تعد عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (اختصار للتحكم الرقمي بالكمبيوتر) عملية ليست جديدة في الصناعة التحويلية. وفي الواقع، فقد لعبت دوراً حاسماً في دفع التنمية الصناعية إلى الأمام، وكان لها دور محوري في المساعدة في بناء العالم كما نعرفه.
ومع ذلك، تستمر التكنولوجيا في التطور. ومع ذلك تأتي زيادة في الطلب على الأجزاء المعقدة للغاية مثل تلك المستخدمة في صناعات الطيران والسيارات. التقليدية الخاصة بك عمليات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي تصبح أقل كفاءة في مواجهة هذه التعقيدات المتزايدة.
هذا هو المكان الذي يأتي فيه التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ذو 5 محاور.
5 محاور التصنيع باستخدام الحاسب الآلي يعد ابتكارًا رائعًا في عالم تصنيع الأجزاء. يوفر هذا النوع من الآلات العديد من المزايا مقارنةً بالآلات CNC النموذجية ثلاثية المحاور وأربعة محاور.
ما هو الفرق الرئيسي بين المعالجة ذات 5 محاور و3 و4 محاور؟ سنجيب على هذا وأكثر في هذه المدونة.
فهم التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
إذا كنت جديدًا في عالم التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، فقد يكون من المفيد قضاء بعض الوقت في فهم ماهية العملية وكيفية عملها قبل الغوص في تعقيدات العمليات متعددة المحاور.
التصنيع باستخدام الحاسب الآلي هي عملية تستخدم لصنع أجزاء ومكونات ذات أشكال وأحجام ووظائف هندسية مختلفة باستخدام مواد مثل البلاستيك أو المعادن أو المواد المركبة. ويتم ذلك عن طريق إزالة المادة من كتلة من المادة الخام، مثل المعدن، باستخدام أداة قطع حادة.
تتحرك أداة القطع أو القطعة حسب التصميم لتصنيع القطعة في الأماكن الصحيحة وعمل التصميم المطلوب.
ولهذا السبب يُطلق على التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أحيانًا اسم عملية التصنيع الطرحية - لأنها تزيل المادة من كتلة من المواد الخام الصلبة.
كيف تعرف أداة القطع مكان القطع؟ هذا هو المكان الذي يأتي فيه جزء CNC.
يتم إخبار الآلة بما يجب فعله وأين وكيف يتم اختراق برنامج الكمبيوتر. يقوم المصممون بترميز البرنامج في كمبيوتر الجهاز. ثم يتحكم هذا الكمبيوتر في الأداة والمكونات الأخرى، مما يؤدي إلى إنشاء الأجزاء المطلوبة.
نظرًا لأن العملية يتم التحكم فيها وتنفيذها إلى حد كبير بواسطة الكمبيوتر، فإن التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، بشكل افتراضي يعد بدقة عالية ودقة تصنيع. ومع ذلك، فإن الدقة والدقة قد تزيد أو تنقص بناءً على عدد المحاور المعنية. سنتحدث أكثر عن هذا بعد قليل.
فهم التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ذو 3 و 4 و 5 محاور
لقد ناقشنا بالفعل كيف تطور عالم التصنيع باستخدام الحاسب الآلي كثيرًا منذ أيامه الأولى. لدينا اليوم آلات يمكنها القطع عبر محاور متعددة لتحسين تشطيب الأجزاء ودقتها بشكل أكبر.
قد تتراوح آلة CNC من المخرطة الأساسية ذات المحورين إلى الآلة ذات 2 محاور المعقدة للغاية. لكننا سنبقي حديثنا يدور حول ماكينات CNC ذات 9 و 3 و 4 محاور.
قبل أن نتعمق في الاختلافات الرئيسية وغيرها من الاختلافات الأصغر بين عمليات المعالجة الثلاث، دعونا نقضي بعض الوقت في فهم كيفية عمل كل واحدة من هذه العمليات.
