پشت سیستم دقیق و سریع دستگاه CNC، مجموعه‌ای پیچیده و در عین حال منظم از اجزای الکترونیکی، مکانیکی و نرم‌افزاری قرار گرفته است. بخش‌هایی چون کنترلر مرکزی، درایوهای حرکتی، سیستم ابزارگیر، موتورهای دقیق، اسپیندل و همچنین تجهیزات جانبی مانند سیستم خنک‌کننده و اینکودرها از جمله این اجزا هستند. در ادامه، تمام اجزای دستگاه CNC را با جزئیات تخصصی معرفی می‌کنیم تا به عنوان اپراتور یا تکنسین، دید جامع و کاربردی از ساختار درونی این دستگاه پیشرفته به دست آورید.
دسته بندی کلی اجزای CNC
برای درک بهتر عملکرد دستگاه CNC، اجزای آن را در دسته‌بندی کلی زیر قرار داده‌ایم. این تقسیم‌بندی به ما کمک می‌کند بفهمیم هر بخش چه وظیفه‌ای بر عهده دارد و چطور با سایر بخش‌ها در تعامل است.
سیستم کنترلی دستگاه سی ان سی
این بخش مانند مغز دستگاه است و شامل واحد کنترل مرکزی (MCU)، نمایشگر، ورودی داده مانند USB یا شبکه و نرم‌افزارهای کنترل حرکات است. پردازش دستورات G-code و صدور فرمان به سایر اجزا هم به عهده سیستم کنترل است. در این بخش از دستگاه سی ان سی، نقش اجزا و تعامل آن‌ها با یکدیگر به شکل زیر است:
- کنترلر مرکزی (MCU): واحد پردازشگر CNC که کدهای G-code را تحلیل کرده و دستورات لازم برای حرکت روی محورها را به موتورها می‌فرستد.
- پنل اپراتور: این بخش برای تعامل تکنسین CNC با دستگاه بوده و شامل صفحه کلید و صفحه نمایش است.
- پورت‌های ورودی داده: اتصال USB، شبکه یا کامپیوتر برای ورود طرح‌ها و برنامه‌های برش ازز اینجا صورت می‌گیرد.
- نرم‌افزار کنترل: در این بخش اپراتور می‌تواند به طور لحظه‌ای روی کار دستگاه CNC نظارت کند. در واقع، رابط گرافیکی یا متنی دستگاه با اپراتور است که برای تنظیم پارامترهای دستگاه تعبیه شده.
سیستم حرکتی یا محرکه دستگاه cnc
موتورهای سروو یا استپر، درایورها، ریل‌ها، بال‌اسکروها و انکودرها در این قسمت دسته‌بندی می‌شوند. این اجزا با دریافت دستورات از کنترلر، حرکت دقیق روی محورها را مدیریت می‌کنند. اجزای این سیستم عبارت‌اند از:
- موتورهای حرکتی (استپر یا سروو): محورها نیروی حرکتی خود را از این قطعه می‌گیرند که با دقت و گشتاور مشخص کار می‌کند.
- درایور موتور: درایور موتور، ماژولی است که جریان مناسب را بر اساس فرمان کنترلر به موتور ارسال می‌کند.
- ریل‌های حرکتی: این ریل‌ها برای حرکت صاف هد یا میز دستگاه راهنمای خطی دقیقی هستند.
- بال‌اسکرو / تسمه تایمینگ: برای اینکه حرکت چرخشی موتور به حرکت خطی دقیق در محورهای مختلف تبدیل شود، وجود بال اسکروها ضروری است.
- اینکودر (Encoder): اینکودر، حسگر موقعیت است که داده‌ها را برای اصلاح حرکات به کنترلر ارسال می‌کند.
ابزارگیر و قطعه‌گیر سی ان سی
اجزایی مانند اسپیندل، ابزار برشی، چاک یا کولت، سیستم تعویض ابزار (ATC) و میز کار در این دسته قرار دارند که وظیفه تثبیت قطعه و انتقال نیروی برشی را بر عهده دارند.
