دستگاه سی ان سی، یکی از پرکاربرد ترین و پیشرفته ترین ماشین آلات امروزی در صنایع گوناگون بوده و از آن جهت حکاکی و برش متریال هایی چون فلز و چوب به کار برده می شود. دستگاه سی ان سی در واقع یک فرز صنعتی است که با استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری کنترل و هدایت می شود. این نرم افزارها دخالت انسان در برش و شکل دادن اجسام را به حداقل می رساند. با استفاده از این دستگاه فرد می تواند تمام طرح های فرز کاری و ماشین کاری چوب را با استفاده از نرم افزارهای گرافیکی مناسب آماده کند و باقی کارها را به عهده دستگاه سی ان سی بگذارد.
این دستگاه یکی از جدید ترین و نوین ترین ماشین آلات صنعتی محسوب شده و تمامی مراحل برشکاری و حکاکی در این دستگاه نیز به طور کاملاً خودکار و اتوماتیک انجام می شود. از دستگاه های سی ان سی در تولیدات طیف وسیعی از محصولات در صنایع گوناگون به کار برده می شود و به دلیل وجود نرم افزار کامپیوتری و قابلیت برنامه ریزی این دستگاه، نسبت به سایر ماشین آلات صنعتی از کاربرد بالاتری برخوردار می باشد.
عبارت CNC برگرفته شده از Computer Numerical Control است. این عبارت به معنای کنترل رقمی رایانه ای است که مفهوم آن کنترل ماشین آلات صنعتی با استفاده از رایانه (کامپیوتر) است. دستگاه سی ان سی ابزاری است که می تواند با استفاده از رایانه بر روی فلز یا چوب و سایر مواد تغییراتی را ایجاد کند.
در واقع اگر نگاهی به تاریخچه دستگاه CNC بیاندازیم قدمت دستگاه سی ان سی به پس از جنگ جهانی دوم باز می‌گردد. در سال 1950 جان پارسانگ اولین دستگاه را با نام NC برای نیروی هوایی آمریکا ساخت. این دستگاه با توانایی ساخت قطعات پیچیده و دقیق برای صنعت هوا و فضا ساخته شد. پس از آن یعنی در سال 1952 انستیتو ام‌آی‌تی سری کامل‌تری از دستگاه اولی را با نام NC1 ساخت که قابلیت کنترل سه محوری با دقت، سرعت و قدرت بسیار بالا را داشت. پس از آن با رشد صنعت کامپیوتر دستگاه کنترل عددی کامپیوتری یا همان CNC در سال ۱۹۵۹ ساخته شد. بسیاری از صنایع، دقت، رشد و سرعت عمل خود را مدیون دستگاه CNC هستند؛ پس با توجه به اهمیت این دستگاه در صنعت، در ادامه به بررسی بیشتر ساختار این دستگاه، دسته‌بندی و کاربرد آن می‌پردازیم.
**برای کسب اطلاعات بیشتر و خرید انواع دستگاه های سی ان سی اینجا کلیک کنید **
دستگاه سی ان سی چگونه کار می کند؟
تمامی دستگاه های CNC به صورت اتومات و توسط برنامه نویسی g-code، فرآیند های حکاکی و برشکاری را بر روی متریال ها انجام می دهند.زبان جی کد در دستگاه های CNC، عملکرد های متفاوتی در دستگاه را همانند هماهنگی اجزا با یکدیگر، سرعت دستگاه، طرح برشکاری و غیره را کنترل کرده، بنابراین یکی از کد های بسیار پیچیده در ماشین آلات صنعتی محسوب می شود.
کدهای ورودی توسط دستگاه ویرایش و بازنویسی می شوند چرا که قدرت محاسباتی کامپیوتر های این سیستم بسیار زیاد است. همچنین کدهای مورد استفاده در این دستگاه به هیچ عنوان ثابت نیستند چرا که با روی کار آمدن تکنولوژی ها و ابزارهای جدید امکان افزودن کدهای جدید به برنامه وجود دارد. در نتیجه این دستگاه همواره قابل ارتقا و بهینه سازی است.
ایجاد ورودی برای دستگاه سی ان سی و تبدیل این ورودی به خروجی نیازمند نرم افزارهای CAD (Computer Aided Design) و CAM (Computer Aided Manufacturing) است. از نرم افزارهای CAD برای طراحی یک سازه استفاده می‌شود در حالی که از نرم افزارهای CAM برای تولید یک سازه از روی یک طرح استفاده می‌شود.
