مقدمه

ماشین کاری CNC به فرآیند ساخت یک قطعه از طریق حذف مواد با یک ابزار برش اطلاق می شود که برخلاف کنترل دستی یک ماشین‌کار، تحت کنترل خودکار است. این ابزار برش می تواند ثابت نگه داشته شود و قطعه حرکت کند یا ابزار چرخانده شود و به درون قطعه ثابت مواد وارد شود. ماشین‌کاری سی‌ان‌سی اغلب بر روی فلزات انجام می شود اما می توان از آن برای پلاستیک ها و کامپوزیت ها نیز استفاده کرد.

ماشین کاری CNC از زمان معرفی اولین بار در سال ۱۹۵۲ به نام هیدروتول سینسیناتی میلاکرون (Cincinnati Milacron Hydrotel) انقلابی در صنعت تولید ایجاد کرده است. از آن زمان، سیستم‌های رباتیک پیشرفته‌ای در این ماشین‌ها ادغام شده‌اند تا بهره‌وری را به طرز چشمگیری بهبود بخشند و در نهایت نیازهای نیروی کار برای تولید کننده قطعات را کاهش دهند.

این مقاله تاریخچه ماشین کاری CNC، نحوه عملکرد آن و برخی از کاربردهای رایج‌تر این فرآیند را پوشش می‌دهد.

فهرست مطالب

ماشین کاری CNC چیست؟

ماشین کاری CNC به نوعی ساخت کاهشی اشاره دارد که برای ساخت خودکار یک قطعه با پیشروی یک ابزار برش چرخان نصب شده روی یک اسپیندل به درون مواد کار (فرز سی‌ان‌سی – CNC mill) یا با نصب مواد خام روی یک اسپیندل و حرکت دادن آن به داخل یک ابزار ثابت (تراش سی‌ان‌سی – CNC lathe) طراحی شده است. عملکرد اصلی اسپیندل در دستگاه سی‌ان‌سی ایجاد حرکت چرخشی برای امکان برش مواد است.

یک اپراتور باید قطعه را برای ماشین‌کاری با تولید لیستی از دستورالعمل‌ها که به ماشین می‌گوید ابزار را به کجا، با چه سرعتی و به چه عمقی در هر پاس برش دهد، راه‌اندازی کند. این کد در ابتدا با دست نوشته می شد اما اکنون توسط سیستم های نرم افزاری پیشرفته انجام می شود. پس از وارد کردن دستورالعمل‌های برنامه به کنترلر ماشین، اپراتور مواد خام را در موقعیت شروع خود قرار می‌دهد و سکانس ماشین‌کاری را آغاز می‌کند.

سپس دستگاه سی‌ان‌سی مراحل فرآیند تولید برنامه‌ریزی‌شده را انجام می‌دهد. دستگاه های سی‌ان‌سی درجات مختلفی از اتوماسیون دارند. ماشین‌های کاملاً خودکار حتی می‌توانند مواد خام را بارگیری کنند و قطعات نهایی را به وسیله بازوی یک روبات تخلیه کنند، همانطور که در شکل ۱ زیر نشان داده شده است:

تاریخچه ماشین‌کاری CNC

دهه 1940: آغاز مفهومی

دهه 1940 آغازگر ایده‌های اولیه ماشین‌کاری CNC بود. دوره‌ای مشخص شده با انقلاب صنعتی دوم، جایی که تمرکز به سوی خودکارسازی و بهره‌وری در فرایندهای تولید جلب شد. در این دهه، جان تی. پارسونز، مهندسی نوآور، شروع به تدوین مفهوم کنترل عددی برای ماشین‌ابزارها کرد. ایده‌های او انقلابی بودند و زمینه‌ساز عصر جدیدی در تولید شدند. پارسونز سیستمی را تصور می‌کرد که در آن حرکت‌های ماشین‌ابزارها بتواند با مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های کدگذاری شده کنترل شود – یک تغییر اساسی از عملیات دستی رایج در آن زمان. این چشم‌انداز پیش‌درآمد فناوری CNC مدرن بود، جایی که کنترل عددی کامپیوتری امکان عملیات ماشین‌کاری دقیق و خودکار را فراهم می‌کند.

