Computer Numerical Control یا دستگاه CNC توانسته با کنترل کردن شکل‌دهی فلزات با سیستم کامپیوتری محبوبیت بالایی در صنعت بدست بیاورد. این دستگاه تراشکاری دقت بالایی در هر تراش ایجاد شده ارائه می‌دهد که دستیابی به این دقت با استفاده از فرایند‌های دستی تقریبا غیر ممکن است. اگر شما نیز در رابطه با کاربرد دستگاه تراشکاری CNC کنجکاو هستید، با ما همراه باشید.
دستگاه تراشکاری CNC چیست؟
می‌توان به جرات گفت که امروزه دستگاه تراشکاری CNC یکی از دستگاه‌های مهم و کاربردی در صنعت به شمار می‌آید. این دستگاه با ترکیب کنترل کامپیوتری با فناوری که به مصر باستان برمی‌گردد به تراش قطعات می‌پردازد.
در واقع تراشکاری روی قطعه‌ای که حول محوری ثابت در حال دوران است، از روش‌های سنتی مردم مصر باستان به‌شمار می‌آید. دستگاه CNC نیز به همین شکل کار می‌کند. در این دستگاه قطعه با سرعت بالایی حول محوری ثابت چرخانده می‌شود. سپس ابزاری دیگری برای ایجاد تراش یا برش قسمت‌های مدنظر را برای ایجاد شکل نهایی می‌تراشد.
این عمل تا زمانی که قطعه به شکل نهایی مدنظر در بیاید، تکرار خواهد شد. به‌علاوه به این نوع از تراشکاری به‌علت حذف مواد از روی قطعه اصلی، ماشین‌کاری تفریقی نیز می‌گویند. شما میتوانید از این دستگاه تراشکاری برای شکل‌دهی به فلزات، چوب و پلاستیک استفاده کنید.
Turning یا چرخش در دستگاه CNC
در دستگاه تراشکاری CNC قسمتی وجود دارد که مانند نگهدارنده قطعه عمل می‌کند. این قسمت حول محوری ثابت می‌چرخد و با سرعتی معین قطعه مدنظر را می‌چرخاند. به این فرایند، turning یا چرخش می‌گویند. این فرایند برخلاف سایر روش‌های تراشکاری است؛ چراکه در روش‌های دیگری ابزار تراش می‌چرخد و قطعه مدنظر ثابت می‌ماند.
همچنین این فرایند معمولا با قطعه‌های استوانه‌ای شکل انجام می‌شود، اما دستگاه‌های جدید توانایی تراش قطعه‌های مربعی یا شش ضلعی را نیز دارند. به‌علاوه این قطعات توسط قسمتی به نام چاک در جای خود نگه داشته می‌شوند که می‌تواند RPM یا سرعت چرخش در دقیقه مختلفی داشته باشد.
دستگاه CNC و اجزای آن
حال که با فرایند کلی تراشکاری توسط دستگاه CNC آشنا شدید، بهتر است نگاهی به اجزای این دستگاه بیندازیم. دستگاه تراشکاری CNC مانند سایر دستگاه‌های صنعتی از قسمت‌های مختلفی تشکیل شده که هر قسمت وظیفه‌ی خاصی را برعهده دارد. در ادامه بیشتر با این اجزا آشنا خواهید شد.
Headstock یا هد استوک
این قسمت را به نام کله‌گی دستگاه نیز می‌شناسند که سه بخش دارد. در واقع هد استوک شامل موتور اصلی، گیربکس انتقال‌دهنده نیرو و اسپیندل می‌شود. موتور اصلی که مهمترین وظیفه را در دستگاه تراشکاری CNC دارد، نیرو لازم برای چرخش قطعه را فراهم می‌کند.
حال این نیرو نیازمند بستری برای انتقال است. این بستر را گیربکس انتقال دهنده نیرو فراهم خواهد کرد. گیربکس دستگاه تراشکاری CNC می‌تواند تسمه‌ای یا به‌صورت هالو شفت باشد. گیربکس تسمه‌ای قیمت پایین‌تری دارد و از طرفی دقت کمتری را در زمان تراش ارائه می‌دهد. اگر در نظر دارید که دقت بالاتری در زمان تراش داشته باشید، بهتر است از هالو شفت‌ها استفاده کنید. توجه داشته باشید که این نوع از گیربکس‌ها قیمت بالایی دارند.
