دستگاه‌های CNC یکی از مهم‌ترین ابزارهای تولید مدرن هستند که به صنعتگران امکان می‌دهند تا با دقت و سرعت بالا قطعات پیچیده‌ای را تولید کنند. این دستگاه‌ها با استفاده از دستوراتی که توسط رایانه کنترل می‌شوند، حرکات دقیقی را در مسیرهای تعیین‌شده انجام می‌دهند. در این مقاله، به بررسی مهم‌ترین قطعات دستگاه CNC و نحوه کارکرد آن‌ها می‌پردازیم.
بهتر است بخوانید: کنترلر CNC و انواع آن | 2 حوزه صنعتی و غیر صنعتی
کنترلر CNC (CNC Controller)
کنترلر مغز متفکر دستگاه CNC است و وظیفه کنترل حرکات و عملیات مختلف دستگاه را بر عهده دارد. در واقع، این بخش است که برنامه‌های نوشته شده را به حرکات فیزیکی ماشین تبدیل می‌کند. کنترلر دستورات مربوط به سرعت، عمق برش، و مسیر حرکت ابزار را اجرا می‌کند و با دیگر قطعات دستگاه مثل موتورها، اسپیندل و ابزار برش در تعامل است.
بهترین کنترلرهای CNC را می‌شناید: کنترلرهای فانوک (Fanuc) – معرفی 3 دسته کنترلرهای Fanuc پیشنهاد ما برای شناخت بیشتر کنترلرهای CNC هستند.
نحوه کار:
کنترلر CNC از طریق یک نرم‌افزار CAM (Computer-Aided Manufacturing) دستورات مربوط به طراحی را دریافت می‌کند. این دستورات به صورت کدهای G (G-code) به دستگاه منتقل می‌شوند. هر خط از این کدها به دستگاه می‌گوید که چه کاری انجام دهد؛ مانند حرکت در محورهای مختلف یا تنظیم سرعت چرخش اسپیندل.
اسپیندل (Spindle)
اسپیندل یکی از مهم‌ترین بخش‌های مکانیکی دستگاه CNC است که وظیفه چرخاندن ابزار برش را بر عهده دارد. این قطعه به عنوان نقطه اتصال ابزار برش عمل می‌کند و با چرخش سریع ابزار، عملیات برش و شکل‌دهی قطعه‌کار را انجام می‌دهد.
نحوه کار:
اسپیندل معمولاً با سرعت‌های بسیار بالا چرخش می‌کند و این سرعت بسته به نوع مواد و دقت مورد نیاز می‌تواند تنظیم شود. موتوری که اسپیندل را به حرکت درمی‌آورد، باید بتواند در برابر نیروهای زیاد مقاومت کند. از این رو، کیفیت و توانایی اسپیندل تأثیر مستقیمی بر دقت و سرعت عملیات دارد.
موتورهای محوری (Axis Motors)
دستگاه‌های CNC معمولاً دارای سه محور اصلی X، Y، و Z هستند که ابزار برش را در جهت‌های مختلف حرکت می‌دهند. حرکت این محورها توسط موتورهای دقیق انجام می‌شود که به نام سروو موتور یا استپ موتور شناخته می‌شوند. این موتورها بر اساس دستورات کنترلر، به دقت در جهت‌های مختلف حرکت می‌کنند.
نحوه کار:
موتورهای محوری از طریق دستوراتی که از کنترلر دریافت می‌کنند، حرکات دقیق در محورهای مختلف را انجام می‌دهند. برای مثال، یک موتور ممکن است ابزار برش را به سمت چپ یا راست حرکت دهد (محور X)، در حالی که موتور دیگر ابزار را به سمت بالا یا پایین حرکت می‌دهد (محور Z). این حرکت‌ها به صورت هم‌زمان و با دقت بالا انجام می‌شوند تا شکل نهایی قطعه‌کار به‌درستی تولید شود.
