cnc چوب چیست؟ هر آنچه قبل از خرید سی ان سی چوب باید بدانیم!

با گسترش تکنولوژی در صنایع و به دنبال آن صنعت بزرگ چوب، سی ان سی ها نیز پا به این صنعت گذاشتند. دقت بالا، افزایش تیراژ تولید، انعطاف در تولید محصولات متفاوت، بهینه شدن خطوط تولید، کاهش قیمت محصول نهایی برای مصرف کننده، افزایش حاشیه سود برای تولید کننده، کاهش خطای انسانی و بالا بردن راندمان ارمغانی است که ماشین های سی ان سی به صنایع چوب آورده‌اند.

 

ماشین سی ان سی چیست؟

به‌طور کلی هر دستگاهی که حرکت در آن توسط رایانه کنترل می شود را می توان سی ان سی (cnc) نامید. CNC کوتاه شده عبارت Computer Numerical Control و به معنای کنترل عددی توسط کامپیوتر است.

در حقیقت دستگاه های سی ان سی همان ماشین های دستی ساده هستند که به یک بخش کنترل گر مجهز شده‌اند. این بخش کنترل گر یا کنترلر بخش اصلی دستگاه CNC محسوب می شود.
پرینترها، بلوری، DVD رام ها و… معمولی‌ترین سی ان سی هایی هستند که هر روز با آن ها سر و کار داریم؛ بنابراین سی ان سی یک دستگاه خاص نیست یک واژه عمومی هست که می تواند به گستره بزرگی از ماشین ها نسبت داده شود.

 

 

تاریخچه ماشین سی ان سی

بعد از جنگ جهانی دوم ضرورت وجود دستگاه‌هایی که توانایی ساخت قطعات پیچیده و دقیق را برای صنایع هوافضا داشته باشند احساس می‌شد. از سال ۱۹۵۰ جان پارسانگ از شرکت پارسونز قرارداد خود را با نیروی هوایی آمریکا جهت ساخت اولین دستگاه کنترل عددی را منعقد کرد.

بعد از ساخت اولین دستگاه کنترل عددی توسط پارسانگ، انستیتو ام‌آی‌تی اقدام به ساخت سری کامل‌تر از دستگاه اولی کرد. بعد از گذشت ۲ سال از این اقدام در سال ۱۹۵۲ و با تلاش و کوشش ۱۰۰ نفر از بهترین مهندسان الکترونیک و مکانیک جهان، توانستند دستگاهی با کنترل سه محوری و با دقت و سرعت و قدرت بالا اختراع کنند که نام آن را (NC1) گذاشتند.

 

 

پس از تولید انبوه ماشین آلات (NC) محققان و منتقدان دریافتند که این دستگاه قابلیت ارتقا دارد. در همان زمان بود که صنعت کامپیوتر رشد و نمو قابل توجهی کرده بود. رشد دنیای رایانه‌ها محققان را به این فکر انداخت که کلیهٔ دستگاه‌ها را به کمک کامپیوترها کنترل کنند که دستگاه‌های (NC) هم از این قاعده مستثنا نبودند.

یک سری از مهندسان از اقصا نقاط جهان در شرکت ام آی تی جمع شدند و روی پروژهٔ فرمان‌گیری دستگاه‌های (NC) از طریق کامپیوتر بحث و گفتگو کردند.

پس از ۲ ماه گفتگو و بحث در این باره که آیا این دستگاه‌ها ارزش ارتقا را دارند یا نه در آخر دستور ساخت سری جدید این دستگاه‌ها از طرف رئیس شرکت ام آی تی صادر شد؛ و بعد از ۳ سال کار روی این پروژه، دستگاه کنترل عددی کامپیوتری (CNC) در سال ۱۹۵۹ اختراع شد.