3 محاور التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
كما يوحي الاسم، فإن التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ذو 3 محاور يسمح لأداة القطع أو قطعة العمل بالتحرك على طول ثلاثة محاور خطية وهي المحاور X، Y، وZ. بمعنى آخر، يمكن لأداة القطع أو الجزء التحرك من اليسار إلى اليمين، لأعلى ولأسفل، وللداخل وللخارج أثناء عملية المعالجة ثلاثية المحاور.
نظرًا لقدرة عملية التصنيع على القطع على طول ثلاثة محاور خطية فقط، فإن لها حدودها عندما يتعلق الأمر بتصنيع الأجزاء المعقدة أو المنحنية. ومع ذلك، مع حدودها، قد تبدو عملية المعالجة ثلاثية المحاور أكثر اقتصادا بالنسبة للأجزاء البسيطة. ليس كثيرًا بالنسبة لتلك المعقدة بالرغم من ذلك.
4 محاور التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
تشبه المعالجة CNC ذات 4 محاور المعالجة ثلاثية المحاور حيث يمكن للأداة التحرك على طول المحاور الخطية الثلاثة، أي المحاور X وY وZ. والفرق الوحيد هنا هو إضافة محور آخر يسمى المحور A الذي يسمح للجزء بالتدوير على طول أحد المحاور الخطية، وعادة ما يكون المحور X.
يبدو أن هذا الاختلاف البسيط له تأثير كبير على قدرة العملية على التعامل مع مشاريع تصنيع الأجزاء المعقدة.
يمكن لعملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ذات 4 محاور تصنيع الأجزاء المعقدة والمعقدة بسهولة أكبر مقارنة بالتصنيع ثلاثي المحاور.
5 محاور التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
تضيف عملية التصنيع CNC ذات 5 محاور محورًا آخر للدوران إلى العملية ذات 4 محاور، مما يزيد من قدرة الماكينة على التعامل مع الأجزاء المعقدة للغاية التي تتطلب تصنيعًا معقدًا ودقيقًا بشكل غير عادي.
بالإضافة إلى المحاور الخطية الثلاثة، أي المحاور X وY وZ، تمت إضافة محورين دورانيين أيضًا مما يسمح للأداة أو الجزء (اعتمادًا على نوع المعالجة ذات 5 محاور) بالتدوير على طول محورين خطيين.
الفرق الرئيسي بين التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ذو 3 و4 محاور و5 محاور
تفتح المعالجة ذات 5 محاور أبعادًا أحدث للأداة للعمل من خلالها وإنشاء أجزاء معقدة بدقة ودقة لا مثيل لهما. وهذا هو العامل الأكثر أهمية الذي يميز المعالجة ذات 5 محاور عن المعالجة التقليدية ذات 3 و4 محاور.
كما أن توفر المحورين A وB لتدوير الأدوات أو قطع العمل يفتح أيضًا إمكانيات جديدة لتصنيع الأجزاء التي يكون تصنيعها إما مستحيلًا تمامًا أو غير عملي تمامًا للتصنيع باستخدام عمليات المعالجة الآلية ذات 3 و4 محاور.
يؤدي هذا الاختلاف البسيط بين عدد المحاور المتاحة للأداة أو قطعة العمل للتحرك على طولها إلى العديد من الاختلافات الأخرى بين المحاور الخمسة المتقدمة والعملية التقليدية ذات الثلاثة أو الأربعة محاور.
بعض هذه الاختلافات تشمل:
اقتصـاد
نعم، قد تأتي الآلات ذات المحاور الخمسة بسعر باهظ. قد تبدو الآلة أكثر تكلفة، خاصة عند مقارنة التكلفة الأولية للآلة ذات 5 محاور فقط مع الماكينة التقليدية ذات 5 و3 محاور. ومع ذلك، عندما تنظر إلى الصورة الأكبر، يمكنك أن ترى كيف يمكن للمطحنة ذات 4 محاور أن تساعدك على توفير التكاليف، خاصة عند معالجة الأجزاء المعقدة.
يمكنك تصنيع أجزاء بمستوى محدد من التعقيد باستخدام آلات ذات 3 و4 محاور، وذلك أيضًا مع إضافة بعض التركيبات باهظة الثمن. وهذا يزيد من التكلفة التشغيلية ويحد من القدرة الإنتاجية لمتجرك.
وعلى النقيض من ذلك، يمكنك إنشاء أجزاء متزايدة التعقيد دون تركيبات إضافية باهظة الثمن باستخدام عملية ذات 5 محاور، مما يجعلها أكثر جدوى من الناحية الاقتصادية. قد يتم أيضًا بيع هذه الأجزاء بسعر أعلى، مما يؤدي إلى زيادة عائد الاستثمار.
وقت الدورة
يمكن للآلات ذات 5 محاور أن توفر طحنًا مستمرًا، حتى عند العمل على أجزاء معقدة، وهي قدرة مفقودة من الماكينات التقليدية ذات 3 و4 محاور عند العمل على أجزاء مماثلة.
علاوة على ذلك، نظرًا لأن الماكينات ذات 5 محاور تسمح بالتدوير على طول 5 محاور مختلفة، فيمكنك الطحن على جوانب مختلفة من قطعة العمل وبزوايا مختلفة دون إزالة الجزء وإعادة توجيهه.
قد يتعين عليك إزالة قطعة العمل من الماكينة وإعادة توجيهها عند إجراء عملية تصنيع مماثلة باستخدام ماكينة ذات 3 أو 4 محاور. قد يزيد هذا من وقت الدورة ويؤدي إلى عدم الدقة في التصميم.
تقوم الماكينة ذات 5 محاور أيضًا بإزالة المزيد من المواد في كل تمريرة. وهذه ميزة أخرى تؤدي إلى انخفاض معدل التحول وزيادة الكفاءة التشغيلية.
الخردة والهدر
أنت تعرف كيف يمكن لآلة ذات 5 محاور أن توفر عملية مستمرة مما يلغي الحاجة إلى إعداد الجزء مرارًا وتكرارًا. وهذا يقلل من فرص الأخطاء البشرية ويقلل من هدر الأجزاء والخردة.
تقليل الحاجة إلى العمل اليدوي
عندما يتعين عليك تغيير اتجاه الجزء باستمرار، تكون هناك حاجة إلى عمل بشري إضافي. نظرًا لأن الآلة ذات 5 محاور قادرة على المعالجة على جميع الجوانب، فإنها تلغي الحاجة إلى التدخل البشري. وهذا يقلل من اعتمادك على العمل البشري ويسمح لك أيضًا بتقليل الأخطاء البشرية التي لا مفر منها والتي تأتي مع التدخل البشري.
وفي الختام
تعد التصنيع باستخدام الحاسب الآلي عملية عمرها عقود من الزمن، حيث تم تصنيع أول آلة CNC في عام 1952.
لقد تطور عالم التصنيع باستخدام الحاسب الآلي كثيرًا وقطع شوطًا طويلًا منذ ذلك الحين مع العديد من الابتكارات، التي تهدف في الغالب إلى جعل إنتاج الأجزاء المعقدة أكثر كفاءة.
أحد هذه الابتكارات هو التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ذو 5 محاور، وهو إنجاز هندسي لم يكن من الممكن أن يحلم به الميكانيكيون إلا خلال السنوات الأولى للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي.
تعد الآلات CNC ذات 5 محاور أكثر قدرة وكفاءة وفعالية من حيث التكلفة عندما يتعلق الأمر بتصنيع أجزاء معقدة للغاية، خاصة عند مقارنتها بأداء الآلات ذات 3 و4 محاور لإنتاج نفس التصميم.
آلة ذات 5 محاور، بفضل المزايا التي تقدمها، قد تكون أيضًا قابلة للاستخدام في تصنيع الأجزاء غير المعقدة. ومع ذلك، فإن قرار ما إذا كنت تريد الاستثمار في ماكينة ذات 5 محاور مقابل ماكينة ذات 3 أو 4 محاور سوف يتلخص في متطلبات متجرك.
