منزل > أخبار > أخبار التجارة >

مقدمة لسيطرة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

مقدمة لسيطرة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
وقت مسألة:2017-07-06
لمحة تاريخية من التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
لقد كانت تغذية الطاقة لهذه الأجهزة موجودة بالفعل لبعض الوقت. تستخدم هذه المحركات (ولا تزال تستخدم) أو الروابط الميكانيكية لإطعام محور معين على الماكينة بمعدل ثابت. كانت الفوائد ذات شقين: كان العمل أقل بكثير للماشين ، والتغذية على نحو سلس ومتسق وتحسين سطح التشطيب والحياة أداة.
وبحلول الخمسينيات من القرن الماضي ، كان لدى الأجهزة المتطورة أجهزة تحكم أكثر تطوراً في التغذية يمكن ضبطها بسرعات مختلفة. التحكم العددي أساسا الآلي فقط تلك التكنولوجيا القائمة. يمكن للمشغلين أن يخبروا الآلة متى وأين يتم نقل كل محور ، وبالتالي إزالة الجزء الأكثر استهلاكا للوقت من الآلات (التحول الدقيق للمقابض).
تقدمت هذه التكنولوجيا بشكل ملحوظ من هناك: أجهزة الكمبيوتر الرقمية أدت إلى ارتفاع CNC ، وإزالة الحاجة إلى أشرطة لكمة قديمة. جاء CAD (التصميم بمساعدة الكمبيوتر) وجعل عملية التصميم رقمية ، الأمر الذي يمنح المشغلين القدرة على تصميم جزء وبرمجة الآلة كلها على الكمبيوتر. أصبحت أجهزة الكمبيوتر أصغر حجمًا وأكثر قوة وأرخص. تحسنت إلكترونيات الآلة ، مما سمح بتحكم أكثر دقة وتغذية راجعة أفضل.

فوائد CNC

الميزة الأكثر وضوحا من CNC ، لا سيما في مجال التصنيع ، هي الأتمتة. إذا احتاجت جهة التصنيع إلى إنشاء آلاف الأجزاء المتطابقة ، فيجب إجراء عملية CAD والتصميم CAM (التصنيع بمساعدة الكمبيوتر) مرة واحدة فقط. بعد ذلك ، يمكن لمشغل واحد تشغيل عدد من الآلات في وقت واحد ، ببساطة تحميل وتفريغ الأجزاء ودفع "بدء". وقد أدت هذه الكفاءة إلى القدرة على إنتاج أجزاء مركبة معقدة (الشيء الذي تم يدوياً في النصف الأول من القرن العشرين القرن) بدقة عالية بشكل مثير للإعجاب.

فائدة رئيسية أخرى من CNC هي الدقة والتكرار. لقد كانت Precision دائمًا جزءًا مهمًا من الآلات ، ولكن الحفاظ على التفاوتات الشديدة عند تشغيل الآلة يدويًا ليس أمرًا بسيطًا. يتطلب من الماكنه أن يكون لديه مهارات جيدة في الرياضيات ، وأن يعرف الآلة ، وأن يكون لديه اهتمام قوي بالتفاصيل. إذا قام الميكانيكي بتحويل المقبض إلى درجات قليلة للغاية ، فقد يحتاج جزء منه إلى الغاء لأنه يفشل في تلبية التفاوتات المطلوبة من قبل المهندس.

آلات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، من ناحية أخرى ، جيدة جدا في الرياضيات. وهم يعرفون بالضبط المكان الذي من المفترض أن يتموضعوا فيه ، ويمكنهم تكرار البرمجة الخاصة بهم بشكل مثالي مرارًا وتكرارًا. وبمجرد اكتمال برنامج جزء من قبل مبرمج CNC ، يمكن للجهة المصنعة أن تطمئن إلى أن جميع الأجزاء ستصبح مطابقة لبعضها البعض. طالما أن الجهاز يعمل بشكل صحيح والأداة جيدة ، يمكن تشغيل برنامج جزء واحد إلى أجل غير مسمى مع نتائج مثالية.

ميزة أخرى غالبًا ما يتم تجاهلها ، ولكنها مهمة للغاية في عالمنا المعاصر ، هي أن ماكينات CNC قادرة على الحركات التي لا يستطيع البشر إعادة إنتاجها. خذ جيب دائري بسيط كمثال. إنه أمر تافه في هذه الأيام لدرجة أننا لا نفكر فيه - يمكن لآلة الطحن باستخدام الحاسب الآلي قطعه بطرق عديدة مختلفة باستخدام أي أداة ذات قطر أصغر من قطر الجيب. ولكن ، من أجل آلة الجيب نفسها يدويًا ، سيحتاج الميكانيكي إما إلى تجويف ذي القطر نفسه بالضبط مثل الجيب ، أو طاولة دوارة لتدوير الجزء. وهذا الأخير يتطلب أن يكون محور الطاولة الدوارة محاذاً بالضبط لمحاذاة الجيب الدائري.