در ادامه باید نیرو گرفته شده از موتور توسط گیربکس به قطعه مدنظر انتقال پیدا کند. این وظیفه را اسپیندل برعهده دارد. اسپیندل را به‌عنوان قلب دستگاه CNC می‌شناسند. مانند گیربکس این قطعه نیز انواع مختلفی دارد که باید براساس نیاز انتخاب شود.
Tailstock یا مرغک
حال برای اینکه از ثابت ماندن قطعه و لنگ نخوردن آن طی عملیات تراشکاری مطمئن شویم، نیازمند نگه‌دارنده‌ای قوی هستیم. این نگهدارنده را Tailstock یا مرغک می‌نامند. در واقع مرغک گیرایی قطعه را افزایش می‌دهد و مانع از جابه‌جایی آن در هنگام عملیات تراشکاری می‌شود.
مرغک با Quill یا شفتی که دارد قطعه را گرفته و در جای خود ثابت نگه می‌دارید. در زمان‌هایی که شما قطعاتی با طول زیاد برای تراشکاری دارید، ثابت نگه‌داشتن آن‌ها در هنگام چرخش بدون مرغک تقریبا غیرممکن است.
Chuck یا سه نظام
همانطور که قبل‌تر نیز به آن اشاره کردیم، چاک یا سه نظام وظیفه فیکس کردن قطعات را برعهده دارد. در واقع چاک سطح مقطعی دوار دارد که نیروی چرخشی نهایی را از اسپیندل گرفته و به قطعه مدنظر وارد می‌کند. مبنای چرخش چاک با جهت حرکتی اسپیندل کاملا یکسان است.
همچنین سه نظام معمولا فک‌های سه جهتی دارد که از جهات مختلف قطعه را خواهند گرفت. این فک‌ها نیز به دو نوع سخت و نرم تقسیم‌بندی می‌شوند. بسته به نوع قطعه و فشاری که می‌تواند تحمل کند باید از این فک‌ها استفاده کنید.
Tool Turret یا تارت ابزار
قسمت بعدی مربوط به ابزارهای تراشکاری است. Tool Turret مانند جعبه ابزاری عمل می‌کند که شما میتوانید داخل آن انواع ابزار تراشکاری خود را بگذارید. این قطعه که به‌عنوان ابزارگیر نیز شناخته می‌شود می‌تواند کارهایی مانند شیارزنی، رزوه‌کاری یا تراشکاری را انجام دهد.
نیروی این قطعه توسط برق یا نیروهای هیدرولیکی تامین می‌شود و به دو نوع اصلی VDI و BMT تقسیم می‌شود. BMTها تارت ابزارهایی قدرتمند هستند، اما اگر نیازمند سرعت بالا در هنگام تراشکاری هستید، باید از VDIها استفاده کنید.
lathe bed یا بستر تراش
بستر تراش همانطور که از نام آن پیداست، به‌عنوان بستری برای تراشکاری استفاده می‌شود. تمامی تجهیزات مورد نیاز اعم از ریل‌ها، تارت‌ها و محورهای چرخشی دستگاه روی آن قرار دارند. به‌صورت‌کلی بسترها به دو نوع تخت و مورب تقسیم‌بندی می‌شوند.
بستر تخت مناسب برای قطعات سخت و سنگین با تیراژ پایین است. از طرفی بستر مورب می‌تواند قطعات سبک را در تیراژ بالا برای شما تراشکاری کند. تیراژ بالای این بسترها به‌علت راحتی در تجهیز کردن تارت‌ها و سرعت بالای تخلیه کنده‌کاری‌ها است.
