دليل المبتدئين لأجهزة التوجيه CNC
مقدمة
جهاز التوجيه CNC هو طقم آلة CNC يمكن التحكم في مسارات أدواتها من خلال التحكم الرقمي بواسطة الكمبيوتر. إنها آلة يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر لقطع مواد صلبة مختلفة، مثل الخشب والمركبات والألمنيوم والصلب والبلاستيك والرغوة. إنها واحدة من العديد من أنواع الأدوات التي تحتوي على متغيرات CNC. يشبه جهاز التوجيه CNC إلى حد كبير من حيث المفهوم آلة الطحن CNC.
تتوفر أجهزة التوجيه CNC في العديد من التكوينات، بدءًا من أجهزة التوجيه CNC الصغيرة "المكتبية" المنزلية إلى أجهزة التوجيه CNC "الجسرية" الكبيرة المستخدمة في مرافق تصنيع القوارب. وعلى الرغم من وجود العديد من التكوينات، فإن معظم أجهزة التوجيه CNC تحتوي على أجزاء محددة قليلة: وحدة تحكم CNC مخصصة، ومحرك أو أكثر من محركات المغزل، ومحولات التيار المتردد، وطاولة.
تتوفر أجهزة التوجيه CNC بشكل عام في تنسيقات CNC ثلاثية المحاور وخمسة محاور.
يتم تشغيل جهاز التوجيه CNC بواسطة جهاز كمبيوتر. يتم تحميل الإحداثيات إلى وحدة تحكم الآلة من برنامج منفصل. غالبًا ما يكون لدى مالكي جهاز التوجيه CNC تطبيقان برمجيان - برنامج لعمل التصميمات (CAD) وآخر لترجمة تلك التصميمات إلى برنامج تعليمات للآلة (CAM). كما هو الحال مع آلات الطحن CNC، يمكن التحكم في أجهزة التوجيه CNC مباشرة عن طريق البرمجة اليدوية، ولكن CAD / CAM يفتح إمكانيات أوسع للرسم، مما يؤدي إلى تسريع عملية البرمجة وفي بعض الحالات إنشاء برامج تكون برمجتها اليدوية، إن لم تكن مستحيلة حقًا، غير عملية تجاريًا بالتأكيد.
الموجهات CNC يمكن أن يكون مفيدًا جدًا عند تنفيذ مهام متطابقة ومتكررة. عادةً ما ينتج جهاز التوجيه CNC عملًا ثابتًا وعالي الجودة ويحسن إنتاجية المصنع.
يمكن لجهاز التوجيه CNC أن يقلل من الهدر ، وتكرار الأخطاء ، والوقت الذي يستغرقه المنتج النهائي للوصول إلى السوق.
يمنح جهاز التوجيه CNC مزيدًا من المرونة لعملية التصنيع. ويمكن استخدامه في إنتاج العديد من العناصر المختلفة، مثل نقوش الأبواب والديكورات الداخلية والخارجية والألواح الخشبية ولوحات الإعلانات والإطارات الخشبية والقوالب والآلات الموسيقية والأثاث وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك، يجعل جهاز التوجيه CNC عملية التشكيل الحراري للبلاستيك أسهل من خلال أتمتة عملية التشذيب. تساعد أجهزة التوجيه CNC في ضمان تكرار الأجزاء والإنتاج الكافي للمصنع.
التحكم العددي
ظهرت تقنية التحكم الرقمي كما نعرفها اليوم في منتصف القرن العشرين. ويمكن تتبعها إلى عام 20، عندما بدأت القوات الجوية الأمريكية، وعلى يد جون بارسونز ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في كامبريدج، ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية. ولم يتم تطبيقها في التصنيع الإنتاجي حتى أوائل الستينيات. وجاء الطفرة الحقيقية في شكل CNC، حوالي عام 1952، وبعد عقد من الزمان مع إدخال أجهزة الكمبيوتر الصغيرة بأسعار معقولة. وقد تم توثيق تاريخ وتطور هذه التكنولوجيا الرائعة جيدًا في العديد من المنشورات.
في مجال التصنيع، وخاصة في مجال تشغيل المعادن، أحدثت تقنية التحكم الرقمي ثورة في هذا المجال. حتى في الأيام التي سبقت أن أصبحت أجهزة الكمبيوتر من الأجهزة القياسية في كل شركة وفي العديد من المنازل، وجدت أدوات الآلات المجهزة بنظام التحكم الرقمي مكانها الخاص في ورش الآلات. أدى التطور الأخير في الإلكترونيات الدقيقة والتطور المستمر للكمبيوتر، بما في ذلك تأثيره على التحكم الرقمي، إلى إحداث تغييرات كبيرة في قطاع التصنيع بشكل عام وصناعة تشغيل المعادن بشكل خاص.
تعريف التحكم الرقمي
في العديد من المنشورات والمقالات، تم استخدام العديد من الأوصاف على مر السنين لتعريف التحكم العددي. تشترك العديد من هذه التعريفات في نفس الفكرة والمفهوم الأساسي، ولكنها تستخدم صياغة مختلفة.
يمكن تلخيص غالبية التعريفات المعروفة في عبارة بسيطة نسبيًا:
يمكن تعريف التحكم الرقمي بأنه عملية تشغيل أدوات الآلة عن طريق تعليمات مشفرة خصيصًا لنظام التحكم في الآلة.
تتكون التعليمات من مجموعات من حروف الأبجدية والأرقام والرموز المختارة، على سبيل المثال، النقطة العشرية أو علامة النسبة المئوية أو رموز الأقواس. تتم كتابة جميع التعليمات بترتيب منطقي وشكل محدد مسبقًا. تسمى مجموعة جميع التعليمات اللازمة لتصنيع جزء ما ببرنامج NC أو برنامج CNC أو برنامج جزء. يمكن تخزين مثل هذا البرنامج لاستخدامه في المستقبل واستخدامه بشكل متكرر لتحقيق نتائج تصنيع متطابقة في أي وقت.
تكنولوجيا التحكم الرقمي والتحكم الرقمي بالحاسوب
في الالتزام الصارم بالمصطلحات، هناك فرق في معنى الاختصارين NC وCNC. يشير الاختصار NC إلى الترتيب وتقنية التحكم العددي الأصلية، بينما يشير الاختصار CNC إلى تقنية التحكم العددي المحوسبة الأحدث، وهي منتج حديث من قريبتها الأقدم. ومع ذلك، في الممارسة العملية، يعد الاختصار CNC هو الاختصار المفضل. لتوضيح الاستخدام الصحيح لكل مصطلح، انظر إلى الاختلافات الرئيسية بين أنظمة NC وCNC.
يقوم كلا النظامين بنفس المهام، أي معالجة البيانات لغرض تصنيع قطعة ما. وفي كلتا الحالتين، يحتوي التصميم الداخلي لنظام التحكم على التعليمات المنطقية التي تعالج البيانات. وعند هذه النقطة تنتهي أوجه التشابه.
يستخدم نظام التحكم الرقمي (على عكس نظام التحكم الرقمي بالكمبيوتر) وظائف منطقية ثابتة، وهي الوظائف المدمجة والموصولة بشكل دائم داخل وحدة التحكم. ولا يمكن للمبرمج أو مشغل الآلة تغيير هذه الوظائف. وبسبب الكتابة الثابتة لمنطق التحكم، يمكن لنظام التحكم الرقمي تفسير برنامج جزء، ولكنه لا يسمح بإجراء أي تغييرات بعيدًا عن التحكم، عادةً في بيئة مكتبية. كما يتطلب نظام التحكم الرقمي الاستخدام الإلزامي لأشرطة مثقبة لإدخال معلومات البرنامج.
يستخدم نظام CNC الحديث، ولكن ليس نظام NC القديم، معالجًا داخليًا صغيرًا (أي كمبيوتر). يحتوي هذا الكمبيوتر على سجلات ذاكرة تخزن مجموعة متنوعة من الروتينات القادرة على معالجة الوظائف المنطقية. وهذا يعني أن مبرمج الأجزاء أو مشغل الآلة يمكنه تغيير برنامج التحكم نفسه (في الآلة)، مع نتائج فورية. هذه المرونة هي أعظم ميزة لأنظمة CNC وربما العنصر الرئيسي الذي ساهم في هذا الاستخدام الواسع للتكنولوجيا في التصنيع الحديث. يتم تخزين برامج CNC والوظائف المنطقية على شرائح كمبيوتر خاصة، كتعليمات برمجية. بدلاً من استخدامها بواسطة توصيلات الأجهزة، مثل الأسلاك، التي تتحكم في الوظائف المنطقية. على النقيض من نظام NC، فإن نظام CNC مرادف لمصطلح "softwired".