ذلك لأن الدائرة تتطلب تحريك محورين في وقت واحد وبسرعات مختلفة فيما يتعلق ببعضها البعض. لا يمكن للماشين ببساطة القيام بذلك يدويا ، على الأقل ليس مع الحفاظ على أي نوع من التحمل الواقعي. فكر في الأمر وكأنه يحاول رسم دائرة كاملة على أيقونة Ach A ، والآن تخيل أنك يجب أن تفعل ذلك لتفاوتات أقل من ألف من البوصة. لا يمكن القيام به يدويًا ، ولكن من السهل على مطحنة CNC إنجازه.

يأخذ نفس المفهوم أكثر عندما تصبح الأشكال أكثر تعقيدًا ، وعندما تضيف في محور ثالث أو رابع أو خامس أو سادس. العديد من المنتجات التي نأخذها كأمر مفروغ منه الآن لم يكن من الممكن تصنيعها إلا بعد أن جاءت CNC ، لأنه لا يمكن تشكيلها يدوياً.

لا تهتم مطحنة CNC إذا كانت تتحرك فقط في خط مستقيم في محور واحد ، أو إذا كانت تنسق حركة ستة محاور في وقت واحد. بالتأكيد ، يكبر برنامج الجزء ، ولكن مع التخزين والمعالجة الحديثة ، لم يعد ذلك مشكلة.

أنواع أنظمة CNC

إن معظم أنواع CNC الأساسية هي أنظمة ثنائية المحاور أو ثلاثة محاور مصممة لإعادة تهيئة الآلات اليدوية. هذه تأتي في أصناف لكل من آلات الطحن والمخارط ، وبشكل أساسي فقط دمج الكمبيوتر وتغذية الطاقة. يتحكم الكمبيوتر في تغذية الطاقة لكل محور ، ويحاول التعويض عن رد فعل عنيف في كل محور. يتم التعامل مع هذا التعويض إما في حلقة مغلقة أو بطريقة حلقة مفتوحة.

في نظام CNC مفتوح الحلقة ، لا يوجد أي ملاحظات. يتم إرسال الإشارات بطريقة واحدة فقط ، ولا يكون لدى الكمبيوتر أي فكرة عما إذا كان ما يقوم به الجهاز بالفعل صحيحًا. إنه يعتمد ببساطة على الماكينة للقيام بما يفترض أن تفعله. يتم تعويض رد الفعل عن طريق مبلغ ثابت ، ولذا يجب أن تكون معروفة قبل اليد. هذه هي الطريقة التي تعمل بها معظم الآلات الرخيصة ، وتنتج بشكل عام نتائج جيدة. ومع ذلك ، فإن عدم وجود ردود فعل يعني أن رد الفعل العكسي لا يتم التعامل معه بشكل مثالي ، وبالتالي قد يكون من الصعب الحفاظ على التفاوتات.

تستخدم أنظمة CNC ذات الحلقات المغلقة برامج تشفير لتقديم ملاحظات إلى جهاز الكمبيوتر. هذا يعني أن أشياء مثل رد الفعل العكسي يمكن تعويضها تلقائيا - الكمبيوتر ببساطة يتحقق من أن المحور يتحرك بالمقدار المطلوب ، وضبطه وفقا لذلك إذا لم يكن. ومع ذلك ، تتطلب أنظمة الحلقة المغلقة أجهزة إضافية وأجهزة تحكم أكثر تطوراً ، وبالتالي فهي أكثر تكلفة.

البديل الرئيسي لأنظمة التحديث ، بالطبع ، هي آلات مصممة من الألف إلى الياء ليتم التحكم فيها عن طريق CNC. هذه هي الطريقة التي بنيت بها معظم الآلات الحديثة ، لأنها يمكن أن تدمج الكثير من الميزات الإضافية المرغوبة. وتشمل هذه الأدوات مغير الأدوات ، وأنظمة التبريد الآلية ، والفؤوس الإضافية (لتدوير الجزء ، والتشغيل بالزاوية ، والوصول إلى التجاويف) ، والمغازل المتقدمة ، وأكثر من ذلك. مع آلة مبنية لهذا الغرض ، يمكن أيضًا تغليفها جميعًا بشكل رائع في حاوية لاحتواء سائل التبريد والرقائق.

