دستگاه CNC چیست و چه کاربرد‌هایی دارد؟ مروری بر انواع دستگاه سی‌ان‌سی

در گذشته برای برش یک قطعه چوبی یا فلزی یا حکاکی روی آن به میزان کار و مدت‌زمان زیادی نیاز بود. اگر تعداد زیادی از این قطعه مورد نیاز بود عملاً انجام این کار به‌صورت دستی صرفه اقتصادی نداشت. با فراگیری کامپیوتر در جهان، دستگاه‌هایی ظهور کردند که می‌توانند این کارها را در کمترین زمان، بالاترین دقت ممکن و بدون دخالت دست انجام دهند. به این دستگاه‌ها اصطلاحاً دستگاه CNC می‌گوییم. در این مطلب قصد داریم شما را با دستگاه سی ان سی و کاربردهای آن بیشتر آشنا کنیم. همچنین به چند نوع از این دستگاه‌ها و سازوکار آن‌ها نیز در ادامه اشاره خواهیم کرد. در پایان نیز نحوه محافظت از دستگاه تراش CNC با استابلایزر را شرح خواهیم داد. قبل از هر چیز ببینیم سی ان سی چیست.

دستگاه CNC چیست؟

سی ان سی یا CNC مخفف عبارت Computer Numerical Control و به معنای کنترل عددی کامپیوتری است. دستگاه CNC متشکل از چند ابزار مختلف است که توسط کامپیوتر کنترل می‌شود. از این ابزارها برای برش، تراش یا ساخت اجسام سه‌بعدی به‌صورت خودکار استفاده می‌شود. برای مثال با یک دستگاه سی ان سی چوب می‌توانید کارهایی مثل برش چوب، منبت‌کاری یا ساخت وسایل چوبی را به‌راحتی انجام دهید.

به دلیل استفاده از کامپیوتر در دستگاه CNC، علاوه بر کاهش زمان لازم،‌ ریسک خطای انسانی و میزان تلفات مواد اولیه نیز کمتر می‌شود. همچنین دقت برش یا تراش قطعه نسبت به دستگاه‌های دستی قدیمی افزایش یافته است و می‌توانید طرح‌های پیچیده‌تری را پیاده‌سازی کنید. این دستگاه‌ها در صنایعی مثل هوافضا، پزشکی، اتومبیل‌سازی و کارخانه‌های تولیدی کاربرد وسیعی دارند. در ادامه با کاربردهای دیگر این نوع دستگاه بیشتر آشنا خواهید شد.

کاربردهای دستگاه CNC چیست؟

دستگاه‌های سی ان سی به دلیل تنوع بالایی که دارند در اغلب صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این بخش به چند مورد از کاربردهای رایج این دستگاه‌ها اشاره می‌کنیم.

۱. صنایع چوب

یکی رایج‌ترین کاربردهای دستگاه تراش سی ان سی در ایران در صنایع چوب است. دستگاه CNC چوب ساخت انواع وسایل و تزئینات چوبی را بسیار ساده‌تر از قبل کرده است. این دستگاه علاوه بر صرفه‌جویی در هزینه و زمان چوب‌کاری، دقت و ظرافت به‌مراتب بالاتری نسبت به چوب‌کاری دستی دارد.

۲. هوا-فضا

در صنایع مربوط به هوا-فضا معمولاً به دقت بالایی در ساخت تجهیزات نیاز است. به همین دلیل دستگاه‌های CNC با دقت بالایی که دارند توانستند جای خود را در این صنعت باز کنند. بسیاری از تجهیزات این حوزه مانند قطعات هواپیما، پره‌های توربین، قطعات موتور و بخش‌های سازه‌ای هواپیماها با دستگاه‌های سی ان سی ساخته می‌شوند.

۳. پزشکی

در حوزه پزشکی نیز به تجهیزاتی نیاز است که فقط یک دستگاه سی ان سی دقت لازم برای ساخت آن‌ها را دارد. در این حوزه برای ساخت دستگاه‌های پزشکی، ایمپلنت، اعضای مصنوعی و لوازم جراحی اغلب از دستگاه CNC استفاده می‌شود.

۴. جواهرسازی

ظرافت در جواهرسازی حرف اول را می‌زد و شکل دادن به فلزات به‌صورت دستی کمی کار سختی است. بسیاری از دستگاه‌های تراش سی ان سی به دلیل دقت و ظرافت بالایی که در شکل دادن به فلزاتی مثل طلا، نقره و پلاتینیوم دارند به شکل گسترده‌ای در این حوزه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۵. صنایع الکترونیک

اندازه تجهیزات الکترونیکی روز‌به‌روز کمتر می‌شوند و ساخت آن‌ها نسبت به قبل سخت‌تر است. بسیاری از تجهیزات الکترونیکی و بردها با استفاده از سی ان سی‌های مخصوص این کار ساخته می‌شوند. این دستگاه‌ها به دلیل دقت بالایی که دارند، خطای ساخت تجهیزات الکترونیکی را نیز تا حد زیادی کاهش می‌دهند.

