ماكينات CNC ومميزاتها وطريقه عملها

Tayga

عضو مميز
إنضم
Jul 12, 2020
المشاركات
1,820
مستوى التفاعل
1,236
Cnc 3.jpg
السي أن سي (CNC) هي إختصار لـ(Computer Numerically Controlled machine) أي (ماكينة يتم التحكم بها رقمياً بإستخدام الكمبيوتر). وكما يوحي الإسم فإن حركاتها تتم بواسطة أوامر من الكمبيوتر بدل التحكم اليدوي.

CNC Machining هي عملية تصنيع حيث تقوم أجهزة الكمبيوتر بتشغيل برامج تتحكم في كيفية تصنيع الماكينات للأجزاء ، حيث يمكن لبرامج CNC التي تستخدم التحكم في كل شيء بدءًا من تشغيل الماكينة إلى سرعة الدوران و ايضا تشغيل المبرد أو إيقافه وغير ذلك الكثير. اللغة المستخدمة في برمجة ماكينات CNC تسمى “G-Code”.

غالبًا ما يتم اختيار ماكينات CNC عندما يجب أن ينتج عن التصنيع دقة وجودة عالية ، أو عندما تكون الخامات المراد تشكيلها صلبة جداً أو صعبة التشكيل والعمل عليها بالطرق التقليدية الاخرى .

هناك العديد من الأنواع المختلفة من ماكينات CNC منها الطابعات ثلاثية الأبعاد ، طواحين CNC ، مخارط CNC ، ماكينات ليزر CNC ، ماكينات القطع بالماء ، ماكينات التفريغ الكهربائي ، ماكينات التوجيه CNC.

Cnc 4.jpg

تاريخ ماكينات CNC:

تم تصنيع أول ماكينات NC في أربعينيات وخمسينيات القرن الماضي ، بناءً على الأدوات الموجودة التي تم تعديلها بمحركات تحرك الأداة أو الجزء لمتابعة النقاط التي يتم إدخالها في النظام باستخدام تقنية تخزين بيانات اتصالات شائعة تعرف باسم “شريط مثقب” أو “مثقب الشريط الورقي” .

تم تعزيز هذه الآليات المؤكدة بسرعة باستخدام أجهزة الكمبيوتر التناظرية والرقمية ، مما أدى إلى إنشاء أدوات ماكينة CNC الحديثة التي أحدثت ثورة في عمليات التصنيع في الخمسينيات والستينيات..

مع انتقال تكنولوجيا التحكم الرقمي إلى الستينيات والسبعينيات ،صممت بشكل مألوف للغاية لماكينة CNC التي يتعرف عليها معظم الناس اليوم بالمكونات وأخذ الشكل الحالى المتعارف عليه . ثم دخلت التكنولوجيا الرقمية فى الصناعة بشكل قوى ، فأصبحت الرائده في عمليات الإنتاج الأكثر كفاءة من أي وقت مضى. في الواقع ، يمكن للعديد من الأشخاص شراء وتصميم – ماكينات CNC خاصة بهم محلية الصنع. بسبب مدى تقدم تقنية أجهزة الكمبيوتر في الوقت الراهن .


Cnc 2 FLASH FL400.jpg
سي ان سي مركزية تستخدم لخراطة القطع الميكانيكية المعدنية بشكل إنتاجي

كيف يحدث التصنيع باستخدام الكمبيوتر:

عندما يتم تنشيط نظام CNC ، تتم برمجة الأجزاء المراد التخلص منها فى المعدن على برنامج خاص بالتصميمات ، ويتم ذلك على شكل كود معين وهو يعرف ب( G Code) ويتم إدخال هذا الكود وكتابته على برامج تصميم مثل برنامج (CAD) ومن ثم يتحول هذا الكود إلى برنامج داخل الماكينة من خلال لوحات المفاتيح الصغيرة وتتخزن هذه المعلومات داخل الماكينة وتبدأ هذه الماكينة بإتباع كافة المعلومات التي برمجت وتبدأ في تنفيذ عمليات القطع خطوة خطوة و بسهولة تامة وذلك بعد أن وصلت هذه الاوامر الى الأدوات وعدد القطع أو الآلات المقابلة ، والتي تقوم بمهام الأبعاد وضبطها بدقة كما هو محدد فى البرمجة ، مثل الروبوت.

