آلات CNC هي الأجهزة الكهروميكانيكية التي تتعامل مع أدوات ورشة الآلات باستخدام مدخلات برمجة الكمبيوتر.
يتساءل الكثير من الناس عما إذا كانت صناعة الآلات CNC تنمو مع مرور الوقت.
ويقول آخرون، انتظر دقيقة؛ ما هذا التصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟
بعض الحقائق الأساسية حول التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
لقد كانت أتمتة الآلات معنا منذ قرون.

ومن خلال الأتمتة تمكن الإنسان من إنشاء معدات وأدوات وآلات معقدة من خلال تقنيات القطع والطحن والقولبة والطباعة والنقش ووضع العلامات المعقدة لجميع أنواع الصناعات.

وفقًا لمجلة Metalworking World، سيصل السوق العالمي لآلات CNC إلى 93.45 مليار دولار بحلول عام 2024.

وقد جلبت الابتكارات في هذا المجال العديد من التقنيات التي تجتمع معًا لزيادة الأداء الوظيفي، بينما تهدف أيضًا إلى تقليل تكاليف التركيب والتشغيل والصيانة.

ما هو هذا المقال هو كل شيء
هنا، سوف نرى الأنواع المختلفة من أساليب التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، ونتعرف على السوق، ونحدد خمس تقنيات مذهلة حديثة اكتشفناها في هذا المجال.

الابتكارات الحالية التي سنتحدث عنها تجعل هذه الصناعة المعقدة لا تتعلق فقط بصنع آلات أكثر تعقيدًا مثل السفن والطائرات والمركبات، ولكن أيضًا تتعلق بتحسين حياتنا اليومية من خلال الجمال والفن.

إن العامل الرئيسي الذي يدفع الاعتماد المتزايد لآلات CNC في كل جانب من جوانب الحياة البشرية تقريبًا هو قدرتها على تقليل الأخطاء البشرية وإنتاج العناصر بكفاءة وتكاثر ومستدامة.

تاريخ قصير من التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
تم بناء أول آلات التحكم العددي في الفترات التي سبقت الحرب العالمية الثانية وبعدها.

لقد كانت عبارة عن تحسينات للأدوات الموجودة التي تستخدم المحركات لتحريك عناصر التحكم ومتابعة النقاط التي يتم تغذيتها في نظام التشغيل على شريط مثقوب.

وسرعان ما تم تحسين هذه الآليات المبكرة باستخدام أجهزة الكمبيوتر، مما أدى إلى إنشاء أدوات آلة CNC الحديثة التي تتطور الآن باستمرار في آلاف حالات الاستخدام.

تقنيات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي التقليدية
هذه الصناعة موجودة منذ زمن طويل. وشملت الطرق التقليدية العمليات التالية؛

طحن
الطحن لديه الكثير من أوجه التشابه مع الحفر، ولكنه أكثر تعقيدا. وذلك لأن آلة الطحن CNC قادرة على القطع والحفر في اتجاهات مختلفة وفقًا لاحتياجات الإنتاج.

تستخدم هذه الآلات أداة قطع أسطوانية يمكن برمجتها للدوران في اتجاهات مختلفة، عبر محاور متعددة، لإنتاج ذلك.

لقد تطورت عملية الطحن لتسمح بإنتاج مكونات دوارة معقدة للمحركات، وغالبًا ما يتم إنشاء جزء متكامل معقد كان في السابق عبارة عن تجميع لمئات القطع في المحرك، على سبيل المثال تصنيع مضخات توربينات الغاز.

مخارط
تقوم مخارط CNC بقطع قطع العمل أثناء تدويرها.

تقوم الآلات بإجراء عمليات قطع سريعة وعالية الدقة، باستخدام أدوات موجهة بالكمبيوتر لإنتاج تصميمات معقدة مستحيلة باستخدام المخارط اليدوية.

آلات متعددة المغزل
هذا هو نوع آلة البراغي المستخدمة في الإنتاج الضخم للقطع . تتميز بكفاءة عالية بفضل أتمتة العمليات، ويمكنها تقطيع المواد إلى قطع صغيرة مع استخدام أدوات متنوعة في الوقت نفسه لتحقيق نتائج مذهلة.

يتم تركيب المغازل على أسطوانة تدور في محور عمودي، تحتوي على رأس حفر يحمل أنواعًا مختلفة من المغازل التي يتم تركيبها على محامل كروية وتحركها تروس.

يمكن أن تكون الأدوات الموجودة على رؤوس الحفر ثابتة أو دوارة وفقًا لمتطلبات عملية التشغيل الآلي.

10 تقنيات ناشئة في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
كما أشرنا سابقًا، تعتبر آلات CNC مهمة جدًا في العديد من الصناعات، وهي تتطور بسرعة.

