فرز CNC

فرز CNC | فرز سی ان سی : تا پیش از پیدایش کامپیوترها حتی در ابتدایی‌ترین شکل آن‌ها، همه امور محاسباتی توسط خود انسان‌ها انجام می‌گرفت؛ موجوداتی که شادی یا غم، شادابی یا خستگی، آرامش و استرس، سیری و گرسنگی و دیگر عوامل جسمی و روحی آنان به طور مستقیم روی خروجی و راندمان کارشان تأثیرگذار می‌باشد .

با وجود این شرایط و علم به اینکه همه ما فراز و فرودهای فراوانی از این دست حتی در طول یک روز کاری خود داریم، پرواضح است که نتیجه کارمان در حالت‌های مختلف با یکدیگر متفاوت بوده و گاه تلورانس هایی که به ویژه در کارهایی با خروجی فیزیکی همراه هستند را به طور کاملاً محسوس مشاهده می‌کنیم .

اگرچه این تفاوت‌ها در موارد متعددی نه تنها مهم نبوده، بلکه به چشم هم نمی‌آید (مثلاً اهمیت ساخت یک شاخه تیرآهن یا میلگرد که اندکی کوتاه و بلندتر بودن آن از حد تعیین شده اهمیتی نداشته و روی قیمت یا بازدهی این محصول آنچنان اثرگذار نیست)، اما در مواردی حتی وجود یک میلیمتر اختلاف نسبت به نمونه مشابه یا نقشه‌های از پیش تهیه شده در ساخت یک قطعه می تواند دردسرهای فراوانی را به وجود آورد .

استفاده از کامپیوترها برای هدایت ماشین‌آلات

با ورود به دهه 60 میلادی که شاهد روی کار آمدن نسل جدیدی از وسایل نقلیه، ماشین آلات صنعتی، لوازم خانگی، اوج گرفتن رقابت فضایی بین بلوک شرق و غرب و ده‌ها مصداق دیگر از پیشرفت بشر در طراحی و تولید بودیم، نیاز به ساخت قطعاتی با کمترین تلورانس بیش از پیش حس می‌شد .

این در حالی بود که با گسترش کاربرد نخستین نسل کامپیوترها، این جرقه در ذهن افرادی زده شد تا امور محاسباتی و تولیدی که پیشتر به آن ها اشاره شد، به منظور افزایش سرعت و دقت و کاهش هزینه‌ها و اتلاف عناصر مصرفی از انسان به مغز محاسبه‌گر کامپیوترها و بازوان پرتوان ماشین افزارها سپرده شود.

جنگ و به طور کلی امور مهندسی نظامی همواره کاتالیزوری قدرتمند در راستای به بار نشستن یک نظریه علمی یا عملی کردن یک ایده صنعتی بوده است، سرعت دهنده‌ای که موجب ساخت و استفاده از ماشین‌های CNC نیز شد .

نقش جان تی پارسونز در ساخت فرز CNC

در همین رابطه جان تی پارسونز (John T. Parsons) به عنوان مهندسی مشغول به کار در صنایع نظامی ارتش آمریکا و حوزه ساخت هلی‌کوپتر به این فکر افتاد که می توان دستگاه های تولید قطعات این وسیله را با کمک کامپیوترها تولید کند . این ایده را می توان نقطه شروع ساخت دستگاه های کنترل عددی امروزی دانست.

 اگرچه تا رسیدن به این نقطه پارسونز و مجموعه تحت نظر وی به نام Parsons Corporation سال‌ها صرف مطالعه و تحقیق روی ماشین‌های پانچ کارتی و درون‌یابی دقیق منحنی‌هایی که سازوکار روتور یک هلی‌کوپتر را توصیف می نمود کردند، اما سال 1948 و شرکت در مزایده مربوطه سکوی پرش آنان و شروع همکاری با IBM تبدیل بود . در پی این آشنایی زبان برنامه نویسی APT یا ابزار برنامه ریزی شده خودکار برای ماشین‌های NC موجب ساخت نخستین دستگاه های کنترل عددی به معنای واقعی خود شد .

اگرچه در این سال‌ها نتیجه تحقیقات و اقدامات تنها به امکان محاسبه و نه کنترل دستگاه ختم شده بود و حضور اپراتور انسانی برای اعمال اعداد به دست آمده ضروری به نظر می رسید،  اما در سال 1958 با اتصال کامپیوترها به دستگاه های کنترل موتور ویژگی موقعیت یابی خودکار و سلسله موفقیت های پس از آن به منصه ظهور رسید .