اواخر دهه 1940: آزمایش‌های اولیه

در اواخر دهه 1940، ایده‌های پارسونز شکل ملموسی به خود گرفت. او در همکاری با فرانک ال. استولن، به اصلاح مفهوم کنترل عددی پرداخت. آزمایش‌های آن‌ها زمینه‌ساز بود و منجر به توسعه نمونه‌هایی شد که چهره تولید را تغییر دادند. یکی از پروژه‌های کلیدی آن‌ها شامل توسعه روشی برای تولید کارآمد پره‌های هلیکوپتر بود. این کار نیازمند دقت و تکرارپذیری بود که فرایندهای ماشین‌کاری سنتی قادر به دستیابی به آن نبودند. کار آن‌ها در این زمینه نه تنها امکان‌پذیری کنترل عددی را ثابت کرد، بلکه پتانسیل آن را برای متحول کردن توانایی‌های تولید نیز برجسته کرد.

اوایل دهه 1950: همکاری با MIT

اوایل دهه 1950 شاهد رشد چشمگیر ایده‌های پارسونز و استولن بود. کار آن‌ها توجه نیروی هوایی ایالات متحده را جلب کرد که پتانسیل کنترل عددی را در بهبود فرایند تولید قطعات هواپیما تشخیص داد. این منجر به همکاری محوری با مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT)، قطب شناخته‌شده نوآوری فناوری، شد. با حمایت نیروی هوایی ایالات متحده، MIT پروژه توسعه و اصلاح بیشتر مفاهیم کنترل عددی را آغاز کرد. این همکاری در انتقال از جنبه‌های نظری ماشین‌کاری CNC به کاربردهای عملی دنیای واقعی نقش اساسی داشت.

این مرحله‌ای حیاتی در تکامل فناوری CNC بود که زمینه را برای توسعه اولین ماشین‌های CNC فراهم کرد. در این دوره، تمرکز بر افزایش دقت و کارایی فرایندهای تولید، به‌ویژه در صنعت هوافضا، بود. مشارکت بین پارسونز، استولن و MIT گواهی بر قدرت تحول‌آفرین همکاری در پیشرفت فناوری بود. تلاش‌های جمعی آن‌ها در ایجاد پایه‌های ماشین‌کاری CNC مدرن، فناوری که به زودی جزئی جدایی‌ناپذیر صنایع تولیدی در سراسر جهان شد، کلیدی بود.

1952: اولین ماشین NC

در سال 1952، یک نقطه عطف مهم در تاریخ ماشین‌کاری CNC با نمایش اولین ماشین کنترل عددی (NC) توسط مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) حاصل شد. این ماشین، یک ماشین فرز سی‌ن سیناتی هیدروتل اصلاح‌شده، نشان‌دهنده اوج سال‌ها تحقیق و توسعه در خودکارسازی و کنترل ماشین‌ابزار بود. این رویداد به طور گسترده به‌عنوان تولد ماشین‌کاری NC شناخته می‌شود و نشان‌دهنده انتقال از مفاهیم نظری به فناوری عملی و قابل استفاده است. این نمایش توانایی ماشین در پیروی از دستورالعمل‌های دقیق کدگذاری‌شده روی نوارهای پانچ را نشان داد، روشی که دقت و پیچیدگی عملیات ماشین‌کاری را به میزان قابل توجهی افزایش داد. این توسعه یک نقطه عطف بود و پتانسیل کاربرد گسترده فناوری CNC در فرایندهای تولید مختلف را نشان داد.

دهه 1950: فناوری نوار پانچ

در دهه 1950، فناوری نوار پانچ به جنبه‌ای اساسی از ماشین‌های اولیه CNC تبدیل شد. این فناوری شامل ذخیره داده‌ها روی نوارهای طولانی کاغذ با سوراخ‌های پانچ‌شده بود که نشان‌دهنده دستورالعمل‌های کدگذاری‌شده برای عملیات ماشین بود. استفاده از نوارهای پانچ امکان انجام عملیات ماشین‌کاری پیچیده‌تر و دقیق‌تر از قبل را برای ماشین‌های CNC فراهم کرد. فناوری نوار پانچ امکان ذخیره و بازیابی اطلاعات برنامه‌نویسی دقیق را فراهم کرد و راه را برای توسعه سیستم‌های CNC پیشرفته‌تر هموار کرد. همچنین نشان‌دهنده گامی مهم به سوی خودکارسازی فرایندهای ماشین‌کاری بود که وابستگی به عملیات دستی را کاهش داد و کارایی و تکرارپذیری وظایف تولید را افزایش داد.

