CNC

همه چیز در مورد دستگاه سی ان سی و کاربردهای آن

3 مارس 2020

دستگاه سی ان سی (CNC) چیست؟

تکنولوژی باعث تغییر و تحول سطح زندگی بشر شده است. حوزه صنعت هم از این قاعده مستثنا نبوده و با ورود تکنولوژی شاهد تغییرات گسترده در بخش صنعت بوده‌ایم. برای مثال دستگاه سی ان سی همان دستگاه تراش ساده بوده که قابلیت کنترل از طریق کامپیوتر و توسط منطق ریاضی را دارد. سی ان سی از دستگاه‌های بسیار پرکاربرد در صنعت است که با استفاده از مته‌ای پر سرعت و بازوهایی که توسط کامپیوتر کنترل می‌شوند، فرآیند برش یا سوراخ را در سه محور اصلی انجام می‌دهند.

CNC مخفف شده Computer Numerical Control  به ‌معنای کنترل عددی با کامپیوتر است. اگر بخواهیم به تاریخچه ساخت این دستگاه بپردازیم باید بگوییم قدمت این دستگاه به سال ۱۹۵۰ باز می‌گردد. اولین بار جان پارسانگ دستگاه NC را برای ساخت قطعات پیچیده و بسیار دقیق صنعت هوانوردی و نیروی هوایی آمریکا ساخت. پس از آن انستیتو MIT در سال ۱۹۵۲ سری پیشرفته و کامل‌تری به نام NC1 را ساخت که توانایی کنترل در راستای سه محور را داشت. بعدها در سال ۱۹۵۹ با بهره‌گیری از کامپیوترهای پیشرفته دستگاه CNC ساخته شد که از آن در کارهای مختلفی مانند برش، حکاکی، مونتاژ و … استفاده می‌شد.

نحوه کار دستگاه سی ان سی (CNC)

سی ان سی دستگاه سی ان سی به بدن انسان شباهت بسیار زیادی دارد؛ تمام قطعات الکترونیکی، الکتریکی، بورد، خروجی سنسور و محاسبه‌گرها درون تابلو برق قرار گرفته که حکم مغز انسان را داشته و استپر حکم بازوها را داشته که فرمان دستگاه را اجرا می‌کنند.

کاهش خطا، افزایش راندمان کاری، کاهش نیاز به حضور نیروی انسانی همگی از تحولاتی است که با ورود دستگاه سی ان سی به صنعت رخ داده است. با کمک دستگاه سی ان سی می‌توان به‌راحتی و با دقت بالا جسمی را برش داد یا طرحی از پیش آماده شده را روی قطعه کار پیاده کرد. طرح مورد نظر از طریق نرم افزار Artcam با خروجی G-Code به دستگاه منتقل شده که حرکت دقیق ابزار را مشخص می‌کند. حرکت سی ان سی  برخلاف دستگاه‌های دیگر کاملا برنامه‌ریزی شده است که همین باعث کاهش خطای انسانی می‌شود.

کاربردهای دستگاه سی ان سی (CNC)

سی ان سی CNCکارایی این دستگاه تنها به درودگری محدود نمی‌شود و از آن در صنایع مهمی چون ساخت موشک و ماهواره استفاده می‌شود؛ زیرا دقت عملیات برش دستگاه سی ان سی تا صدم میلی‌متر بالا بوده و برای کارهای بسیار ظریف و حساس ایده‌آل است. از دیگر صنایعی که استفاده از دستگاه سی ان سی در آن نقش بسیار مهمی دارد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • خودروسازی
  • قطعه سازی صنایع نفت، خودرو و تسلیحات
  • چوب و منبت کاری
  • ماشین‌های برش لیزر
  • ماشین‌های حکاکی
  • طلا و جواهر سازی

برترین برندهای تولیدکننده دستگاه سی ان سی (CNC)

سی ان سی CNCبرندهای مختلفی در زمینه تولید دستگاه سی ان سی فعالیت دارند که از پیشتازان آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • KDT
  • Excitech
  • Biesse
  • Siemens
  • Unitech
  • Sinumerik
  • Fanuc
  • Num
  • Heidenhain
  • Hust
  • GSk

انواع دستگاه سی ان سی (CNC)

CNCهمانطور که پیش تر اشاره کردیم دستگاه سی ان سی انواع مختلفی دارد که در ادامه به توضیح آن‌ها می پردازیم:

دستگاه سی ان سی (CNC) چوب

این دستگاه برای برش چوب و ام دی اف به کار می‌رود. از این دستگاه برای ساخت تجهیزاتی مانند میز کامپیوتر، صندلی، قاب‌ تزیینی، وسایل تزئینی چوبی، منبت‌کاری مبلمان‌، ساخت مجسمه‌های چوبی و… استفاده می‌شود.

دستگاه سی ان سی (CNC) منبت، حکاکی و برش تخت

از این دستگاه تنها برای کنده‌کاری و منبت‌کاری روی چوب، سنگ، شیشه و … استفاده می‌شود و برای برش مواد دیگر قابل استفاده نیست؛ زیرا طراحی آن به‌گونه‌ای است که با جدا و حذف قسمتی از کار طرح دو یا سه بعدی را ایجاد می‌کند.

دستگاه سی ان سی (CNC) سنگ

دستگاه سی ان سی (CNC) سنگ وسیله‌ای مناسب برای برش و کنده‌کاری سنگ است و برای کارهایی مانند سنگ‌نوشته، مجسمه‌های سنگی، سنگ قبر و … به کار می‌رود.

دستگاه سی ان سی (CNC) وایرکات

وایرکاتاین دستگاه با استفاده از جرقه‌های الکتریکی طرح را روی قطعه کار ایجاد می‌کند. عملکرد این دستگاه با تخلیه جریان بین دو الکترود انجام گرفته و در نتیجه بخش‌هایی از قطعه کار را حذف می‌کند. زمانی که فاصله بین الکترودها کمتر می‌شود، میدان الکتریکی شدیدتر شده و از عایق قوی‌تر می‌شود. این فرایند باعث می‌شود جریان از دو الکترود عبور کند؛ در نتیجه تکه‌های قطعه کار توسط هر کدام از الکترودها حذف می‌شود.

دستگاه سی ان سی (CNC) برش CO2 و پلاسما

برش پلاسمادر این دستگاه ماده با پلاسما برش داده می‌شود. این فرآیند در درجه نخست برای فلزات به کار برده می‌شود؛ اما می‌توان از آن برای سطوح دیگر هم استفاده کرد. در این دستگاه به منظور تولید سرعت و گرما برای برش فلزات، پلاسما با ترکیب گاز فشرده و قوس الکتریکی تولید نیرو می‌کند.

دستگاه سی ان سی (CNC) برش واترجت

واتر جتسی ان سی واترجت ابزاری است که مواد سخت مانند گرانیت و فلز را با فشار بالای آب می‌برد. در برخی از این ابزار، آب با شن یا هر ماده ساینده قوی ترکیب می‌شود که عملکرد خشن‌تری به همراه دارد. قطعات ماشین‌های کارخانه‌ای اغلب از طریق این فرآیند شکل می‌گیرند.

از دستگاه واترجت معمولا برای برش موادی استفاده می‌شود که تحمل مقاومت در برابر حرارت بالای دستگاه‌های دیگر را ندارند. به عنوان مثال از این دستگاه در صنعت هوافضا و معدن استفاده می‌شود. دستگاه واترجت برای ساختارهایی به کار می‌رود که به برش‌های پیچیده نیاز دارند؛ زیرا گرم نبودن دستگاه مانع از هر نوع تغییری در مواد موردنظر می‌شود.

دستگاه سی ان سی (CNC) فرز

دستگاه فرز سی ان سی از طریق برنامه‌هایی اجرا می‌شود که متشکل از دستورات بر پایه اعداد و حروف است و قطعات را در فواصل مختلف هدایت می‌کند. برنامه‌هایی که برای دستگاه فرز به کار برده می‌شود هم می‌تواند بر پایه جی کد باشد و هم زبان برنامه نویسی که توسط تیم تولید نوشته شده باشد.

