دوک اندازه گیری می شود) استفاده می شود.

لوازم جانبی قابل برنامه ریزی

فقط با یک کنترل حرکتی نمی توان از دستگاه CNC استفاده کرد. بنابراین، ماشین آلات باید به روش های دیگری برنامه ریزی شود. نوع دستگاه CNC در واقع ارتباط تنگاتنگی با نوع لوازم جانبی قابل برنامه ریزی آن دارد. به عنوان مثال، در ماشین کاری می توانید عملکردهای قابل برنامه ریزی خاصی مانند:

• تغییر خودکار ابزار: در برخی از مراکز ماشینکاری چند ابزار. سر ابزار را می توان طوری برنامه ریزی کرد که در هر مورد از ابزار لازم استفاده کند بدون اینکه آن را به صورت دستی در اسپیندل قرار دهید.
• سرعت و فعال سازی اسپیندل: سرعت اسپیندل بر حسب دور در دقیقه (RPM) را نیز می توان برنامه ریزی کرد، از جمله جهت چرخش (در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت) و همچنین توقف یا فعال کردن.
• مبرد: بسیاری از ماشین‌های ماشینکاری که با مواد سخت مانند سنگ یا فلز کار می‌کنند، نیاز به خنک‌کننده دارند تا بیش از حد گرم نشوند. همچنین می توان مایع خنک کننده را طوری برنامه ریزی کرد که در طول چرخه کار روشن یا خاموش شود.

برنامه CNC

همانطور که دیده شد، ماشین های CNC را می توان برنامه ریزی کرد، اما آنها این کار را توسط روشهای مختلف که هنگام کار با یکی از آنها باید بدانید:

• دستی: وارد کردن اطلاعات مورد نظر در یک خط فرمان. برای انجام این کار، باید یک کد الفبایی که استاندارد شده است، مانند کد DIN 66024 و DIN 66025، بدانید.
• خودکار: رایج ترین حالت امروزه است و توسط کامپیوتر متصل به دستگاه CNC انجام می شود. شخص می تواند داده ها را از طریق نرم افزار تغییر دهد، بدون نیاز به دانستن کدها، زیرا خود برنامه وظیفه ترجمه آنها را به دستورالعمل های قابل فهم برای دستگاه CNC خواهد داشت. این کار از طریق زبانی به نام APT انجام می شود که به نوبه خود به دودویی (صفر و یک) ترجمه می شود تا میکروکنترلر دستگاه CNC بتواند آن را درک کرده و آن را به حرکات ترجمه کند.

در حال حاضر، چند دستگاه CNC دیگر نیز وجود دارد پیشرفته تر و آسان تر برای استفادهمانند خودکارهایی که ممکن است حتی کمتر به مداخله انسانی نیاز داشته باشند.

به اصطلاح برنامه CNC که در a نوشته شده است زبان سطح پایین به نام G و M (استاندارد شده توسط ISO 6983 وجود دارد EIA RS274) و متشکل از:

• کدهای جی: دستورالعمل حرکت عمومی. به عنوان مثال، G می تواند به جلو حرکت کند، شعاعی حرکت کند، مکث کند، چرخه و غیره حرکت کند.
• کدهای M: که با حرکات یا متفرقه مطابقت ندارند. مثال‌هایی از M می‌تواند راه‌اندازی یا توقف اسپیندل، تعویض ابزار، اعمال مایع خنک‌کننده و غیره باشد.
• N: برنامه به فازها یا بلوک‌هایی از دستورالعمل‌ها تقسیم می‌شود که با حرف N هدایت می‌شوند. هر بلوک شماره‌گذاری می‌شود، زیرا اقدامات ماشینکاری به صورت متوالی اجرا می‌شوند. دستگاه به شماره گذاری احترام می گذارد.
• متغیرها یا آدرس ها: کد همچنین حاوی این نوع مقادیر است، مانند F برای سرعت، S برای سرعت دوک، T برای انتخاب ابزار، I، J، و K برای مکان یابی مرکز کمان، X، Y و Z برای حرکت تبرها و غیره

همه به نوع دستگاه بستگی دارد. به عنوان مثال، یک دستگاه CNC برای خم کردن ورق فلز با دستگاه برش یکسان نیست. اولی اسپیندل ندارد و نیازی به خنک کننده ندارد.