دستگاه تراش CNC چگونه کار می‌کند؟

یک دستگاه CNC بسته به ساختاری که دارد می‌تواند مجموعه‌ای از ابزارهای ماشین‌کاری خودکار مثل دریل، فرز، دستگاه تراش و پرینتر سه‌بعدی را در خود داشته باشد. این ابزارها با یک یا چند موتور کنترل می‌شوند. برای نوشتن دستورات حرکت این موتورها از یک زبان برنامه‌نویسی به نام جی کد (G-Code) استفاده می‌شود. این دستورات نحوه حرکت، سرعت و کارهایی که ابزارهای ماشین باید انجام دهند را تعیین می‌کنند. بعد از این‌که طرح دوبعدی یا سه‌بعدی خودتان را آماده کردید باید آن را به زبان جی کد تبدیل کنید تا دستگاه تراش بتواند آن را بخواند و اجرا کند.

مروری بر انواع دستگاه‌های CNC

تنوع دستگاه CNC به دلیل کاربردهای زیادی که در صنعت دارد بسیار زیاد است. هر کدام از این دستگاه‌ها کاربرد خاصی دارند و برای تولید محصولات باکیفیت باید مهارت کار با آن‌ها را به‌صورت تخصصی بیاموزید. در ادامه به‌صورت مختصر با انواع دستگاه‌های سی ان سی آشنا خواهید شد.

۱. دستگاه تراش Mill

دستگاه تراش Mill رایج‌ترین نوع دستگاه‌های CNC است. این دستگاه‌ها از قابلیت‌های مختلفی مثل کف‌تراشی، روتراشی، سوراخکاری و خراطی پشتیبانی می‌کنند. دستگاه‌های تراش CNC ساده معمولاً دارای سه محور X، Y و Z هستند؛ اما مدل‌های پیشرفته‌تری در بازار موجود است که سه محور دیگر هم دارند. از نظر اندازه نیز دستگاه تراش سه‌محوره سایز کوچکتری نسبت به مدل‌های شش‌محوره دارد. این دستگاه‌ها از نظر نحوه قرارگیری محور نیز به دو دسته عمودی (VMC) و افقی (HMC) تقسیم می‌شوند.

۲. دستگاه تراش Lathe

دستگاه سی ان سی Lathe هم نوعی دستگاه تراش است که با استفاده از ابزارهای مختلف، تراش‌های سریع و دقیقی انجام می‌دهد. در این نوع دستگاه‌های تراش، قطعه مورد نظر به‌صورت دوار حرکت می‌کند و ابزارها روی آن کار می‌کنند. دستگاه‌های تراش Lathe نسبت به دستگاه تراش Mill محورهای کمتری دارند و به همین دلیل اندازه‌ها آن‌ها کوچکتر است. البته مدل‌های پیشرفته‌تر این دستگاه بیش از دو محور دارند و بیشتر مناسب کارهای پیچیده‌تر هستند.

۳. دستگاه روتر سی ان سی

دستگاه روتر سی ان سی (CNC Router) یکی دیگر از انواع دستگاه‌های CNC است که اغلب در پروژه‌های کوچک، ساخت نمونه‌های اولیه و چوب‌کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه‌ها در مدل‌های مختلف عرضه می‌شوند و توانایی برش فولاد، چوب، آلومینیوم، کامپوزیت، پلاستیک و فوم را دارند. دستگاه روتور سی ان سی از نظر تعداد محور به دسته‌های سه، چهار، پنج و شش محوره تقسیم می‌شود. مزیت این نوع دستگاه CNC سرعت و دقت بالا در برش و توانایی کار بر روی شکل‌ها و طرح‌های پیچیده است.

۴. دستگاه سی ان سی برش پلاسما

دستگاه سی ان سی برش پلاسما (CNC Plasma Cutter) شباهت زیادی به روتر سی ان سی دارد اما اغلب برای برش فلزاتی مثل فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین عمل برش در این نوع CNC با یک مشعل پلاسما انجام می‌شود. در دستگاه برش پلاسما هوای فشرده با سرعت بالایی از یک نازل خارج می‌شود و پس از تشکیل قوس الکتریکی و تبدیل بخشی از هوای فشرده به پلاسما، سطح مورد نظر برش می‌خورد. دمای این پلاسما به حدی بالاست که به‌راحتی فلز را آب می‌کند. این دستگاه‌های برش فقط توانایی کار با شکل‌های دوبعدی را دارند و از نظر اندازه نیز شبیه به روتر سی ان سی هستند.