Cnc 6.jpg

مع ماكينات التحكم العددي يتم الاحتفاظ ببرمجة CNC في ذاكرة الكمبيوتر . الشفرة نفسها تمت كتابتها وتحريرها من قبل المبرمجين فلذلك يجب التأكد جيداً من هذه التصميمات والابعاد قبل ادخالها للماكينة لانها تنفذ كل ما أُدخل لها بدقة

، أفضل ما في الأمر أن أنظمة CNC ليست ثابتة بأي حال من الأحوال ، حيث يمكن إضافة مطالبات أحدث إلى البرامج الموجودة مسبقًا من خلال التعليمات البرمجية المنقحة.

مزايا التصنيع باستخدام الكمبيوتر:

1-الدقة المتناهية: القالب الرقمي و التنفيذ المستقل لماكينات لـ CNC يحققان الدقة ويقومان بإزالة الخطأ البشري. 2-قدرة التحمل عالية جداً: تعمل ماكينات CNC يوميًا وفي عطلات نهاية الأسبوع وبلا توقف احياناً. فهم يتوقفون فقط للصيانة أو الإصلاح المطلوب أو الفحص الدورى.

3-إنتاجية عالية وقابلية للتوسع: بمجرد إدخال معلومات ومواصفات التصميم في ماكينة CNC ، فإنها تنفذ باستمرار كميات ضخمة من الانتاج بلا توقف ولديها قابلية أكثر للمزيد من زيادة الإنتاج.

4-إمكانيات وتوسع بشكل كبير: عند استخدامها جنبًا إلى جنب مع برامج التصميم المتقدمة ، تنشئ ماكينات CNC منتجات لا يمكن تكرارها بواسطة الآلات اليدوية ، ويمكن لهذه الماكينات إنتاج أي حجم أو شكل أو مادة مطلوبة.

5-عمالة أقل: حيث تتطلب المعالجة باستخدام الكمبيوتر عددًا أقل من العمال لتنفيذ مهام الإنتاج. يمكن لعامل واحد ماهر أن يشغل العديد من ماكينات CNC المستقلة.

6-منتجات متماثلة: مزايا ماكينات CNC ،كافة منتجاتها متماثلة تماما ، كل جزء هو تطابق مثالي مع المواصفات النموذجية المطلوبة.

7-انخفاض التكاليف: النتيجة الهامة للسرعة العالية ، والكفاءة ، والتخصص ، والدقة ، والأهم من ذلك ، عدد ساعات العمل الأقل ، كلها تضيف إلى النتيجة النهائية نتائج أفضل لعملك. ويمكن استخدام الميزانية التى تم توفيرها من التكاليف في خلق ميزة تنافسية وإعادة استثمار الأعمال.

8-تحقيق أمن وسلامة أفضل: إلى جانب عملية الإنتاج المناسبة والقطع المتناسقة تكون البيئة أكثر أمانًا للعاملين والمشغلين ، في حين أن هناك مشغلين يشاركون في تشغيل ماكينات CNC ، ولكنهم يكونوا على مسافة آمنة من الأدوات الحادة او الرايش.

9-الاحتفاظ بالتصميم واعادة استخدامه: بمجرد تحميل التصميم في برنامج التصنيع باستخدام الكمبيوتر وإنشاء نموذج أولي مثالي ، يمكن للبرنامج استرداد التصميم بسهولة وتشغيلها وتشكيل الجسم مرة أخرى. يضمن ملف التصميم أنه بغض النظر عن عن تغيير العوامل الخارجية ، فإن عملية التصنيع باستخدام الكمبيوتر تنتج تطابقًا فوريًا في كل مرة.

10-صيانة منخفضة:لا تتطلب ماكينات CNC بشكل عام الكثير من الخدمة أو الصيانة بخلاف تغيير أدوات القطع في الوقت الزمني المحدد لذلك وإجراء بعض التنظيف بالضوء.

11-تعدد الاستخدامات: تعمل آلية CNC على تصنيع أي جزء يمكنك تخيله تقريبًا. تشمل بعض النماذج على مميزات خاصة وملحقات تزيد من سرعة عملية الإنتاج أو تبسيطها.