 

چرا به ماشین سی ان سی نیاز داریم؟

هر جایی که نیازمند قدرت و انعطاف تولید در کنار حفظ دقت و کاهش خطاهای انسانی باشیم ماشین های سی ان سی مفید خواهند بود. یک ماشین سی ان سی بدون تأثیر پذیری از عوامل بیرونی و خستگی وظیفه ای که برای آن برنامه ریزی شده‌اند را باقابلیت تکرار بالا انجام خواهند داد.

از جمله ماشین های سی ان سی مورد استفاده در صنایع چوب می توان به سی ان سی منبت کار، سی ان سی سوراخ زن، سی ان سی خراطی، سی ان سی لیزر کات، سی ان سی های حک و برش، سی ان سی روتاری، سی ان سی اره فلکه و انواع سی ان سی اتصال زن و… را نام برد.

 

ماشین سی ان سی چگونه کار می‌کند؟

به‌وسیلهٔ سی ‌ان‌ سی می‌توان به‌سرعت قطعاتی با اندازه‌های دقیق از فلز یا چوب درست کرد. شکل این قطعات از پیش توسط یک برنامه که در سیستم کم (CAM) یا توسط استفاده کننده به‌صورت دستی تولید شده مشخص می‌گردد.

معمولاً برای این منظور غالباً از استاندارد (EIA-274-D (ISO6983 استفاده می‌شود که جی کد (G-Codes) هم نامیده می‌شود، در این استاندارد فایل‌ها حرکت ابزارها و عملکرد ترتیبی دستگاه را مشخص می‌کنند.

 

ساختمان یک ماشین سی ان سی چگونه است؟

همان‌طور که می‌دانیم در سیستم کارتزین یک نقطه در سطح را می شود با دو مختصات (طول و عرض) و نقطه‌ای در فضا را می شود با سه مختصات (طول و عرض و ارتفاع) به‌راحتی ترسیم کرد.

این اساس کار همه سی ان سی ها است؛ یعنی هدایت ابزار نصب شده روی سی ان سی به نقطه‌ای از پیش برنامه ریزی شده برای انجام عملیاتی خاص.

بنابراین نیاز به تجهیزاتی داریم تا ابزار ما را به این نقطه برسانند. برای این منظور ساختمان سی ان سی طراحی و ساخته می‌شود. با توجه به نگرش آیچوب، در اینجا با سی ان سی های چوب خواهیم پرداخت.

 

 

سی ان سی را اگر یک بدن فرض کنیم، این بدن دارای استخوان بندی، ماهیچه، ورودی‌هایی برای دریافت اطلاعات، مغزی برای تحلیل آن ها و دست‌هایی برای انجام کار است.

که در ظاهر CNC می‌بینیم همان استخوان بندی و شاسی اوست. پورت‌های ورودی سی ان سی و درگاه‌هایی برای ورود اطلاعات به آن هست که می تواند از طریق پورت‌های USB، پرینتر و… باشد.

بازوهای یک سی ان سی استپر (steper) یا سروو (Servo) موتورهای (در مواردی این حرکت توسط پمپ های دقیق هیدرولیکی انجام می شود) آن هست؛ و در نهایت تابلو برق سی ان سی نقش مغز را بازی می کند و تمامی قطعات الکتریکی و الکترونیکی و بوردها و محاسبه گرها و خروجی سنسورها در آن قرار می گیرد. مغز یک دستگاه سی ان سی چیزی جز کنترلر آن نیست و در واقع نوع سی ان سی را معمولاً با نام کنترلر آن می شناسند.

سروو موتور ساختاری شبیه به استپ موتور دارد ولی با یک فیدبک اضافه که به اصطلاح به آن حلقه بسته گفته می شود؛ یعنی فرمان را در قالب پالس ارسال می کن و در خروجی بررسی می کند که پالس اعمال شده درست اجرا شده است یا خیر.

 

 

بهترین انتخاب برای خرید سی ان سی چیست؟

احتمالاً این نخستین پرسشی هست که قبل از خرید سی ان سی از خود می‌پرسید. برای پاسخ به این پرسش بیش از همه بدانیم با چه انتخاب‌هایی رو برو هستیم. در واقع چه تفاوت‌هایی بین دو CNC مشابه با یک کارایی وجود دارد.

