עיבוד CNC הוא תהליך ייצור שבו תוכנת מחשב מתוכנתת מראש מכתיבה את תנועת הכלים והמכונות של המפעל.התהליך יכול לשמש לשליטה במגוון של מכונות מורכבות, ממטחנות ומחרטות ועד טחנות ונתבים.עם עיבוד CNC, ניתן לבצע משימות חיתוך תלת מימדיות בסט יחיד של הנחיות.
קיצור של "שליטה מספרית ממוחשבת", תהליך ה-CNC פועל בניגוד - ובכך מחליף - את המגבלות של שליטה ידנית, שבה יש צורך במפעילים חיים כדי להנחות ולהנחות את הפקודות של כלי עיבוד באמצעות מנופים, לחצנים וגלגלים.למתבונן מהצד, מערכת CNC עשויה להידמות לקבוצה רגילה של רכיבי מחשב, אך התוכנות והקונסולות המופעלות בעיבוד CNC מבדילות אותה מכל צורות החישוב האחרות.
כיצד עובד עיבוד שבבי CNC?
כאשר מופעלת מערכת CNC, החתכים הרצויים מתוכנתים בתוכנה ומוכתבים לכלים ומכונות מתאימים, המבצעים את משימות הממד כפי שצוינו, בדומה לרובוט.
בתכנות CNC, מחולל הקוד במערכת המספרית יניח לעתים קרובות שהמנגנונים הם ללא רבב, למרות האפשרות של שגיאות, שהיא גדולה יותר בכל פעם שמכונת CNC מכוונת לחתוך ליותר מכיוון אחד בו-זמנית.המיקום של כלי במערכת בקרה מספרית מתואר על ידי סדרה של כניסות המכונה תוכנית החלקים.
עם מכונת בקרה מספרית, תוכניות מוזנות באמצעות כרטיסי ניקוב.לעומת זאת, התוכניות למכונות CNC מוזנות למחשבים באמצעות מקלדות קטנות.תכנות CNC נשמר בזיכרון המחשב.הקוד עצמו נכתב ונערך על ידי מתכנתים.לכן, מערכות CNC מציעות יכולת חישוב רחבה הרבה יותר.והכי חשוב, מערכות CNC אינן סטטיות בשום פנים ואופן, מכיוון שניתן להוסיף הנחיות חדשות יותר לתוכניות קיימות באמצעות קוד מתוקן.
תכנות מכונת CNC
ב-CNC, מכונות מופעלות באמצעות בקרה מספרית, שבה תוכנת תוכנה מיועדת לשלוט באובייקט.השפה מאחורי עיבוד CNC מכונה לסירוגין כקוד G, והיא כתובה כדי לשלוט בהתנהגויות השונות של מכונה מתאימה, כגון מהירות, קצב הזנה ותיאום.
ביסודו של דבר, עיבוד CNC מאפשר לתכנת מראש את המהירות והמיקום של פונקציות כלי מכונה ולהפעיל אותן באמצעות תוכנה במחזורים חוזרים וניתנים לחיזוי, והכל עם מעט מעורבות מצד מפעילים אנושיים.בשל יכולות אלו, התהליך אומץ בכל פינות מגזר הייצור והוא חיוני במיוחד בתחומי ייצור המתכת והפלסטיק.
בתור התחלה, נוצר שרטוט 2D או 3D CAD, שמתורגם לאחר מכן לקוד מחשב לביצוע מערכת CNC.לאחר הזנת התוכנית, המפעיל נותן לה ריצת ניסיון כדי לוודא שאין טעויות בקידוד.
מערכות עיבוד שבבי פתוח/סגור
בקרת המיקום נקבעת באמצעות מערכת לולאה פתוחה או לולאה סגורה.עם הראשון, האיתות פועל בכיוון אחד בין הבקר והמנוע.עם מערכת לולאה סגורה, הבקר מסוגל לקבל משוב, מה שמאפשר תיקון שגיאות.לפיכך, מערכת לולאה סגורה יכולה לתקן אי סדרים במהירות ובמיקום.