همه چیز درباره دستگاه های CNC – اینفوگرافی

به طور کلی دستگاه های فرز CNC (Computer Numerical Control) ماشین آلاتی هستند که به صورت کامپیوتری – فایل CAD – هدایت شده و قادرند تا سطح مورد نظر را با جزئیاتی بسیار دقیق پرداخت نمایند .

شاید این سوال برای شما نیز پیش آمده باشد که تفاوت تراشکاری و فرزکاری چیست؟ اگرچه می توان تفاوت های زیاد و محسوسی را بین آن ها ها برشمرد، اما به طور بنیادین این تفاوت را با یکدیگر دارند : در دستگاه فرز قطعه ثابت بوده و ابزار برش می‌چرخد، در صورتی که در ابزار تراشکاری برعکس است!

در فرز CNC عملکرد و مختصات کاتر توسط کامپیوتر ماشین فرز کنترل شده، حداقل نیروی انسانی برای پروسه تولید و فرآوری مورد نیاز بوده و عملکرد اصلی یک ماشین فرز شامل برش مکانیکی قطعه کار به شکل دلخواه است.

فرز CNC چگونه کار می کند؟

فرز CNC با خواندن دستورالعمل های کدگذاری شده توسط دستگاه و سپس به کار انداختن آن‌ها کار می کند. همه چیز با توسعه یک فایل سه بعدی  CAD که از نمایندگی پولکس هم قابل تهیه است شروع می شود که تصویری از شکل نهایی کار است. پس از تکمیل، طرح به یک فرمت قابل فهم برای ماشین تبدیل می شود. پس از آن نرم‌افزار CAM (طراحی با کمک رایانه) نقشه مورد نظر را در قالب G-code صادر کرده و به یک برنامه ماشین CNC می‌دهد. سی ان سی این طرح CAD را در متریال انتخابی با سطح بالایی از دقت و کارایی تکرار می کند.

فرز سی ان سی می تواند با استفاده از فناوری ماشینکاری تفریقی، قطعات بسیار پیچیده را با حجم بالا و پایین تولید کند. مواد از یک قطعه کار خالی برداشته شده و ضایعات الماس را بجای می‌گدارند. بسته به نوع دستگاه فرز مورد استفاده، دستگاه قادر به برش در زوایای مختلف و حرکت در امتداد محورهای مختلف است.

دستگاه فرز قطعه کار را برش می دهد و از طریق 3، 4 یا 5 محور، قطعه نهایی را می سازد. بسته به تعداد محورهایی که دستگاه فرز سی ان سی دارد، قطعه نهایی می تواند پیچیده تر باشد. دستگاه فرز CNC توسط صنایع مختلف – از جمله صنایع هوافضا و پزشکی – برای تولید قطعات پیچیده استفاده می شود.

مزایای استفاده از فرآیند فرز سی ان سی

یکنواختی – کیفیت و دقت بالا

زمانی که عملیات فرزکاری به روشی سنتی انجام می‌پذیرد، علاوه بر مشکلاتی احتمالی که ممکن است برای خود دستگاه به وجود بیاید، اشتباهات سهوی اپراتور نیز در بروز خطاهای عملیاتی نقش بسزایی دارد . حال اینکه با کامپیوتری شدن وظیفه  ای که پیش از این بر عهده اپراتور بوده است، این تنها اعداد هستند که وظیفه هدایت اینسرت های دستگاه را بر عهده داشته و کوچکترین دستوری را از قلم نمی اندازند، در نتیجه خروجی کار بسیار دقیق از آب درخواهد آمد .

از این گدشته بخش‌هایی از قطعه که دسترسی عامل انسانی به آن ها دشوار بوده، دارای پیچیدگی های زیادی می باشند یا امکان اشتباه در اثر تکرارشان زیاد است بواسطه نقشه هایی که در CAD تعریف شده اند بدون کوچکترین نقصیانی به وجود می آیند .

امکان تولید در حجم و با سرعت بالا – کاهش نقش نیروی کار

در مواردی متعددی پیش می‌آید که قطعه مورد نظر ما تنها از راه ماشینکاری تولید شده و در عین حال شباهت و یکدستی آن ها نیز برای ما از اهمیت بالایی برخوردار است . از آنجایی که کار با دستگاه های سنتی احتمالاً به خروجی هایی یکسان و سرعت تولید بالایی ختم نمی شود، می توان از فرز  CNC به عنوان جایگزینی مناسب یاد کرد .

در همین رابطه به دلیل اینکه در دستگاه های سه محوره مد نظر ما همه نقشه‌ها مشترکند، پس خروجی و جزئیات آن ها نیز کاملاً یکسان بوده، در حداقل زمان قطعات را تولید کرده و به دلیل نداشتن خطاهای رایج ،پرتی و ضایعاتش نیز به حداقل می‌رسد .