أصبحت آلات CNC (التحكم العددي للكمبيوتر) حجر الزاوية في التصنيع الحديث. من الفضاء والسيارات إلى الإلكترونيات والطاقة والصناعات الطبية ، يتم الوثوق بأجهزة CNC لقدرتها على إنتاج أجزاء عالية الدقة ذات الاتساق المذهل. ما يميز آلات CNC عن بعضها البعض هو قدرتها على تنفيذ مهام التصنيع المعقدة تلقائيًا مع الحد الأدنى من التدخل البشري.
ومع ذلك ، فإن أداء ودقة أ آلة CNC تعتمد بشكل كبير على مكوناتها الداخلية. كل جزء-سواء كان ميكانيكيًا أو كهربائيًا أو مستندًا إلى البرمجيات-يلعب دورًا مهمًا في جعل النظام يعمل ككل موحد. إذا كنت فنيًا أو مهندسًا أو طالبًا أو ببساطة شخص مهتم بمعرفة كيفية عمل آلات CNC ، فإن فهم هذه المكونات أمر ضروري.
نظرة عامة على المكونات الرئيسية
في قلب كل آلة CNC يوجد نظام متكامل بعناية من الأجزاء المصممة للعمل في وئام. يمكن تقسيم هذه الأنظمة على نطاق واسع إلى ثلاث فئات رئيسية:
وحدة التحكم (نظام الكمبيوتر)
نظام القيادة (المحركات والانتقال)
إطار الماكينة (الهيكل والدعم)
لنبدأ بإلقاء نظرة قصيرة على كل فئة.
وحدة التحكم (دماغ CNC)
وحدة التحكم هي مركز القيادة لجهاز CNC. يفسر التعليمات المبرمجة (عادة بتنسيق G-Code) ويحولها إلى إشارات كهربائية دقيقة. ثم يتم إرسال هذه الإشارات إلى نظام محرك الأقراص لتحريك محاور الجهاز وفقًا لذلك. يضمن وحدة التحكم كل حركة دقيقة ومزامنة.
نظام القيادة (عضلات CNC)
يتكون نظام القيادة من المحركات وآليات الإرسال مثل مسامير الكرة أو الأحزمة. هذه تحول الإشارات الكهربائية من وحدة التحكم إلى حركة ميكانيكية. يضمن هذا النظام أن الأداة أو قطعة العمل تتحرك بدقة على طول المسار المطلوب.
إطار الماكينة (الهيكل العظمي للسيلة الكنسي)
إطار الماكينة يحمل كل شيء معًا. ويشمل السرير ، وقابل للعمود ، والعمود. يجب أن يكون الإطار صلبًا ومستقرًا لامتصاص الاهتزازات والحفاظ على الدقة أثناء عمليات الآلات. يمكن أن يؤدي الإطار الضعيف أو غير المستقر إلى ضعف جودة الآلات وعدم الدقة في جزء.
المكونات الميكانيكية
دعونا الآن نستكشف المكونات المادية التي تشكل الأجزاء الهيكلية والحركة من آلة CNC . وتشمل هذه السرير ، والمغزل ، والقابلة للاتصال ، والأرشيد الخطية.
1. السرير
السرير هو قاعدة آلة CNC ويوفر الدعم لجميع المكونات الأخرى. يجب أن تكون قوية ومستقرة لتحمل قوى الآلات الثقيلة. يمتص السرير الاهتزازات ويضمن أن الآلة لا تزال ثابتة خلال العمليات عالية السرعة.
المواد المشتركة:
الحديد الزهر (تخميد اهتزاز ممتاز)
الصلب (قوة عالية)
الجرانيت (التطبيقات الدقيقة)
الوظائف الرئيسية:
يعمل كأساس للأجزاء الميكانيكية الأخرى
يعزز الاستقرار والدقة
يقلل من الضوضاء وارتداء مع مرور الوقت
2. المغزل
المغزل هو واحد من أكثر الأجزاء أهمية في آلة CNC. إنه يحمل ويدور أداة القطع أو الشغل اعتمادًا على نوع الجهاز (الطحن أو الدوران). يجب أن تعمل المغزل بسرعات عالية مع الحفاظ على الاستقرار الدوراني الممتاز.