اواخر دهه 1950: آغاز تجاری‌سازی

در اواخر دهه 1950، تجاری‌سازی ماشین‌های NC آغاز شد و عصر جدیدی را در تولید رقم زد. شرکت‌هایی مانند Giddings & Lewis Machine Tool Co. به‌عنوان پیشگامان این حوزه ظاهر شدند و از جمله اولین شرکت‌هایی بودند که ماشین‌های NC را به صورت تجاری به فروش رساندند. این دوره آغاز تغییر در صنعت تولید بود، زیرا شرکت‌های بیشتری شروع به شناخت مزایای فناوری CNC کردند. در دسترس بودن تجاری ماشین‌های NC تغییری تحول‌آفرین در قابلیت‌های تولید ایجاد کرد. صنایع شروع به استفاده از این ماشین‌ها برای بهبود فرایندهای تولید خود کردند و از افزایش دقت، کاهش هزینه‌های نیروی کار و توانایی تولید قطعات پیچیده با سهولت بیشتر بهره‌مند شدند.

دهه 1960: معرفی کنترل کامپیوتری

دهه 1960 شاهد تکامل قابل توجهی در ماشین‌کاری CNC با معرفی کنترل کامپیوتری بود. این انتقال از کنترل عددی (NC) به کنترل عددی کامپیوتری (CNC) نشان‌دهنده جهشی در قابلیت‌های فناوری ماشین‌کاری بود. کامپیوترها برای کنترل ماشین‌ابزارها استفاده شدند و قابلیت‌های پیشرفته‌ای مانند بازخورد بلادرنگ و گزینه‌های برنامه‌نویسی پیچیده‌تر را ارائه دادند. این دوره شاهد ادغام فناوری کامپیوتر در فرایندهای ماشین‌کاری بود که امکان عملیات پیچیده‌تر و دقیق‌تر را فراهم می‌کرد. استفاده از کامپیوترها امکان ذخیره‌سازی و پردازش برنامه‌های پیچیده‌تر را فراهم کرد و منجر به انعطاف‌پذیری و کارایی بیشتر در تولید شد.

1967: اولین ماشین فرز CNC

در سال 1967، رویداد مهم دیگری در تاریخ ماشین‌کاری CNC رخ داد – معرفی اولین ماشین فرز واقعی CNC توسط شرکت Electronic Data Control. این پیشرفت پتانسیل ماشین‌کاری CNC را به میزان قابل توجهی گسترش داد و امکانات جدیدی را برای تولید قطعات پیچیده و دقیق باز کرد. اولین ماشین فرز CNC نسبت به مدل‌های قبلی پیشرفت قابل توجهی داشت و ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند برنامه‌نویسی کامپیوتری، کنترل دقیق چند محور و توانایی انجام برش‌ها و حرکات پیچیده را در خود جای داد. این ماشین استاندارد را برای توسعه‌های آینده در فناوری CNC تعیین کرد و نقش مهمی در پذیرش گسترده آن در صنایع مختلف ایفا کرد.

دهه 1970: میکروپردازنده‌ها و کاهش هزینه

دهه 1970 عصر جدیدی را در ماشین‌کاری CNC با ظهور میکروپردازنده‌ها آغاز کرد. این اجزای کوچک اما قدرتمند منجر به توسعه ماشین‌های CNC کوچکتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر شد که دسترسی به آن‌ها را به میزان قابل توجهی گسترش داد. تأثیر میکروپردازنده‌ها در فناوری CNC را نمی‌توان نادیده گرفت؛ آن‌ها سیستم‌های کنترل را متحول کردند و ماشین‌های CNC را کارآمدتر و قابل اعتمادتر کردند. این پیشرفت به ویژه برای تأسیسات تولیدی کوچک‌تر و مؤسسات آموزشی مفید بود که قبلاً هزینه و اندازه ماشین‌های CNC برای آن‌ها منع‌کننده بود. میکروپردازنده‌ها تولید ماشین‌های CNC جمع‌وجور و کم‌هزینه را امکان‌پذیر کرد و فناوری را دموکراتیزه کرد و موج جدیدی از نوآوری را در صنایع مختلف تقویت کرد.