۵. دستگاه سی ان سی تخلیه الکتریکی

دستگاه‌های سی ان سی تخلیه الکتریکی که به اختصار به آن EDM می‌گوییم از تکنیک تخلیه الکتریکی یا جرقه استفاده می‌کنند. در این فرایند با تخلیه الکتریکی مکرر بین دو الکترود، بخش مورد نظر از قطعه جدا می‌شود. این الکترودها با یک مایع دی‌الکتریک از هم جدا می‌شوند و هر چه به یکدیگر نزدیک‌تر باشند، میدان الکتریکی قوی‌تری شکل می‌گیرد. دستگاه سی ان سی تخلیه الکتریکی اغلب در صنایع مختلفی مثل هوافضا، پزشکی و الکترونیک کاربرد زیادی دارد.

۶. دستگاه سی ان سی برش لیزر

دستگاه سی ان سی برش لیزر شبیه به دستگاه CNC برش پلاسما است؛ با این تفاوت که به‌جای هوای فشرده در اینجا از لیزر برای برش استفاده می‌شود. این نوع دستگاه‌های برش به دلیل استفاده از تکنولوژی لیزر، دقت بالایی دارند و در طرح‌های پیچیده استفاده می‌شوند. همچنین برای این‌که برش‌ها دقیق‌تر شوند معمولاً لیزر پرقدرت CO2 مورد استفاده قرار می‌گیرد. دستگاه CNC برش لیزر در برش فلزات، پلاستیک و چوب کاربرد زیادی دارند.

۷. دستگاه سی ان سی برش واتر جت

دستگاه سی ان سی برش واتر جت (Water Jet Cutter) از فشار بالای آب برای برش قطعه استفاده می‌کند. برای این‌که عملکرد برش دستگاه سی ان سی با آب بهتر شود، معمولاً آب را با مواد ساینده‌ای مثل ماسه مخلوط می‌کنند. دستگاه‌های برش واتر جت در برش فلزات و سنگ گرانیت کاربرد زیادی دارند. در مواردی که قطعه مورد نظر به دمای بالا حساس باشد، اغلب از این نوع دستگاه برش استفاده می‌شود.

چگونه از دستگاه CNC در برابر نوسانات برق محافظت کنیم؟

دستگاه‌های سی ان سی اغلب قیمت بسیار بالایی دارند و محافظت از آن‌ها برای ادامه کسب‌وکار بسیار مهم است. یکی از عواملی که ممکن است به دستگاه سی ان سی خسارت وارد کند، نوسانات بیش از حد برق است. برای این‌که این نوسانات را از بین ببرید به یک تثبیت‌کننده ولتاژ یا استابلایزر نیاز دارید. استابلایزرها با استفاده از مکانیزم‌های خاص، ولتاژ را در سطح مشخص‌شده تثبیت می‌کنند.

اغلب دستگاه‌های CNC از نوع سه‌فاز هستند و برای محافظت از آن‌ها به یک استابلایزر سه‌فاز نیاز دارید. یکی از مناسب‌ترین تثبیت‌کننده‌های ولتاژ برای این دستگاه‌ها، استابلایزرهای رله‌ای صنعتی هستند که به‌خوبی از دستگاه‌های تراش سی ان سی محافظت می‌کنند. الکتروپیشروگام یکی از بهترین تولیدکنندگان این نوع استابلایزرهای رله‌ای سه‌فاز است که علاوه بر کیفیت مناسب، خدمات پس از فروش بسیار خوبی را در اختیار صاحبان دستگاه CNC قرار می‌دهد. در صورتی‌که به استابلایزر مخصوص دستگاه CNC نیاز دارید می‌توانید با کارشناسان مجموعه الکتروپیشروگام در تماس باشید.

جمع‌بندی

ورود کامپیوتر و محاسبات عددی به صنایع باعث شد پیشرفت چشمگیری در همه حوزه‌ها ایجاد شود. یکی از دستگاه‌هایی که از کامپیوتر و محاسبات عددی به بهترین شکل ممکن استفاده می‌کند، دستگاه‌ CNC است. دستگاه‌های سی ان سی مجموعه‌ای از ابزارهای مختلف هستند که همگی با کامپیوتر کنترل می‌شوند. در این مقاله آموختید دستگاه سی ان سی چیست و چگونه کار می‌کند. علاوه بر این با انواع دستگاه تراش CNC و کاربردهای آن در صنعت نیز آشنا شدید. در پایان، محافظت از سی ان سی در برابر مشکلاتی مثل نوسانات برق بسیار مهم است. به همین دلیل توصیه می‌کنیم برای جلوگیری از خرابی این دستگاه‌ها از استابلایزرهای رله‌ای صنعتی الکتروپیشروگام استفاده کنید.

سؤالات متداول