- اسپیندل دستگاه cnc: محوری که ابزار برش را روی آن نصب می‌کنند و با دور بالا می‌چرخد.
- کولت / چاک: قطعه‌ای برای نگه داشتن و تثبیت ابزار برشی یا قطعه‌کار.
- میز کار: سطحی که قطعه را روی آن نصب و فیکس می‌کنند و معمولاً با شیار T برای نصب گیره و فیکسچر همراه است.
- سیستم تعویض ابزار اتومات (ATC): بخش مکانیزه در دستگاه CNC که جابجایی سریع و خودکار ابزارهای مختلف را بدون معطلی، ممکن می‌کند.
تجهیزات جانبی cnc
منظور از تجهیزات جانبی یا اجزای پشتیبان، سیستم‌های خنک‌کننده، روانکار، حسگرها، اجزای ایمنی، چراغ سیگنال و تجهیزات کمکی دیگر است. این اجزا، در اصل برای نگهداری و طول عمر دستگاه ضروری‌اند.
- سیستم خنک‌کننده: سیستمی که مایع خنک‌کاری را برای کاهش حرارت و سایش ابزارها می‌پاشد.
- سیستم روانکاری: برای تأمین دائمی روغن یا گریس برای اجزای حرکتی دستگاه، این سیستم ضروری است.
- جمع‌آوری براده: تجهیزات مکانیکی یا مکنده که ضایعات و تراشه‌ها را جمع‌آوری می‌کند.
- محفظه ایمنی (Enclosure): پوششی محافظتی برای اینکه براده پرتاب نشود و ایمنی اپراتور حین کار تضمین شده باشد.
- سنسورها و کلید اضطراری: این اجزا برای نظارت بر شرایط کاری و توقف فوری در صورت بروز خطا در دستگاه CNC وجود دارند.
آیا اجزای CNC در دستگاه‌های مختلف با هم فرق دارد؟
اجزایی که در بخش قبل معرفی شدند، اصلی‌ترین بخش‌های یک دستگاه CNC را تشکیل می‌دهند. اما در دستگاه‌های مختلف، ممکن است بعضی از اجزا حذف یا اضافه شوند. به مثال‌های زیر توجه کنید:
- CNC لیزر: این دستگاه اسپیندل چرخشی ندارد و از محور Z برای تنظیم فوکوس در آن استفاده می‌شود. همچنین نیازی به ATC و کولت ندارند و به جای این اجزا، منبع لیزر، آینه و لنزها اجزای کلیدی آن هستند.
- CNC فرز (Milling): دارای اسپیندل، کولت و ATC بوده و برای کار با مواد ضخیم‌تر و سخت‌تر مناسب‌تر است. سرعت فرآیند آهسته‌تر، ولی توانایی اجرای برش‌های عمقی‌تر و پیچیده‌تر را دارد .
- برش پلاسما: مشابه دستگاه لیزر است و تماس مستقیم با قطعه‌کار ندارد، اما سیستم خنک‌کننده و فیلتراسیون دود در آن متفاوت است.