دهه 1980: رابط‌های کاربری گرافیکی (GUI)

در دهه 1980، توسعه رابط‌های کاربری گرافیکی (GUI) ماشین‌کاری CNC را بیشتر متحول کرد. GUIها با کمک پیشرفت‌های رایانه شخصی، ماشین‌های CNC را کاربرپسندتر و قابل دسترس‌تر کردند. این تغییر یک تغییر قابل توجه از رابط‌های خط فرمان قبلی بود که نیاز به دانش و آموزش تخصصی داشت. معرفی GUI در سیستم‌های CNC فرایند برنامه‌نویسی را ساده‌تر کرد و آن را برای طیف گسترده‌تری از کاربران شهودی‌تر و قابل دسترسی‌تر کرد. این توسعه نه تنها کارکرد ماشین‌های CNC را ساده‌تر کرد، بلکه در گسترش استفاده از آن‌ها در بخش‌های مختلف تولید نیز نقش مهمی داشت.

اواخر دهه 1980: معرفی CAD/CAM

در اواخر دهه 1980، پیشرفت مهم دیگری با ادغام طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) و تولید به کمک کامپیوتر (CAM) در فناوری CNC رخ داد. این یکپارچگی جهش بزرگی به جلو در کارایی و دقت ماشین‌کاری CNC بود.

سیستم‌های CAD/CAM به طراحان و مهندسان اجازه می‌داد تا مدل‌های دیجیتال دقیق از قطعات و اجزا ایجاد کنند که سپس می‌توانستند مستقیماً توسط ماشین‌های CNC تولید شوند. این انتقال یکپارچه از طراحی به تولید، فرایند تولید را ساده‌تر کرد و خطاها و زمان موردنیاز را کاهش داد. معرفی CAD/CAM نشان‌دهنده همگرایی طراحی و تولید بود و قابلیت‌های ماشین‌های CNC را افزایش داد و امکان تولید دقیق‌تر و پیچیده‌تر را فراهم کرد.

دهه 1990: گسترش و استانداردسازی

دهه 1990 شاهد گسترش سریع فناوری CNC و ادغام CAD/CAM در صنایع مختلف بود. با کاهش هزینه‌های سخت‌افزار و نرم‌افزار، ماشین‌های CNC و نرم‌افزارهای CAD/CAM برای طیف وسیعی از مشاغل در دسترس‌تر شدند. استانداردسازی زبان‌های برنامه‌نویسی CNC مانند G-code نیز به تبادل داده بین نرم‌افزارهای مختلف و ماشین‌های CNC کمک کرد.

دهه 2000 تا کنون: نوآوری‌های اخیر

در دهه‌های اخیر، فناوری CNC همچنان در حال پیشرفت بوده است. برخی از مهم‌ترین نوآوری‌ها عبارتند از:

  • کنترل عددی مستقیم (DNC): این فناوری به ماشین‌های CNC اجازه می‌دهد تا مستقیماً از مدل‌های CAD بدون نیاز به برنامه‌نویسی دستی تولید کنند.
  • ماشین‌کاری چندمحوره: ماشین‌های CNC قادر به حرکت همزمان در چندین محور هستند که امکان تولید قطعات پیچیده‌تر و ارگانیک‌تر را فراهم می‌کند.
  • مواد جدید: ماشین‌های CNC می‌توانند طیف گسترده‌ای از مواد از جمله فلزات، پلاستیک‌ها، کامپوزیت‌ها و حتی مواد چوب را ماشین‌کاری کنند.
  • اتوماسیون: ادغام روبات‌ها و سیستم‌های بینایی ماشین با ماشین‌های CNC به خودکارسازی بیشتر فرایندهای تولید کمک کرده است.
  • شبیه‌سازی: نرم‌افزارهای شبیه‌سازی به مهندسان اجازه می‌دهند تا قبل از تولید فیزیکی، فرایند ماشین‌کاری را شبیه‌سازی کنند و از بروز خطاها جلوگیری کنند.
  • تولید افزایشی: فناوری‌های تولید افزایشی مانند چاپ سه‌بعدی با ماشین‌کاری CNC ترکیب شده‌اند تا امکان تولید قطعات پیچیده و سفارشی را فراهم کنند.