اگر به جدول بالا نگاه کنید، می توانیم از یک مثال استفاده کنید بلاک کنید تا توضیح دهید چه اتفاقی می افتد. به عنوان مثال، تصور کنید کد یا برنامه CNC زیر را دارید:

N3 G01 X12.500 Z32.000 F800

این قطعه کوچک از کد CNC به ماشین CNC می‌گوید، پس از اینکه به باینری ترجمه شد، این کار را انجام دهد. اقدامات زیر:

• N3 نشان می دهد که سومین بلوکی است که باید اجرا شود. بنابراین، دو بلوک قبلی وجود خواهد داشت.
• G01: یک حرکت خطی انجام دهید.
• X12.500: 12.5 میلی متر در امتداد محور X حرکت می کند.
• Z32.000: 32 میلی متر در امتداد محور Z حرکت می کند در این حالت هیچ حرکتی در Y وجود نخواهد داشت.
• F800: تغذیه با سرعت 800 میلی متر در دقیقه ساخته می شود.

زبان APT

علاوه بر این، زبان مناسب این یک زبان برنامه نویسی است که به عنوان یک کد میانی بین کد قبلی و کد ماشین (کد باینری) قابل درک توسط MCU استفاده می شود. این در آزمایشگاه MIT توسط داگلاس تی راس توسعه داده شد. در آن زمان، در سال 1956، از آن برای کنترل سروومکانیسم ها استفاده می شد، اما امروزه استفاده از آن گسترش یافته و به یک استاندارد بین المللی برای کنترل عددی تبدیل شده است.

در نظر گرفته شد یک سلف CAMو مشابه زبان های دیگر مانند FORTRAN است. این کد توسط نرم افزار کامپیوتری به مجموعه ای از دستورالعمل های باینری تبدیل می شود که در حافظه میکروکنترلر دستگاه CNC بارگذاری می شود تا بتواند آنها را اجرا کند و سیگنال های کنترل الکتریکی برای حرکت موتورها و ابزار تولید کند.

این زبان APT می تواند کنترل بسیاری از پارامترها دستگاه CNC:

• سرعت اسپیندل (RPM)
• اسپیندل روشن یا خاموش
• چرخش
• توقف برنامه ریزی شده
• یخچال
• حرکات در تمام جهات ممکن (XYZ و ABC)
• زمان سنجی
• تکرار چرخه ها
• مسیرها
• غیره

البته، کسانی که از ماشین‌های CNC استفاده می‌کنند، نیازی به دانستن این زبان APT ندارند، زیرا نرم‌افزار فعلی کاملاً شهودی است و امکان کنترل آسان را فراهم می‌کند و به طور شفاف APT را به کاربر ترجمه می‌کند تا بخشی را که در آن طراحی شده است، ایجاد کند. فایل CAD/CAM. با این حال، دانستن وجود آن و چیستی آن هرگز آزاردهنده نیست.

امروزه دستگاه های CNC مدرن در حال حاضر دارند رابط های گرافیکی با صفحه نمایش لمسی و کامپیوتر یکپارچه که استفاده از آن را تا حد زیادی تسهیل می کند. آنها بسیار شهودی هستند و به یادگیری زیادی نیاز ندارند. از طریق یک درایو قلم یا حافظه USB، آنها به شما این امکان را می دهند که طرح قطعه را بارگذاری کنید، بنابراین می توان آن را روی رایانه مستقل دیگری طراحی کرد.

کنترل کننده CNC

El کنترلر cnc این مسئول تفسیر برنامه CNC، دستورات آن به ترتیب متوالی است و حرکات و عملکردهای لازم را از جمله موارد دیگر انجام خواهد داد.

برنامه CAM / CAD

Un نرم افزار CAD یا CAM از آن برای ایجاد طرح یا مدل چیزی که قرار است ساخته شود استفاده خواهد شد. نرم افزار فعلی از قبل اجازه می دهد تا از این نوع فرمت ها به یک برنامه CNC به طور خودکار بروید.