عادةً ما يكون لكل من آلات التعديل التحديثي والأجهزة المبنية لغرضين طريقتين لإنشاء برامج جزئية: G-code و conversational. يأخذ وضع G-code الإرشادات التي تم إنشاؤها على جهاز كمبيوتر منفصل (إما عن طريق برنامج CAM أو مكتوبًا يدويًا) ، ويتم تشغيله تمامًا كما هو مكتوب. تعمل أوضاع المحادثة هذه جميعها على كمبيوتر التحكم ، مما يسمح للمشغل بإنشاء برامج مباشرة على الجهاز.

وتتمثل فائدة وسائط المحادثة في إمكانية قيام المشغل بإنشاء برامج بسيطة بسرعة دون الحاجة إلى إشراك مبرمج CNC باستخدام برنامج CAD / CAM. الجانب السلبي هو أن البرامج عادة ما تكون بسيطة ، وجعل الأجزاء المعقدة تصبح مرهقة للغاية. إن برامج المحادثة تكون دائمًا فقط 2.5D أيضًا ، وهذا يعني أنه لا يمكن نقل المحور Z في نفس الوقت الذي يتم فيه محوري X أو Y. يسمح لك إنشاء G-code من برنامج CAD / CAM بالتقاط نموذج ثلاثي الأبعاد معقد وإنشاء برنامج جزء له بشكل مباشر ، لذلك لا توجد أية قيود تقريبًا على تعقيد البرنامج. ستستخدم معظم متاجر الوظائف الحديثة مزيجًا من الطريقتين اعتمادًا على الحاجة ، ولكن من المرجح أن يكون الهواة أكثر سهولة في تصميم الأجزاء في CAD واستخدام CAM لإنتاج G-code.

ورشة عمل CNC

تختلف عناصر التحكم في المحادثة اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على الشركة المصنّعة والطراز ، ومن المحتمل أن يهتم معظمكم بتصميم أجزاء في CAD على أي حال. لذا ، سنركز على طريقة G-code لتشغيل آلة CNC. تتشابه هذه العملية إلى حد كبير مع الطباعة ثلاثية الأبعاد (التي تستخدم أيضًا G-code) ، مع برنامج CAM يحل محل برنامج تقطيع الشرائح 3D.

يبدأ سير العمل بإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد لجزءك في برنامج CAD ، مع إيلاء اهتمام وثيق للحفاظ على جميع أبعادك بالضبط. من الأفضل استخدام برنامج CAD parametric المصمم للهندسة الميكانيكية ، بدلاً من أدوات النمذجة ثلاثية الأبعاد المجانية مثل Blender. بمجرد حصولك على نموذج ثلاثي الأبعاد ، ستحتاج إلى معالجته في CAM لإنشاء مسارات أدوات ، ثم إخراج G-code. تحتوي معظم أنظمة CAD الحديثة على برنامج CAM مدمج ، وهناك أيضًا برنامج CAM قائم بذاته. ومع ذلك ، هذا البرنامج عادة ما تكون مكلفة للغاية. أوتوديسك فيوجن 360 هو خيار جيد (للهاواة) يحتوي على كل من CAD و CAM بجودة احترافية.

عند الانتقال إلى CAM ، ستحتاج أولاً إلى إعداد الجزء لإخبار الجهاز بكيفية توجيه الجزء ، وكم هو حجم القطعة ، وكيف سيتم وضع الجزء داخل هذا المخزون. إذا كان الجزء سيحتاج إلى إعادة توجيه (لطحن القاع ، على سبيل المثال) ، فستحتاج إلى إنشاء عدة إعدادات لكل عملية. ستحتاج أيضًا إلى إعداد مكتبة أدوات ، تحدد ما هي الأدوات المتوفرة (المطاحن النهائية ، التدريبات ، إلخ) ، وما هي أبعادها.

الخطوة التالية هي البدء في إنشاء مسارات أداة لقطع ميزات الجزء الخاص بك. على عكس الطباعة ثلاثية الأبعاد ، حيث يتم تقسيم النموذج ببساطة إلى طبقات ، يجب إنشاء مسارات أدوات CNC يدوياً. ستحصل على مجموعة من الخيارات المختلفة لأنواع من أدوات المسارات ، مثل الأكفة (لاختصار ملف تعريف ثنائي الأبعاد) ، ومواجهة ، ومجموعة متنوعة من تقنيات تحديد الخطوط ثلاثية الأبعاد. يتطلب الأمر الكثير من الخبرة لمعرفة أنواع ممرات الأدوات التي يمكنك استخدامها ، ولكنك ستجد نفسك تستخدم عددًا قليلاً جدًا من المرات.