ماشین‌کاری CNC از یک ایده مفهومی در دهه 1940 به یک فناوری حیاتی در صنعت مدرن تبدیل شده است. ادغام CAD/CAM و نوآوری‌های مداوم، CNC را به ابزاری قدرتمند برای تولید قطعات پیچیده و دقیق تبدیل کرده است. با ادامه پیشرفت فناوری، می‌توان انتظار داشت که CNC نقش حتی مهم‌تری در شکل‌دهی آینده تولید ایفا کند.

ماشین CNC چه زمانی اختراع شد؟

اولین دستگاه سی‌ان‌سی در سال ۱۹۵۲ توسط تیمی از محققان شاغل در ام‌آی‌تی (MIT – Massachusetts Institute of Technology) توسعه داده شد. این پیشرفت به دنبال توسعه اولین ماشین ان‌سی (NC – Numerical Control) در سال ۱۹۴۹ انجام شد. دستگاه های سی‌ان‌سی در سال ۱۹۵۸ ثبت اختراع شدند.

چه کسی ماشین کاری CNC را اختراع کرد؟

جان تی پارسونز (John T. Parsons) اولین فردی بود که یک ماشین ان‌سی ساخت. ماشین ان‌سی به گونه ای طراحی شده بود که مستقیماً با مجموعه ای از کارت های پانچ کار کند تا به دستگاه بگوید کجا باید حرکت کند. این مفهوم زمینه را برای توسعه بیشتر دستگاه سی‌ان‌سی فراهم کرد. تیمی از محققان شاغل در ام‌آی‌تی، به سرپرستی جی اف رینتجس (J.F. Reintjes)، اولین نمونه اولیه دستگاه فرز سی‌ان‌سی را توسعه دادند. سپس ریچارد کرگ (Richard Kegg) با ام‌آی‌تی همکاری کرد تا اولین دستگاه سی‌ان‌سی موجود در بازار، هیدروتول سینسیناتی میلاکرون را توسعه دهد. سینسیناتی میلاکرون تبدیل به یکی از اولین تولیدکنندگان ماشین‌های سی‌ان‌سی شد.

ماشین‌ CNC در کجا ایجاد شد؟

اولین نمونه اولیه ماشین سی‌ان‌سی در ایالات متحده آمریکا در ام‌آی‌تی توسعه یافت. اولین دستگاه سی‌ان‌سی تجاری در سینسیناتی با همکاری ام‌آی‌تی ساخته شد.

سینسیناتی میلاکرون هیدروتول نام اولین دستگاه سی‌ان‌سی (CNC) تجاری در جهان است که در سال 1952 توسط شرکت سینسیناتی میلاکرون (Cincinnati Milacron) معرفی شد. این دستگاه نقطه عطفی در تاریخ صنعت تولید بود زیرا اولین بار امکان ماشینکاری خودکار قطعات با دقت و سرعت بالا را فراهم کرد.

مشخصات فنی:

  • نوع دستگاه: فرز سی‌ان‌سی
  • کنترل: کامپیوتری
  • حرکات: 3 محوره (X, Y, Z)
  • محدوده حرکت:
    • X: 1270 میلی متر
    • Y: 635 میلی متر
    • Z: 457 میلی متر
  • سرعت اسپیندل: تا 3600 دور در دقیقه
  • توان موتور: 15 اسب بخار

اهمیت:

هیدروتول به عنوان اولین دستگاه سی‌ان‌سی تجاری، راه را برای توسعه و پیشرفت این تکنیک در سال‌های آینده هموار کرد. این دستگاه به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله هوافضا، خودرو و پزشکی مورد استفاده قرار گرفت و به افزایش بهره‌وری و کیفیت تولید کمک کرد.

امروزه:

اگرچه هیدروتول دیگر به طور فعال تولید نمی‌شود، اما به عنوان یک نقطه عطف مهم در تاریخ صنعت تولید شناخته می‌شود. تکنیک‌های سی‌ان‌سی به طور قابل‌توجهی از زمان هیدروتول پیشرفت کرده‌اند، اما این دستگاه همچنان به عنوان یک نماد نوآوری و پیشرفت در این زمینه باقی مانده است.

