ماشین CNC چیست و چه کاربردی دارد؟

واژه CNC مخفف عبارت Computer Numerical Control به معنای کنترل عددی رایانه ‌ای است. ماشین CNC در اصل، عملیات منبت کاری را به صورت ماشینی انجام می دهد، به همین علت به آن ماشین منبت کاری نیز می گویند. نسل اولیه این دستگاه ها فاقد کامپیوتر بودند که به نام NC شناخته می شدند. نسل جدید این دستگاه ها با نام CNC، یک مینی کامپیوتر یا میکرو کامپیوتر دارند که در اصل به عنوان واحد کنترل دستگاه عمل می کند. در این دستگاه ها، تا حد امکان، مدارهای سخت‌ افزار اضافی در واحد کنترل حذف شده اند. این کامپیوتر وظیفه ارسال برنامه‌ های لازم جهت برش و یا حک فلزات و غیر فلزات را برعهده دارد.
نحوه کارکرد CNC به این صورت است که ابتدا طراحی انجام شده و سپس به وسیله نرم افزار Computer Aided Design (CAD)، این طرح به اعداد تبدیل می شود. سپس این اعداد که هرکدام نشان‌ دهنده‌ مختصات دستگاه است، به ماشین ارسال می شود. نرم ‌افزارهای ساخت به کمک کامپیوتر یا Computer Aided Manufacturing (CAM) نیز نقشی اساسی در انتقال طرح‌ ها به دستگاه را دارند. دستگاه های CNC در حوزه های متفاوت تولید بکار گرفته می شوند.

پرکاربردترین دستگاه های CNC

فرز  CNC

این دستگاه دستورات کامپیوتر را برای حرکت ابزار یا میز (بسته به نوع فرز) به ماشین منتقل می‌ کند و انواع عملیات فرزکاری دقیق را روی انواع جنس قطعه کار انجام می‌ دهد. زبانی که برای ارتباط بین فرز CNC و اکثر دستگاه‌های سی ان سی دیگر و کامپیوتر استفاده می‌ شود، زبان G یا G-Code نام دارد. فرز CNC معمولی، در سه محور Y ،X و Z قابل برنامه‌ نویسی می باشد؛ البته فرزهای مدرن از ۴ تا ۶ محور را نیز برای برنامه‌ نویسی در اختیار کاربر قرار می‌ دهند.

روتر

این دستگاه یکی از دستگاه های رایج CNC است. این وسیله به غیر از رایانه، هیچ رابط انسانی ندارد و از آن برای برش قطعات بزرگ چوبی، قطعات و ورق های فلزی و پلاستیکی استفاده می شود. مختصات دکارتی این دستگاه در سه بعد طراحی شده است که امکان برش در سه بعد را نیز به ما می دهد. روترهای دیگری نیز هستند که در 4، 5 و یا حتی 6 بعد طراحی شده اند که اغلب برای مدل های اولیه و اشکال پیچیده تر استفاده می شوند.

ماشین تراش

این ماشین قطعات را برخلاف حرکت مته دریل به چرخش در می‌ آورد. از این ماشین‌ به عنوان ابزاری جهت برش دوار و حذف مواد از روی قطعه اصلی نیز بهره می‌ برند.

ماشین برش پلاسما

این ماشین ها از لحاظ اندازه و راه اندازی، شبیه روتر ها هستند. در این برش، فولاد یا سایر فلزات (گاهی اوقات برخی مواد دیگر) در قطرهای مختلف به وسیله یک مشعل برش داده می‌ شود. در این برش یک گاز نجیب با سرعت بالا از نازل دمیده شده و در همان لحظه یک قوس الکتریکی بین گاز در سر نازل و سطح برش ایجاد می‌ گردد و گاز به حالت پلاسما می‌ رود. پلاسما به اندازه کافی گرم است تا فلز را ذوب کرده و برش صورت پذیرد.

ماشین های برش لیزری

برش لیزری همانند برش پلاسما عمل می کند، با این تفاوت که به جای استفاده از مشعل پلاسما، از یک نوع لیزر قدرتمند برای برش استفاده می شود. این نوع ماشین ها برای برش چوب، فلز و پلاستیک نیز مورد استفاده قرار می گیرند.
از دیگر انواع CNC می توان به پیرنترهای سه بعدی، دستگاه هوابرش، دستگاه برش واترجت، ماشین کاری های الکتریکی و شیمیایی، ماشین آلات خم کننده و … اشاره کرد.

مزایای استفاده از CNC

  1. ماشین های CNC می توانند بطور مداوم و ۲۴ ساعته در روز کار کنند و در ۳۶۵ روز سال، تنها برای سرویس و نگهداری خاموش شوند.
  2. سرعت ماشین های CNC را می توان با بروز کردن نرم افزار اجرایی که دارند، ارتقاء داد. این یعنی همگام با تکنولوژی و متدهای روز حرکت کردن که برای صنعت امروز نیز بسیار حائز اهمیت می باشد.
  3. دستگاه CNC به واسطه دقت بسیار بالا در برش و حک مواد اولیه از قبیل چوب و پلاستیک، کمترین اتلاف در میزان مواد را در هنگام حک یا برش داشته و در نهایت موجب بالا رفتن بازدهی تولید کالا یا خدمات می گردد که نتیجه آن صرفه جویی در پرداخت هزینه برای تهیه مواد اولیه خواهد بود.
  4. دستگاه CNC به واسطه امکان پردازش چند عملکرد، باعث افزایش سرعت تولید می شود.
  5. یک مهندس ماهر می تواند قطعه مشابهی را بارها تولید کند زیرا اگر تولید هر قطعه بطور دقیق مطالعه و بررسی شود، باز هم هر کدام می تواند تغییرات جزئی نیز داشته باشد اما یک ماشین CNC می تواند هر قطعه را با دقت بسیار زیاد به یک شکل تولید نماید.