التوجيه عبارة عن عملية أو أداة للتحكم العددي بالكمبيوتر (CNC) لتشكيل الخشب والبلاستيك والمعادن الناعمة. يمكن لتحكم الكمبيوتر في توجيه CNC أن يقوم بقطع هذه المواد وحفرها ونقشها بدقة في الأجزاء المقصودة. علاوة على ذلك، فإن قدراتها على إزالة المواد بسرعة وتشكيل التفاصيل لا غنى عنها في تطبيقات محددة تركز على المواد.
دعنا نتناول تفاصيلها المباشرة، بما في ذلك ما هو توجيه CNC، وعملية التوجيه، وأجهزة توجيه CNC، والمزايا، والتطبيقات، والقيود، والمزيد.
ما هو التوجيه باستخدام الحاسب الآلي؟
قد يكون السؤال الأول في رأسك هو ما هو التوجيه باستخدام الحاسب الآلي؟ إنها واحدة من أساليب المعالجة الشائعة في التصنيع الحديث. مثل غيرها من المعايير التصنيع باستخدام الحاسب الآلييشير التوجيه إلى تشكيل المواد المتوافقة بالشكل أو الشكل الهندسي المطلوب. لكن الفرق هو في الأدوات والقدرات.
تستخدم آلة التوجيه أداة متخصصة تسمى جهاز التوجيه ذو لقمة دوارة. يتحرك هذا الموجه عبر قطعة العمل باتباع التعليمات (G-code) ومسارات الأداة المحددة مسبقًا لتشكيلها لتنفيذ عمليات التشغيل الآلي. علاوة على ذلك، فهي تشتمل على سرير CNC كبير وضغط أداة منخفض. ونتيجة لذلك، فإن عمليات التوجيه مناسبة لأوراق العمل الرفيعة والكبيرة.
كيف تعمل آلات التوجيه CNC؟
تشتمل الماكينة على طاولة سرير لحمل المواد ومغزل لتثبيت لقمة التوجيه CNC. أولاً، يتم إرسال رموز G إلى وحدة التحكم CNC، وتنتقل القطعة إلى موضع القطع الأولي. في الوقت نفسه، يقوم المشغل بتعيين معلمات المعالجة، مثل عمق القطع، وسرعة المغزل، وما إلى ذلك. بعد ذلك، يتحرك المغزل على محاور متعددة لإزالة المادة وإنشاء الشكل المطلوب، بشكل عام X-أفقي، Y-عمودي، وارتفاع Z.
وهنا قد تتساءل كيف يتحكم جهاز التوجيه في المغزل. يتم توصيل المغزل بالعديد من المحركات والأدلة الخطية. عندما يتم تحميل رموز G، تتحول وحدة التحكم إلى إشارات كهربائية تتحكم في هذه المحركات والأدلة.
فيما يلي عملية التوجيه CNC خطوة بخطوة:
- 3D النمذجة: هذه أول خطوة. قام المصمم بإنشاء نموذج تفصيلي بجميع المواصفات والمميزات والتفاوتات.
- رمز G: يتم الحصول على رموز G عن طريق معالجة النموذج ثلاثي الأبعاد في برنامج CAM. أنه يحتوي على كافة المعلومات بالقطع.
- إعداد الجهاز: في إعداد الجهاز، تكون أدوات الآلة المناسبة وبتات التوجيه CNC ضرورية لتحقيق النتائج المرجوة. وبالمثل، تأمين الشغل في سرير الآلة.
- تحديد المواقع صفر: يتم ضبط بت جهاز التوجيه في موضع البداية (0، 0، 0 مرجع).
- بالقطع: تدور بتة التوجيه عند عدد دورات مرتفع في الدقيقة وتبدأ في إزالة المواد عبر المسار المحدد مسبقًا.
- رصد: تستمر المعالجة حتى الشكل النهائي. لذلك، تظل العملية تحت المراقبة من أجل تآكل الأداة المحتمل، وانحراف الدقة، والعيوب الأخرى.
- التشطيب السطحي: يتم تطبيق المزيد من التشطيب، مثل السفع الرملي، وإزالة الأزيز، والتنظيف بالفرشاة إذا لم يكن التشطيب الميكانيكي كافيًا للوظيفة أو الجمال.