چرا ماشین کاری CNC ایجاد شد؟

ماشین کاری CNC برای امکان ماشین‌کاری اشکال پیچیده‌ای که با تکنیک‌های فرزکاری دستی سنتی قابل تولید نبودند، ایجاد شد. ماشین کاری CNC امکان تولید پروفیل‌های توسعه یافته ریاضی که یک منحنی غیرخطی پیچیده را ترسیم می‌کنند، فراهم می‌کند که انجام آن با ماشین‌کاری دستی دشوار یا غیرممکن بود.

هدف اصلی ماشین کاری CNC چیست؟

هدف از ماشین‌کاری سی‌ان‌سی تولید قطعات دقیق به روشی تکراری با کمترین دخالت انسان است. این امر در نهایت منجر به کاهش هزینه هر قطعه و در عین حال حفظ سطح بالایی از کیفیت می‌شود.

قبل از دستگاه سی‌ان‌سی چه چیزی وجود داشت؟

قبل از دستگاه‌های سی‌ان‌سی، ماشین‌های ان‌سی (کنترل عددی) توسعه یافته بودند. ماشین‌های ان‌سی با کارت‌های پانچ و بعداً با نوار مغناطیسی برنامه‌ریزی می‌شدند. در نهایت، از هیچ کامپیوتری استفاده نمی‌شد و اصل آن شبیه به پیانوهای اتوماتیک قدیمی است که از رول‌های کارت پانچ برای پخش موسیقی استفاده می‌کردند. این دستورالعمل‌ها توسط دستگاه خوانده می‌شد و سپس قطعه را تولید می‌کرد.

اولین استفاده از ماشین کاری CNC چه بود؟

در سال ۱۹۴۹، اولین بار از دستگاه سی‌ان‌سی برای ماشین‌کاری پره‌های بالگرد استفاده شد. این کار با استفاده از اشکال ایرفویل توسعه یافته ریاضی انجام شد. ایرفویل به شکل مقطع عرضی یک بال یا پره هواپیما اشاره دارد.

ایرفویل به شکل مقطع عرضی یک بال یا پره هواپیما، بالگرد، توربین بادی و دیگر وسایل نقلیه هوایی اشاره دارد. این شکل به گونه‌ای طراحی شده است که با عبور هوا از روی آن، نیروی بالابر (Lift) ایجاد کند.

چه صنعتی از ماشین کاری CNC استفاده می‌کند؟

تقریباً هر صنعتی از نوعی ماشین‌کاری سی‌ان‌سی استفاده می‌کند. با این حال، کاربران اصلی ماشین‌کاری سی‌ان‌سی در زیر فهرست شده‌اند:

  • خودروسازی: موتورهای احتراق داخلی برای کارکرد کارآمد به تلورانس‌های دقیقی نیاز دارند. به عنوان مثال، سرسیلندر و گیربکس معمولاً با استفاده از ماشین‌کاری سی‌ان‌سی ساخته می‌شوند.
  • هوافضا: صنعت هوافضا به دلیل نیاز به ماشین‌کاری تکراری و دقیق از ماشین‌کاری سی‌ان‌سی به طور گسترده استفاده می‌کند. برخی از کاربردهای معمولی شامل پره‌های توربین، محفظه‌های احتراق موشک و منیفولدهای هیدرولیک است.
  • پزشکی: صنعت پزشکی اغلب به قطعاتی نیاز دارد که هندسه‌های پیچیده‌ای با تلورانس‌های کوچک برای تناسب و هم‌ترازی با اندام‌ها و مفاصل انسان داشته باشند. این یک مورد استفاده ایده‌آل برای ماشین‌کاری سی‌ان‌سی است و برخی از اجزای معمولی شامل مفاصل ران، ابزارهای جراحی و اندام‌های مصنوعی است.
  • الکترونیک: اجزای الکترونیکی به دقت فوق‌العاده‌ای نیاز دارند. به همین دلیل، ماشین‌کاری سی‌ان‌سی به طور گسترده در این صنعت استفاده می‌شود. برخی از کاربردهای معمولی شامل محفظه‌های محصولات مصرفی برای محافظت از الکترونیک حساس، هیت سینک و چاک‌های ویفر و حامل‌های ویفر برای اجزای الکترونیکی مانند نیمه‌رساناها است.