کاربرد های مختلف انواع دستگاه های سی ان سی
دستگاه های سی ان سی دارای کاربرد های فراوانی در صنایع گوناگون هستند و در تولیدات بسیاری از محصولات از آن ها در صنعت و کسب و کار های کوچک به کار برده می شود. از جمله کاربرد های دستگاه CNC نیز می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- کاربرد در صنایع ساخت و تولید انواع فلزات و آلیاژ های فلزی
- کاربرد در صنایع برشکاری و سوراخ کاری سنگ
- کاربرد در صنایع محصولات چوبی و منبت کاری
- کاربرد در صنایع تولیدات محصولات شیشه ای
- کاربرد در صنایع تولیدات محصولات پلاستیکی
- کاربرد در صنایع تولید تجهیزات الکترونیکی
- کاربرد در صنایع جواهرسازی و طلاسازی
- کاربرد در صنایع موشک سازی و هوافضا
- کاربرد در صنایع ساخت اسلحه
- کاربرد در صنایع خودروسازی
- کاربرد در صنایع حذف فلز
مزایای دستگاه های سی ان سی
- امکان فعالیت به صورت ۲۴ ساعته و عدم نیاز به اپراتور های ماهر
- امکان انجام برش و حکاکی در طرح های بسیار پیچیده و ظریف
- عملکرد اتومات و خودکار دستگاه و بدون نیاز به دخالت اپراتور
- ماشین کاری انواع متریال با ظرافت، دقت و کیفیت بسیار بالا
- قابلیت ارتباط با رایانه و برنامه نویسی مجدد
- سرعت عمل ماشین کاری بسیار بالا
انواع دستگاه های سی ان سی
ماشین‌های سی ان سی از جنبه‌های گوناگون انواع مختلفی دارند. مثلا با توجه به سطوح مختلف می‌توان آن‌ها را به دستگاه cnc چوب و ام دی اف، فلزات، پلاستیک، شیشه، سنگ و … تقسیم کرد. و یا مثلا بر اساس نوع عملکرد می‌توان آن‌ها را به دستگاه cnc تراش، فرز، لیزر،برش واترجت، وایرکات و … تقسیم کرد. از لحاظ اندازه می‌توان آن‌ها را به cnc کوچک رومیزی و cnc بزرگ صنعتی تقسیم بندی کرد.
دستگاه فرز cnc
اساس عملکرد فرز و تراش متفاوت است؛ به طور کلی تعریف تراش زمانی است که قطعه در حرکت و یا دوران است و ابزار به صورت ثابت خواهد بود و تعریف فرز زمانی خواهد بود که قطعه ثابت و ابزار متحرک است. یکی از کاربردهای اصلی
دستگاه های سی ان سی در فرزکاری (milling) می باشد.
دستگاه cnc تراش
در دستگاه cnc تراش (lathe)سطح مورد نظر با سرعت زیادی می‌چرخد و با حرکت ابزار کار بر روی سطح، براده برداری با سرعت و دقت بسیار بالایی انجام می‌شود. دستگاه تراش cnc معمولا در دو محور x و z حرکت می‌کند.
دستگاه cnc لیزر
برش لیزر به کمک دستگاه سی ان سی یک فرایند ساخت بدون تماس و مبتنی بر حرارت است که برای سطوح فلزی و غیر فلزی قابل استفاده است. یکی از مزایای استفاده از سی ان سی لیزر این است که به کمک آن می‌توان انواع سطوح مختلف مثل سرامیک، پلاستیک، چوب، شیشه و فلز را برش داد همچنین در این روش دقت برش بر خلاف روش‌های دستی و سنتی بسیار بالاست؛ به همین دلیل در صنایعی که نیاز به برش دقیق قطعات وجود دارد می‌توان از روش برش لیزر استفاده کرد. علاوه بر آن، بین سطح کار و نازل هیچ ارتباط مستقیمی وجود ندارد؛ به همین دلیل احتمال آلودگی سطح کار کاهش می‌یابد.
از معایب برش به کمک سی ان سی هم می‌توان به عدم توانایی در برش برخی فلزات ضخیم اشاره کرد. همچنین وجود پرتوی لیزر برای اپراتور و فرد مضر است و ممکن است باعث سوختگی شود. علاوه بر موارد فوق، هزینه برش لیزری معمولا بیشتر از سایر روش‌های برش است.
دستگاه واترجت (برش با آب)
دستگاه واترجت (waterjet) برای برش سطوح مختلف از آب با فشار قوی استفاده می‌کندکه توانایی برش سخت‌ترین سطوح همانند گرانیت و فلزات سخت را دارد.