- مراقبة الجودة: تضمن عمليات الفحص والقياسات النهائية أن الأجزاء تلبي المواصفات والمعايير المطلوبة.
ما هي المكونات الرئيسية لجهاز التوجيه CNC؟
جهاز التوجيه CNC عبارة عن آلة معقدة. وتتكون من مكونات مختلفة، لكل منها دور ووظيفة فريدة. يكمل الإجراء التراكمي لهذه المكونات عملية التوجيه باستخدام الحاسب الآلي.
وفيما يلي المكونات الستة الرئيسية:
1. الإطار والجسر
عادةً ما يكون الإطار عبارة عن حامل بأرجل مصنوعة من الألومنيوم أو الفولاذ عالي الجودة. إنه يقاوم قوة القطع ويخفف الاهتزازات، مما يوفر الصلابة والثبات للآلة. وبالمثل، تدعم القنطرة هيكليًا حركات المغزل ورأس القطع.
2. طاولة أو سرير
وهي عبارة عن أسطح مسطحة مزودة بفتحات على شكل حرف T أو أنظمة تثبيت فراغية، والتي تسمح بالمشابك والتركيبات. وبالتالي، فإن الطاولات أو الأسِرَّة هي المسؤولة عن وضع وإمساك قطع العمل بشكل آمن من أجل التشغيل الآلي. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي الأسرة أيضًا على مستشعرات لمسار الأدوات أو في بعض الأحيان تفسد ألواح MDF.
3. مغزل
إنها المكونات التي توفر قوة القطع اللازمة أثناء التوجيه باستخدام الحاسب الآلي. في الأساس، المغزل عبارة عن عمود دوار متصل بعدة محركات ومحامل وأنظمة توجيه للتحكم في الحركة. كما أنها تحتوي على كوليت أو ظرف لتثبيت أدوات القطع، مثل لقم التوجيه التي تدور وتتحرك مع المغزل. وبعد ذلك، يمكن أن تدور بسرعة 10,000-20,000 دورة في الدقيقة.
4. أدوات القطع
تسمح آلة التوجيه باستخدام أدوات القطع المختلفة لتحقيق الأشكال المعقدة واحتياجات التشغيل الفريدة. تشتمل بعض مجموعات التوجيه على لقم على شكل حرف V، وقواطع كروية وأنف، ولقم ثقب، ولقم مستقيمة ومسطحة، وسطح Spoilboard، وما إلى ذلك.
كل نوع من هذه الأدوات له استخدامات تصنيعية مميزة. على سبيل المثال، القطع المستقيمة مناسبة للقطع والأخاديد المستقيمة، في حين أن البتات على شكل حرف V مناسبة لتطبيقات النقش.
5. محور المحركات
كما نعلم، يتحرك المغزل على طول محاور متعددة لعمليات التوجيه. ومن ثم، فإن المحركات المحورية تسهل ذلك من خلال إحداثياتها الدقيقة والتحكم في حركتها. يمكنك العثور على نوعين من المحركات المستخدمة في القيادة المحورية: المحركات المؤازرة والمحركات السائر.
تقوم المحركات المؤازرة بتحريك القنطرة ومحرك المغزل نحو قضبان التوجيه الخاصة بها بناءً على تعليمات g-code. يستخدمون ردود الفعل لضبط السرعة والموضع بشكل مستمر. في المقابل، فإن السائر أبسط ويتحرك في خطوات منفصلة للتحكم في الموضع والسرعة. وبالمثل، يتم ربط نظام الجريدة المسننة والترس على طول المحور الأطول، مما يسمح للمغزل أو القنطرة بالتحرك على طول المحورين X وY.
6. تحكم باستخدام الحاسب الآلي
وحدة التحكم CNC هي مكون إلكتروني لآلات التوجيه CNC. وهو يتألف من معالج التحكم (CPU)، والتخزين (RAM)، ومنافذ الإدخال والإخراج، ودائرة محرك الأقراص. تستقبل وحدة التحكم هذه رموز g وتنفذها عن طريق إرسال الإشارة الكهربائية إلى المحركات. لذلك، تتحرك المحركات (وفي النهاية المغزل) باتباع إشارات وحدة التحكم.