چه زمانی ماشین کاری CNC محبوب شد؟

ماشین‌کاری سی‌ان‌سی از اواخر دهه ۱۹۶۰ محبوبیت پیدا کرد. در سال ۱۹۷۶، اولین سیستم‌های CAD (طراحی به کمک کامپیوتر) ارائه شدند که امکان ایجاد مدل‌های سه‌بعدی را فراهم می‌کردند که سپس برای توسعه کد G ماشین استفاده می‌شدند. این امر دسترسی آسان‌تر به فناوری سی‌ان‌سی را فراهم کرد. تا سال ۱۹۸۹، ماشین‌کاری سی‌ان‌سی به عنوان استاندارد تولید و تولید انبوه در نظر گرفته شد.

تاثیر ماشین کاری CNC بر جهان چه بود؟

ماشین‌کاری سی‌ان‌سی با افزایش سرعت فرآیند ماشینکاری از طریق اتوماسیون، امکان افزایش بهره‌وری تولید را فراهم کرده است. همچنین امکان افزایش کیفیت و تکرارپذیری ابعادی را فراهم کرده است که در نهایت قطعات قابل اعتمادتر و ایمن‌تر را ایجاد می‌کند. ماشین‌کاری سی‌ان‌سی همچنین با کاهش نیاز کلی به نیروی کار، هزینه تولید قطعات پیشرفته را کاهش داده است.

زبان برنامه نویسی مورد استفاده در دستگاه های سی ان سی چیست؟

دستگاه های سی ان سی از زبان برنامه نویسی به نام G-Code (Geometry Code) استفاده می کنند. این کد یک زبان برنامه نویسی نسبتاً ساده است که فهرستی از مختصات XYZ را لیست می‌کند که نشان می‌دهد ابزار باید به کجا حرکت کند و سرعت مورد نظر برای حرکت ابزار را نیز مشخص می‌کند. همچنین سری M-Codes (Machine Codes) وجود دارد که به اپراتور اجازه می دهد تا توابع ماشینی مانند روشن کردن مایع خنک کننده، تعویض ابزار و توقف اسپیندل را مشخص کند.

G-Code شامل مجموعه‌ای از دستورات است که به دستگاه سی‌ان‌سی می‌گوید چگونه یک قطعه را ماشینکاری کند. این دستورات شامل موارد زیر هستند:

  • مختصات XYZ: که ابزار باید به کجا حرکت کند.
  • سرعت ابزار: با چه سرعتی باید حرکت کند.
  • نوع عملیات: چه نوع عملیاتی باید انجام شود (مثلاً برش، سوراخ‌کاری، فرزکاری).
  • پارامترهای دیگر: مانند عمق برش، سرعت اسپیندل و نوع ابزار.

آیا ماشین کاری CNC یک تکنیک تولید پیشرفته است؟

بله، ماشین‌کاری سی‌ان‌سی به عنوان یک تکنیک تولید پیشرفته در نظر گرفته می‌شود زیرا به طور خودکار قطعات را با حداقل یا بدون دخالت انسان می‌سازد.

انواع مختلف ماشین کاری CNC که امروزه استفاده می‌شود کدامند؟

ماشین‌کاری سی‌ان‌سی طیف بسیار وسیعی از ماشین‌ها با قابلیت‌های مختلف را شامل می‌شود. با این حال، در سطحی‌ترین حالت، می‌توان ماشین‌های سی‌ان‌سی را به تراش‌های سی‌ان‌سی و فرزهای سی‌ان‌سی تقسیم کرد. یک تراش سی‌ان‌سی مواد را به داخل یک ابزار برش ثابت می‌چرخاند، در حالی که یک فرز سی‌ان‌سی ابزار برش را به داخل مواد ثابت می‌چرخاند.

لازم به ذکر است که تنوع زیادی از این ابزارها وجود دارد، به طوری که برخی از آنها وظایف یک تراش و یک فرز را در یک دستگاه انجام می دهند. تعداد درجات آزادی نیز برای طبقه بندی نوع دستگاه سی ان سی استفاده می شود. به عنوان مثال، یک دستگاه سی ان سی 3 محوره می تواند ابزار را در صفحه XY و همچنین به سمت بالا در امتداد محور Z حرکت دهد.