دستگاه سی ان سی (CNC) تراش

در دستگاه تراش سی ان سی قطعات با ابزارهای قابل تقسیم در جهت‌های دایره‌ای برش می‌خورد. برش‌های دستگاه تراش با تکنولوژی سی ان سی با دقت و سرعت بالاتری انجام می‌شود. این دستگاه برای تولید طرح‌های پیچیده‌ای استفاده می‌شود که با دستگاه‌هایی که به طور دستی راه اندازی می‌شوند قابل انجام نیستند. نحوه کنترل دستگاه فرز و تراش سی ان سی مشابه هم هستند.

محورهای دستگاه سی ان سی (CNC)

تعداد محور یکی از مفاهیم مهمی است که دردستگاه  سی ان سی وجود دارد و شاید بارها شنیده باشید که ماشین ۳ یا ۴ محور است یا اینکه ۳ محور خطی و ۲ محور دورانی دارد. حال سوال این است که محور  در دستگاه چه معنایی دارد؟ تمام ماشین‌های سی ان سی در فضای سه ‌بعدی حرکت می‌کنند. ماشین  سی ان سی با توجه به تعداد محورها می‌تواند در یک، دو یا سه بعد حرکت کند که به‌صورت پاره خط، منحنی، دایره، بیضی و … است.

مزیت‌های دستگاه سی ان سی (CNC)

دقت و سرعت بالا، سی ان سی را به دستگاهی بی رقیب تبدیل کرده است. از دیگر مزایای این دستگاه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • کاهش خطای انسانی
  • افزایش بازده و بهره‌وری تولید
  • کاهش زمان تولید و تسریع فرآیند
  • کیفیت بالا
  • قابلیت تکرار پذیری بالا
  • انعطاف پذیری در تولید
  • قابلیت خطا یابی و رفع خطا
  • عدم نیاز به نظارت مستمر اپراتور
  • مانیتورینگ آسان و ساده
  • امکان ذخیره طرح‌های مختلف و استفاده مجدد از آن‌ها

انتخاب دستگاه سی ان سی (CNC) مناسب

سی ان سیدستگاه سی ان سی انواع مختلفی دارد که دسته بندی و طبقه بندی‌های مختلفی دارد. برای خرید دستگاه سی ان سی باید نوع کار خود را مد نظر قرار دهید و پس از انتخاب نوع دستگاه باید سراغ ویژگی‌های کلیدی بروید.

اسپیندل موتور

اسپیندل موتوری با سرعت بالا بوده که روی محور چرخنده آن ابزارهای مختلف تراش یا برش نصب می‌شود. توان این موتور پر سرعت  برحسب کیلو وات  است.

تعویض ابزار

با استفاده از این ویژگی امکان تغییر خودکار ابزارها فراهم شده و می‌توان از آن برای حکاکی، برش، منبت یا سوراخ کاری استفاده کرد.

دقت

دقت سی ان سی با میلی‌متر بیان شده که هر چه این عدد کمتر باشد دقت دستگاه بیشتر است.

کنترل‌گر

کنترل‌گر رابط کاربر و دستگاه سی ان سی بوده که پس از دریافت داده‌های جی کد  آن را به‌صورت رشته پالس‌هایی به موتور‌های متصل به بازوها منتقل می کند.

توان پیشروی

توان پیشروی با واحد متر بر دقیقه بیان شده و هر چه این عدد بیشتر باشد سرعت سی ان سی بیشتر است.

ابعاد دستگاه

یکی دیگر از مواردی که در انتخاب دستگاه باید مدنظر قرار دهیم ابعد دستگاه یعنی مساحت میز و محور Z است که تا حد زیادی به ابعاد پروژه بستگی دارد.

با توجه به تعدد برند و انواع دستگاه سی ان سی (CNC) گاهی انتخاب و خرید دستگاه مناسب برای کاربران مخصوصا کسانی که تازه وازد این صنعت شده‌اند، سخت می‌شود .برای خرید دستگاه سی ان سی باید کاملا دقت کنید و زمان زیادی صرف کنید تا دستگاهی مناسب با نوع و حجم کارتان انتخاب کنید. اگر برای خرید یا راهنمایی در مورد دستگاه سی ان سی (CNC) دارید، می‌توانید آن را با ما در میان بگذارید تا شما را به بهترین نحو راهنمایی کنیم. همچنین اگر نظر یا اطلاعاتی در این زمینه دارید که می‎‌تواند برای کاربران مفید باشد آن را با ما به اشتراک بگذارید.