تعد بعض التقنيات التي ظهرت مؤخرًا ضرورية للمستخدمين والمصنعين على حدٍ سواء في بعض الصناعات.

ولذلك من المهم تسليط الضوء على بعضها لتوضيح مدى تأثيرها على الثورة الصناعية الرابعة.

فيما يلي بعض نقاط التفتيش السريعة لبعض التطبيقات الحديثة المتقدمة؛

1. قطع البلازما
يمكن أن تكون أداة قطع البلازما إضافة رائعة إلى صندوق الأدوات الخاص بك خاصة إذا كنت تعمل في مجال السباكة أو التبريد.
لا تعمل هذه الآلات على تقليل إجهاد القطع خلال المعدن فحسب، بل إنها تقلل من وقت القطع مع مناطق قليلة جدًا تتأثر بالحرارة، مما يمنح تركيباتك لمسة نهائية رائعة.
هذه الآلات هي في الأساس قواطع، حيث تقوم بعملية القطع بواسطة شعلة القطع بالبلازما.
تتضمن العملية نفخ الغاز (مثل الهواء المضغوط) بسرعة عالية جدًا وضغط عبر فوهة؛ وفي نفس الوقت تشكيل قوس كهربائي عبر الغاز من الفوهة إلى سطح العمل، وبالتالي يتحول بعض ذلك الغاز إلى بلازما.
تكون هذه البلازما ساخنة بدرجة كافية لإذابة المادة التي يتم قطعها وتتحرك بسرعة كافية لتفجير المعدن المنصهر بعيدًا عن القطع قبل أن تتأثر الأسطح غير المقصودة.
يتم استخدامها لقطع الفولاذ والمعادن الأخرى، ولكن يمكن استخدامها أيضًا لمواد أخرى.

2. القطع بالليزر CNC
هذه التكنولوجيا متعددة الاستخدامات لدرجة أن أي شخص، بدءًا من المهندسين وحتى الدمى، يستخدمها في عدد مذهل من حالات الاستخدام.
إذا كنت تعمل في مجال التصنيع الآلي، أو وضع العلامات الزخرفية، أو إمكانية تتبع الأجزاء أو أي أعمال قطع ووضع علامات أخرى يتم تنفيذها بنفسك على أي نوع من الخدمة تقريبًا، فقد قطع القطع بالليزر شوطًا طويلًا.
لقد أتاح دمج التحكم بالكمبيوتر مع تقنيات الليزر خيارًا مرنًا للغاية في تقنيات القطع لمجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك المعادن والخشب والبلاستيك والزجاج والأحجار والعديد من المواد الأخرى.
يمكن طباعة أو نقش الأنماط المعقدة مثل الأعمال الفنية والرموز الشريطية وملصقات التتبع والأرقام التسلسلية على جميع هذه المواد باستخدام تقنية الليزر CNC.

3. تآكل شرارة الأسلاك
هل سبق لك أن رأيت مواد شديدة الصلابة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ مع شقوق معقدة ودقيقة للغاية، وتساءلت كيف تم تحقيق ذلك؟
حسنا، هذا هو شرارة التآكل بالنسبة لك.
هذه التقنية هي طريقة تصنيع جديدة نسبيًا تُعرف أيضًا باسم معالجة التفريغ الكهربائي (EDM).
إنها عملية تصنيع تحقق الشكل المطلوب باستخدام الشرر الكهربائي. تتم إزالة المادة من قطعة العمل عن طريق سلسلة من عمليات تفريغ التيار المتكررة بسرعة بين قطبين كهربائيين، مفصولين بسائل عازل ويتعرضان للجهد الكهربائي. أحد القطبين هو السلك الذي يقوم بالقطع، والآخر هو جزء مخزون موصل.

شرارة الأسلاك
إنها تقنية قطع مرنة للغاية يتم استخدامها لقطع المواد الصلبة الموصلة مع تحقيق تصميمات معقدة وتشطيب جيد للسطح.
وقد تم استخدامه في مختلف التطبيقات.
تقوم شركات سيارات السباق في فرق الفورمولا 1 بتصنيع أجزاء التروس المصممة لتناسب تضاريس كل حلبة سباق.
باستخدام هذه التقنية، يمكن لمهندسي سيارات السباق استخدام جلسات التدريب لاختبار تشكيلات التروس، وإنتاج تعديلات بين عشية وضحاها، وبالتالي التأثير بسرعة على القدرة التنافسية لسياراتهم باستخدام تقنية “الوقت المناسب”.