تفاوت بین ماشینکاری NC و CNC چیست؟

NC (Numerical Control) به فرآیند برنامه نویسی یک ماشین با مجموعه ای از دستورالعمل های ماشینکاری بر روی کارت پانچ یا نوار مغناطیسی اشاره دارد. NC در سال 1949 توسعه یافت و پیشرو CNC (Computer Numerical Control) مدرن است. گفته می شود یک دستگاه دارای کنترل CNC است اگر مجموعه ای از کدهای کامپیوتری را برای دستور دادن به دستگاه در مورد اینکه ابزار را به کجا حرکت دهد و با چه سرعتی برای ماشینکاری قطعه نهایی استفاده کند.

خلاصه

این مقاله به بررسی ریشه ها و تاریخچه ماشینکاری سی ان سی و تکامل آن از ماشینکاری NC پرداخت.این مقاله برای اولین بار در سایت بازارگاه الکترونیکی ساخت و تولید ایران به نشانی Digimfg.ir منتشر شده است.

منابع

سلب مسئولیت

محتوای ارائه شده در این صفحه وب صرفا جنبه اطلاع رسانی دارد. DIGIMFG هیچگونه ضمانت یا مسئولیتی، چه به صورت صریح یا ضمنی، در خصوص صحت، کامل بودن یا اعتبار اطلاعات بر عهده نمی گیرد. پارامترهای عملکرد، تلرانس های هندسی، ویژگی‌های طراحی خاص، کیفیت یا نوع مواد، یا فرایندها را نباید نمایانگر آنچه توسط تأمین کنندگان یا تولیدکنندگان شخص ثالث در شبکه DIGIMFG ارائه می‌شود، دانست. خریدارانی که به دنبال دریافت قیمت هستند موظفند تا الزامات فنی ویژه موردنیاز برای قطعات را تعریف کنند. برای کسب اطلاعات بیشتر، لطفاً به شرایط و ضوابط ما مراجعه کنید.

نوشته‌های مشابه

4 دیدگاه

  1. سلام و عرض ادب. مقاله بسیار آموزنده‌ای بود و از خواندن آن بسیار لذت بردم. یکی از سوالاتی که همیشه برای من مطرح بود، این است که آیا ماشین‌کاری CNC در صنایع کوچک و کارگاه‌های خانگی نیز کاربرد دارد یا بیشتر برای صنایع بزرگ مناسب است؟

    1. سلام سارا خانم، از اینکه مقاله را مطالعه کردید و نظرتان را با ما در میان گذاشتید، سپاسگزارم. ماشین‌کاری CNC امروزه در انواع صنایع، از کوچک‌ترین کارگاه‌های خانگی تا بزرگ‌ترین کارخانه‌های تولیدی کاربرد دارد. دستگاه‌های CNC رومیزی و کوچک با قیمت‌های مقرون‌به‌صرفه، امکان انجام کارهای دقیق را در کارگاه‌های کوچک فراهم می‌کنند. این دستگاه‌ها برای ساخت قطعات کوچک، مدل‌سازی، حکاکی و حتی ساخت جواهرات بسیار مناسب هستند. در مقابل، دستگاه‌های بزرگ‌تر در صنایع سنگین و تولید انبوه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

  2. با سلام و احترام. از خواندن مقاله شما درباره تاریخچه ماشین‌کاری CNC بسیار لذت بردم. اطلاعات بسیار کامل و مفیدی ارائه کردید که برای من به عنوان یک دانشجوی مهندسی مکانیک بسیار جذاب بود. با توجه به اهمیت تاریخچه این فناوری در صنعت تولید، آیا می‌توانید منابع یا کتاب‌های دیگری را معرفی کنید که درباره توسعه ماشین‌کاری CNC در دهه‌های اخیر اطلاعات بیشتری داشته باشند؟

    1. با سلام و تشکر از لطف شما، محمدرضا عزیز. بسیار خوشحالم که مقاله مورد توجه شما قرار گرفته است. برای اطلاعات بیشتر در مورد تاریخچه و توسعه ماشین‌کاری CNC، پیشنهاد می‌کنم کتاب ‘Computer Numerical Control: Concepts and Programming’ نوشته Warren S. Seames و David V. Connelly را مطالعه کنید. همچنین، سایت‌های تخصصی مانند Modern Machine Shop و مجله Manufacturing Engineering مقالات بروزی در این زمینه دارند که می‌توانند به شما درک عمیق‌تری از این موضوع بدهند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *