دليل مفصل عن أجهزة التوجيه CNC

إن أجهزة التوجيه CNC عبارة عن أدوات تحكم محوسبة تعمل على نحت المعادن بشكل فعال لتشكيلها في أشكال منتجات دقيقة. يتم استخدام هذه في القطع, نحت, نقش, وتوجيه المواد المختلفة مثل الخشب, البلاستيك, المركبات المعدنية, إلخ. أما بالنسبة للتطبيق, أجهزة التوجيه CNC قابلة للتطبيق على نطاق واسع في البلاستيك, خشب, تشغيل المعادن, صنع التوقيع, والصناعات التحويلية للأثاث. بسبب قدرتهم على تصميم الأجزاء ذات التشطيب الاستثنائي والمواصفات الدقيقة.

المكونات الرئيسية لجهاز التوجيه CNC

تشتمل أجهزة التوجيه CNC على عدة مكونات. تم تصميم كل مكون لاستيعاب مهام محددة, مثل القطع والتوجيه على النحو الأمثل. فيما يلي الأجزاء الأساسية لجهاز التوجيه CNC:

سرير

السرير هو العنصر الأقل تعقيدًا في جهاز التوجيه CNC الذي يوفر السطح الذي ستستقر عليه قطعة العمل المراد تشكيلها. غالبا ما تكون مصنوعة من الألومنيوم, فُولاَذ, أو الحديد الزهر لتوفير القوة والمتانة اللازمة. في معظم الحالات, تم تجهيز سطح السرير بفتحات على شكل حرف T/أنظمة فراغ للحفاظ على المادة في مكانها أثناء عملية القطع. هكذا, يحدد حجم وهيكل السرير الحد الأقصى لحجم قطعة العمل التي يمكن لجهاز التوجيه CNC تصنيعها.

المراقب المالي

تتلقى وحدة التحكم التعليمات من الكمبيوتر وتنفذ الإجراءات المطلوبة بمساعدة أداة القطع. تستخدم وحدة التحكم G-code, الذي يحتوي على مسار الأداة وسرعتها ومعلمات أخرى مثل سرعة المغزل ومعدل التغذية. تشتمل أجهزة التوجيه CNC الحديثة على وحدات تحكم متقدمة مع شاشات تعمل باللمس. يمكن أن يعمل لاسلكيًا ويمكن أن يحتوي على عدد أكبر من البرامج مقارنة بالموديلات السابقة, ومن السهل استدعاؤها.

المحركات

عادة ما تدور المحركات الموجودة في جهاز التوجيه CNC حول ثلاثة محاور: X, ي, و ز. يتم استخدام المحركات المؤازرة والمحركات السائر بشكل شائع. المحركات السائر دقيقة في سياق التحكم في الحركة و, كما, يمكن دمجها في الأنظمة التي تكون فيها الدقة مهمة. المحركات المؤازرة أكثر دقة وأسرع من المحركات الأخرى. يتم استخدامها عندما تكون هناك حاجة إلى دقة عالية وتشغيل سلس. المحركات السائر والمؤازرة: أي واحد للاختيار يتم تحديده من خلال تصميم المشروع الذي سيتم القيام به, المادة التي سيتم العمل عليها, إلخ.

المغزل/جهاز التوجيه

يحمل المغزل / جهاز التوجيه القاطع ويدفعه بسرعة عالية عن طريق تدويره. إنه أحد الأجزاء الأكثر أهمية في جهاز التوجيه CNC لأنه يحدد جودة القطع الذي يتم إجراؤه. المغازل مزودة بمحركات ويمكن أن تعمل بسرعات مختلفة. تتراوح سرعات المغزل النموذجية من عدة آلاف إلى عشرات الآلاف من الثورات في الدقيقة. تحدد قدرة المغزل وسرعته نوع المواد التي يمكن قطعها بالإضافة إلى جودة القطع. يتم استخدام مغازل عالية السرعة حيثما يكون التشطيب مطلوبًا وللتشطيب الجيد, بينما يتم استخدام مغازل منخفضة السرعة للقطع الخام.

أجهزة التوجيه باستخدام الحاسب الآلي: ماذا يفعل?

تعمل أجهزة التوجيه CNC من خلال التوجيه عبر رمز G(تصميم افتراضي للمنتج المقصود). تبدأ العملية بتوضيح نموذج أو نمط على جهاز كمبيوتر باستخدام CAD (التصميم بمساعدة الكمبيوتر) برمجة. بعد ذلك, يقوم محرك جهاز التوجيه CNC بتحريك أداة القطع على طول المحاور الثلاثة, مثل X الأفقي, عمودي على شكل حرف Y, وعمق Z. هو قطع المادة إلى الشكل المطلوب. يقوم المغزل أيضًا بتدوير أداة القطع بسرعة عالية, وهذا يجعل من الممكن قطع, تتحمل, أو أكتب المادة. العملية مؤتمتة بالكامل. وهذا يعني أنه بمجرد تحميل البرنامج ووضع المواد على السرير, ستكون الآلة قادرة على القيام بهذه المهمة من تلقاء نفسها.

عمليات التوجيه CNC المختلفة

يمكن لأجهزة التوجيه CNC إجراء العديد من العمليات, وجميعها مناسبة لبعض التطبيقات والمواد. تتضمن بعض عمليات التوجيه CNC الأكثر شيوعًا:

• القطع باستخدام الحاسب الآلي: أبسط العمليات التي يقوم فيها جهاز التوجيه بتتبع الخط الموجود على سطح المادة ويقطع الجزء غير المرغوب فيه. يمكن استخدامه لإجراء تخفيضات مستقيمة, القطع المنحنية بالإضافة إلى الأشكال الأخرى التي قد تكون معقدة.
• النقش باستخدام الحاسب الآلي: يعد النقش باستخدام الحاسب الآلي أمرًا لا يقدر بثمن ومفيد بشكل خاص لأغراض اللافتات والزينة.
• الحفر باستخدام الحاسب الآلي: بعض الوظائف التي يمكن أن تؤديها هي قطع الثقوب بأبعاد معينة. إنها ضرورية عند عمل فتحات المسامير أو ربط الأجزاء.
• جيب: تستلزم هذه العملية قطع المواد من منطقة معينة. لكنها لا تمر عبر سمك قطعة العمل وتخلق جيوبًا.
• 3د الكنتوري: يمكن لأجهزة التوجيه CNC إجراء عمليات قطع متعمقة في اتجاهات متعددة, مما يجعل من الممكن نحت أشكال مثل القوالب والمنحوتات.

أنواع مختلفة من أجهزة التوجيه CNC

تتوفر أجهزة التوجيه CNC بأنواع مختلفة, لأغراض محددة, وفي مواد مختلفة. وتشمل الأنواع الرئيسية:

• أجهزة التوجيه CNC الخشبية: تم تصميم أجهزة التوجيه هذه خصيصًا لعمليات النجارة. يتم استخدامها على نطاق واسع في إنتاج الأثاث, بناء مجلس الوزراء, وغيرها من المصنوعات الخشبية.
• أجهزة التوجيه المعدنية باستخدام الحاسب الآلي: تم تصميم أجهزة التوجيه هذه لقطع المعادن ونقشها، وهي أكثر صلابة وتحملًا للخدمة الشاقة من أجهزة التوجيه CNC الخشبية. يتم استخدامها في الصناعات المعدنية لعمليات مثل قطع الألومنيوم, فُولاَذ, و نحاس, من بين أمور أخرى.
• أجهزة التوجيه CNC الحجرية: تم تجهيز أجهزة التوجيه هذه بمغازل وقواطع خاصة يمكنها التعامل بسهولة مع المواد الصلبة مثل الجرانيت, رخام, وأردواز. يتم استخدامها على نطاق واسع في نحت الحجر وتصنيع كونترتوب.
• أجهزة التوجيه باستخدام الحاسب الآلي البلازما: تستخدم أجهزة توجيه البلازما شعلة البلازما لقطع المواد الموصلة كهربائيًا مثل الفولاذ والألمنيوم. ويعمل معظمهم في تصنيع المعادن وقطاع السيارات.
• أجهزة التوجيه CNC متعددة المحاور: تحتوي أجهزة التوجيه هذه على أكثر من ثلاثة محاور, والتي تعتبر قياسية في معظم أجهزة التوجيه اليوم, إعطاء المزيد من المرونة والتنوع في التصميم. يتم توظيفهم في القطاعات التي تحتاج إلى الدقة إلى جانب الأشكال المتقنة, بما في ذلك قطاعات الطيران والسيارات.