یکی از مشکلاتی که در برش فلزات با لیزر وجود دارد این است که برخی فلزات توانایی مقاومت در برابر حرارت بالای ایجاد شده در این روش را ندارند و گرمای زیاد موجب ذوب شدن و تغییر شکل فلز می‌شود. در این موارد بهترین راه، استفاده از دستگاه واترجت است. هر چه قطر نازل در روش واترجت کمتر باشد فشار آب خروجی از آن بیشتر خواهد بود و در نتیجه دقت برش افزایش می‌یابد دستگاه واترجت در صنایع مختلفی مانند هوا فضا، شیشه، چوب و خودروسازی کاربرد دارد.
دستگاه سی ان سی وایرکات
دستگاه cnc وایرکات(wirecut) یکی دیگر از ابزارهای برش سطوح است. در این دستگاه، سطح کار بین دو الکترود قرار می‌گیرد و با تخلیه جریان الکتریکی بین دو الکترود، این امکان فراهم می‌شود که سطح مورد نظر را به شکل دلخواه برش دهد.
دستگاه cnc چوب و ام دی اف
محصولات چوبی کاربردهای فراوانی دارند. ساخت این سازه‌ها در گذشته به صورت دستی صورت میگرفت اما با تولید دستگاه سی ان سی می‌توان همان سازه‌ها را با دقت و سرعت بالایی تولید کرد. تنوع سازه‌های چوبی موجب شده است که دستگاه cnc چوب یکی از پرکاربردترین‌های این حوزه محسوب شود.
دستگاه های سی ان سی چوب را می توان دستگاه‌های بزرگ صنعتی که در کارگاه‌ها و کارخانه‌های بزرگ استفاده می‌شوند و دستگاه‌های کوچک رومیزی که قابل استفاده در محیط‌های کوچکتر هم هستند تقسیم کرد.
از دستگاه های بزرگ در کارخانجات و برای تولید در مقیاس بزرگ و عملکرد بی نقص و با دقت بالا در طول شبانه روز استفاده می شود. البته کار با چنین دستگاه‌هایی پیچیده تر از کار با دستگاه‌های سی ان سی کوچک است و نیاز به آموزش تخصصی دارد همچنین علاوه بر قیمت بالا بخش بزرگی از محیط را نیز اشغال می کند. در مقابل در صورت محدودیت بودجه و فضا می توان از دستگاه های سی ان سی رومیزی کیتک با سرعت و دقت بالا برای تولید محصولات مورد نظر پرداخت.
دستگاه های سی ان سی را می توان در میان دستگاه های امن طبقه بندی کرد. البته این امنیت باعث نمی شود که در هنگام کار با این دستگاه دقت کافی را نداشت. کوتاهی افرادی که با این دستگاه کار می کنند گاها می تواند فاجعه بار باشد و خطرات شدید جانی را برای آن‌ها به ارمغان بیاورد. برخی از نکات باید در هنگام کار با این دستگاه رعایت شود
مزایا و معایب دستگاه سی ان سی
مزایا:
سرعت بالا، دقت زیاد، هزینه تولید کمتر از مهمترین مزایای دستگاه‌های CNC هستند. به طور خلاصه، مزیت استفاده از سی‌ان‌سی چوب موارد زیر هستند:
- افزایش راندمان تولید و سرعت تولید
- کاهش خطاهای انسانی
- دقت بسیار بالا
- انعطاف‌پذیری در تولید
- قابلیت تکرار به هر میزان که نیاز باشد.
- امکان رفع خطاهای احتمالی
- عدم نیاز به کاربر دائم
- قابلیت ذخیره‌سازی طراح‌های مختلف در بانک اطلاعاتی دستگاه
- کاهش هزینه تولید در مقادیر بالا
- افزایش سرعت تولید
معایب:
- هزینه بالای تجهیزات و نرم‌افزارهای مورد نیاز: استفاده از برش سی ان سی چوب نیاز به تجهیزات و نرم‌افزارهای پیشرفته دارد که هزینه بالایی دارد.
- نیاز به آموزش کارکنان: برای استفاده بهینه از برش سی ان سی چوب، نیاز به آموزش کارکنان و تخصصی کردن آن‌ها در این زمینه است.
- خطر خرابی دستگاه: با استفاده از برش سی ان سی چوب، خطر خرابی دستگاه و عدم توانایی در تعمیر آن وجود دارد.