گیره‌ها و فیکسچرها (Clamps and Fixtures)
برای این‌که قطعه‌کار در حین برش ثابت بماند، از گیره‌ها و فیکسچرها استفاده می‌شود. این قطعات قطعه‌کار را محکم در جای خود نگه می‌دارند تا از جابجایی یا لرزش آن در حین عملیات جلوگیری شود. فیکسچرها معمولاً قابل تنظیم هستند تا بتوانند قطعات با اندازه‌ها و شکل‌های مختلف را نگه دارند.
نحوه کار:
گیره‌ها با استفاده از نیروی مکانیکی یا هیدرولیکی قطعه‌کار را محکم نگه می‌دارند. برخی از دستگاه‌های CNC مجهز به فیکسچرهای خودکار هستند که به صورت اتوماتیک با هر قطعه سازگار می‌شوند و زمان نصب و تنظیم را کاهش می‌دهند. این امر دقت عملیات را افزایش می‌دهد و خطای انسانی را کاهش می‌دهد.
پیشنهاد مطالعه: انواع CNC و کاربرد 8 نوع آن
ابزارهای برش (Cutting Tools)
ابزارهای برش، همان اجزای فیزیکی هستند که مستقیماً با مواد در تماس بوده و عملیات برش، حفاری، یا تراشکاری را انجام می‌دهند. انتخاب ابزار مناسب برای هر نوع مواد و نوع برش بسیار مهم است.
نحوه کار:
ابزارهای برش به اسپیندل متصل می‌شوند و با سرعت بالا چرخش می‌کنند. بسته به نوع عملیات، ابزارهای مختلفی استفاده می‌شود؛ مانند مته‌ها، تیغه‌ها یا ابزارهای تراشکاری. این ابزارها بسته به جنس مواد و نوع برش، می‌توانند از فولاد سخت یا کاربید ساخته شوند.
سیستم روانکاری (Lubrication System)
دستگاه‌های CNC به دلیل کارکرد مداوم و دقیق، نیاز به روانکاری دارند تا از فرسایش قطعات جلوگیری شود. سیستم روانکاری به طور خودکار روغن یا گریس را به بخش‌های متحرک دستگاه مانند محورها و بلبرینگ‌ها می‌رساند تا کارکرد نرم و بدون نقص آن‌ها تضمین شود.
نحوه کار:
سیستم روانکاری به طور مداوم مایعات روانکار را به قطعات مختلف دستگاه ارسال می‌کند. این مایعات علاوه بر کاهش اصطکاک، حرارت تولید شده در اثر کارکرد دستگاه را نیز کاهش می‌دهند. همچنین، این سیستم به افزایش طول عمر دستگاه کمک می‌کند و از خرابی زودرس جلوگیری می‌کند.
سیستم خنک‌کننده (Coolant System)
در حین عملیات برش و تراشکاری، گرمای زیادی تولید می‌شود که می‌تواند به قطعات دستگاه و قطعه‌کار آسیب بزند. سیستم خنک‌کننده وظیفه خنک‌کردن این بخش‌ها را بر عهده دارد و از گرم شدن بیش از حد ابزارهای برش و قطعه‌کار جلوگیری می‌کند.
نحوه کار:
مایعات خنک‌کننده از طریق نازل‌هایی به سمت ابزار برش و قطعه‌کار پاشیده می‌شوند. این مایعات معمولاً ترکیبی از آب و روغن هستند و علاوه بر خنک کردن، باعث پاک‌سازی تراشه‌ها و ذرات کوچک از سطح قطعه‌کار نیز می‌شوند. این عمل دقت برش را بالا می‌برد و از آسیب دیدن قطعه جلوگیری می‌کند.
سنسورها (Sensors)
سنسورها در دستگاه CNC نقش حیاتی در کنترل و نظارت بر عملکرد دستگاه دارند. از سنسورها برای اندازه‌گیری موقعیت محورها، سرعت چرخش اسپیندل، و دمای بخش‌های مختلف استفاده می‌شود. سنسورها به کنترلر اطلاعاتی درباره وضعیت فعلی دستگاه می‌دهند و در صورت بروز مشکل، دستگاه را متوقف می‌کنند تا از آسیب‌های جدی جلوگیری شود.