الأنواع الشائعة لأجهزة التوجيه CNC
هناك عدة أنواع من آلات التوجيه CNC بناءً على الحجم والإمكانيات وتطبيقات المعالجة المحددة. على الرغم من ذلك، سنناقش هنا الأنواع الثلاثة الرئيسية: أجهزة التوجيه الصناعية، وأجهزة سطح المكتب، وأجهزة التوجيه متعددة المحاور.
راوتر صناعي
تعد أجهزة التوجيه الصناعية مناسبة للتصنيع الثقيل بسبب مغازل عالية الطاقة. هذه هي آلات البناء الكبيرة والقوية التي تتعامل مع مشاريع التوجيه المكثفة. كما أنها تتطلب مساحة أرضية أكبر من جهاز توجيه الهوايات أو جهاز توجيه سطح المكتب. علاوة على ذلك، تعد أجهزة التوجيه الصناعية ضرورية في الأعمال الخشبية، وتصنيع المعادن، والفضاء، والسيارات، والبحرية من أجل معالجة سريعة ودقيقة للأجزاء المختلفة.
جهاز توجيه سطح المكتب
تعد أجهزة التوجيه المكتبية عبارة عن آلات CNC فعالة وقوية يمكنها تحريك ثلاثة محاور أو أكثر. لكنها صغيرة الحجم ومصممة لتوفير المساحة وسهولة الاستخدام. لا تستطيع أجهزة التوجيه هذه التعامل مع التوجيه الصناعي الثقيل بسبب قيود القدرة. ومع ذلك، يعد جهاز التوجيه CNC المكتبي مثاليًا للشركات الصغيرة وورش العمل المنزلية وعشاق جهاز التوجيه DIY.
أجهزة التوجيه CNC متعددة المحاور
بالنسبة للمعالجة المعقدة، توجد أجهزة توجيه بقدرات محاور مختلفة. تتمتع هذه الآلات بقدرات حركة على 3 أو 4 أو 5 محاور، بل وأكثر من 5 في بعض الحالات. مع زيادة عدد حركات المحاور، يمكن للآلات إنشاء أجزاء أكثر تعقيدًا ودقة. ومع ذلك، فإن الاختيار يعتمد على التعقيد، والتفاوتات، ومواد الشغل.
فوائد وقيود التوجيه باستخدام الحاسب الآلي
الميزة الأولى المهمة للتوجيه باستخدام الحاسب الآلي هي المعالجة السريعة والدقيقة للمواد اللينة. دعونا نناقش الفوائد والقيود المباشرة.
الفوائد
- يمكنه تحقيق دقة تصل إلى ± 0.0025 مم تقريبًا وهو متقدم جدًا على أجهزة التوجيه المحمولة التقليدية.
- الحجم الكبير لسرير التوجيه يسمح بتصنيع الصفائح الكبيرة أو قطع العمل.
- تسمح الأدوات المتقدمة مثل أجهزة التوجيه ATC بالتغيير التلقائي لبتات جهاز التوجيه CNC أثناء التشغيل، مما يقلل من وقت الدورة.
- يوفر التوجيه إمكانية تكرار ممتازة. يمكنه إنشاء أشكال معقدة متطابقة باستمرار.
- إنها فعالة من حيث التكلفة ويمكنها إنشاء أشكال معقدة من مواد CNC متوافقة.
القيود
- جهاز التوجيه CNC له بعض القيود أيضًا. لا يمكنها تصنيع المواد الصلبة مثل الفولاذ والتيتانيوم.
- حجم السرير CNC يحد من حجم قطعة العمل، وتغيير التصميم يتطلب الكثير من الوقت.
- يمكن أن يكون صوت جهاز التوجيه مرتفعًا بسبب نظام التفريغ الخاص به.
مواد لعملية التوجيه باستخدام الحاسب الآلي
نظرًا لأن التوجيه هو عملية تصنيع مفضلة للمواد اللينة، فقد تعتقد أنها متوافقة مع عدد أقل مواد التصنيع باستخدام الحاسب الآلي خيارات. على العكس من ذلك، يمكن لجهاز التوجيه معالجة أنواع مختلفة من البلاستيك والأخشاب وبعض المواد المركبة والمعادن. إنه غير مناسب فقط للمعادن والسبائك ذات الصلابة العالية.