أنواع المغزل:
يحركه الحزام : يستخدم حزامًا لنقل الطاقة من محرك.
مدفوعة التروس : مناسبة لقطع الخدمة الشاقة بسبب عزم الدوران العالي.
القيادة المباشرة : يوفر الحد الأدنى من الاهتزاز ودقة عالية.
أنظمة التبريد:
مبرد بالهواء
تبريد الماء
أهمية:
يحدد جودة الانتهاء من السطح
يؤثر على عمر الأداة ومعدل إزالة المواد
3
القابلية للتطبيق هو السطح الذي تم تركيبه على قطعة العمل. يمكن أن يكون ثابتًا أو يتحرك على طول محاور مختلفة اعتمادًا على تكوين الجهاز.
الميزات الشائعة:
التزحلق على تجهيزات التثبيت
طاولات فراغ للمواد غير المعدنية
الجداول الدوارة للآلات متعددة المحاور
وظائف:
يحمل ويؤمن الشغل
يتحرك بالتنسيق مع المغزل للآلات الدقيقة
4. الإرشادات الخطية
تتيح أيام الإرشادات الخطية حركة سلسة ودقيقة لقطع غيار الماكينة المختلفة. إنهم يدعمون المكونات المتحركة أثناء سفرهم على طول محاور X و Y و Z.
الأنواع:
Guideways من نوع الكرة (احتكاك منخفض)
Gindways من نوع الأسطوانة (سعة تحميل أعلى)
فوائد:
يضمن حركة دقيقة
يقلل من التآكل والصيانة
يدعم العملية عالية السرعة مع الحد الأدنى من الاهتزاز
المكونات الكهربائية
يتم تشغيل آلات CNC والتحكم فيها بواسطة مجموعة متنوعة من المكونات الكهربائية. تسمح هذه الأجزاء بالتحكم في الحركة ، وردود فعل البيانات ، والتشغيل الآمن.
1. المحركات
المحركات هي القوة الدافعة الرئيسية وراء حركة الجهاز.
Servo Motors : توفير ملاحظات حلقة مغلقة ، وضمان التحكم الدقيق في الموضع والسرعة.
التطبيقات:
حرك المغزل
قيادة عربات المحور
تدوير الجداول الدوارة (في آلات 4 أو 5 محاور)
تستخدم محركات المؤازرة على نطاق واسع في آلات CNC الصناعية بسبب قدرتها على تصحيح الأخطاء في الوقت الفعلي باستخدام ملاحظات التشفير.
2. نظام إمدادات الطاقة
يوفر نظام إمدادات الطاقة الطاقة الكهربائية لأنظمة التحكم في الماكينة والمحركات والأجهزة الكهربائية الأخرى.
متطلبات الطاقة:
الجهد المنخفض (على سبيل المثال ، 24V DC) لوحدات التحكم وأجهزة الاستشعار
الجهد العالي (على سبيل المثال ، 220 فولت أو 380 فولت AC) للمحركات والمغزل
سمات:
منظمات الجهد
حماة زيادة
قواطع الدائرة
أهمية:
يحافظ على عملية ثابتة
يمنع الأضرار الناجمة عن طفرات الجهد
يعزز السلامة
3. أجهزة الاستشعار
يتم استخدام أجهزة الاستشعار لمراقبة ظروف الماكينة وتوفير ملاحظات في الوقت الفعلي إلى وحدة التحكم.
أنواع المستشعرات:
مفاتيح الحد : منع الجهاز من تجاوز حدود السفر المادية.
أجهزة استشعار القرب : اكتشف موضع المكونات أو وجود المواد.
أجهزة استشعار درجة الحرارة : مراقبة حرارة المحرك والمغزل لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.