هنگام خرید سی ان سی با واژگانی حین تحقیق یا مشاوره توسط کارشناس فروش مواجه خواهید شد. در ادامه این مقاله به بخش‌هایی از آن که مهم هستند و در انتخاب نوع سی ان سی تاثیرگذار خواهد بود، اشاره خواهیم کرد.

 

عملکرد سی ان سی

به‌صورت خلاصه می توان عملکرد یک سی ان سی چوب را به سه دسته حکاکی، برش و سوراخ زن تقسیم کرد. سی ان سی چوب می تواند یک یا هر سه این موارد را دارا باشد. با توجه به پروژه‌ای که انجام خواهید داد می‌توانید با مشورت مشاور فروش شرکت‌های فروش سی ان سی نوع و مدل مورد نیاز خود را خرید نمایید.

 

ابعاد دستگاه سی ان سی

از جمله موارد مورد توجه ابعاد ماشین سی ان سی هست. به این منظور ابتدا می‌بایست تصوری از پروژه‌هایی که قصد اجرای آن با سی ان سی را دارید داشته باشید. این ابعاد شامل مساحت میز و ارتفاع محور Z است. همچنین در صورت نیاز به سی ان سی های چوب با ابعادی خاص امکان سفارش آن به سازندگان سی ان سی هست.

 

نوع موتور حرکتی

به‌صورت مرسوم دو نوع موتور برای حرکت های دقیق در سی ان سی مورد استفاده است. موتور ای پله‌ای (استپر) و سروو (Servo) موتور ها. سروو موتور دقتی و گشتاوری بیشتر نسبت به استپر موتور داشته و گران‌تر از آن است. استفاده از استپر موتور برای انواع سی ان سی های مرسوم امروز در صنایع چوبی می توان گفته بسیار مرسوم بوده و استپر موتور جایگاه خود را از دست داده است.

 

سیستم حرکت CNC

حرکت دورانی موتور باید با دستگاه‌هایی مکانیکی به حرکات خطی و طولی تبدیل شود که این کار توسط مکانیسم‌هایی مانند بال اسکرو، دنده شانه، تسمه، زنجیر و… انجام خواهد شد. نوع مرسوم آن دنده شانه‌ای مورب برای محورهای طولانی‌تر مانند x و y و بال اسکرو (چیزی شبیه پیچ و مهره) برای محور z هست.

سیستم های بال اسکرو دارای سرعتی کمتر ولی گشتاور و دقتی بالاتر نسبت به سایر روش‌ها هستند که برای مسیرهای کوتاه مانند محور زی (Z) مناسب است. یک سی ان سی نرمال برای محورهای X و Y معمولاً از سیستم دنده شانه مورب و برای محور Z از بال اسکرو استفاده می کند.

 

اسپیندل موتور CNC

همان بخش از سی ان سی که ابزار مختلف روی آن نصب می شود. در واقع اسپیندل یک موتور DC با سرعت بسیار بالاست. توان آن بر حسب (کیلو وات KW) بیان شده و مقدار دور آن نیز قابل کنترل هست. همچنین آپشن هایی مانند آب خنک یا هوا خنک هم برای اسپیندل بیان می شود.

 

تعداد محور

در واقع دامنه حرکت سی ان سی وابسته به این عدد هست. حداقل مورد نیاز برای یک سی ان سی چوب سه محور است (البته با محدود کردن محور زی دو محور نیز قابل تصور هست). محوری برای x محوری برای Y محوری هم برای Z.

در مدل‌هایی از سی ان سی محور چهارمی تحت عنوان روتاری به سی ان سی های چوب افزوده می شود. همچنین می توان با افزودن محورهای دیگری به محور زی دامنه حرکت را گسترش داد. در صنعت سی ان سی هایی با ۱۲ محور هم موجود است.

