تصميمات جهاز التوجيه CNC

أنواع تصاميم أجهزة التوجيه باستخدام التحكم العددي بالكمبيوتر (CNC)

جهاز توجيه CNC هو آلة يتم التحكم فيها إلكترونياً ويمكنها قص ونحت مواد صلبة مثل الخشب والمعدن والزجاج والبلاستيك. تشمل مكوناته الأساسية المغزل عالي السرعة وأداة القطع والمنصة المتحركة ونظام الكمبيوتر. يعمل جهاز التوجيه عن طريق تحريك أداة القطع وقطعة العمل في 3 إلى 6 اتجاهات محورية لتجويف أو قطع الأنماط بدقة. تشمل الأنواع الرئيسية لأجهزة توجيه CNC ما يلي:

• جهاز توجيه CNC للخشب: تُستخدم هذه الآلة بشكل أساسي في صناعة النجارة. لديها أداة قطع ومغزل تجوف الأنماط على الخشب. يتم تصنيف آلة CNC للخشب إلى ثلاثة أجزاء رئيسية: أجهزة التوجيه المكتبية للخشب، وأجهزة توجيه CNC القياسية للخشب، وأجهزة توجيه CNC العملاقة للخشب.
• جهاز توجيه CNC للحجر: على عكس جهاز توجيه CNC للخشب، تم تصميم جهاز توجيه الحجر للعمل على مواد صلبة مثل الرخام والجرانيت والحجارة الطبيعية أو الاصطناعية الأخرى. هذه الآلة، التي تشبه إلى حد كبير جهاز توجيه CNC للخشب، لها هيكل أكثر قوة وتستخدم رؤوس الماس لضمان القطع الدقيقة والنظيفة على الحجارة. كما يسمح جهاز توجيه الحجر بإنشاء نقوش ونقوش وتصميمات جميلة على أسطح الحجر. هذا يعني أنه عند استخدامه مع المواد المناسبة، يمكنه تنفيذ مهام متعددة على مواد الحجر بسهولة وكفاءة. هناك أنواع مختلفة من أجهزة توجيه CNC للحجر، ولكن الأكثر شيوعًا هي أجهزة توجيه CNC للرخام وأجهزة توجيه CNC للجرانيت.
• جهاز توجيه CNC للمعادن: تم تصميم هذه الآلة خصيصًا للعمل على مواد معدنية مثل الألومنيوم والنحاس والبرونز والفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم، من بين مواد أخرى. يأتي مزودًا بمغزل قوي يمكنه قطع المعادن. بفضل خطواتها عالية الدقة (التي تتجاوز الخطوة المتوسطة التي نراها في آلات CNC الأخرى)، توفر هذه الآلة سرعات قطع أعلى مثالية للمواد المعدنية. كما يتمتع جهاز توجيه CNC للمعادن بسعة تحمل وزن ممتازة، مما يسمح له بمعالجة المواد الثقيلة دون صعوبة. لا يوجد حل واحد يناسب الجميع عندما يتعلق الأمر بأجهزة التوجيه المعدنية. تشمل الأنواع المختلفة أجهزة توجيه البلازما CNC للمعادن، وأجهزة التوجيه بالليزر للمعادن، وأجهزة التوجيه الهجينة CNC للمعادن.
• جهاز توجيه CNC ATC: جهاز توجيه CNC (ATC) (Automatic Tool Change) هو آلة فريدة من نوعها مزودة بمبدل أدوات يسمح له باستبدال الأدوات تلقائيًا أثناء عملية التصنيع. تُحسِّن هذه الميزة الإنتاجية، حيث تُقلل من وقت التوقف والتدخل من قبل المشغل. تُستخدم أجهزة توجيه CNC ATC بشكل شائع في بيئات الإنتاج العالية حيث تكون الكفاءة والأتمتة أمرًا بالغ الأهمية. بصرف النظر عن مبدل الأدوات التلقائي، يتميز جهاز توجيه CNC ATC أيضًا بمجموعة واسعة من الأدوات لمختلف مهام التصنيع. تشمل هذه الأدوات رؤوس النقش للتصاميم المعقدة، ورؤوس القطع المستقيمة للتوجيه العام، ورؤوس الكرة لإنشاء المنحنيات ثلاثية الأبعاد، والمزيد.

المواصفات والصيانة

فيما يلي بعض المواصفات الرئيسية التي يجب مراعاتها عند شراء جهاز توجيه CNC للخشب.