وظائف:
تعزيز الأتمتة
تحسين دقة الآلات
زيادة السلامة
4. الأسلاك والكابلات
يحتوي جهاز CNC على شبكة معقدة من الأسلاك والكابلات التي تربط جميع أجزاءها الكهربائية.
الخصائص الرئيسية:
محمي لمنع التداخل الكهرومغناطيسي (EMI)
مشفر بالألوان لسهولة الصيانة
مرنة للسماح بالحركة دون الكسر
تعد إدارة الكابلات المناسبة ضرورية لضمان الموثوقية ومنع الدوائر القصيرة أو الفشل الميكانيكي.
البرمجيات والواجهة
البرنامج هو ما يجعل جهاز CNC 'ذكي. ' يوفر المنطق والتحكم في تنفيذ عمليات الآلات. دعونا نلقي نظرة على أنظمة واجهة البرنامج وأنظمة واجهة المستخدم التي تكمل النظام البيئي CNC.
1. برنامج التحكم في CNC
يستقبل برنامج التحكم في CNC رمز G ويحوله إلى أوامر الحركة. تدير:
حركات الأدوات
معدلات السرعة والأعلاف
التحكم في المغزل
تتغير الأداة
أنظمة برامج CNC الشائعة:
فانوك
Siemens Sinumerik
Mach3/mach4
Linuxcnc
تشمل الأنظمة المتقدمة أيضًا مراقبة الوقت الفعلي ، والتحكم التكيفي ، وميزات التشخيص.
2. G-Code مترجم
G-Code هي لغة البرمجة المستخدمة للتحكم في آلات CNC. يقرأ مترجم G-Code هذه الرموز ويرسل الأوامر إلى نظام محرك الأقراص.
عينة G-Code: G01 X100 Y100 F1500
يخبر هذا الأمر الجهاز بالانتقال في خط مستقيم إلى x = 100 و y = 100 بمعدل تغذية قدره 1500 مم/دقيقة.
أهمية:
يضمن الجهاز يتبع المسار الصحيح
يحول التصميمات الرقمية (CAD/CAM) إلى أجزاء مادية
3.
يسمح HMI للمشغلين بالتفاعل مع آلة CNC. HMIs الحديثة هي شاشة تعمل باللمس مع برامج بديهية لـ:
تحميل برامج الآلات
إعداد مسارات الأدوات
بدء العمليات وتوقفها
حالة مراقبة آلة
سمات:
عرض الموقف في الوقت الحقيقي
رسائل الإنذار
تذكير الصيانة
HMI سهلة الاستخدام يعزز الإنتاجية ويقلل من أخطاء المشغل.
خاتمة
آلات CNC هي أنظمة معقدة تجمع بين الدقة الميكانيكية ، والطاقة الكهربائية ، والبرامج الذكية. كل مكون-سواء كان السرير الصارم أو المغزل عالي السرعة أو محرك مؤازر قوي أو برنامج تحكم متقدم-يتوافق مع الأداء العام للجهاز.
إن فهم هذه المكونات لا يساعد فقط في اختيار الجهاز المناسب ولكن أيضًا في مشكلات استكشاف الأخطاء وإصلاحها ، وتحسين العمليات ، وتحسين جودة الإخراج. سواء كنت من الآكينات أو المهندس أو الشركة المصنعة ، فإن معرفة مكونات CNC تمكنك من اتخاذ قرارات أكثر ذكاءً وتحقيق نتائج أفضل.
بالنسبة لشركات مثل Youta Tech Co. ، Ltd. ، فإن إتقان كل تفاصيل Machining هي قيمة أساسية. منذ عام 2012 ، قدمت Youta Tech قطع غيار تصنيع CNC عالية الجودة للصناعات في جميع أنحاء العالم-من الفضاء الجوي والاتصالات إلى الأجهزة الطبية وأنظمة الطاقة. إن خبرتهم العميقة والتزامهم بالدقة تجعلهم شريكًا موثوقًا به لكل من النماذج الأولية والإنتاج على نطاق واسع.