فيما يلي المواد اللازمة لعملية التوجيه.
- وودز (لينة، صلبة، ورقائق)
- أكريليك
- البولي ايثيلين عالي الكثافة (HDPE)
- البولي كربونات
- أكريلونتريل بوتادين ستايرين (ABS)
- كلوريد البوليفينيل (PVC)
- الألومنيوم وسبائكه (2024، 6061، 6062، 7075، الخ)
- نحاس
- النحاس
- الفولاذ
- الألياف الزجاجية
تطبيقات أجزاء جهاز التوجيه باستخدام الحاسب الآلي
إن إمكانيات التصنيع المتقدمة ومجموعة المواد المتنوعة تجعل عملية التوجيه CNC قابلة للتطبيق في العديد من القطاعات، مثل مطحنة الخشب CNC، والشكل المعدني والنقش، واللافتات، وصناعة القوالب، وما إلى ذلك.
إنها تصنع الأثاث المعقد والنجارة المخصصة في الأعمال الخشبية واللافتات ثلاثية الأبعاد واللوحات المنقوشة للشركات والمناسبات. بعد ذلك، تستخدم الآلات الموسيقية أجزاء جهاز التوجيه CNC، مثل أجسام الجيتار وأغلفة الطبول. في السيارات والفضاء، إنها طريقة شائعة للنماذج الأولية السريعة للعديد من المكونات.
علاوة على ذلك، تعد أجزاء جهاز التوجيه ذات قيمة أيضًا في صنع القوالب والنماذج المعمارية ولوحات الدوائر والتطبيقات البحرية والأدوات والتركيبات والمرفقات الإلكترونية وما إلى ذلك.
التوجيه باستخدام الحاسب الآلي مقابل الطحن: ما الاختلافات؟
| المعايير | التوجيه باستخدام الحاسب الآلي | CNC الطحن |
| العمل | يتحرك المغزل على طول المحاور X وY وZ باستخدام لقمة توجيه دوارة تعمل على إزالة المادة. | يتحرك المغزل على طول محاور متعددة (3 أو أكثر) باستخدام أداة القطع ذات قوة القطع العالية لإزالة المواد. |
| صلابة | آلات التوجيه أقل صلابة من الطحن. | إن الإطار والهيكل القويين لآلات الطحن CNC يجعلها شديدة الصلابة. |
| سرعة | تعمل آلة التوجيه CNC بسرعة عالية. | سرعات قطع منخفضة إلى متوسطة |
| القدرات المادية | الخشب والبلاستيك والرغوة وبعض المعادن الناعمة والمواد المركبة. | تقريبا كل مادة CNC، من البلاستيك إلى المعادن الصلبة والسبائك. |
| قوة القطع | قوى القطع المنخفضة والمتوسطة | قوى قطع عالية |
| دقة | دقة ممتازة في المعالجة الخاصة بالمواد مع تفاوت يصل إلى ± 0.0025 مم. | أكثر من مجرد توجيه، تفاوتات صارمة للتصميمات المعقدة والمفصلة. |
| تعقيد | أكثر ملاءمة للتصنيع واسع النطاق بدلاً من التعقيد. | يتعامل الطحن مع المشاريع المعقدة والمفصلة. |
| خيارات الأدوات | لقم مستقيمة، لقم متدفقة، لقم دائرية، أخاديد على شكل حرف V، إلخ. | خيارات متنوعة لأدوات الماكينة بخلاف التوجيه، والمطاحن النهائية، ومطاحن الوجه، والمثاقب، وأدوات الشطب، وقواطع الأنف الكروية، وما إلى ذلك. |
| التكلفة | فعالة للغاية من حيث التكلفة | مكلفة من التوجيه |
مقارنة جهاز التوجيه والمغزل: ما تحتاج إلى معرفته
يخدم كل من جهاز التوجيه والمغزل غرضًا مشابهًا. ومع ذلك، لديهم اختلافات في الأداء والتطبيقات. يعمل المغزل بعزم دوران عالي وسرعة قطع منخفضة. على العكس من ذلك، يتضمن التوجيه عزم دوران منخفض وسرعة قطع عالية جدًا. بعد ذلك، يبلغ معدل تشغيل المغزل 0.0002 بوصة أو أقل، بينما يتراوح من 0.0010 إلى 0.0015 بوصة لجهاز التوجيه. مصدر.