تفاوت اجزای اصلی در انواع دستگاه CNC
| نوع دستگاه | اجزای کلیدی | اجزای متفاوت | کاربرد |
| CNC لیزر | منبع لیزر، آینه و لنز، محور Z قابل تنظیم | اسپیندل، ATC، ابزار برشی سنتی | برش و حکاکی دقیق غیرفلزی یا نازک |
| CNC فرز (Milling) | اسپیندل، ابزارگیر، ATC، میز T شکل | بدون سیستم لیزر یا آینه | ماشین‌کاری فلزات و عملیات سنگین |
| CNC پلاسما | منبع پلاسما، نازل گاز، سیستم تهویه دود | فاقد ابزارگیر چرخشی، بدون سیستم خنک‌کننده مایع | برش ورق فلزی ضخیم با سرعت بالا |
اجزای دستگاه CNC چطور فرآیند برش را انجام می‌دهند؟
بعد از اینکه اپراتور برنامه (G-code) را با استفاده از USB، شبکه یا نرم‌افزار کنترل وارد دستگاه کرد، کنترلر مرکزی کدها را به زبان قابل درک برای دستگاه CNC ترجمه کرده و سیگنال‌هایی برای درایوها و موتورها ارسال می‌کند. این موتورها بر اساس فرامین دریافت‌شده، ابزار یا میز را با کمک بال اسکروها و ریل‌ها در محورهای X، Y و Z حرکت می‌دهند. در همین حین، اینکودرها هم موقعیت واقعی را بازخورد می‌دهند تا کنترلر هر انحرافی را بدون معطلی اصلاح کند. اسپیندل در این هنگام با ابزار نصب‌شده روی خود، برش یا حکاکی را آغاز می‌کند
سیستم خنک‌کننده حین کار دما را کنترل کرده و سیستم روانکاری اصطکاک را کاهش می‌دهد. سنسورها و سیستم ایمنی هم بر شرایط نظارت کرده و در مواقع اضطراری، دستگاه را متوقف می‌کنند. این هماهنگی دقیق، نتیجه کار با دستگاه CNC را تضمین می‌کند.
سرویس و نگهداری اجزای CNC
هر دستگاه الکترونیکی و مکانیکی، برای اینکه بهینه کار کند نیاز به نگهداری و بازبینی دوره‌ای دارد. این کار از خرابی دستگاه پیشگیری کرده و عمر مفید قطعات را افزایش می‌دهد. بازبینی دستگاه CNC شامل تمیزکاری میز و ریل‌ها، بررسی سطح مایع خنک‌کننده، و توجه کردن به صداهای غیرعادی است. همچنین، بهتر است متناسب با میزان کاری که از دستگاه می‌کشید، هرچندوقت یکبار تسمه‌ها، فیلترها و شل‌شدگی اتصالات را هم بررسی کنید.
نکات مهم در انتخاب یا ارتقاء اجزا
ممکن است قبل از خرید دستگاه CNC یا بعد از مدتی کار با آن، تصمیم بگیرید تغییراتی در اجزای دستگاه CNC اعمال کنید. نکات زیر در این زمینه می‌تواند کمک‌کننده باشد:
- موتور یا درایو ضعیف برای دستگاه انتخاب نکنید تا دقت حرکت بالا و مصرف انرژی بهینه باشد.
- اهمیت سیستم خنک‌کننده را نادیده نگیرید؛ مخصوصاً در دستگاه‌های با بار ابزار بالا، این موضوع اهمیت ویژه دارد.
- استفاده از ابزار برشی نامناسب و بدون توجه به پوشش یا شکل هندسی آن‌ها باعث خراب‌شدن سطح قطعه کار خواهد شد.
جمع‌بندی
شناخت کامل اجزا CNC برای اپراتور یا تکنسین از اهمیت ویژه برخوردار است. علاوه بر این، برای هر سرمایه‌گذاری که قصد خرید یا ارتقاء دستگاه CNC را دارد، مهم است که با ساختار، اجزا و مکانیزم آن آشنایی دقیق داشته باشد؛ چرا که هر قطعه مستقیماً بر عملکرد، دقت، سرعت و عمر دستگاه تأثیرگذار است.
اگر در فکر افزایش بهره‌وری، ارتقای کیفیت برش و کاهش هزینه‌های تعمیرات هستید، توصیه می‌کنیم با کارشناسان فنی نوین تاک مشورت کنید. ما تخصص و تجربه لازم برای ارائه دستگاه‌هایی با قطعات اورجینال، خدمات پس از فروش و راهنمایی حرفه‌ای را داریم.
بدون دیدگاه