בעיבוד CNC, התנועה מכוונת בדרך כלל על פני צירי X ו-Y.הכלי, בתורו, ממוקם ומונחה באמצעות מנועי צעד או סרוו, המשכפלים תנועות מדויקות כפי שנקבע על ידי קוד G.אם הכוח והמהירות מינימליים, ניתן להפעיל את התהליך באמצעות בקרת לולאה פתוחה.עבור כל השאר, שליטה בלולאה סגורה נחוצה כדי להבטיח את המהירות, העקביות והדיוק הנדרשים ליישומים תעשייתיים, כגון עבודות מתכת.
עיבוד CNC הוא אוטומטי לחלוטין
בפרוטוקולי ה-CNC של היום, ייצור החלקים באמצעות תוכנה מתוכנתת מראש הוא לרוב אוטומטי.הממדים עבור חלק נתון נקבעים במקומם באמצעות תוכנת עיצוב בעזרת מחשב (CAD) ולאחר מכן מומרים למוצר מוגמר בפועל עם תוכנת ייצור בעזרת מחשב (CAM).
כל חתיכת עבודה נתונה עשויה להצריך מגוון כלי מכונות, כגון מקדחות וחותכים.על מנת להתאים לצרכים אלו, רבות מהמכונות של היום משלבות מספר פונקציות שונות לתא אחד.לחילופין, התקנה עשויה להיות מורכבת ממספר מכונות ומערכת של ידיים רובוטיות המעבירות חלקים מאפליקציה אחת לאחרת, אך כשהכל נשלט על ידי אותה תוכנית.ללא קשר להגדרה, תהליך ה-CNC מאפשר עקביות בייצור חלקים שיהיה קשה, אם לא בלתי אפשרי, לשכפל באופן ידני.
הסוגים השונים של מכונות CNC
מכונות הבקרה המספריות המוקדמות ביותר מתוארכות לשנות הארבעים של המאה ה-20, כאשר מנועים הופעלו לראשונה כדי לשלוט בתנועה של כלים קיימים.ככל שהטכנולוגיות התקדמו, המנגנונים שופרו עם מחשבים אנלוגיים, ובסופו של דבר עם מחשבים דיגיטליים, מה שהוביל לעליית עיבוד שבבי CNC.
הרוב המכריע של ארסנל ה-CNC של היום הם אלקטרוניים לחלוטין.חלק מהתהליכים הנפוצים יותר המופעלים באמצעות CNC כוללים ריתוך קולי, ניקוב חורים וחיתוך לייזר.המכונות הנפוצות ביותר במערכות CNC כוללות את הדברים הבאים:
מילס CNC
מפעלי CNC מסוגלים לפעול על תוכניות המורכבות מהנחיות מבוססות מספרים ואותיות, המנחות חלקים למרחקים שונים.התכנות המופעלות עבור מכונת טחינה יכולה להיות מבוססת על קוד G או על שפה ייחודית שפותחה על ידי צוות ייצור.טחנות בסיסיות מורכבות ממערכת של שלושה צירים (X, Y ו-Z), אם כי רוב הטחנות החדשות יותר יכולות להכיל שלושה צירים נוספים.
מחרטות
במכונות מחרטה, חתיכות נחתכות בכיוון מעגלי עם כלים הניתנים לאינדקס.עם טכנולוגיית CNC, החיתוכים המופעלים על ידי מחרטות מתבצעים בדיוק ובמהירות גבוהה.מחרטות CNC משמשות לייצור עיצובים מורכבים שלא יהיו אפשריים בגרסאות ההפעלה ידנית של המכונה.בסך הכל, פונקציות הבקרה של כרסמות ומחרטות בהפעלת CNC דומות.בדומה לקודמים, ניתן לכוון מחרטות באמצעות קוד G או קוד קנייני ייחודי.עם זאת, רוב מחרטות CNC מורכבות משני צירים - X ו-Z.