سیستم DNC

در Al cuanto DNC (کنترل عددی مستقیم)، اصطلاحی است که به رایانه ای اطلاق می شود که از طریق شبکه به یک یا چند دستگاه CNC متصل است. به این ترتیب می توان برنامه CNC را چه توسط Ehternet و چه توسط پورت های کلاسیک و ابتدایی تری مانند پورت های سریال RS-232C که هنوز هم در بسیاری از ماشین های صنعتی استفاده می شود به ماشین ها منتقل کرد.

کاربردهای دستگاه CNC

دستگاه های cnc آنها بیشتر از آنچه تصور می کنید کاربرد دارند. بسیاری از صنعت و کارگاه ها، از کوچک ترین تا بزرگ ترین، به یک یا چند مورد از این تیم ها بستگی دارند. آنها حتی می توانند در خانه برای کارهای DIY خاصی برای سازندگان استفاده شوند.

اوقات فراغت (DIY و سازندگان)

بسیاری از سازندگان دارند دستگاه های کوچک CNC در انواع مختلف در خانه برای ساختن چند پروژه DIY همچنین می تواند توسط افراد برای انجام کارهای خاصی از خانه استفاده شود:

• جواهرات بسازید.
• ماشینکاری مواد برای ایجاد قطعات یا اجزا.
• هنگامی که قطعات یدکی دیگر فروخته نمی شوند، قطعاتی را برای تعمیر وسایل نقلیه یا انواع دیگر تجهیزات ایجاد کنید.
• کارهای هنری یا حکاکی بسازید.

کارگاه ها و صنایع تولیدی

البته، در بخش حرفه ای، چه در کارگاه ها و چه در کارخانه ها، همچنین بسیار متداول است که دستگاه های CNC را هم برای نجارها، تعمیرگاه ها، قطعه سازی، صنعت نساجی، بخش هوانوردی، دکوراسیون، کابینت سازی و غیره مشاهده کنید. مثلا:

• برش لیزری ورق.
• جوش پلاسما.
• Pick & Place یا قرار دادن قطعات یا اجزاء درست در محل مونتاژ آنها.
• خم شدن میله ها، لوله ها، صفحات…
• حفاری.
• تراشکاری یا آسیاب کردن چوب.
• ساخت قطعات سفارشی.
• مدل سازی یا ساخت افزودنی.
• ایجاد ایمپلنت یا پروتز برای مصارف پزشکی.
• حکاکی ها
• غیره

صنعت الکترونیک

ماشین‌های CNC که در بخش رقابتی و پیشرفته مانند آن مورد استفاده قرار گرفته‌اند، شایسته ذکر ویژه است صنایع الکترونیک و نیمه هادی. این ماشین ها می توانند کارهای زیادی را انجام دهند، مانند:

• برش ویفر نیمه هادی.
• ساخت سینک های حرارتی از بلوک های مسی یا آلومینیومی.
• ساخت بدنه / سازه برای کامپیوتر، تلویزیون، موبایل و غیره.
• برای لحیم کاری بعدی، برای قرار دادن اجزای نصب سطحی روی تخته PCB، انتخاب و محل قرار دهید.
• جوشکاری.
• حکاکی لیزری برندها و لوگوها.
• برای شکل دادن به لنزها
• غیره

اطلاعات بیشتر

• ماشین های CNC: راهنمای کنترل عددی
• نمونه سازی و طراحی CNC
• انواع ماشین آلات CNC با توجه به کاربرد و مشخصات
• انواع و ویژگی های تراش CNC
• انواع دستگاه های فرز CNC
• انواع روتر CNC و برش CNC
• انواع حکاکی لیزری
• سایر ماشین های CNC: حفاری، Pick & Place، جوشکاری و موارد دیگر
• چگونه یک دستگاه CNC می تواند در شرکت کمک کند
• راهنمای خرید: نحوه انتخاب بهترین دستگاه CNC
• تعمیر و نگهداری ماشین آلات CNC
• راهنمای قطعی پلاترها: پلاتر چیست و برای چیست
• بهترین دستگاه های CNC برای استفاده در اوقات فراغت و حرفه ای
• بهترین پلاتر چاپ
• بهترین پلاترهای برش
• بهترین مواد مصرفی برای سفالگرها: کارتریج، کاغذ، وینیل و قطعات یدکی