CNC control panel یا مرکز کنترل
مرکز کنترل دستگاه تراشکاری CNC به‌عنوان مغز آن شناخته می‌شود. این قسمت از مانیتور‌ها و صفحه کلیدهایی تشکیل شده است که اپراتور می‌تواند با استفاده از آن‌ها تنظیمات لازم را وارد کرده و فرمان‌های مدنظر را اجرا کند. تمامی کارهایی که این دستگاه انجام می‌دهد، توسط بخش مرکز کنترل هدایت می‌شود.
پدال‌های کنترل کننده
این قسمت برای کنترل شفت مرغک یا سه نظام به‌صورت هیدرولیکی تعبیه شده است. معمولا پدال‌ها را به‌صورتی طراح می‌کنند که زیر پای اپراتور قرار گیرد. این قسمت می‌تواند مهارت کار اپراتور را نیز نشان دهد.
مزیت استفاده از دستگاه تراشکاری CNC
در گذشته تمامی فرایند‌های تراشکاری به‌صورت دستی انجام می‌شد. دستی بودن بودن این فرایند سرعت کم و دقت پایین را به‌همراه داشت. دستگاه تراشکاری CNC توانست دقت و سرعت عملیات تراشکاری را چندین برابر کند. از مزیت‌‌های دیگر این دستگاه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- استفاده از ابزارهای جانبی کمتر
- ساخت قطعات پیچیده با دقت بسیار بالا
- امنیت بیشتر اپراتورها به نسبت تراشکاری دستی
- استفاده از ربات و کامپیوتر
- خودکار بودن تمامی فرایند‌های اجرایی
- مقرون‌به‌صرفه بودن تولید قطعات با دستگاه
کاربردهای دستگاه تراشکاری CNC چیست؟
دستگاه تراشکاری CNC می‌تواند طیف وسیعی از قطعات را در جنس‌ها و شکل‌های مختلف تولید کند. از اولین کاربردهای این دستگاه می‌توان به تولید قطعات پیچیده با دقت بالا اشاره کرد. بعضی از صنایع بزرگ نیازمند قطعاتی پیچیده با دقتی بالا هستند که روش‌های دیگر تراشکاری قادر به تولید آن‌ها نیست.
همچنین در بعضی از صنایع شما نیازمند تولید و تراش قطعات با سرعت بالا هستید که توسط این دستگاه به‌راحتی انجام می‌شود. به‌علاوه شما میتوانید هر قطعه‌ای را اعم از قطعات فلزی، چوبی، پلاستیکی و موارد دیگر را توسط این دستگاه تراش دهید و به شکل مدنظر خود در بیاورید.
کاربردهای فراوان این دستگاه در صنعت باعث شده تا شرکت‌های بزرگ خودروسازی، هواپیمایی، اسحله‌سازی و شرکت‌های بزرگ دیگر همگی از این دستگاه استفاده کنند. همچنین در نظر داشته باشید که تراشکاری و تولید قطعات توسط دستگاه تراشکاری CNC بسیار مقرون‌به‌صرفه است و می‌تواند درآمد هر شرکتی را افزایش دهد. امروزه با این دستگاه تولید محصولات زینتی و سه‌بعدی نیز انجام می‌شود که خود نشان دهنده طیف وسیع کاربرد آن است.
انواع دستگاه‌های تراش CNC
دستگاه تراش CNC را می‌توان براساس محورهای حرکتی آن تقسیم‌بندی کرد. محورهای حرکتی می‌توانند در نحوه و میزان پیچیدگی شکل قطعات تاثیر‌گذار باشند. به‌صورت کلی شش محور اصلی برای حرکت وجود دارد.
در واقع هر دستگاه می‌تواند چند محور حرکتی داشته باشد. برای مثال دستگاه‌های تراشکاری ساده از دو محور تشکیل شده‌اند و بیشتر برای تراشکاری رو سطح قطعه کارایی دارند. این دستگاه‌ها بیشتر برای تولید روزانه قطعات استفاده می‌شوند.
از طرفی هر چقدر میزان محورهای حرکتی دستگاه تراشکاری CNC افزایش می‌یابد، قطعات پیچیده‌تر با دقت بالاتری را تولید می‌کند. توجه داشته باشید که دستگا‌ه‌هایی که چندین محور حرکتی دارند برای تولید روزانه مناسب نیستند.