4. آلات الحفر الإلكترونية الغطاس
لا يختلف هذا النوع من الآلات CNC عن EDM السلكي من حيث التقنية المستخدمة، ويسمى أيضًا EDM من النوع التجويف أو EDM الحجمي. تتكون الآلة من قطب كهربائي وقطعة عمل مغمورة في سائل عازل مثل الزيت أو الماء منزوع الأيونات.
يستخدم انهيار العزل الكهربائي على قطعة عمل موصلة، الناتج عن اقتراب قطب كهربائي، مما يشكل قناة بلازما وقفزات شرارة صغيرة.
غالبًا ما يتم تصنيع قوالب وقوالب الإنتاج باستخدام الثقالة EDM.

5. قواطع مائية
أدوات CNC هذه قادرة على تقطيع المعادن أو المواد الأخرى (حتى بقوة الجرانيت ) باستخدام نفاثات مائية عالية السرعة والضغط. يمكن تحميل الماء بمادة كاشطة مثل الرمل أو برادة. تُستخدم هذه التقنية لتصنيع أو تصنيع أجزاء للآلات والأجهزة الأخرى.
تعتبر هذه التقنية مثالية للمواد الحساسة لدرجات الحرارة المرتفعة المرتبطة بالطرق الأخرى.
وجدت المعالجة بنفث الماء تطبيقات في عدد متنوع من الصناعات بدءًا من التعدين وحتى الطيران. يتم استخدامه لتطبيقات مثل القطع والتشكيل والنحت والتوسيع.

6. وضع علامة على النقطة
أحد الأشكال المثيرة للاهتمام في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي هو وضع علامات النقطة.
في حين أن جميع التقنيات الأخرى التي تمت مناقشتها هنا تتضمن عمليات الطرح التي تحول مادة المخزون إلى قطعة أو جزء مرغوب فيه، فإن وضع علامة نقطة القلم يستخدم بشكل أساسي لوضع علامة على المسافات البادئة على الأسطح لأغراض التتبع وتحديد الهوية.
يتم ذلك بشكل أساسي باستخدام مجموعة من الكربيد أو القلم الماسي الذي يعمل كهروميكانيكيًا أو هوائيًا لطباعة تصميم محدد مسبقًا يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر أو نص على السطح باستخدام سلسلة من النقاط.
يتم وضع العلامات من خلال استخدام إما دبوس يعمل بالكهرباء لختم (أو طحن) نقاط صغيرة جدًا ومتباعدة وعالية الدقة لتشكيل خطوط مستقيمة أو منحنية كما هو مبرمج، أو من خلال استخدام الهواء المضغوط عالي الضغط لتوجيه الضربة قوة.
لقد اكتشفنا علامة دبوس نقطية تعتمد على CNC تم تطويرها بواسطة شركة تعرف باسم Pryor.
يتمتع هذا الوحش الصغير بمجموعة متنوعة رائعة من الميزات؛
إنه يعمل بشكل جيد داخل ماكينات CNC الموجودة لديك، مما يجعل من الممكن إنشاء علامات على الأجزاء يمكن تتبعها أثناء العملية.
إنه قادر على ختم الرموز التسلسلية، أثناء العمل على الأسطح ذات الأشكال والأحجام المختلفة، وهو مثالي لوضع علامات على أجزاء مختلفة من نفس الجهاز، على سبيل المثال للمركبات.
يمكنه وضع علامة على الأرقام التسلسلية والنصوص الأبجدية الرقمية والشعارات النصية ورموز مصفوفة البيانات ثنائية الأبعاد.
يحتوي على خيار تشغيل البطارية الذي يوفر بطارية قابلة للإزالة، ويستخدم واجهة قائمة على النافذة سهلة التشغيل والتي تقوم بتحميل تخطيطات العلامات إلى الأداة عبر اتصال wi-fi
نقطة Peen حفارة

7. تنبيهات حالة جهاز الهاتف المحمول المستندة إلى إنترنت الأشياء
إذا كنت تتساءل متى سيتعدى إنترنت الأشياء على التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، فلا تتساءل بعد الآن.
إذا كانت أجهزتك خاملة، فهي لا تجني لك المال. لكن المشاكل يمكن أن تحدث. لنأخذ على سبيل المثال المكان الذي تترك فيه الآلة محملة بعبء عمل كافٍ لتستمر طوال الليل.
من المؤكد أنه يمكن أن يصبح الأمر محبطًا للغاية إذا اكتشفت في الصباح أنه تعرض لعطل بسيط للغاية وكان في وضع الخمول منذ الساعة 8.00 مساءً الليلة الماضية!