• مساحة العمل

  تشير مساحة العمل إلى الأبعاد القصوى للمواد التي يمكن للآلة العمل عليها. تُعبر عنها عادةً من حيث الطول والعرض والارتفاع. على سبيل المثال، قد يكون لدى جهاز توجيه نموذجي مساحة عمل 1300 * 2500 مم مع ارتفاع أقصى 200 مم. هذه المنطقة كافية للعمل على مواد كبيرة مثل الخشب الرقائقي و MDF.

• قدرة المغزل

  تُقاس قدرة المغزل عادةً بالواط أو الكيلوواط. يمكن لمغزل قوي أن يقطع خلال الأخشاب السميكة بسهولة وأن يعمل أيضًا بسرعات مختلفة.

• نظام التحكم

  تُزوَّد آلة توجيه CNC للخشب عادةً بأنظمة تحكم متنوعة. تستخدم بعضها تصميمًا بمساعدة الكمبيوتر (CAD) والتحكم العددي بالكمبيوتر (CNC) لتلقي الملفات مباشرة من جهاز كمبيوتر متصل. قد تحتوي آلات أخرى على وحدة تحكم مستقلة مع برنامج محدد مسبقًا وشاشة تعمل باللمس سهلة الاستخدام. قد تستخدم تطبيقات التعليمية والصناعية المختلفة أنواعًا مختلفة من أنظمة التحكم.

• صيغ الملفات المدعومة

  أنواع صيغ الملفات التي يدعمها تصميم جهاز توجيه CNC تحدد نوع التصميم ثلاثي الأبعاد الذي يمكن للمرء العمل عليه. تدعم بعض أجهزة التوجيه أنواع ملفات CAD مباشرة، بينما يتطلب البعض الآخر تحويل الملفات إلى تنسيق يمكن قراءته بواسطة الآلة من خلال برامج معينة.

• توافق نظام التشغيل

  تعمل بعض أجهزة التوجيه مع نظام التشغيل Microsoft Windows، بينما قد تستخدم أخرى نظام التشغيل Linux أو أي نظام تشغيل آخر. قد يستخدم جهاز توجيه CNC المستند إلى نظام التشغيل Linux برنامج LinuxCNC مفتوح المصدر للتحكم في آلة التوجيه.

• الاتصال

  تحدد خيارات اتصال الآلة كيفية اتصالها بجهاز كمبيوتر أو شبكة. تسمح آلة CNC ذات اتصال USB أو Wi-Fi للمستخدم بإرسال الملفات لاسلكيًا من مسافة بعيدة. يُمكِّن جهاز توجيه مزود باتصال Wi-Fi أو منفذ USB المستخدم من نقل الملفات من محرك أقراص USB أو قرص فلاش.

• سمك القطع

  يشير سمك القطع لآلة التوجيه إلى أقصى سمك للمادة التي يمكن للآلة العمل عليها. يمكن لآلة توجيه CNC نموذجية قطع الأخشاب بسمك أقصى يصل إلى 200 مم. يشمل ذلك العمل على الخشب الصلب والمواد الخشبية المصفحة مثل الخشب الرقائقي.

• استخراج الغبار

  تساعد آلية استخراج الغبار في آلة قطع الخشب CNC على استخراج الغبار ومواد النفايات الأخرى أثناء قطع جهاز التوجيه. يجنب مستخرج الغبار الحاجة إلى التنظيف اليدوي لمساحة العمل ويحافظ على مساحة العمل مرتبة. كما يساعد على تحسين رؤية خط القطع بحيث يمكن للمشغل رؤيته بشكل أفضل.

الصيانة

نظرًا لأجزائه المعقدة ونظام التحكم، يتطلب جهاز توجيه CNC للخشب بعض الصيانة بمرور الوقت للعمل بشكل جديد. تشمل الصيانة الروتينية لجهاز توجيه CNC ما يلي:

• التنظيف

  يساعد التنظيف الروتيني لآلة CNC على إزالة تراكم الغبار والحطام وأي مواد متبقية. يساعد التنظيف المجدول للآلة والمنطقة المحيطة على تحسين دوران الهواء وتقليل خطر نشوب حريق من غبار الخشب.

• التزييت

  مع مرور الوقت، تظهر الاحتكاكات في الأجزاء المتحركة لآلة CNC، خاصةً في قضبان التوجيه والبراغي الموجهة والذراع. يساعد تزييت أجزاء الآلة بالشحوم أو الزيت الموصى به على خفض الاحتكاك. يضمن التزييت أيضًا حركة سلسة للآلة ودقة قطع عالية.

• إجراء تحديثات البرامج

  يجب على مستخدمي أجهزة توجيه CNC التحقق من وجود أي تحديثات للبرامج بانتظام وتثبيتها. عادةً ما تحتوي تحديثات البرامج هذه على تحسينات وتحسينات وأخطاء نظام ثابتة. يساعد إجراء ترقيات برامج النظام على تعزيز أمان ووظائف الآلة.