نحوه کار:
برای مثال، سنسورهای موقعیت‌یاب به کنترلر دستگاه کمک می‌کنند تا موقعیت دقیق ابزار برش در هر لحظه تعیین شود. این اطلاعات به دستگاه اجازه می‌دهد تا حرکت‌های دقیق‌تری را انجام دهد. همچنین سنسورهای دما می‌توانند از گرم شدن بیش از حد دستگاه جلوگیری کرده و در صورت لزوم سیستم خنک‌کننده را فعال کنند.
صفحه نمایش و رابط کاربری (Display and User Interface)
صفحه نمایش و رابط کاربری دستگاه CNC به اپراتور این امکان را می‌دهد که برنامه‌ها را وارد، تغییر یا نظارت کند. این رابط کاربری معمولاً شامل صفحه کلید، نمایشگر دیجیتال و کنترل‌های لمسی است.
نحوه کار:
اپراتور از طریق رابط کاربری می‌تواند کدهای G را به دستگاه منتقل کند، برنامه‌ها را تنظیم کند، و بر عملیات برش نظارت داشته باشد. برخی از دستگاه‌ها همچنین دارای نمایشگرهای لمسی هستند که کار با آن‌ها را برای اپراتورها آسان‌تر می‌کنند. اطلاعاتی مانند سرعت چرخش اسپیندل، وضعیت محورها و مدت زمان باقی‌مانده تا پایان کار نیز از طریق این صفحه نمایش قابل مشاهده است.
واحد ذخیره‌سازی و برنامه‌نویسی (Storage and Programming Unit)
دستگاه‌های CNC معمولاً دارای واحدهای ذخیره‌سازی برای نگهداری برنامه‌های کاری و اطلاعات مربوط به قطعات مختلف هستند. این واحدها می‌توانند برنامه‌های مختلف را ذخیره کرده و در زمان نیاز آن‌ها را اجرا کنند.
نحوه کار:
اپراتور می‌تواند از طریق نرم‌افزارهای CAD/CAM برنامه‌های مختلف را به دستگاه منتقل کرده و آن‌ها را ذخیره کند. این برنامه‌ها به صورت دیجیتال ذخیره می‌شوند و در صورت نیاز می‌توانند بدون نیاز به برنامه‌نویسی مجدد اجرا شوند. این ویژگی باعث افزایش بهره‌وری و کاهش زمان تولید می‌شود.
نتیجه‌گیری
دستگاه CNC با توجه به قطعات پیچیده و هماهنگ‌کننده‌ای که در آن به کار رفته، امکان تولید قطعات با دقت و سرعت بسیار بالا را فراهم می‌کند. از کنترلر گرفته تا اسپیندل و سیستم‌های خنک‌کننده و روانکاری، هر یک از این قطعات نقش مهمی در عملکرد بهینه دستگاه دارند. درک نحوه کارکرد این قطعات به اپراتور کمک می‌کند تا با دقت بیشتری دستگاه را کنترل کرده و در نتیجه محصولاتی با کیفیت بالاتر تولید کند.
با توجه به نیازهای مختلف صنعتی، انتخاب و تنظیم درست دستگاه CNC و اجزای آن می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر سرعت و دقت تولید داشته باشد. به همین دلیل آشنایی کامل با این قطعات و نحوه کارکرد آن‌ها برای هر اپراتور و صنعتگر ضروری است.
اگر به دنبال راهنمایی بیشتر در مورد انتخاب دستگاه CNC مناسب برای نیازهای تولیدی خود هستید، می‌توانید با تیم متخصص ما در مدارپرداز مشورت کنید. شرکت فنّی مهندسی مدارپرداز، بهترین گزینه برای شما جهت داشتن یک تجربه عالی و پشتیبانی بی‌نظیر برای دستگاه‌های CNC است.
بدون نظر