إذا كنت تريد أحيانًا معرفة حالة جهازك حتى عندما تكون بعيدًا، فإن أحد الحلول الممكنة لهذه المشكلة يأتي من الشركة المصنعة لآلات CNC Haas Automation .
لقد كشف هؤلاء الأشخاص مؤخرًا عن ميزة HaasConnect الجديدة الخاصة بهم.
وهو مصمم لإعلامك عبر الهاتف المحمول أو البريد الإلكتروني بحالة الجهاز في أي وقت.
يمكنك توصيل هاتفك المحمول بأي عدد تريده من الأجهزة. سيتم الآن دمج هذه الميزة في جميع ماكينات Haas بشكل قياسي. إنه جزء من برنامج التحكم في الجيل التالي الجديد.
لقد قاموا أيضًا بطرح واجهة أكثر سهولة في الاستخدام، بالإضافة إلى نظام البرمجة المرئية الذي يسمح لك بإنشاء برامج G-code لميزات الأجزاء الأساسية.

8. BoXZY، الهجين من الليزر والطباعة باستخدام الحاسب الآلي والطباعة ثلاثية الأبعاد
في حين أن التصنيع باستخدام الحاسب الآلي هو عملية طرحية، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد هي عملية إضافية. يمكن استخدام هاتين التقنيتين لإنشاء تصميمات معقدة لأجزاء مختلفة.
تختلف التقنيات بشكل أساسي، ولها إيجابيات وسلبيات مختلفة. على الرغم من أن التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أسرع، إلا أنه أكثر إسرافًا بكثير من الطباعة ثلاثية الأبعاد، ويمكن أن تكون التقنيتان متكاملتين للغاية في بعض الحالات.
لذلك من المدهش حقًا أن نرى آلة تقوم بالأمرين معًا!
BoXZY إضافة جديدة جدًا إلى السوق، ولكنها آلة أحدثت بالفعل بعض الموجات الخطيرة.
من السهل أن نرى لماذا أثارت هذه الآلة اهتمام الكثيرين؛
إنها طابعة ثلاثية الأبعاد، ومطحنة CNC ، وحفارة ليزر في جهاز واحد.
نعم، كما يوفر النقش بالليزر. هذا هو ثلاثة في واحد بسعر واحد!
يمكنك استخدام هذا الهجين الصغير من العجائب لإنشاء أدوات وأجهزة منزلية مذهلة مثل أرفف الكتب والأعمال الفنية والزراعات الهندسية ومزهريات الزهور والمنحوتات وصواني الفرز والديكورات الخشبية وغيرها الكثير.

9. علامات دبوس مرنة يدوية الصنع
كانت آلات الوسم CNC باهظة الثمن تقليديًا نظرًا للتصميم الثقيل لمعظم أنواع الآلات الصناعية.
ومع ذلك، مع ظهور متطلبات وضع العلامات على الدبوس على نطاق أقل بكثير، توصلت HeatSign العلامات المحمولة باليد والمحمولة والمدارة بالهواء المضغوط ذات سرعة منخفضة للوسم .
أن هذه السلسلة من الآلات عمومًا أرخص من الأشكال الأخرى لأنظمة وضع العلامات.
إنها مناسبة لختم الدبوس DIY، والعمليات صغيرة الحجم التي تتطلب سرعة وضع علامات منخفضة وعمليات سوق أقل تعقيدًا.

HS-PE02 قلم تحديد نقطي
10. آلة CNC للتفكير
لا يمكننا أن نتحدث عن التكنولوجيا دون استكشاف ما تخبئه لنا تكنولوجيات الثورة الصناعية الرابعة.
في مجال التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، من المعروف أن أوقات تعطل الماكينة تمثل أحيانًا تكلفة كبيرة للإنتاج، حيث تمثل ما يصل إلى 20% من التكاليف الإجمالية في الحالات القصوى. تنشأ مشكلات أخرى مع تباين معلمات تشغيل الماكينة، والذي يؤثر بدوره على عملية وضع العلامات، وبالتالي جودة الأجزاء المميزة.
أدخل الذكاء الاصطناعي، وسندخل على الفور إلى عصر حيث يمكن للآلات أن تكون قادرة على التشخيص الذاتي للأخطاء التي حدثت، أو حتى القيام بالصيانة التنبؤية والوقائية عن طريق التحقق من المعلمات التي تسوء قبل حدوث أي عطل في نهاية المطاف.
يحتوي الذكاء الاصطناعي على العديد من القطاعات الفرعية، ولكن يمكننا النظر إلى التعلم الآلي والتعلم العميق والروبوتات والواقع المعزز لحالات الاستخدام الحقيقي في هذا القطاع.
كلانكنيك وآخرون. اقترح آل، من جامعة ماريبور، آلة CNC آلية تستخدم الذكاء الاصطناعي لتحسين وقت المعالجة من خلال التعلم الآلي عن طريق اختيار أفضل مسارات الأدوات التي توفر كفاءة عالية وأقل نسب تآكل للأداة.
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