يمكن استخدام جهاز التوجيه في إنشاء الأثاث والنقوش والأعمال الفنية والأجزاء البلاستيكية والمعدنية الناعمة والنماذج الأولية. من ناحية أخرى، يعتبر المغزل عالي السرعة خيارًا أفضل للتطبيقات الصناعية الثقيلة. وبالتالي، فإن الاختيار بين جهاز التوجيه مقابل المغزل يتطلب النظر في بعض معايير الاختيار. هذه المعايير هي مادة قطعة العمل، والدقة، والتعقيد، والتكلفة، وحجم التشغيل، وما إلى ذلك.
كيف أبدأ التوجيه باستخدام الحاسب الآلي؟
يتضمن بدء توجيه CNC التنفيذ الدقيق لعدة خطوات. قبل البدء، يجب أن يكون لديك نموذج ثلاثي الأبعاد للجزء المقصود بتنسيق متوافق، مثل STEP وSTL وDXF. ثم إليك الخطوات بالترتيب الزمني:
- قم بتنشيط وحدة التحكم CNC، وجهاز التحكم عن بعد، والسرير/الطاولة، ومجمع الغبار.
- اختر لقمة التوجيه CNC المناسبة وقم بإرفاقها بالكوليت أو ظرف الظرف.
- ضع قطعة العمل على الطاولة عن طريق ضبط مناطق الفراغ.
- ضع القطعة في موضعها الأولي واجعل الإحداثيات 0، 0، 0.
- أدخل ملف CAD/CAM في وحدة التحكم وقم بتنفيذ البرنامج.
- مراقبة العملية بشكل مستمر حتى النهاية.
هل يمكنني استخدام أي لقم توجيه لآلات التوجيه CNC؟
لا! لا يمكنك استخدام أي بتات توجيه لأجهزة التوجيه CNC. ويعتمد الجزء الذي سيتم استخدامه على ما يتم توجيهه إلى الجهاز. يتمتع كل نوع من بتات التوجيه CNC بتوافق مادي وقدرات تصنيع محددة. على سبيل المثال، يمكنك استخدام البتات على شكل حرف V لنقش الخشب التفصيلي، لكن البتات المستقيمة لا يمكنها تحقيق ذلك.
لذلك، يجب عليك اختيار القطعة المناسبة وفقًا لمواد العمل والنتائج المرجوة. خلاف ذلك، فإنه يؤثر على التسامح، والسرعة، والانتهاء من السطح. في بعض الأحيان، يمكن أن تؤدي الأدوات الخاطئة أيضًا إلى إتلاف قطعة العمل والأداة نفسها. ومن الأفضل هنا طلب استشارة أحد الخبراء لاختيار بت التوجيه المناسب لأي مشروع معين.
خاتمة
يعمل جهاز التوجيه CNC على تحويل التصميمات إلى أجزاء مادية بمواصفات دقيقة. إنه يوفر الدقة والفعالية من حيث التكلفة مع تصنيع أي مادة مناسبة. ومع ذلك، فإن اختيار الأدوات والمعلمات المناسبة، واستخدام المعدات المتقدمة، ومهارات المشغل هي التي تحدد النتيجة النهائية.
تمتلك RapidDirect آلات وخبرة متقدمة للتعامل مع أي تصميم للتوجيه باستخدام الحاسب الآلي. نحن نقدم كل خدمات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي عبر الصناعات المختلفة. تتراوح خدماتنا الموثوقة من النماذج الأولية السريعة إلى الإنتاج الضخم للأجزاء الصناعية والمخصصة. يعمل مهندسونا ذوو الخبرة بشكل وثيق لضمان قدرتنا على تجاوز توقعات العميل. لذا، إذا كنت بحاجة إلى التوجيه باستخدام الحاسب الآلي أو خدمات مماثلة، يمكنك طلب عرض أسعار لحلول التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الدقيقة وبأسعار معقولة.