عند وصف موضوع معين يتعلق بتكنولوجيا التحكم الرقمي، من المعتاد استخدام مصطلح NC أو CNC. ضع في اعتبارك أن NC يمكن أن تعني أيضًا CNC في الحديث اليومي، ولكن CNC لا يمكن أن تشير أبدًا إلى تكنولوجيا الطلب، الموصوفة هنا تحت الاختصار NC. يرمز الحرف "C" إلى المحوسبة، ولا ينطبق على النظام السلكي. جميع أنظمة التحكم المصنعة اليوم هي من تصميم CNC. الاختصارات مثل C&C أو C'n'C ليست صحيحة وتعكس بشكل سيء على أي شخص يستخدمها.
مصطلحات
الصفر المطلق
يشير هذا إلى موضع جميع المحاور عندما تكون موجودة في النقطة التي يمكن للمستشعرات اكتشافها فعليًا. يتم الوصول إلى موضع الصفر المطلق عادةً بعد تنفيذ الأمر المنزلي.
محور
خط مرجعي ثابت يتحرك حوله الكائن أو يدور حوله.
الكرة اللولبية
المسمار الكروي هو جهاز ميكانيكي لتحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية. وهو يتكون من صمولة محمل كروي معاد تدويرها تدور في مسمار ملولب دقيق.
CAD
التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) هو استخدام مجموعة واسعة من الأدوات المعتمدة على الكمبيوتر والتي تساعد المهندسين والمعماريين وغيرهم من المتخصصين في التصميم في أنشطتهم التصميمية.
كام
التصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAM) هو استخدام مجموعة واسعة من أدوات البرمجيات المعتمدة على الكمبيوتر والتي تساعد المهندسين ومشغلي الآلات ذات التحكم الرقمي في تصنيع أو إنشاء نماذج أولية لمكونات المنتج.
باستخدام الحاسب الآلي
يشير الاختصار CNC إلى التحكم الرقمي بالكمبيوتر، ويشير على وجه التحديد إلى "وحدة تحكم" الكمبيوتر التي تقرأ تعليمات G-code وتدير أداة الماكينة.
مراقب
نظام التحكم هو جهاز أو مجموعة من الأجهزة التي تدير أو تأمر أو توجه أو تنظم سلوك الأجهزة أو الأنظمة الأخرى.
نضارات النهار
هذه هي المسافة بين الجزء الأدنى من الأداة وسطح طاولة الآلة. يشير الحد الأقصى لضوء النهار إلى المسافة من الطاولة إلى أعلى نقطة يمكن للأداة الوصول إليها.
حفر البنوك
تُعرف أيضًا باسم المثاقب المتعددة، وهي عبارة عن مجموعات من المثاقب متباعدة عادةً بزيادات قدرها 32 ملم.
سرعة تغذية
أو سرعة القطع هي الفرق في السرعة بين أداة القطع وسطح الجزء الذي تعمل عليه.
تعويض المباراة
هذه قيمة تمثل الصفر المرجعي لتركيبة معينة. وهي تتوافق مع المسافة في جميع المحاور بين الصفر المطلق وصفر التركيبة.
G رمز
G-code هو اسم شائع للغة البرمجة التي تتحكم في أدوات الآلة NC وCNC.
الرئيسية
هذه هي نقطة المرجع المبرمجة والمعروفة أيضًا باسم 0,0,0، والتي يتم تمثيلها إما بالصفر المطلق للآلة أو صفر إزاحة التثبيت.
الاستيفاء الخطي والدائري هو طريقة لبناء نقاط بيانات جديدة من مجموعة منفصلة من نقاط البيانات المعروفة. بمعنى آخر، هذه هي الطريقة التي سيحسب بها البرنامج مسار القطع لدائرة كاملة مع معرفة نقطة المركز ونصف القطر فقط.
منزل الآلة
هذا هو الموضع الافتراضي لجميع المحاور الموجودة على الجهاز. عند تنفيذ أمر التوجيه، تتحرك جميع المحركات نحو مواضعها الافتراضية حتى تصل إلى مفتاح أو مستشعر يخبرها بالتوقف.
التعشيش
يشير إلى عملية تصنيع الأجزاء بكفاءة من الصفائح. باستخدام خوارزميات معقدة، تحدد برامج التعشيش كيفية وضع الأجزاء بطريقة تعظيم استخدام المخزون المتاح.
عوض
يشير إلى المسافة بعيدًا عن قياس خط الوسط الذي يأتي من برنامج CAM.
أدوات على الظهر
هذا هو المصطلح المستخدم للإشارة إلى الأدوات التي يتم تنشيطها بالهواء والتي يتم تركيبها بجانب المغزل الرئيسي.
معالج آخر
برنامج يوفر بعض المعالجة النهائية للبيانات، مثل تنسيقها للعرض أو الطباعة أو التشغيل.
برنامج الصفر
هذه هي نقطة المرجع 0,0 المحددة في البرنامج. في معظم الحالات تكون مختلفة عن الصفر الآلي.
رف وترس
الرف والترس هو زوج من التروس التي تقوم بتحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية.
مغزل
المغزل هو محرك عالي التردد مزود بجهاز حمل الأدوات.
سبويلورد
تُعرف أيضًا باسم لوح التضحية، وهي المادة المستخدمة كقاعدة للمادة التي يتم قطعها. يمكن تصنيعها من العديد من المواد المختلفة، وأكثرها شيوعًا هي MDF واللوح الخشبي.
أداة التحميل
يشير هذا إلى الضغط الذي يمارس على الأداة أثناء قطعها للمواد.
سرعة الأداة
وتسمى أيضًا سرعة المغزل، وهي تردد دوران مغزل الآلة، مقاسًا بعدد الدورات في الدقيقة (RPM).
تزيين
من المدهش أن عملية تشكيل الأدوات هي في كثير من الأحيان الجانب الأقل فهمًا في معدات CNC. ونظرًا لأنه العنصر الوحيد الذي سيؤثر بشكل كبير على جودة القطع وسرعة القطع، فيجب على المشغلين قضاء المزيد من الوقت في استكشاف هذا الموضوع.
تتوفر أدوات القطع عادةً بثلاث مواد مختلفة؛ الفولاذ عالي السرعة والكربيد والماس.
الفولاذ عالي السرعة (HSS)
HSS هو الأكثر حدة من بين المواد الثلاثة والأقل تكلفة، ومع ذلك، فإنه يتآكل بشكل أسرع ويجب استخدامه فقط على المواد غير الكاشطة. يتطلب تغييرات وشحذًا متكررًا ولهذا السبب يتم استخدامه في الغالب في الحالات التي يحتاج فيها المشغل إلى قطع ملف تعريف مخصص في المنزل من أجل وظيفة خاصة.
كربيد صلب
تأتي أدوات الكربيد بأشكال مختلفة: أدوات الكربيد ذات الأطراف، وأدوات الكربيد الملحقة، وأدوات الكربيد الصلبة. ضع في اعتبارك أن الكربيد ليس كل شيء متماثلًا حيث يختلف التركيب البلوري بشكل كبير بين صانعي هذه الأدوات. ونتيجة لذلك، تتفاعل هذه الأدوات بشكل مختلف مع الحرارة والاهتزاز والصدمات وأحمال القطع. بشكل عام، ستتآكل أدوات الكربيد العامة منخفضة التكلفة وتتشقق بشكل أسرع من العلامات التجارية الأعلى سعرًا.
يتم تضمين بلورات كربيد السيليكون في رابط الكوبالت لتشكيل الأداة. عندما يتم تسخين الأداة، يفقد رابط الكوبالت قدرته على التمسك ببلورات الكربيد وتصبح باهتة. في نفس الوقت، تمتلئ المساحة المجوفة التي خلفها الكربيد المفقود بالملوثات من المادة التي يتم قطعها، مما يؤدي إلى تضخيم عملية الباهتة.