سيناريوهات صناعة تصاميم أجهزة التوجيه باستخدام التحكم العددي بالكمبيوتر (CNC)

• النجارة وأعمال النجارة:

  تُستخدم أجهزة توجيه CNC بشكل شائع في صناعة النجارة وأعمال النجارة. يرجع ذلك إلى قدرتها على تحقيق مستوى عالٍ من الدقة والكفاءة العالية وسهولة التشغيل التي لا مثيل لها. وبالتالي، فهي أدوات رائعة للنجارين وغيرهم من متخصصي النجارة. باستخدام هذه الآلة، يمكن إنجاز مهام مثل النقش والقص والطحن بدقة مثالية.

• صناعة الأثاث والتخصيص:

  يتطلب إنشاء قطع أثاث عالية الجودة مصنعة بشكل جيد تصميمًا مُخصّصًا وجذابًا. الآن، لتلبية هذه المطالب، تستثمر شركات تصنيع الأثاث وشركات أعمال النجارة في آلة توجيه CNC فعالة لعملها. تسمح هذه الآلة بقص ونقش وتشكيل الخشب بسرعة ودقة. ما تفعله هو أتمتة هذه العمليات. وفي النهاية، يعزز ذلك الإنتاج الكلي.

• إنشاء اللافتات والعروض:

  تلعب أجهزة توجيه CNC دورًا محوريًا في صناعات اللافتات والعروض. تسمح هذه الآلات بالنقش والقص وتشكيل المواد مثل الخشب والأكريليك والألومنيوم والمزيد بشكل أوتوماتيكي لإنشاء لافتات وعروض دقيقة ذات تصميم معقد.

• إنشاء النماذج الأولية وتطوير المنتج:

  سواء كان الأمر يتعلق بنموذج أولي لمنتج جديد أو ترقية لمنتج موجود، يتطلب التطوير إنشاء نماذج. ينطبق هذا على الصناعات مثل السيارات والفضاء والإلكترونيات الاستهلاكية والأجهزة الطبية. باستخدام أجهزة توجيه CNC، يمكن للمصنعين إنشاء نماذجهم الأولية بشكل أسرع وأكثر دقة. جمال هذه الآلة هو أنها تمكن من اختبار أفكار التصميم وتكرارها بسهولة. هذا يسرع بشكل كبير من عملية تطوير المنتج.

• تكامل CAD / CAM:

  تتمتع أجهزة توجيه CNC الآن بقدرة على التكامل مع أنظمة CAD (التصميم بمساعدة الكمبيوتر)، وغالبًا ما تُستخدم في الصناعات التي تتطلب تخصيص التصميم. البرنامج الرئيسي المستخدم لأجهزة توجيه CNC هو برنامج CAD / CAM. باستخدام هذا البرنامج، يمكن لأجهزة التوجيه تحقيق قص وتشكيل دقيق للغاية لمختلف المواد وفقًا لتصاميم CAD. هذا رائع للشركات التي تتطلب تصاميم مخصصة.

• الغرسات الطبية والأسنان:

  يتطلب إنتاج الغرسات الطبية دقة معقدة ووصولاً إلى الكمال كضرورة. لا يمكن للطرق التقليدية تقديم هذا المستوى من الدقة والتخصيص. أدخل بطل اليوم: آلة CNC! تتمتع آلات CNC بقدرة طحن الغرسات بدقة مرغوبة من أقراص التيتانيوم الصلبة. يمكن إنشاء تصاميم غرسات وأدوات مخصصة بكفاءة باستخدام آلة CNC، وهي طريقة إنتاج تتخلص من المواد باستخدام أدوات دوارة لقطع المواد الزائدة لإظهار الجزء النهائي.

كيفية اختيار تصاميم أجهزة التوجيه باستخدام التحكم العددي بالكمبيوتر (CNC)

قبل شراء آلة توجيه CNC جديدة، من الضروري مراعاة العوامل الأكثر أهمية، مثل المادة التي سيتم استخدامها والمنتج المطلوب. ستساعد هذه الأشياء في تحديد حجم الآلة وسعتها وتصميمها ومواصفاتها.

يعتمد اختيار تصميم جهاز توجيه CNC الصحيح أيضًا على مستوى وجودة العمل الذي يرغب العملاء في تقديمه لعملائهم. كما ذكرنا سابقًا، فإن جهاز توجيه CNC المكتبي رائع للهوايات والمشاريع ذات السعة الصغيرة. ومع ذلك، قد لا يوفر مستوى العمل المطلوب للاستخدام المهني.