חותכי פלזמה
בחותך פלזמה חותכים חומר עם לפיד פלזמה.התהליך מיושם בעיקר על חומרי מתכת אך ניתן להשתמש בו גם על משטחים אחרים.על מנת להפיק את המהירות והחום הדרושים לחיתוך מתכת, פלזמה נוצרת באמצעות שילוב של גז אוויר דחוס וקשתות חשמליות.
מכונות פריקה חשמלית
עיבוד פריקה חשמלית (EDM) - המכונה לסירוגין שקיעת מתים ועיבוד ניצוץ - הוא תהליך שייצוק חלקי עבודה לצורות מסוימות עם ניצוצות חשמליים.עם EDM, פריקות זרם מתרחשות בין שתי אלקטרודות, וזה מסיר חלקים של חתיכת עבודה נתונה.
כאשר המרווח בין האלקטרודות הופך קטן יותר, השדה החשמלי הופך אינטנסיבי יותר ובכך חזק יותר מהדיאלקטרי.זה מאפשר לעבור זרם בין שתי האלקטרודות.כתוצאה מכך, חלקים של חתיכת עבודה מוסרים על ידי כל אלקטרודה.תת-סוגים של EDM כוללים:
● Wire EDM, לפיו שחיקת ניצוץ משמשת להסרת חלקים מחומר מוליך אלקטרונית.
● Sinker EDM, שבו אלקטרודה וחתיכת עבודה מושרים בנוזל דיאלקטרי לצורך יצירת החתיכה.
בתהליך המכונה שטיפה, פסולת מכל חלק עבודה מוגמרת נסחפת על ידי דיאלקטרי נוזלי, המופיע ברגע שהזרם בין שתי האלקטרודות נפסק ונועד לחסל כל מטענים חשמליים נוספים.
חותכי סילון מים
בעיבוד CNC, סילוני מים הם כלים החותכים חומרים קשים, כגון גרניט ומתכת, עם יישומי מים בלחץ גבוה.במקרים מסוימים, המים מעורבבים עם חול או חומר שוחק חזק אחר.חלקי מכונות במפעל מעוצבים לעתים קרובות בתהליך זה.
סילוני מים משמשים כחלופה קרירה יותר לחומרים שאינם מסוגלים לשאת תהליכים עתירי חום של מכונות CNC אחרות.ככזה, סילוני מים משמשים במגוון רחב של מגזרים, כגון תעשיות התעופה והכרייה, שבהן התהליך הוא רב עוצמה למטרות גילוף וחיתוך, בין היתר.חותכי סילון מים משמשים גם ליישומים הדורשים חיתוכים מורכבים מאוד בחומר, שכן היעדר חום מונע כל שינוי בתכונות המהותיות של החומרים שעלולים לנבוע מחיתוך מתכת על מתכת.
הסוגים השונים של מכונות CNC
כפי שהראו שפע של הדגמות וידאו של מכונות CNC, המערכת משמשת לביצוע חיתוכים מפורטים ביותר של חלקי מתכת עבור מוצרי חומרה תעשייתיים.בנוסף למכונות שהוזכרו לעיל, כלים ורכיבים נוספים המשמשים במערכות CNC כוללים:
● מכונות רקמה
● נתבי עץ
● אגרוף צריח
● מכונות לכיפוף חוטים
● חותכי קצף
● חותכי לייזר
● מטחנות גליליות
● מדפסות תלת מימד
● חותכי זכוכית
כאשר יש צורך לבצע חיתוכים מסובכים ברמות ובזוויות שונות בחתיכת עבודה, ניתן לבצע הכל תוך דקות במכונת CNC.כל עוד המכונה מתוכנתת עם הקוד הנכון, פונקציות המכונה יבצעו את השלבים כפי שמכתיבה התוכנה.בתנאי שהכל מקודד בהתאם לעיצוב, תוצר של פירוט וערך טכנולוגי אמור להופיע לאחר סיום התהליך.
זמן פרסום: 31 במרץ 2021