Cnc 5 piston Pump.jpg

دعونا الآن نعود إلى أصل الحاجة للـCNC
ربما رأيت من قبل حرفيين يستخدمون المنشار والمقدح وينحتون بشكل يدوي على الخشب. أو إذا كنت مهتم بالصناعة فربما رأيت محترفي تشكيل معادن يستخدمون المخارط والفرايز اليدوية لإخراج قطعة ميكانيكية حسب القياسات المطلوبة. في هذه الحالات فإن هؤلاء الحرفيين يقومون بتحريك أدوات القطع يدوياً لإخراج المطلوب. هذا قد يتطلب ساعات طويلة من العمل ومحدودية في دقة الناتج. بالإضافة أنها تحتاج إلى خبرات كبيرة قبل الوصول إلى مراحل متقدمة.
في حالة السي أن سي (CNC) فإننا نقوم بكتابة أوامر حركية للماكينة لتقوم بتنفيذها سطراً سطراً. سلسلة الأوامر هذه تدعى برنامج الـ G-Code. حركة الطاولة (التي تثبت عليها القطعة المشغولة)، وحركة أداة القطع وسرعة دوران أداة القطع والأوامر الثانوية مثل تغيير أداة القطع وتشغيل وإطفاء التبريد والشفط والتثبيث ستكون كلها متواجدة في هذا البرنامج. سيقوم البرنامج بإعطاء الأوامر بشكل تتابعي لجميع المحركات (Motors) والمتحكمات وإكسسوارات الماكينة للقيام بالعمليات التي طلبها المصمم. كتابة الأوامر تجعل من السهل تنفيذ عمليات معقدة بإستخدام الماكينة. على سبيل المثل يمكنك تشكيل مجسمات ثلاثية الأبعاد معقدة جداً بإستخدام برنامج معد مسبقاً.

العلاقة الوطيدة بين الـCNC و الـCAD/CAM
منذ بداية عهد السي أن سي في أربعينات القرن الماضي ونحن نتحكم في السي أن سي بإستخدام أوامر حركية مكتوبة كما في المثال التالي:
G0 X0 Y0 Z15 : إذهب بشكل سريع جداً إلى الإحداثيات 0،0،15
G0 X5 Y0 Z15 : تحرك بشكل سريع جداً في محور السينات 5 ميليمتر
T10 M6 : قم بتركيب أداة القطع رقم 10
S5000 M3 : شغل محرك القطع بسرعة 5000 دورة/ثانية
G1 X10 Y5 Z0 F500 : تحرك بسرعة 500 ملم/دقيقة للوصول إلى الإحداثيات 10،5،0.
المثال الذي رأيته هو عبارة عن برنامج جي كود (G-Code) وكما لاحظت فإن طريقة إعطاء الأوامر بشكل برمجي قد تكون عملية إذا أردت توجيه الماكنة لقطع شكل مربع أو دائري أو أي شكل هندسي بسيط، لكن هذا لن يكون سهلاً في حالات تنفيذ الأشكال ثلاثية الأبعاد أو الهندسية المعقدة.
نتيجة للحاجة لحل هذه المشكلة ظهرت برامج تساعد على كتابة الأوامر بناءاً على معطيات رسومية سميت هذه البرامج ببرامج الـCAM (إختصاراً لـ Computer Aided Manufacturing : أي التصنيع بمساعدة الكمبيوتر ) وهو علم واسع ومستقل وهناك العديد من البرامج التي تقدم هذه الخدمة بشكل منفصل أو بشكل مندمج مع برامج الرسم بما يعرف بـCAD/CAM.