تشمل الميزات الرئيسية التي يجب البحث عنها في جهاز توجيه CNC ما يلي:

• التصميم: يؤثر الهيكل العام لجهاز توجيه CNC على المادة التي يمكنه قطعها، وسعته، وفي النهاية، جودة المنتج النهائي. يتميز جهاز توجيه CNC ذو تصميم ذراع متأرجح بوجود مغزله ومكون القطع مثبتين على إطار يتحرك أفقيًا على طول القضبان. ثم يتحرك هذا الإطار عموديًا على طول المحور Z لقص ونحت المادة. يُستخدم هذا النوع من الآلات عادةً لقص مواد كبيرة وثقيلة مثل الخشب والمعدن والبلاستيك. يعتبر هذا التصميم أحد أكثر التصاميم شيوعًا في آلات CNC. يعني تصميم جهاز توجيه CNC ذو تصميم متدلي أن أداة القطع مثبتة على شعاع. يمتد هذا الشعاع لخلق مساحة حيث يمكن أن تحدث الحركة الأفقية والعمودية. بشكل عام، تُستخدم القضبان لتحقيق هذه الحركة. يُستخدم هذا النوع من آلة توجيه CNC للتصنيع على مساحة واسعة وقطع الألواح المعدنية الباردة. لا يُنصح به عادةً للتصاميم الصغيرة جدًا والمعقدة. يُعد تصميم جهاز توجيه CNC ذو تصميم محرك مختلط تصميمًا شائعًا. يستخدم بشكل عام كل من أنظمة الدفع ذات الترس والمسنن ونظام الكرة اللولبية. يُستخدم نظام الترس والمسنن للمحورين X و Y لسرعته العالية وكفاءته. يُخصص نظام الكرة اللولبية للمحور Z نظرًا لموضعه الدقيق ودقته العالية. تتمثل إحدى أكبر مزايا نظام الدفع المختلط في قدرته على نقل الأجسام الثقيلة بكفاءة ودقة على مساحات كبيرة.
• المغزل: يمكن للمغزل في جهاز التوجيه أن يؤثر على جودة قوة وتردد صوت قطع المواد. عند تحديد كيفية اختيار آلة توجيه CNC مناسبة للاستخدام، يجب على المشترين تحديد ما إذا كانوا بحاجة إلى مغزل مبرد بالهواء أو مبرد بالماء. يتطلب مغزل مبرد بالماء نظام تبريد بالماء للعمل. يمكن لهذا النوع من المغزل التعامل مع قدرة طاقة أعلى وهو أكثر كفاءة من نظيره المبرد بالهواء. يستخدم المغزل المبرد بالهواء الهواء لتشتيت الحرارة أثناء تشغيل الآلة. إنه أكثر بأسعار معقولة من المغزل المبرد بالماء، ولكنه قد يكون أقل فعالية في تشتيت الحرارة.

أسئلة شائعة حول تصاميم أجهزة التوجيه باستخدام التحكم العددي بالكمبيوتر (CNC)

س1: ما هي أحدث الاتجاهات في تصميم أجهزة توجيه CNC؟

ج1: من بين الاتجاهات في تصميم أجهزة توجيه CNC آلات مدمجة لصانعي المدن، وأجهزة توجيه CNC / تصنيع هجينة، وأجهزة توجيه CNC قائمة على السحابة، وأجهزة توجيه ذكية مع قدرات إنترنت الأشياء.

س2: ما هو مستقبل تقنية تصميم أجهزة توجيه CNC؟

ج2: سيشهد مستقبل تقنية تصميم أجهزة توجيه CNC تحسنًا في أجهزة توجيه CNC. ستشتمل المزيد من أجهزة التوجيه على ذكاء اصطناعي لتحسين التصاميم والعمليات تلقائيًا.

س3: هل أجهزة توجيه CNC المخصصة تستحق العناء؟

ج3: ستكون أجهزة توجيه CNC المخصصة تستحق العناء بالتأكيد. ستوفر للمستخدمين قدرات فريدة للتطبيقات المحددة. كما ستضمن أقصى كفاءة وتكامل سير العمل.

س4: ما هي مزايا جهاز توجيه CNC الوحدوي؟

ج4: أجهزة توجيه CNC الوحدوية مرنة. تسمح للشركات بإضافة أو ترقية المكونات حسب الحاجة. إنها قابلة للتوسع ويمكن تعديلها لتناسب المتطلبات المحددة. إنها سهلة الصيانة ومصممة بشكل جيد للوصول بسهولة إلى الأجزاء.