 

CNC تولز چنجر (Tools Changer)

تولز چنجر یک کیت تعویض ابزار هست که سرعت ماشین سی ان سی را بالا خواهد برد. در پروژه‌های حکاکی و مخصوصاً منبت، عملیات در چند سطح انجام خواهد شد. خشن کاری اولیه و مرحله به مرحله تا پایان کار.

برای هر محله نیاز به سوار کردن ابزاری متفاوت روی کولت اسپیندل هست (کولت چیزی شبیه به سه نظام در دریل هست البته در تولز چنجر ها بیشتر شبیه به تعویض ابزار در دریل‌های ستونی صنعتی هست) این تعویض ابزار به‌صورت خودکار و در قالب برنامه در سی ان سی انجام خواهد شد.

در کیت تعویض ابزار مته‌ها و ابزار های مورد نیاز در خشاب سی ان سی قرار گرفته و هر یک از آن‌ها به دستگاه شناسانده می شود. سی ان سی حین اجرای کار جایگاه هر ابزار را شناخته و به‌صورت خودکار اقدام به برداشتن ابزار مورد نیاز خود می‌نماید.

 

 

وکیوم

این آپشن برای نگه داشتن ورق‌های چوبی مانند ام دی اف روی میز سی ان سی مفید هست. موتور وکیوم معمولاً به‌صورت یک کیت جدا در کنار سی ان سی قرار می‌گیرد.

کنترلر

کنترلر همان‌طور که در بالا توضیح داده شده واسط شما و CNC هست که می تواند یک آپشن سفارشی نیست باشد. کنترل پس از دریافت داده‌های جی کد آن را به‌صورت رشته پالس‌هایی به موتور های متصل به بازو ها منتقل می کند.

 

ریل و واگن

همان‌طور که با دیدن سی ان سی متوجه شدید قطعات این دستگاه سالید و سنگین هستند. برای به حرکت در آوردن این قطعات (حرکت بازوی های سی ان سی مد نظر است) به‌صورت دقیق و مطمئن از تکیه گاه هایی برای نگه داشت آن قطعات سنگین استفاده می شود. این قطعات نگه دارنده را ریل و واگن می‌نامند. در نمونه های صنعتی و از ریل های واگنی اسلاید گاید و در سیستم های ضعیف تر از نوع موسوم به بوش ساچمه ای (بال بوشینگ) استفاده می شود.

توان پیشروی:

بر حسب متر بر دقیقه بیان شده و هر چه این مقدار بیشتر باشد دستگاه سرعت بیشتری در فرایند خواسته شده خواهد داشت (مثلاً ۱۵ متر بر دقیقه).

 

دقت ماشین سی ان سی

این عدد معمولاً برای سی ان سی های صنایع چوب کسری از صدم میلی‌متر (میکرون) است. این دقت با توجه به شرکت سازنده سی ان سی و متریال و ابزاری که برای ساخت آن استفاده می کند متفاوت است.

 

گارانتی و نصب سی ان سی چوب

دقت نمایید سی ان سی که خرید می نمایید شامل گارانتی پس از فروش، پشتیبانی نصب در کارگاه و در صورت نیاز آموزش اپراتوری باشد. با توجه به تعدد فروشندگان خورد و کلان موجود در کشور رقابتی اما در این موضوع وجود نداشته و صرفاً به بعد تبلیغاتی آن پرداخته شده است.

با توجه به اینکه هیچ ملاکی برای سنجش و نمرده دهی به شرکت‌های فروشنده سی ان سی از این بابت وجود ندارد پیشنهاد می کنم که از تجربه همکارانی که قبلاً سی ان سی خرید کرده اند استفاده نمایید.

 

لطفا تجربه خود از خرید و استفاده از سی ان سی های چوب را با آیچوب و خوانندگان آن در دیدگاه های همین نوشته به اشتراک بگذارید

 

منبع: آیچوب