البرامج المستخدمة للسي أن سي

CNC Software

cnc 1.png

مصطلح سي أن سي هو مصطلح جذاب بلا شك لأنه يتحدث عن ماكينات غيرت مفهوم الحرفية والتشكيل المعدني والخشبي تماماً. حيث أن يمكنك بإستخدام ماكينات السي أن سي القيام تشكيل تمثال خشبي لم يكن بإمكان حتى أكثر النحاتين حرفية القيام به.
على الرغم من جاذبية المصطلح لكن نلاحظ أن مالكي هذه الماكينات تتفوات مهاراتهم في إستخدامها وهذا لا شك يعود إلى الحس الإبداعي لمشغلي هذه الماكينات من جهة. لكنه يعتمد على إختياراتهم للبرامج التي يستخدموها من جهة أخرى. حيث أن البرنامج الذي يصلح لتطبيق ما لا يصلح لتطبيق آخر.
في هذه المقالة سأحاول أن أستعرض لكم بعض أهم البرامج التي تتعلق بالسي أن سي وبعض نقاط قوتها وضعفها وتطبيقاتها.
في عالم السي أن سي هناك نوعين من البرامج هما برامج الرسم المحوسب (CAD Software) وبرامج برمجة سي ان سي (CAM Software). ويتوفر أيضا برامج رسم وبرمجة سي أن سي (CAD/CAM Software).
برامج الرسم المحوسب(CAD Software):
تستخدم برامج الرسم المحوسب لبناء الشكل أو المجسم المطلوب بالأبعاد المرغوب فيها وأحب دائما أن أقسمها إلى برامج هندسية (Engineered Design) وبرامج التجسيم الحر (NURBS Modeling). كما يمكن تقسيمها أيضاً إلى برامج رسم ثنائي البعد (2D) وبرامج رسم ثلاثي البعد (3D).
1. أوتودكاد (AutoCAD): وهو البرنامج الأشهر لرسم المخططات 2Dعلى الرغم أنه يمكنه رسم 3D وقد يلزمك إذا كنت تمتلك ماكينات سي أن سي قص بلازما أو أوكسجين.
2. سوليدووركس (SolidWorks): وهو برنامج رسم القطع الميكانيكية ثلاثية الأبعاد 3D الأشهر حيث يمكنك من تصميم كافة أجزاء المشغولة والتأكد من تطابقها. يلزمك إذا كنت تود تصميم قطع ميكانيكية أو قوالب معدنية
3. إنفنتور (Inventor): وهو برنامج مماثل لبرنامج السوليدووركس ينصح به إذا كنت معتاداً على العمل في بيئة أوتوكاد.
4. كوريل درو (CorelDraw): وهو البرنامج الأشهر للتصميم ثنائي الأبعاد المتجه (2D). يستخدم بشكل شائع مع ماكينات الخشب وسي أن سي الليزر كما يستخدم في تصميم اللوحات الإعلانية
5. إلستريتور (Illustrator): وهو برنامج مماثل بشكل كبير لبرنامج كوريل درو ينصح به إذا كنت معتاداً على العمل في بيئة فوتوشوب.
6. راينو (Rhinoceros): وهو أحد أشهر برامج التجسيم الحر ثلاثي الأبعاد ويستخدم كثيراً في الأعمال الفنية ثلاثية الأبعاد مثل التماثيل الخشبية .
7. ثري دي ماكس (3Ds Max): وهو برنامج مشابه للراينو يتسخدم للتجسيم الأشكال الحرة وتحريكها.
8. باورشيب (PowerShape): برنامج متقدم لتهيئة المجسمات ثلاثية الأبعاد للتنفيذ. يشيع إستخدامه في حالات صناعة القوالب المعدنية. وينصح بالعمل عليه إذا كنت تستخدم برنامج باورميل(PowerMill).
برامج برمجة السي أن سي (CAM Software):
هي برامج يتم إستخدامها لتوليد توجيهات حركية لسكين القطع (ToolPaths) لماكينة السي أن سي للسير في مسارات تضمن الخروج بمشغولة مطابقة لما تم رسمه مسبقاً في برامج الرسم (CAD Software). ونستطيع أن نقسم هذه البرامج حسب نوع الماكينة فهناك برامج لليزر أو البلازما وهناك برامج للخشب وهناك برامج للقوالب وهكذا.
1. ارت كام (ArtCAM): وهو البرنامج الأشهر والأسهل لتصميم وتنفيذ الأعمال الخشبية حيث يحتوي على واجهة رسم ثنائي الأبعاد وثلاثي الأبعاد سهل ومناسب للحرفيين. كما يحتوي على مجموعة من إستراتيجيات الحفر ثنائي وثلاثي الأبعاد يمكنك من تنفيذ معظم الأعمال الخشبية على السي أن سي راوتر. أنصح به في حال كنت في بداية مشوارك في سي ان سي الخشب.
2. فكترك أسبير (Vectric Apsire): وهو برنامج قريب جداً من برنامج آرت كام من حيث الأدوات التي يوفرها. لكنني أفضل أن أرشحه كدرجة ثانية بعد الآرت كام.
3. بورميل (PowerMill): يعتبر برنامج باورمل من أقوى برامج التي تدعم ماكينات المحاور الخمسة (5-Axis) ويشيع إستخدامه في صناعة التماثيل وبرمجة حركات الروبوت. يحتوي على مجموعة واسعة من إستراتيجيات الحفر ذو الخمسة محاور(5-Axis). كما يشيع إستخدامه في صناعة القوالب المعدنية أيضاً.
4. ماستركام (MasterCAM): وهو البرنامج الأشهر في عالم سي أن سي المشغولات المعدنية مثل القوالب ويرجع سبب الشهرة لقدم البرنامج وثراءه بالمكتبات وإستراتيجيات القطع خماسي المحاور. ينصح بإستخدامه في حالات تنفيذ المجسمات الهندسية المعقدة.
5. إتش إس إم (HSMWorks): وهو أحد الإضافات سهلة الإستخدام ويستخدم لتنفيذ المجسمات الميكانيكية ثلاثية الأبعاد. مكتبة إستراتيجيات الحفر فيه محدودة ولكن تكفي للأعمال غير المعقدة.
6. كوبركام (CopperCAM): يستخدم بشكل مخصص لتنفيذ اللوحات الإلكترونية المطبوعة على ماكينات السي أن سي.