مزايا وعيوب أجهزة التوجيه CNC

مزايا

• دقة: تتميز أجهزة التوجيه CNC بالدقة العالية وبالتالي يمكنها إنشاء تصميمات وتفاصيل دقيقة جدًا في عملها.
• كفاءة: يمكن لأجهزة التوجيه CNC أن تعمل لفترات طويلة دون انتباه المشغلين, وبالتالي تعزيز الكفاءة وخفض النفقات.
• براعه: يمكن لأجهزة التوجيه CNC قطع العديد من المواد, مثل الخشب, معدن, بلاستيك, والمركبات.
• أتمتة: نظرًا لأن أجهزة التوجيه CNC يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر, يصبح من السهل إنتاج العديد من الأجزاء مع عيوب قليلة أو معدومة كما هو الحال مع التشغيل اليدوي.
• المرونة: تتميز أجهزة التوجيه CNC بالمرونة لتغيير التصميمات حيث يمكن تعديل البرنامج ليناسب التصميم المطلوب. لذلك, يمكن استخدامها لكل من المنتجات الصغيرة والكبيرة الحجم.

سلبيات

• التكلفة الأولية العالية: قد تكون التكاليف الأولية للحصول على جهاز توجيه CNC والبرنامج باهظة الثمن بعض الشيء لهواة الأعمال الصغيرة.
• تعقيد: تحتاج أجهزة التوجيه CNC إلى التشغيل والبرمجة, الأمر الذي يتطلب المهارة والتدريب, مما يجعل الأمر صعبًا على الوافد الجديد العادي.
• صيانة: يجب صيانة أجهزة التوجيه CNC معظم الوقت حتى تعمل بفعالية, والإصلاحات باهظة الثمن.
• الضوضاء والغبار: يمكن أن تكون أجهزة التوجيه CNC المستخدمة في الأعمال الخشبية مزعجة للغاية ومغبرة, ومن هنا تأتي الحاجة إلى التهوية المناسبة والتحكم في الضوضاء.

قائمة المواد التي يمكن لجهاز التوجيه CNC قطعها بدقة

تعد أجهزة التوجيه CNC عبارة عن أدوات متعددة الوظائف قادرة على قطع أشكال مختلفة من المواد بدرجة عالية من الدقة.

• خشب: خشب, بما في ذلك الخشب الصلب, الخشب اللين, الخشب الرقائقي, يمول, وغيرها من أشكال المركبات الخشبية.
• المعادن: الألومنيوم, نحاس, نحاس, الصلب الناعم, إلخ.
• البلاستيك: أكريليك, بولي كلوريد الفينيل, البولي, و ABS.
• المركبات: المركبات الأخرى هي ألياف الكربون, الألياف الزجاجية, وصفح.
• الرغاوي: رغوة عالية الكثافة, البوليسترين, والبولي يوريثين.
• حجر: الارضيات حجر – رخام, الجرانيت, لائحة, وغيرها.

تطبيقات التوجيه باستخدام الحاسب الآلي

أجهزة التوجيه CNC قابلة للتطبيق على نطاق واسع في القطع, نحت, والنقش على مواد مختلفة مثل الخشب, البلاستيك, الألومنيوم, وغيرها. تشمل بعض الصناعات الرئيسية التي تستخدم أجهزة التوجيه CNC ما يلي::

• النجارة: يتم تطبيق أجهزة التوجيه CNC للأعمال الخشبية على نطاق واسع لإنتاج الأثاث, الخزائن, ونحت الزخرفة.
• لافتات: يمكن أن تساعد أجهزة التوجيه هذه في إنشاء علامات وشعارات معقدة على الخشب, معدن, البلاستيك, وغيرها من المواد.
• تشغيل المعادن: في تشغيل المعادن, يقومون بنحت المعادن إلى أشكال وتصميمات للسيارات, الطائرات, والأجزاء الإلكترونية.
• صنع القالب: يمكن لأجهزة التوجيه CNC أيضًا نحت القوالب المطلوبة للمواد البلاستيكية, المركبات, والمعادن. يتم استخدامها في صناعات السيارات والاستهلاكية.
• النماذج الأولية: تستخدم أجهزة التوجيه CNC على نطاق واسع في النماذج الأولية السريعة. فهو يسمح للمهندسين والمصممين بإنشاء منتجات جديدة بسرعة وضمان أدائها.
• الفنون والحرف: يستخدم الفنانون والحرفيون أجهزة التوجيه CNC لنحت التصميمات الفنية والمنحوتات. إنه في الأخشاب, معدن, وغيرها من المواد.

