دستگاه های CNC ابزارهای تولیدی هستند که با پردازش مواد اولیه مانند فلز، پلاستیک و چوب، شکل‌های خاصی را می‌دهند. این ماشین‌ها کامپیوتری هستند که برای تسهیل و سریال‌سازی کارهایی که نیاز به نیروی انسانی دارند، استفاده می‌شوند.
آشنایی با دستگاه های CNC
اشیای اطرافتان را در نظر بگیرید. اغلب اشیای چوبی، فلزی، شیشه‌ای، پلاستیکی و … که در اطرافتان هستند برای ساخته‌شدن و تبدیل‌شدن به شکل کنونی‌شان تحت‌تأثیر فرایندهایی قرار گرفته‌اند و یا با استفاده از ابزار و دستگاه‌هایی تغییراتی روی ماده اولیه این اشیا ایجاد شده تا به این شکل نهایی تبدیل شوند. درگذشته تماماً این عملیات برای مثال حکاکی دسته مبلمان، دندانه‌ها و پیچ‌وخم اشیای فلزی و یا برش‌کاری‌های اشیای چوبی و شیشه‌ای توسط دست انسان انجام می‌شد. انجام این عملیات بسیار سخت، طاقت‌فرسا و زمان‌بر بود. نیاز به‌دقت بسیار بالایی داشت و احتمال هرز شدن و هدررفت قطعه کار بسیار بالا بود.
در قرن بیستم با اختراع دستگاه‌های NC و CNC تحول عظیمی در صنعت ایجاد شد. طبق تعریف CNC (کنترل عددی کامپیوتری) به معنای کنترل خودکار ماشین‌ابزار یا دستگاه‌های دیگر توسط کامپیوتر به‌جای دست‌کاری مستقیم توسط اپراتور است. شایان‌ذکر است که ماشین‌های CNC را می‌توان بر روی هر ماده‌ای از فلز گرفته تا کامپوزیت، چوب، پلاستیک و غیره استفاده کرد.
در ابتدا، بیشتر ماشین‌های CNC به‌صورت سفارشی برای نیازهای قطعه‌سازی خاصی ساخته می‌شدند، اگرچه ماشین‌آلات عمومی برای فرایندهای تراشکاری یا حفاری نیز تولید می‌شدند. از دهه 1990، مراکز ماشین‌کاری CNC باهدف عمومی، مناسب برای فرایندهای خاص (مثلاً دستگاه فرز 4 محوری با میز 800×800 میلی‌متر) در سراسر جهان راه‌اندازی شدند و بازارهای صنعتی دستخوش پیشرفت و تحولات چشمگیری کردند.
فرایندهای اصلی ماشین‌کاری CNC
CNC را می‌توان طیف وسیعی از فرایندهای تولید و فرایندهای ماشین‌کاری دانست. در این مقاله ما بر روی عملیات ماشین‌کاری تمرکز می‌کنیم که به فرایندهای تولید و ساخت تراشه‌ها نیز شناخته می‌شوند. این بدان معناست که چون این فرایندها ذاتاً با عملیات براده برداری و نیز حذف لایه‌های اضافی از قطعه کار همراه هستند، به همین دلیل به تجهیزات درگیر در این فرایندها اغلب ابزارهای برش نیز می‌گویند.
ماشین‌کاری CNC را می‌توان به‌عنوان فرایندهای ماشین‌کاری که به‌صورت دیجیتالی و خودکار کنترل می‌شوند تعریف کرد. فرایندهای اصلی ماشین‌کاری عبارت‌اند از:
- فرز، عملیاتی که طی آن دوک می‌چرخد و مواد را جدا می‌کند.
- چرخش، عملیاتی که طی آن قطعه کار استوانه‌ای می‌چرخد درحالی‌که دوک ثابت است و مواد را جدا می‌کند.
- حفاری، عملیاتی که طی آن یک سوراخ در قطعه کار بریده می‌شود.
- سنگ‌زنی، عملیاتی که طی آن به کمک یک چرخ ساینده براده برداری انجام می‌شود.
- اره زنی که همان عملیات برش قطعات با تیغه است.
عملیات تکمیلی در ماشین‌کاری CNC
سوهان کشی که در حذف مقدار کمی از مواد اضافی از روی قطعه کار کاربرد دارد، ترکیب سنگ‌زنی و اره‌کشی است.
پولیش عملیاتی که طی آن یک سطح صاف یا براق با فرایند ساینده ایجاد می‌شود.
دستگاه های CNC چگونه کار می‌کند؟
ماشین‌آلات و ابزارهای رایجی که می‌توانند با CNC کار کنند عبارت‌اند از: تراش، ماشین‌های فرز، ماشین حفاری و غیره. هدف اصلی این ماشین‌ها برش مقداری از فلز به‌صورت گرد، مستطیلی و … است. در روش‌های سنتی این ماشین‌آلات توسط اپراتورهای خبره استفاده می‌شود. بیشتر کارها باید به طور دقیق انجام شوند و اپراتور باید به‌اندازه کافی مهارت داشته باشد تا بتواند کارها را به طور دقیق انجام دهد.
در دستگاه های CNC نقش اپراتورها به حداقل می‌رسد. اپراتور فقط باید برنامه دستورالعمل را روی رایانه نصب کند، ابزارهای لازم را در دستگاه بارگذاری کند و بقیه کارها باید به طور خودکار توسط رایانه انجام شود. کامپیوتر ماشین را برای انجام عملیات ماشین‌کاری مختلف بر اساس برنامه دستورالعمل ارائه شده توسط اپراتور هدایت می‌کند.
شما لازم نیست نگران دقت کار باشید. تمام دستگاه های CNC به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که دقت‌های حساس را نیز برآورده کنند. در واقع، دستگاه های CNC برای اکثر کارهای دقیق ضروری است. وقتی کارتان تمام شد، حتی لازم نیست دستورالعمل قبلی را حذف کنید، دستگاه کار را برای شما انجام می‌دهد و کار بعدی را خودش در برنامه‌اش انجام می‌دهد. به‌این‌ترتیب دستگاه شما می‌تواند به‌صورت 24 ساعته بدون نیاز به پیگیری زیاد به کار تولید ادامه دهد.
ازآنجایی‌که بازارها بسیار رقابتی شده‌اند، اکثر شرکت‌های تولیدی اکنون به ماشین‌های CNC مجهز شده‌اند. بااین‌حال، تعیین افراد متخصص برای کار با این ماشین‌ها بسیار دشوار می‌شود. حتی این روزها، اپراتورهای ماشین ترجیح می‌دهند دستگاه را به‌جای کاردستی برنامه‌ریزی کنند.
انواع دستگاه‌های CNC
- دستگاه های CNC تراش
- دستگاه های CNC فرز
- دستگاه های CNC حفاری
- دستگاه های CNC سنگ‌زنی
- دستگاه های CNC برش لیزری
- دستگاه های CNC برش پلاسما
- دستگاه های CNC تخلیه الکتریکی
- روتر CNC
- دستگاه های CNC پنج محوره
- چاپگر سه‌بعدی
مزایای استفاده از دستگاه های CNC چیست؟
بیش از یک نوع دستگاه CNC وجود دارد. در میان آنها می‌توان انواع زیادی مانند فرز و تراشکاری را برشمرد که هرکدام نوع عملکرد متفاوتی دارند. اپراتور هیچ مداخله‌ای در طول پردازش قطعه کار ندارد؛ بنابراین، هم خطای اپراتور به حداقل می‌رسد و هم حداکثر ایمنی کار تضمین می‌شود. قطعه کار به طور دقیق و در ابعاد مشابه پردازش می‌شود. حال سؤال اصلی این است که مزیت‌های ماشین CNC چیست؟
- این ماشین‌ها در مقایسه با ماشین‌های معمولی زمان آماده‌سازی کوتاه‌تری دارند.
- دستگاه CNC دارای حافظه است؛ بنابراین می‌توان برنامه و داده‌ها را در حافظه ذخیره کرد و در صورت نیاز از آن استفاده کرد.
- یک باتری مخصوص وجود دارد که دستگاه را تغذیه می‌کند. به‌این‌ترتیب حتی اگر دستگاه خاموش شود یا برق آن قطع شود، اطلاعات موجود در حافظه حذف نمی‌شود.
- برنامه‌های CNC انعطاف‌پذیر هستند. تغییرات موردنظر را می‌توان به‌راحتی در هر زمان ایجاد کرد.
- برخی از عملیات را می‌توان به‌عنوان چرخه در برنامه تعریف کرد تا یک برنامه CNC با خطوط کمتری نوشته شود.
- عملیات مشابه غیر از عملیات ماشین‌کاری روی قطعه کار به‌عنوان زیر برنامه تعریف می‌شود. این زیر برنامه‌ها در مواقع لزوم استفاده می‌شوند.
- اگر ابزار برش مورداستفاده در حین فرایند شکسته شود و قطر مشابهی پیدا نشود، می‌توان با ابزار برشی دیگری با قطری متفاوت از جایی که متوقف شده بود، کار را ادامه داد.