أدوات الماس
لقد انخفض سعر هذه الفئة من الأدوات في العامين الماضيين. إن مقاومتها الرائعة للتآكل تجعلها مثالية لقطع المواد مثل الصفائح عالية الضغط أو MDF. يزعم البعض أنها ستدوم أكثر من الكربيد بما يصل إلى 100 مرة. الأدوات ذات الرأس الماسي معرضة للتشقق أو التشقق إذا ضربت مسمارًا مدمجًا أو عقدة صلبة. يستخدم بعض المصنّعين أدوات الماس لقطع المواد الكاشطة الخشنة ثم يتحولون إلى الكربيد أو الأدوات المدرجة لأعمال التشطيب.
هندسة الأدوات
عرقوب
الساق هو الجزء من الأداة الذي يتم تثبيته بواسطة حامل الأداة. وهو الجزء من الأداة الذي لا يوجد عليه أي دليل على التشغيل. يجب الحفاظ على الساق خالية من التلوث والأكسدة والخدش.
قطر القطع
هذا هو القطر أو عرض القطع الذي ستنتجه الأداة.
طول القطع
هذا هو عمق القطع الفعال للأداة أو مدى العمق الذي تستطيع الأداة قطعه في المادة.
المزامير
هذا هو الجزء من الأداة الذي يقوم بثقب المادة المقطوعة. عدد الأخاديد الموجودة على القاطع مهم في تحديد حمل الرقاقة.
الملف الشخصي للأداة
هناك العديد من ملفات تعريف الأدوات في هذه الفئة. الأدوات الرئيسية التي يجب مراعاتها هي اللوالب المقطوعة لأعلى ولأسفل، واللولب المضغوط،
أدوات القطع الخشنة، وأدوات التشطيب، وأدوات القطع اللولبية المنخفضة والمستقيمة. كل هذه الأدوات تأتي في مجموعة من واحد إلى أربعة أخاديد.
ستؤدي الحلزونية المقطوعة لأعلى إلى طيران الرقائق لأعلى خارج القطع. وهذا أمر جيد عند إجراء قطع أعمى أو عند الحفر لأسفل مباشرة. ومع ذلك، فإن هندسة هذه الأداة تعزز الرفع وتميل إلى تمزيق الحافة العلوية للمادة التي يتم قطعها.
ستعمل أدوات القطع الحلزونية على دفع الرقائق إلى الأسفل في القطع مما يميل إلى تحسين تثبيت الأجزاء ولكنه قد يتسبب في الانسداد والسخونة الزائدة في مواقف معينة. ستعمل هذه الأداة أيضًا على تمزيق الحافة السفلية للمادة التي يتم قطعها.
تحتوي كل من أدوات القطع الحلزوني للأعلى والأسفل على حافة خشنة أو كسارة رقائق أو حافة نهائية.
اللوالب المضغوطة عبارة عن مزيج من المزامير المقطوعة للأعلى وللأسفل.
تعمل أدوات الضغط على دفع الرقائق بعيدًا عن الحواف باتجاه مركز المادة وتُستخدم عند قطع الصفائح الرقائقية ذات الجانبين أو عندما يكون تمزيق الحواف مشكلة.
تُستخدم القطع الحلزونية ذات اللولب المنخفض أو اللولب العالي عند قطع المواد الأكثر ليونة مثل البلاستيك والرغوة، عندما يكون اللحام وإخلاء الرقائق أمرًا بالغ الأهمية.
تحميل رقاقة
العامل الأكثر أهمية لزيادة عمر الأداة هو تبديد الحرارة التي تمتصها الأداة. وأسرع طريقة للقيام بذلك هي قطع المزيد من المواد بدلاً من التباطؤ. تستخرج الرقائق المزيد من الحرارة بعيدًا عن الأداة مقارنة بالغبار. كما أن فرك الأداة على المادة سيسبب احتكاكًا يترجم إلى حرارة.
هناك عامل آخر يجب مراعاته في السعي إلى زيادة عمر الأداة وهو الحفاظ على الأداة والمشبك وحامل الأداة نظيفة وخالية من الرواسب أو التآكل وبالتالي تقليل الاهتزازات الناجمة عن الأدوات غير المتوازنة.
يُطلق على سمك المادة التي تتم إزالتها بواسطة كل سن من أسنان الأداة اسم حمل الرقاقة.
الصيغة لحساب حمل الشريحة هي كما يلي:
حمل الشريحة = معدل التغذية / دورة في الدقيقة / عدد الفلوتات
عندما يتم زيادة حمل الرقاقة، تزداد عمر الأداة، مع تقليل وقت الدورة. علاوة على ذلك، فإن مجموعة واسعة من أحمال الرقاقة ستحقق تشطيبًا جيدًا للحافة. من الأفضل الرجوع إلى مخطط حمل الرقاقة الخاص بشركة تصنيع الأداة للعثور على أفضل رقم للاستخدام. تتراوح أحمال الرقاقة الموصى بها عادةً بين 0.003 بوصة و0.03 بوصة أو 0.07 مم إلى 0.7 مم.
الاكسسوارات
طباعة الملصق
هذا خيار أصبح أكثر شيوعًا في الصناعة، خاصة وأن آلات CNC أصبحت أكثر تكاملاً مع صيغة العمل بالكامل. يمكن توصيل وحدة التحكم ببرنامج المبيعات أو الجدولة ويتم طباعة ملصقات الأجزاء بمجرد تشغيل الجزء. يستخدم بعض البائعين الملصقات لتحديد المواد المتبقية لاسترجاعها بسهولة في المستقبل.
القراء البصريون
تُعرف أيضًا باسم عصي الباركود، ويمكن دمجها في وحدة التحكم بحيث يمكن استدعاء برنامج عن طريق مسح الباركود الموجود في جدول العمل. يوفر هذا الخيار وقتًا ثمينًا من خلال أتمتة عملية تحميل البرنامج.
تحقيقات
تأتي أجهزة القياس هذه بأشكال متنوعة وتقوم بالعديد من الوظائف المختلفة. بعض المجسات تقيس السطح فقط لضمان المحاذاة الصحيحة في التطبيقات الحساسة. يمكن لمجسات أخرى مسح سطح جسم ثلاثي الأبعاد تلقائيًا لإعادة إنتاجه لاحقًا.
جهاز استشعار طول الأداة
يعمل مستشعر طول الأداة كمسبار يقيس ضوء النهار أو المسافة بين نهاية القاطع وسطح مساحة العمل ويدخل هذا الرقم في معلمات أداة التحكم. ستوفر هذه الإضافة الصغيرة على المشغل العملية الطويلة المطلوبة في كل مرة يغير فيها أداة.
أجهزة عرض ليزر
ظهرت هذه الأجهزة لأول مرة في صناعة الأثاث في قواطع الجلود ذات التحكم الرقمي بالكمبيوتر. يعرض جهاز عرض الليزر المثبت أعلى طاولة العمل ذات التحكم الرقمي بالكمبيوتر صورة للجزء المراد قطعه. وهذا يبسط إلى حد كبير وضع القطعة الفارغة على الطاولة لتجنب العيوب والمشكلات الأخرى.
قطع الفينيل
غالبًا ما يُرى ملحق سكين الفينيل في صناعة اللافتات. هذا هو القاطع الذي يمكن تثبيته على المغزل الرئيسي أو على الجانب بسكين دوار حر يمكن تعديل ضغطه بمقبض. يسمح هذا الملحق للمستخدم بتحويل جهاز التوجيه CNC الخاص به إلى مخطط لصنع أقنعة الفينيل للنفخ الرملي أو حروف الفينيل والشعارات للشاحنات واللافتات.
موزع المبرد
تُستخدم مسدسات الهواء البارد أو بخاخات سائل القطع مع جهاز توجيه الخشب لقطع الألومنيوم أو المعادن غير الحديدية الأخرى. تقوم هذه الملحقات بنفث نفث من الهواء البارد أو رذاذ من سائل القطع بالقرب من أداة القطع لضمان بقائها باردة أثناء العمل.
نقاش حفار
يتم تثبيت النقاشين على المغزل الرئيسي ويتكونون من رأس عائم يحمل سكين نقش صغير القطر يدور بسرعة تتراوح بين 20,000 و40,000 دورة في الدقيقة. يضمن الرأس العائم أن عمق النقش سيكون ثابتًا حتى لو تغير سمك المادة. يوجد هذا الخيار غالبًا في صناعة صناعة اللافتات على الرغم من أن صناع الجوائز وصناع الآلات الموسيقية وورش النجارة يستخدمونه في الترصيع.