ما هو الفرق بين الطحن باستخدام الحاسب الآلي والتوجيه?

الطحن باستخدام الحاسب الآلي والتوجيه, في المقام الأول, يمكن استخدامها بالتبادل لنفس المهام ولكنها مختلفة من حيث الأشكال الهندسية وأنواع المواد التي تتعامل معها. عادة ما يعمل الطحن باستخدام الحاسب الآلي عند عزم دوران أعلى وسرعة دوران أبطأ; تتراوح هذه المعلمات بين 1000 و 15000 دورة في الدقيقة. لذا, يمكن للطحن قطع المعادن على النحو الأمثل وإنتاج ميزات معقدة بتفاوتات تبلغ ±0.001 بوصة.

على الجانب الآخر, التوجيه باستخدام الحاسب الآلي تعمل بسرعات دوران أعلى تتراوح بين 15,000 ل 30,000 دورة في الدقيقة, وهو مثالي لقطع المواد الناعمة مثل الخشب والبلاستيك. تم تصميم أجهزة التوجيه لتوفير سرعة أكبر ولإجراء تمريرات أعمق, ولكن مع سيطرة أقل, وعادةً ما يصل إلى حوالي ±0.005 بوصة.

المغزل مقابل. جهاز التوجيه: أيهما تختار لمشروعك؟?

يجب أخذ بعض المشكلات في الاعتبار عند تحديد ما إذا كنت تريد استخدام المغزل أو جهاز التوجيه في ماكينة CNC. هذه هي نوع المواد, تعقيد التصميم, والتشطيب المطلوب.

مغزل:

مغزل CNC عبارة عن معدات متقدمة ومضبوطة بدقة. فهي أكثر قوة ودقة من أجهزة التوجيه العادية. وهي مصممة للعمل لساعات طويلة ويمكن برمجتها بسهولة للعمل بجدية أكبر, قطع المواد السميكة أو إنشاء ميزات دقيقة. علاوة على ذلك, تعمل المغازل بهدوء أكبر وباهتزازات أقل, وبالتالي إنتاج تشطيب أفضل من الطرق التقليدية.

أجهزة التوجيه:

تعد أجهزة التوجيه أرخص ويسهل الحصول عليها لأي متحمس أو شركة صغيرة. بالمقارنة مع المغزل, أجهزة التوجيه أقل قوة ودقة. لكن, إنها مناسبة لمثل هذه التطبيقات وتوفر تشطيبًا عالي الجودة على الخشب, البلاستيك, وغيرها من المواد الناعمة. هكذا, لتلك المهام التي يتم تنفيذها للأغراض المهنية, والتي تتطلب دقة عالية. والقدرة على العمل بمواد مقاومة إلى حد ما, المغزل هو الخيار الأمثل. مع ذلك, إذا كنت تفكر في الأعمال الخشبية للمشاريع, والتي قد تتطلب مبلغًا كبيرًا من المال. ثم قد يكون من الأفضل استخدام جهاز التوجيه.

الفكر النهائي

تعد أجهزة التوجيه CNC عبارة عن آلات متعددة الاستخدامات يمكنها توفير الدقة والسرعة. لديها براعة في العديد من مجالات العمل, تتراوح من النجارة إلى قطع المعادن. من خلال معرفة العناصر الأساسية, وظائف, والأنواع المختلفة من أجهزة التوجيه CNC, يمكن للمستخدم اختيار الجهاز المناسب للاستخدام. بغض النظر عما إذا كنت محترفًا أو مجرد هاوٍ, ستكون أجهزة التوجيه CNC ذات فائدة كبيرة في تحقيق التصميمات المعقدة. مع تطور التقنيات, تعد أجهزة التوجيه CNC أكثر قوة وبأسعار معقولة. أنها توفر فرصا جديدة لتطوير وتنفيذ أفكار جديدة في مختلف المجالات.