مصدر 1

مصدر 2
 

Tayga

عضو مميز
إنضم
Jul 12, 2020
المشاركات
1,820
مستوى التفاعل
1,236
تعرف على انواع ماكينات CNC

إذا كان هناك أداة واحدة يرغب الجميع في اقتناءها ستكون ماكينات الـCNC. هذه الماكينة عالية الدقة يمكنها إنتاج العديد من الأشياء الرائعة. مع تعدد الاستخدامات التي توفرها ماكينات التحكم الرقمي CNC تجعل من السهل على أي شخص أن يقوم باستخدامها.

تأتي قوة ماكينات CNC من قدرتها على التعامل مع أنواع مختلفة من المواد بدقة عالية. بخلاف الماكينات الآخرى أثبتت مايكنات التحكم الرقمي كفائتها في التعامل مع المواد السميكة ويمكنها اختراقها بكل سهولة. وأيضا تستطيع ماكينات الـCNC التعامل مع التفاصيل الدقيقة على سبيل المثال قطع حرف الـVربما يكون ليس من السهل على الماكينات الأخرى التعامل مع مثل هذه الأعمال التي تتطلب الدقة، لكن الأمر مختلف مع مايكنات التحكم الرقمي.

فإذا كنت تبحث ان أداة رائعة تمكنك من توسيع حدودك وتزويدك بنتائج الرائعة وإنتاج وفير؛ ماكينات CNC ستكون اختيارك الأمثل.

ما هي أنواع ماكينات الـCNC :

كما قلنا في المقدمة أن ماكينات التحكم الرقمي لها العديد من المزايا وتتعامل مع مختلف المواد مثل الأخشاب وغيرها من المواد الآخرى، وهذه التعددية أدت إلى وجود أكثر من نوع من ماكينات CNC.

1 – ماكينات التفرز MILLING MACHINES

Cnc 7 milling-machine.jpg

يستخدم هذا النوع من ماكينات CNC قواطع دوارة لقطع مواد مختلفة من المواد المصنعة. وتعتمد عملية القطع على بعض الأومر لتحديد العمق، الاتجاه وزاوية القطع. دقة القطع في هذه الماكينة أصبحت أكثر دقة نظرا لاستخدام التكنولوجيا وادخال الحاسب الآلي على عكس السابق عندما كانت تعمل باليد.

2 – المخرطة Lathes

Cnc 8 cnc-lathes.jpg

إحدى أنواع ماكينات CNC التي تستخدم في شغل وتصنيع المعادن عن طريق دوران المشغولات المراد تشكيلها، وإعطائها الشكل المطلوب.

3 – القطع بالبلازما Plasma cutters

Cnc 9 cnc-plasma-cutter-2.jpg

هذا النوع من ماكينات الـCNC يقوم بقطع الفولاذ والمواد الأخرى بوساطة البلازما، وتكون عملية القطع باستخدام مقصات البلازما

4 – القطع بضخ الماء Water jet cutting

Cnc 10 water-jet-cutting.jpg

نظام قطع يستخدم في ماكينات الـCNC وهو نظام قطع بارد غير ملوث للبيئة، يكون القطع عن طريق ضخ الماء وتستخدم هذه التقنية مع أي نوع من المواد اللينة أو القاسية مثل المعادن والزجاج والسيراميك.

5 – ماكينات الراوتر CNC.

Cnc 11 cnc-router.jpg

ماكينات الراوتر CNC تقوم بقطع الخشب، البلاستيك، و أيضا الصفائح المعدنية، ويكون القطع ثلاثي الأبعاد في تصنيع المنتجات الضخمة. القطع ثلاثي الأبعاد هو الشائع في ماكينات الراوتر وولكن هاك أيضا قطع على أربعة أبعاد، وخمسة و ستة أبعاد والتي تكون مثالية في المنتجات المعقدة.

6 – الطابعات ثلاثية الأبعاد 3D

Cnc 12 3D-printer.jpg

تكنلوجيا CNC كانت لها تأثير ملحوظ في عالما الطباعة الرقمية 3D. يقوم الطارد بدفع البلاستيك الساخن من خلال فتحة صغيرة، طبقة بعد طبقة، حتى انتهاء عملية الطباعة وتكون هذه العملية ببطئ ووفق منهجية.


 

Falcon8

خبراء المنتدى
إنضم
Jul 11, 2020
المشاركات
3,172
مستوى التفاعل
3,633
موضوع مهم جدا ..

أعتقد ماكينات ثلاثية الأبعاد هي ثورة حقيقية في عالم التصنيع
 

الاعضاء الذين يشاهدون الموضوع (المجموع: 1, الاعضاء: 0,الزوار: 1)

أعلى