تدوير المحور
يمكن لمحور دوار مثبت على طول المحور x أو المحور y تحويل جهاز التوجيه إلى مخرطة CNC. بعض هذه المحاور الدوارة عبارة عن مغزل دوار ببساطة بينما يمكن فهرسة البعض الآخر مما يعني أنه يمكن استخدامها لنحت أجزاء معقدة.
رأس القاطع العائم
ستعمل رؤوس القطع العائمة على إبقاء القاطع عند ارتفاع محدد يبلغ 8 بوصات من السطح العلوي للمادة التي يتم قطعها. وهذا مهم عند قطع الميزات على السطح العلوي لجزء قد لا يكون سطحه مستويًا. ومن الأمثلة على ذلك قطع أخدود على شكل حرف V أعلى طاولة طعام.
قطع البلازما
تُعد قواطع البلازما بمثابة إضافة لبعض الآلات وتسمح للمستخدم بقطع أجزاء من الصفائح المعدنية بسماكات مختلفة.
أدوات التجميع
يمكن استخدام أدوات التجميع للعديد من العمليات التي لا تستطيع القاطعة المستقيمة القيام بها.
التصنيع التقليدي والتصنيع باستخدام الحاسب الآلي
ما الذي يجعل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي متفوقًا على الطرق التقليدية؟ هل هو متفوق على الإطلاق؟ ما هي الفوائد الرئيسية؟ إذا تمت مقارنة عمليات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والتصنيع التقليدي، فسوف يظهر نهج عام مشترك لتصنيع قطعة ما:
1. الحصول على الرسم ودراسته
2. حدد طريقة التصنيع الأكثر ملاءمة
3. تحديد طريقة الإعداد (عقد العمل)
4. حدد أدوات القطع
5. تحديد السرعات والتغذية
6. قم بتصنيع القطعة
النهج الأساسي هو نفسه لكلا النوعين من التصنيع. والفرق الرئيسي هو في الطريقة التي يتم بها إدخال البيانات المختلفة. معدل التغذية 10 بوصات في الدقيقة (10 بوصات/دقيقة) هو نفسه في التصنيع اليدوي
أو تطبيقات التحكم الرقمي بالحاسوب، ولكن طريقة تطبيقها ليست كذلك. ويمكن قول الشيء نفسه عن سائل التبريد - يمكن تنشيطه عن طريق تدوير مقبض أو دفع مفتاح أو برمجة رمز خاص. ستؤدي كل هذه الإجراءات إلى اندفاع سائل التبريد من فوهة. في كلا النوعين من التصنيع، يلزم قدر معين من المعرفة من جانب المستخدم. بعد كل شيء، فإن العمل بالمعادن، وخاصة قطع المعادن، هو في الأساس مهارة، ولكنه أيضًا، إلى حد كبير، فن ومهنة لعدد كبير من الناس. وكذلك الحال مع تطبيق التحكم الرقمي المحوسب. مثل أي مهارة أو فن أو مهنة، فإن إتقانه حتى أدق التفاصيل ضروري لتحقيق النجاح. يتطلب الأمر أكثر من المعرفة الفنية لتكون عامل ماكينات تحكم رقمي بالحاسوب أو مبرمج تحكم رقمي بالحاسوب. الخبرة العملية والحدس وما يسمى أحيانًا "الشعور الغريزي" هي مكمل ضروري للغاية لأي مهارة.
في الآلات التقليدية، يقوم مشغل الآلة بإعداد الآلة وتحريك كل أداة قطع، باستخدام إحدى يديه أو كلتا يديه، لإنتاج الجزء المطلوب. يوفر تصميم أداة الآلة اليدوية العديد من الميزات التي تساعد في عملية تشغيل جزء ما - الرافعات والمقابض والتروس والأقراص، على سبيل المثال لا الحصر. يكرر المشغل نفس حركات الجسم لكل جزء في الدفعة. ومع ذلك، فإن كلمة "نفس" في هذا السياق تعني في الواقع "مشابه" وليس "متطابق". البشر غير قادرين على تكرار كل عملية بنفس الطريقة تمامًا في جميع الأوقات - فهذه هي وظيفة الآلات. لا يمكن للناس العمل بنفس مستوى الأداء طوال الوقت، دون راحة. كل منا لديه بعض اللحظات الجيدة وبعض اللحظات السيئة. يصعب التنبؤ بنتائج هذه اللحظات، عند تطبيقها على تشغيل جزء ما. سيكون هناك بعض الاختلافات والتناقضات داخل كل دفعة من الأجزاء. لن تكون الأجزاء متطابقة تمامًا دائمًا. يعد الحفاظ على التفاوتات البعدية وجودة التشطيب السطحي من أكثر المشاكل شيوعًا في الآلات التقليدية. قد يكون لدى مشغلي الآلات الأفراد زملاءهم. إن الجمع بين هذه العوامل وعوامل أخرى يؤدي إلى خلق قدر كبير من التناقض.
إن التشغيل الآلي تحت التحكم الرقمي يزيل أغلب التناقضات. فهو لا يتطلب نفس التدخل المادي مثل التشغيل الآلي.
لا تحتاج الآلات الخاضعة للرقابة إلى أي رافعات أو أقراص أو مقابض، على الأقل ليس بنفس المعنى الذي تتطلبه الآلات التقليدية. بمجرد إثبات برنامج القطعة، يمكن استخدامه أي عدد من المرات، مع الحصول دائمًا على نتائج متسقة. هذا لا يعني عدم وجود عوامل مقيدة. أدوات القطع تتآكل، والمواد الخام في دفعة واحدة ليست متطابقة مع المواد الخام في دفعة أخرى، وقد تختلف الإعدادات، وما إلى ذلك. يجب مراعاة هذه العوامل والتعويض عنها، كلما لزم الأمر.
لا يعني ظهور تكنولوجيا التحكم الرقمي زوالًا فوريًا أو حتى طويل الأمد لجميع الآلات اليدوية. فهناك أوقات يكون فيها استخدام طريقة التصنيع التقليدية أفضل من الطريقة المحوسبة. على سبيل المثال، قد يتم تنفيذ مهمة بسيطة لمرة واحدة بكفاءة أكبر على آلة يدوية مقارنة بآلة CNC. وسوف تستفيد أنواع معينة من مهام التصنيع من التصنيع اليدوي أو شبه الآلي، بدلاً من التصنيع باستخدام التحكم الرقمي. ولا تهدف أدوات الآلات CNC إلى استبدال كل آلة يدوية، بل فقط إلى استكمالها.
في كثير من الحالات، يعتمد القرار بشأن ما إذا كان سيتم تنفيذ عملية تصنيع معينة على آلة CNC أم لا على عدد الأجزاء المطلوبة ولا شيء آخر. وعلى الرغم من أن حجم الأجزاء التي يتم تصنيعها على دفعات يعد دائمًا معيارًا مهمًا، إلا أنه لا ينبغي أن يكون العامل الوحيد أبدًا.
يجب أيضًا مراعاة تعقيد الجزء، وتفاوتاته، والجودة المطلوبة للتشطيب السطحي، وما إلى ذلك. في كثير من الأحيان، يستفيد جزء معقد واحد من التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، في حين أن خمسين جزءًا بسيطًا نسبيًا لن يستفيدوا من ذلك.
ضع في اعتبارك أن التحكم الرقمي لم يقم أبدًا بتصنيع جزء واحد بمفرده. التحكم الرقمي هو مجرد عملية أو طريقة تمكن من استخدام أداة آلية بطريقة منتجة ودقيقة ومتسقة.
مزايا التحكم الرقمي
ما هي المزايا الرئيسية للتحكم العددي؟
من المهم معرفة مجالات التصنيع التي ستستفيد منها وأيها من الأفضل القيام بها بالطريقة التقليدية. من السخف أن نعتقد أن مطحنة CNC بقوة 2 حصان ستفوز بالوظائف التي تتم حاليًا على مطحنة يدوية أقوى بعشرين مرة. ومن غير المعقول أيضًا توقع حدوث تحسينات كبيرة في سرعات القطع ومعدلات التغذية مقارنة بالآلة التقليدية. إذا كانت ظروف التصنيع والتشكيل متماثلة، فسيكون وقت القطع متقاربًا جدًا في كلتا الحالتين.