عندما تقوم بإنشاء مسار الشاشه ، سيتم إعطاؤك عددًا من الخيارات والمعلمات لتحديدها. هذه هي أشياء مثل الأداة التي تستخدم ، وسرعة المغزل ، ومعدلات التغذية ، وعمق قطع ، stepover ، وهلم جرا. مرة أخرى ، هذه تتطلب الكثير من الخبرة للحصول على حق ، ولكن هناك عدد من الأدوات مثل مستشار HSM هناك والتي يمكن أن تساعدك في هذه الإعدادات. بشكل عام ، ستحصل على التوازن بين الوقت والجودة وأداة الحياة. لهذا السبب ، من الشائع جدًا أن نأخذ تصاريح سريعة وثقيلة لإزالة الكثير من المواد في وقت قصير ، ومن ثم يمرر الضوء النهائي لإزالة آخر جزء صغير من المواد بدقة وبصقل نهائي جيد.

إن إنشاء مسارات المسارات هو المكان الذي ستقضي فيه معظم وقتك على الأرجح ، ومن المهم الحصول عليه بشكل صحيح لتجنب إهدار المواد الموجودة على البرامج ذات الأجزاء السيئة ، أو كسر الأدوات ، أو حتى الإضرار بجهازك. ولهذا السبب ، من المستحسن دائمًا تشغيل المحاكاة المدمجة للتأكد من أنها قطعت بالطريقة المتوقعة ، وأنه لا توجد تصادمات. انتبه بشكل خاص إلى الأماكن التي ستكون فيها المواعيد واللاعب والجدول ، وأن الأداة لن تتصادم مع أي منها.

عندما تصبح مقتنعًا بأن جميع مسارات أدواتك قد تم إعدادها بشكل صحيح ، ستحتاج إلى تشغيل معالج ما بعد إنشاء G-code لتشغيل جهازك. G-code معيارية إلى حد ما ، ولكن معظم الآلات لها طريقتها الخاصة في تفسير الشفرة. لذا ، يعمل المعالج اللاحق كوسيط بين برامج CAM و CNC ، ويتأكد من توافق G-code الذي هو الإخراج مع جهازك. سيكون لدى معظم برامج CAM مكتبة كبيرة للمعالج بعد معالجتها ، ومن المحتمل أن يكون جهاز CNC موجودًا بالفعل. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فإن البحث عبر الإنترنت عن CAM و CNC سيسمح لك بإيجاد معالج آخر متوافق (أو حتى وظيفة عامة تعمل).

مع G-code في متناول اليد ، ستحتاج إلى تحميله في الذاكرة على جهاز CNC. هذا يعتمد بشكل كبير على نظام CNC الذي تستخدمه. يتيح لك بعضها تحميله ببساطة من جهاز USB أو عبر شبكة ، بينما قد تتطلب منك عناصر التحكم الأقدم تحميله عبر اتصال تسلسلي أو متوازي. ولكن بمجرد أن يكون G-code في الذاكرة ، فإن معظمها سيعطيك تصورًا لأشكال المسارات التي يمكنك التحقق منها للتأكد من أن كل شيء يبدو صحيحًا.

بمجرد أن يتم تحميل المخزون الخاص بك في الجهاز ، من المهم أن تقوم بتعيين نقطة الأصل بدقة في X و Y و Z. يجب أن يتطابق هذا مع ما كان موجودًا في برنامج CAM. عادة ما ستستخدم زاوية من السهم ، أو نقطة محددة على الرذيلة / المباراة. ما يهم هو أنها نقطة ملموسة يمكنك الرجوع إليها. مع كل ذلك ، يمكنك الضغط على زر "البدء" الكبير الجذاب والسماح للجهاز بالعمل.

لا تتفاجأ إذا كسرت أداة ، أو كان سطحك سيئًا. هذه كلها أشياء لها منحنى تعلم ، والتصميم الجيد دائمًا عملية تكرارية. مع خبرة كافية ، سوف تبدأ في معرفة أفضل الإعدادات ، وكيفية إنتاج أجزاء ذات جودة عالية. لذا ، استمتعي بعمليّة التعلّم ، وتمتع بحقيقة أنك لم تعد بحاجة إلى قضاء ساعات في تحويل المقابض!