بعض المجالات الرئيسية التي يمكن وينبغي على مستخدم CNC أن يتوقع فيها تحسينًا:
1. تقليل وقت الإعداد
2. تقليل وقت التسليم
3. الدقة والتكرار
4. تحديد الأشكال المعقدة
5. تبسيط الأدوات وحمل العمل
6. وقت القطع ثابت
7. زيادة الإنتاجية العامة
تقدم كل منطقة تحسينًا محتملًا فقط. سيختبر المستخدمون الأفراد مستويات مختلفة من التحسين الفعلي، اعتمادًا على المنتج الذي تم تصنيعه في الموقع، وآلة CNC المستخدمة، وطرق الإعداد، وتعقيد التثبيت، وجودة أدوات القطع، وفلسفة الإدارة وتصميم الهندسة، ومستوى خبرة القوى العاملة، ومواقف الأفراد، وما إلى ذلك.
تقليل وقت الإعداد
في كثير من الحالات، يمكن تقليل وقت الإعداد لآلة CNC، وأحيانًا بشكل كبير. من المهم إدراك أن الإعداد عملية يدوية، وتعتمد بشكل كبير على أداء مشغل CNC ونوع التثبيت والممارسات العامة لورشة الآلات. وقت الإعداد غير منتج، ولكنه ضروري - فهو جزء من التكاليف العامة لممارسة الأعمال. يجب أن يكون الحفاظ على وقت الإعداد عند الحد الأدنى أحد الاعتبارات الأساسية لأي مشرف ومبرمج ومشغل لورشة الآلات.
نظرًا لتصميم آلات CNC، لا ينبغي أن يكون وقت الإعداد مشكلة كبيرة. التثبيت المعياري، والأدوات القياسية، والمواضع الثابتة، وتغيير الأدوات تلقائيًا، والمنصات، وغيرها من الميزات المتقدمة، تجعل وقت الإعداد أكثر كفاءة من الإعداد المماثل لآلة تقليدية. مع المعرفة الجيدة بالتصنيع الحديث، يمكن زيادة الإنتاجية بشكل كبير.
إن عدد الأجزاء التي يتم تصنيعها في إعداد واحد مهم أيضًا لتقييم تكلفة وقت الإعداد. فإذا تم تصنيع عدد كبير من الأجزاء في إعداد واحد، فقد تكون تكلفة الإعداد لكل جزء ضئيلة للغاية. ويمكن تحقيق تخفيض مماثل للغاية من خلال تجميع العديد من العمليات المختلفة في إعداد واحد. وحتى إذا كان وقت الإعداد أطول، فقد يكون مبررًا عند مقارنته بالوقت المطلوب لإعداد العديد من الآلات التقليدية.
تقليل المهلة الزمنية
بمجرد كتابة برنامج جزء ما وإثباته، يصبح جاهزًا للاستخدام مرة أخرى في المستقبل، حتى في غضون مهلة قصيرة. ورغم أن المهلة الزمنية اللازمة للتشغيل الأول تكون أطول عادةً، إلا أنها تكون معدومة تقريبًا لأي تشغيل لاحق. وحتى إذا تطلب التغيير الهندسي لتصميم الجزء تعديل البرنامج، فيمكن القيام بذلك عادةً بسرعة، مما يقلل من المهلة الزمنية اللازمة.
يمكن في كثير من الأحيان تقليل وقت التنفيذ الطويل المطلوب لتصميم وتصنيع العديد من التركيبات الخاصة للآلات التقليدية من خلال إعداد برنامج جزء واستخدام تركيبات مبسطة.
الدقة والتكرار
إن الدرجة العالية من الدقة والقدرة على التكرار في ماكينات CNC الحديثة كانت الفائدة الرئيسية الوحيدة للعديد من المستخدمين. سواء تم تخزين برنامج الجزء على قرص أو في ذاكرة الكمبيوتر، أو حتى على شريط (الطريقة الأصلية)، فإنه يظل دائمًا كما هو. يمكن تغيير أي برنامج حسب الرغبة، ولكن بمجرد إثبات ذلك، لا يلزم إجراء أي تغييرات عادةً بعد الآن. يمكن إعادة استخدام برنامج معين عدة مرات حسب الحاجة، دون فقد بت واحد من البيانات التي يحتوي عليها. صحيح أن البرنامج يجب أن يتبع عوامل متغيرة مثل تآكل الأداة ودرجات حرارة التشغيل، ويجب تخزينه بأمان، ولكن بشكل عام لن تكون هناك حاجة إلى تدخل كبير من مبرمج أو مشغل CNC، حيث تسمح الدقة العالية لماكينات CNC وقدرتها على التكرار بإنتاج أجزاء عالية الجودة باستمرار مرة بعد مرة.
تحديد الأشكال المعقدة
تتمتع مخرطة CNC ومراكز التصنيع بالقدرة على تشكيل مجموعة متنوعة من الأشكال. وقد حصل العديد من مستخدمي CNC على أجهزتهم فقط لكي يتمكنوا من التعامل مع الأجزاء المعقدة. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك تطبيقات CNC في صناعات الطائرات والسيارات. إن استخدام بعض أشكال البرمجة المحوسبة أمر إلزامي تقريبًا لأي مسار أداة ثلاثي الأبعاد.
يمكن تصنيع الأشكال المعقدة، مثل القوالب، دون الحاجة إلى تكاليف إضافية لصنع نموذج للتتبع. ويمكن تحقيق الأجزاء المعكوسة حرفيًا بمجرد الضغط على زر، والقوالب، والنماذج الخشبية، وأدوات صنع الأنماط الأخرى.
تبسيط الأدوات وحمل العمل
لا يمكن التخلص من الأدوات القياسية والمنزلية التي تسبب فوضى في المقاعد والأدراج حول الآلة التقليدية باستخدام الأدوات القياسية المصممة خصيصًا لتطبيقات التحكم العددي. يتم استبدال الأدوات متعددة الخطوات مثل المثاقب التجريبية والمثاقب المتدرجة والأدوات المركبة والمثاقب المضادة وغيرها بعدة أدوات قياسية فردية. غالبًا ما تكون هذه الأدوات أرخص وأسهل في الاستبدال من الأدوات الخاصة وغير القياسية. أجبرت تدابير خفض التكاليف العديد من موردي الأدوات على الاحتفاظ بمستويات منخفضة أو حتى غير موجودة. يمكن عادةً الحصول على الأدوات القياسية الجاهزة بشكل أسرع من الأدوات غير القياسية.
إن التثبيتات وحمل العمل لآلات CNC لها غرض رئيسي واحد فقط - وهو تثبيت القطعة بشكل ثابت وفي نفس الوضع لجميع الأجزاء ضمن الدفعة. لا تتطلب التركيبات المصممة لأعمال CNC عادةً أدوات تثبيت أو فتحات تجريبية أو أدوات مساعدة أخرى لتحديد موقع الفتحات.
تقليل الوقت وزيادة الإنتاجية
يُعرف وقت القطع على آلة CNC عادةً باسم وقت الدورة ويكون ثابتًا دائمًا. على عكس التصنيع التقليدي، حيث تخضع مهارة المشغل وخبرته وإرهاقه الشخصي للتغييرات، فإن التصنيع باستخدام الحاسب الآلي يكون تحت سيطرة الكمبيوتر. يقتصر مقدار العمل اليدوي الصغير على إعداد القطعة وتحميلها وتفريغها. بالنسبة لعمليات التشغيل الكبيرة، يتم توزيع التكلفة العالية للوقت غير المنتج بين العديد من الأجزاء، مما يجعلها أقل أهمية. الفائدة الرئيسية لوقت القطع الثابت هي الوظائف المتكررة، حيث يمكن إجراء جدول الإنتاج وتخصيص العمل لأدوات الآلة الفردية بدقة شديدة.
السبب الرئيسي وراء قيام الشركات بشراء آلات CNC هو اقتصادي بحت - فهو استثمار جاد. كما أن الحصول على ميزة تنافسية هو دائمًا في ذهن كل مدير مصنع. توفر تقنية التحكم الرقمي وسيلة ممتازة لتحقيق تحسن كبير في إنتاجية التصنيع وزيادة الجودة الإجمالية للأجزاء المصنعة. مثل أي وسيلة، يجب استخدامها بحكمة ومعرفة. عندما تستخدم المزيد والمزيد من الشركات تقنية CNC، فإن مجرد امتلاك آلة CNC لم يعد يوفر ميزة إضافية. الشركات التي تتقدم هي تلك التي تعرف كيفية استخدام التكنولوجيا بكفاءة وممارستها لتكون قادرة على المنافسة في الاقتصاد العالمي.
للوصول إلى هدف زيادة الإنتاجية بشكل كبير، من الضروري أن يفهم المستخدمون المبادئ الأساسية التي تستند إليها تقنية CNC. تتخذ هذه المبادئ أشكالًا عديدة، على سبيل المثال، فهم الدوائر الإلكترونية، ومخططات السلالم المعقدة، ومنطق الكمبيوتر، والقياسات، وتصميم الآلات، ومبادئ وممارسات الآلات وغيرها الكثير. يجب دراسة كل منها وإتقانها من قبل الشخص المسؤول. في هذا الدليل، ينصب التركيز على الموضوعات التي تتعلق مباشرة ببرمجة CNC وفهم أكثر أدوات الآلات CNC شيوعًا ومراكز التصنيع والمخرطة (والتي تسمى أحيانًا أيضًا مراكز الدوران). يجب أن يكون اعتبار جودة القطعة مهمًا جدًا لكل مبرمج ومشغل أدوات آلية، وينعكس هذا الهدف أيضًا في نهج الدليل وكذلك في العديد من الأمثلة.
أنواع أدوات الآلات ذات التحكم الرقمي
تغطي الأنواع المختلفة من آلات CNC مجموعة كبيرة للغاية. وتتزايد أعدادها بسرعة، مع تقدم تطوير التكنولوجيا. ومن المستحيل تحديد جميع التطبيقات؛ إذ إنها ستشكل قائمة طويلة. وفيما يلي قائمة مختصرة لبعض المجموعات التي يمكن أن تكون آلات CNC جزءًا منها:
1. المطاحن ومراكز التصنيع
2. المخرطة ومراكز الخراطة
3. آلات الحفر
4. مطاحن الحفر وآلات التشكيل
5. آلات EDM
6. مكابس اللكم والمقصات
7. آلات القطع باللهب
8. الموجهات
9. نفث الماء وأجهزة تحديد ملامح الليزر
10. المطاحن الأسطوانية
11. آلات اللحام
12. آلات الثني واللف والغزل وما إلى ذلك.
تهيمن مراكز التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والمخرطات على عدد المنشآت في الصناعة. تتقاسم هاتان المجموعتان السوق بالتساوي تقريبًا. قد تعطي بعض الصناعات احتياجًا أعلى لمجموعة واحدة من الآلات، اعتمادًا على احتياجاتها. يجب على المرء أن يتذكر أن هناك العديد من الأنواع المختلفة من المخرطات والعديد من أنواع مراكز التصنيع المختلفة بنفس القدر. ومع ذلك، فإن عملية البرمجة لآلة عمودية تشبه تلك الخاصة بآلة أفقية أو مطحنة CNC بسيطة. حتى بين مجموعات الآلات المختلفة، هناك قدر كبير من التطبيقات العامة وعملية البرمجة هي نفسها بشكل عام على سبيل المثال، فإن الطحن المحيطي باستخدام مطحنة طرفية له الكثير من القواسم المشتركة مع القطع المحيطي بسلك.
المطاحن ومراكز التصنيع
العدد القياسي للمحاور في ماكينة الطحن هو 3 محاور X وY وZ. مجموعة الأجزاء في نظام الطحن تدور أداة القطع، ويمكنها التحرك لأعلى ولأسفل (أو للداخل والخارج)، لكنها لا تتبع مسار الأداة فعليًا.
تُعرف مطاحن CNC أحيانًا باسم ماكينات الطحن CNC وهي عبارة عن آلات صغيرة وبسيطة عادةً، ولا تحتوي على أداة تغيير أو ميزات أوتوماتيكية أخرى. غالبًا ما تكون قدرتها منخفضة جدًا. في الصناعة، تُستخدم في أعمال غرفة الأدوات أو لأغراض الصيانة أو إنتاج الأجزاء الصغيرة. وهي مصممة عادةً للتشكيل على عكس المثاقب CNC.
تعتبر مراكز التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أكثر شيوعًا وكفاءة من المثاقب والطحن، وذلك بشكل أساسي لمرونتها. الفائدة الرئيسية التي يحصل عليها المستخدم من مركز التصنيع باستخدام الحاسب الآلي هي القدرة على تجميع
يمكن دمج العديد من العمليات المتنوعة في إعداد واحد. على سبيل المثال، يمكن دمج الحفر والتثقيب والتثقيب العكسي والنقر والتغطية الموضعية وطحن الخطوط في برنامج CNC واحد. بالإضافة إلى ذلك، يتم تعزيز المرونة من خلال تغيير الأداة تلقائيًا باستخدام المنصات لتقليل وقت الخمول، والفهرسة إلى جانب مختلف من القطعة، واستخدام حركة دوارة للمحاور الإضافية، وعدد من الميزات الأخرى، يمكن تجهيز مراكز التصنيع CNC ببرنامج خاص يتحكم في السرعات والتغذية، وعمر أداة القطع، والقياس التلقائي أثناء العملية وتعديل الإزاحة وغيرها من الأجهزة التي تعزز الإنتاج وتوفر الوقت.
هناك تصميمان أساسيان لمركز التصنيع باستخدام الحاسب الآلي النموذجي. هناك مراكز التصنيع الرأسية والأفقية. والفرق الرئيسي بين النوعين هو طبيعة العمل الذي يمكن القيام به عليهما بكفاءة. بالنسبة لمركز التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الرأسي، فإن النوع الأكثر ملاءمة من العمل هو الأجزاء المسطحة، إما مثبتة على التركيبات الموجودة على الطاولة، أو بمساعدة كماشة أو ظرف. إن العمل الذي يتطلب التصنيع على وجهين أو أكثر في إعداد واحد يكون أكثر استحسانًا ليتم إجراؤه على مركز تصنيع أفقي باستخدام الحاسب الآلي. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك غلاف المضخة والأشكال الأخرى الشبيهة بالمكعبات. يمكن أيضًا إجراء بعض عمليات التصنيع متعددة الوجوه للأجزاء الصغيرة على مركز تصنيع رأسي باستخدام الحاسب الآلي مزود بطاولة دوارة.
عملية البرمجة هي نفسها لكلا التصميمين، ولكن يتم إضافة محور إضافي (عادةً محور B) إلى التصميم الأفقي. هذا المحور هو إما محور تحديد موضع بسيط (محور الفهرسة) للطاولة، أو محور دوار بالكامل للتحديد المتزامن.
يركز هذا الدليل على تطبيقات مراكز التصنيع الرأسية ذات التحكم الرقمي بالكمبيوتر، مع قسم خاص يتناول الإعداد والتصنيع الأفقي. كما تنطبق طرق البرمجة على مطاحن التحكم الرقمي بالكمبيوتر الصغيرة أو آلات الحفر و/أو الثقب، ولكن يتعين على المبرمج التنازل عن القيود المفروضة عليها.
المخارط ومراكز الخراطة
عادةً ما تكون مخرطة CNC عبارة عن أداة آلية ذات محورين، المحور X الرأسي والمحور Z الأفقي. الميزة الرئيسية للمخرطة التي تميزها عن المطحنة هي أن الجزء يدور حول خط مركز الماكينة. بالإضافة إلى ذلك، تكون أداة القطع ثابتة عادةً، مثبتة في برج منزلق. تتبع أداة القطع محيط مسار الأداة المبرمج. بالنسبة لمخرطة CNC ذات ملحق الطحن، ما يسمى بالأدوات الحية، فإن أداة الطحن لها محركها الخاص وتدور بينما يكون المغزل ثابتًا.
يمكن أن يكون تصميم المخرطة الحديثة أفقيًا أو رأسيًا. النوع الأفقي أكثر شيوعًا من النوع الرأسي، ولكن كلا التصميمين موجودان لأي من المجموعتين. على سبيل المثال، يمكن تصميم مخرطة CNC نموذجية للمجموعة الأفقية بسرير مسطح أو سرير مائل، كنوع قضيب أو نوع مخرطة أو نوع عالمي. يضاف إلى هذه التركيبات أو العديد من الملحقات التي تشكل مخرطة CNC أداة آلية مرنة للغاية. عادةً، الملحقات مثل ذيل المخرطة، والدعائم الثابتة أو الدعامات المتتابعة، وممسكات الأجزاء، وأصابع السحب وحتى ملحق الطحن للمحور الثالث هي مكونات شائعة لمخرطة CNC. يمكن أن تكون مخرطة CNC متعددة الاستخدامات للغاية، لدرجة أنها غالبًا ما تسمى مركز تحويل CNC. تستخدم جميع الأمثلة النصية والبرمجية في هذا الدليل المصطلح الأكثر تقليدية مخرطة CNC، مع الاعتراف بجميع وظائفها الحديثة.
موظفين لآلات التحكم الرقمي بالكمبيوتر
لا تمتلك أجهزة الكمبيوتر والأدوات الآلية ذكاءً. فهي لا تستطيع التفكير، ولا تستطيع تقييم محطة بطريقة عقلانية. فقط الأشخاص الذين يتمتعون بمهارات ومعرفة معينة يمكنهم القيام بذلك. في مجال التحكم العددي، تكون المهارات عادةً في أيدي شخصين رئيسيين أحدهما يقوم بالبرمجة والآخر يقوم بالتصنيع. تعتمد أعدادهم ومهامهم عادةً على تفضيلات الشركة وحجمها وكذلك المنتج الذي يتم تصنيعه هناك. ومع ذلك، فإن كل وظيفة مميزة تمامًا، على الرغم من أن العديد من الشركات تجمع بين الوظيفتين في وظيفة واحدة، غالبًا ما تسمى مبرمج/مشغل CNC.
مبرمج CNC
عادةً ما يكون مبرمج التحكم الرقمي هو الشخص الذي يتحمل المسؤولية الأكبر في ورشة آلات التحكم الرقمي. وغالبًا ما يكون هذا الشخص مسؤولاً عن نجاح تقنية التحكم الرقمي في المصنع. كما يتحمل هذا الشخص المسؤولية عن المشكلات المتعلقة بعمليات التحكم الرقمي.
على الرغم من أن المهام قد تختلف، فإن المبرمج مسؤول أيضًا عن مجموعة متنوعة من المهام المتعلقة بالاستخدام الفعال لآلات CNC. في الواقع، غالبًا ما يكون هذا الشخص مسؤولاً عن إنتاج وجودة جميع عمليات CNC.
إن العديد من مبرمجي CNC هم من ذوي الخبرة في تشغيل الآلات، ولديهم خبرة عملية في تشغيل الآلات، وهم يعرفون كيفية قراءة الرسومات الفنية ويمكنهم فهم القصد الهندسي وراء التصميم. هذه الخبرة العملية هي الأساس للقدرة على "تشغيل" قطعة في بيئة مكتبية. يجب أن يكون مبرمج CNC الجيد قادرًا على تصور جميع حركات الأداة والتعرف على جميع المصانع المقيدة التي قد تكون متورطة. يجب أن يكون المبرمج قادرًا على جمع وتحليل العملية ودمج جميع البيانات المجمعة منطقيًا في برنامج متماسك. بعبارات بسيطة، يجب أن يكون مبرمج CNC قادرًا على تحديد أفضل منهجية تصنيع من جميع النواحي.
بالإضافة إلى مهارات التصنيع، يجب أن يكون لدى مبرمج CNC فهم للمبادئ الرياضية، وخاصة تطبيق المعادلات وحلول الأقواس والزوايا. ومن المهم بنفس القدر معرفة علم المثلثات. حتى مع البرمجة المحوسبة، فإن معرفة طرق البرمجة اليدوية ضرورية للغاية لفهم الناتج الحاسوبي والتحكم في هذا الناتج.
آخر الصفات المهمة التي يجب أن يتحلى بها مبرمج CNC المحترف حقًا هي قدرته على الاستماع إلى الآخرين - المهندسين، ومشغلي CNC، والمديرين. تعد مهارات الإدراج الجيدة هي الشرط الأساسي الأول ليصبح مرنًا. يجب أن يكون مبرمج CNC الجيد مرنًا لتقديم جودة برمجة عالية.
مشغل آلة CNC
إن مشغل آلة CNC هو منصب مكمل لمبرمج CNC. وقد يتواجد المبرمج والمشغل في شخص واحد، كما هو الحال في العديد من المتاجر الصغيرة. وعلى الرغم من أن غالبية المهام التي يؤديها مشغل الآلة التقليدي قد تم نقلها إلى برنامج CNC، فإن مشغل CNC لديه العديد من المسؤوليات الفريدة. في الحالات النموذجية، يكون المشغل مسؤولاً عن إعداد الأداة والآلة، وتغيير الأجزاء، وغالبًا حتى عن بعض عمليات التفتيش أثناء العملية. تتوقع العديد من الشركات مراقبة الجودة في الآلة - ومشغل أي آلة أداة، سواء كانت يدوية أو محوسبة، مسؤول أيضًا عن جودة العمل المنجز على تلك الآلة. إحدى المسؤوليات المهمة جدًا لمشغل آلة CNC هي الإبلاغ عن النتائج حول كل برنامج إلى المبرمج. حتى مع أفضل المعرفة والمهارات والمواقف والنوايا، يمكن دائمًا تحسين البرنامج "النهائي". نظرًا لأن مشغل CNC هو الشخص الأقرب إلى التصنيع الفعلي، فهو يعرف على وجه التحديد مدى إمكانية تحقيق مثل هذه التحسينات.
تبرير تكلفة التحكم الرقمي بالكمبيوتر
قد تجعل تكلفة آلة CNC معظم الشركات المصنعة متوترة، ولكن فوائد امتلاك جهاز توجيه CNC ستبرر على الأرجح التكلفة في وقت قصير جدًا.
التكلفة الأولى التي يجب أخذها في الاعتبار هي تكلفة الماكينة. يقدم بعض البائعين صفقات مجمعة تتضمن التثبيت والتدريب على البرنامج ورسوم الشحن. ولكن في معظم الحالات، يتم بيع كل شيء بشكل منفصل للسماح بتخصيص جهاز التوجيه CNC.
شغل خفيف
تكلفة الآلات منخفضة الجودة من $2من 000 إلى $10,000. وهي عادة ما تكون عبارة عن مجموعات يتم تركيبها بنفسك من صفائح معدنية مثنية وتستخدم محركات متدرجة. وتأتي مع فيديو تدريبي ودليل تعليمات. وهذه الآلات مخصصة للاستخدام الذاتي، لصناعة اللافتات وغيرها من العمليات الخفيفة جدًا. وعادة ما تأتي مع محول لجهاز توجيه تقليدي. وتعد الملحقات مثل المغزل وحامل العمل بالفراغ من الخيارات. ويمكن دمج هذه الآلات بنجاح كبير في بيئة إنتاج عالية كعملية مخصصة أو كجزء من خلية تصنيع. على سبيل المثال، يمكن برمجة أحد هذه الآلات ذات التحكم الرقمي بالحاسوب لحفر ثقوب الأجهزة على واجهات الأدراج قبل التجميع.
واجب المتوسطة
ستتكلف آلات CNC متوسطة المدى ما بين $1و0,000 $100,000. هذه الآلات مصنوعة من فولاذ أو ألومنيوم أثقل وزنًا. قد تستخدم محركات متدرجة وأحيانًا محركات سيرفو؛ وتستخدم محركات رف وترس أو محركات حزام. سيكون لها وحدة تحكم منفصلة وتوفر مجموعة جيدة من الخيارات مثل مبدلات الأدوات الأوتوماتيكية وطاولات الفراغ. هذه الآلات مخصصة للاستخدامات الثقيلة في صناعة اللافتات وتطبيقات معالجة الألواح الخفيفة.
تعد هذه الأجهزة خيارًا جيدًا للشركات الناشئة ذات الموارد أو القوى العاملة المحدودة. فهي قادرة على تنفيذ معظم العمليات المطلوبة في صناعة الخزانات، على الرغم من عدم إتقانها بنفس الدرجة من التعقيد أو الكفاءة.
القوة الصناعية
تبلغ تكلفة أجهزة التوجيه المتطورة ما يزيد عن $100,000. وهذا يشمل مجموعة كاملة من الآلات ذات 3 إلى 5 محاور مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات. سيتم بناء هذه الآلات من الفولاذ الملحوم الثقيل وتأتي محملة بالكامل بمغير أدوات أوتوماتيكي وطاولة فراغ وملحقات أخرى حسب التطبيق. يتم تثبيت هذه الآلات عادةً بواسطة الشركة المصنعة وغالبًا ما يتم تضمين التدريب.
الشحن
يتطلب نقل جهاز التوجيه CNC تكلفة كبيرة. نظرًا لأن وزن أجهزة التوجيه يتراوح من بضع مئات من الأرطال إلى عدة أطنان، فقد تتراوح التكاليف من $200 إلى $5,000 أو أكثر، اعتمادًا على الموقع. تذكر أنه ما لم يتم بناء الماكينة في مكان قريب، فمن المحتمل أن تكون التكلفة الخفية لنقلها من أوروبا أو آسيا إلى صالة عرض التاجر متضمنة. قد يتم تكبد تكاليف إضافية أيضًا لمجرد إدخال الماكينة إلى الداخل بمجرد تسليمها، حيث من الأفضل دائمًا استخدام عمال حفر محترفين للتعامل مع هذا النوع من العمليات.
التركيب والتدريب
عادة ما يتقاضى بائعو CNC رسومًا من $300 إلى $1تبلغ تكاليف التثبيت 000 , يوميًا. قد يستغرق الأمر من نصف يوم إلى أسبوع كامل لتثبيت جهاز التوجيه واختباره. يمكن تضمين هذه التكلفة في سعر شراء الجهاز. سيوفر بعض البائعين تدريبًا مجانيًا حول كيفية استخدام الأجهزة والبرامج، عادةً في الموقع، بينما سيتقاضى آخرون رسومًا. $300 إلى $1،000 يوميًا لهذه الخدمة.
السلامة المتعلقة بأعمال التحكم الرقمي بالكمبيوتر
على أحد جدران العديد من الشركات يوجد ملصق للسلامة يحمل رسالة بسيطة ولكنها قوية:
القاعدة الأولى للسلامة هي إتباع جميع قواعد السلامة.
لا يشير عنوان هذا القسم إلى ما إذا كانت السلامة موجهة على مستوى البرمجة أم مستوى التصنيع. الحقيقة هي أن السلامة مستقلة تمامًا. فهي قائمة بذاتها وتتحكم في سلوك كل شخص في ورشة الآلات وخارجها. للوهلة الأولى، قد يبدو أن السلامة هي شيء مرتبط بالتصنيع وتشغيل الآلات، وربما بالإعداد أيضًا. هذا صحيح بالتأكيد ولكنه لا يقدم صورة كاملة.
السلامة هي العنصر الأكثر أهمية في البرمجة والإعداد والتشغيل الآلي والتجهيز والتثبيت والفحص والتقطيع، وما إلى ذلك من عمليات التشغيل في ورشة الآلات النموذجية اليومية. لا يمكن المبالغة في أهمية السلامة. تتحدث الشركات عن السلامة، وتعقد اجتماعات السلامة، وتعرض الملصقات، وتلقي الخطب، وتستدعي الخبراء. يتم تقديم هذه الكتلة من المعلومات والتعليمات إلينا جميعًا لأسباب وجيهة للغاية. يتم نقل عدد لا بأس به منها إلى أحداث مأساوية سابقة - تم كتابة العديد من القوانين والقواعد واللوائح نتيجة للتحقيقات والتحقيق في الحوادث الخطيرة.
للوهلة الأولى، قد يبدو أن السلامة في أعمال التحكم الرقمي بالكمبيوتر تعتبر قضية ثانوية. فهناك الكثير من الأتمتة؛ برنامج الأجزاء الذي يتم تشغيله مرارًا وتكرارًا، والأدوات التي تم استخدامها في الماضي، والإعداد البسيط، وما إلى ذلك. كل هذا يمكن أن يؤدي إلى الرضا عن الذات والافتراض الخاطئ بأن السلامة تحظى بالاهتمام. وهذه وجهة نظر يمكن أن يكون لها عواقب وخيمة.
السلامة موضوع كبير ولكن هناك بعض النقاط التي تتعلق بعمل CNC مهمة. يجب على كل عامل أن يعرف مخاطر الأجهزة الميكانيكية والكهربائية. الخطوة الأولى نحو مكان عمل آمن هي منطقة عمل نظيفة، حيث لا يُسمح بتراكم الرقائق أو الانسكابات الزيتية أو أي حطام آخر على الأرض. كما أن الاهتمام بالسلامة الشخصية مهم بنفس القدر. الملابس الفضفاضة والمجوهرات والربطات والأوشحة والشعر الطويل غير المحمي والاستخدام غير السليم للقفازات والمخالفات المماثلة، تشكل خطورة في بيئة التشغيل. يوصى بشدة بحماية العينين والأذنين واليدين والقدمين.
أثناء تشغيل الماكينة، يجب وضع أجهزة الحماية في مكانها وعدم تعريض أي أجزاء متحركة للخطر. ويجب توخي الحذر بشكل خاص عند التعامل مع المغازل الدوارة ومبدلات الأدوات الأوتوماتيكية. ومن بين الأجهزة الأخرى التي قد تشكل خطرًا مبدلات المنصات، وناقلات الرقائق، والمناطق ذات الجهد العالي، والرافعات، وما إلى ذلك. إن فصل أي أقفال أو ميزات أمان أخرى يعد أمرًا خطيرًا - كما أنه غير قانوني، دون المهارات المناسبة والتصريح.
في البرمجة، يعد الالتزام بقواعد السلامة أمرًا مهمًا أيضًا. يمكن برمجة حركة الأداة بعدة طرق. يجب أن تكون السرعات والتغذية واقعية، وليس مجرد "صحيحة" رياضيًا. عمق القطع، وعرض القطع، وخصائص الأداة، كلها لها تأثير عميق على السلامة العامة.
كل هذه الأفكار ما هي إلا ملخص قصير للغاية وتذكير بأن السلامة يجب أن تؤخذ دائمًا على محمل الجد.
لمزيد من القراءة
كم تكلفة أجهزة التوجيه CNC؟ - دليل الشراء
إذا كنت تبحث عن ماكينة CNC جديدة أو مستعملة أو مجموعة طاولات، فقد تحاول معرفة التكلفة للتأكد من أن الشراء ضمن ميزانيتك. يعتمد السعر النهائي الذي تدفعه على الماركة والنوع الذي ستشتريه.
سعر جهاز التوجيه CNC: مقارنة بين آسيا وأوروبا
تشرح هذه المقالة مقدار قيمة أجهزة التوجيه CNC في آسيا وأوروبا، وتقارن الأسعار المختلفة والتكاليف المتنوعة في المنطقتين، بالإضافة إلى كيفية اختيار أفضل جهاز يناسب ميزانيتك.
دليل مختصر لمصطلحات جهاز التوجيه CNC
عندما يكون لديك فكرة لتعلم شيء ما حول آلة التوجيه CNC، يجب عليك أن تفهم من القاموس معرفة CNC وCAD وCAM وG-Code والمزيد.
ما هي استخدامات آلة القطع الرقمية؟
آلة القطع الرقمية هي آلة قطع CNC صناعية أوتوماتيكية تأتي مع مجموعة متنوعة من أدوات السكين والشفرات لإنشاء قطع دقيقة للأشكال والخطوط المعقدة على المواد المرنة.
ما هي استخدامات جهاز التوجيه CNC؟
تُستخدم ماكينة التوجيه CNC في أعمال النجارة الأوتوماتيكية، ونحت الحجر، وطحن المعادن، ونحت البلاستيك، وقطع الرغوة، ونقش الزجاج.
هل هناك آلة CNC محمولة موثوقة؟
هل تواجه صعوبة في العثور على آلة CNC محمولة يمكن الاعتماد عليها؟ إليك دليل مستخدم احترافي يقدم لك نصائح حول اختيار أداة الآلة المناسبة لاحتياجاتك.