كل ما تحتاج لمعرفته حول التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

قبل إدخال التحكم العددي المحوسب (CNC) ، تضمنت عملية التصنيع عمالة بشرية شاقة ، وفترات إنتاج طويلة بلا داع ، وإهدار للمواد ، وكانت محفوفة بالأخطاء. اليوم ، حسنت التكنولوجيا بشكل كبير عملية التصنيع.

يوفر إدخال تقنيات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي مستوى عاليًا من الموثوقية ، مما يجعل العمليات التكرارية أكثر تلقائية. ولكن ، ما هو التصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟ ما هي المنتجات التي يمكن تصنيعها باستخدام تقنية CNC؟ كيف تعمل ماكينات CNC ، وما هي المواد التي يمكن استخدامها في عمليات التصنيع المستخدمةماكينات CNC؟

هذه المقالة هي نظرة عميقة في ماهية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، والمفاهيم الأساسية المشاركة في العملية. سنناقش مزايا التصنيع باستخدام الحاسب الآلي على التصنيع التقليدي ، ومساهمات CNC في التصنيع الحديث.

سننظر أيضًا في برنامج CNC. أخيرًا ، نسلط الضوء على ما هو مطلوب من الأفراد الذين يرغبون في التدريب ليصبحوا آلات CNC ، ومناقشة الاتجاهات المستقبلية في عالم التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.

دخول قناع فني ميكانيكي المنطوق

ما هو التصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟

الاختصار CNC هوالتحكم العددي بالكمبيوتر. التصنيع باستخدام الحاسب الآلي هو عملية طرح تتضمن إنشاء تصميمات ذات أشكال مخصصة من قطعة عمل من خلال عناصر تحكم محوسبة. هذه العملية مطروحة حيث يتم تصنيع المنتج عن طريق تقطيع المواد من قطعة أولية بدلاً من إضافة مادة لصنع منتج.

يمكن وصف التصنيع باستخدام الحاسب الآلي كعملية تصنيع تتم بواسطة الروبوتات. جعلت هذه العملية من الممكن زيادة الإنتاجية لأن الماكينة يمكن أن تعمل تلقائيًا دون الحاجة إلى حضور المشغل باستمرار.

ما هو تاريخ التصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟

سلف CNC هو التحكم الرقمي (NC) ، وهي عمليةوصفتها جمعية مهندسي التصنيعباعتبارها "إيذانا ببداية الثورة الصناعية الثانية وظهور عصر تنتقل فيه السيطرة على الآلات والعمليات الصناعية من مشروع غير دقيق إلى علم دقيق".

بدأ التصنيع باستخدام الحاسب الآلي كتقنية قائمة على الشريط المثقوب فيأربعينيات وخمسينيات القرن العشرينقبل أن تتطور بسرعة إلى التقنيات التناظرية والرقمية في الستينيات.

جون تي بارسونزيعتبر والد التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. طور التحكم العددي ، وهو المبدأ الذي بنيت عليه التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. ولكن حتى قبل بارسونز ، كانتم اختراع تقنية الآلاتفي عام 1751. ثم ، في عام 1952 ، طور ريتشارد كيج ، بالتعاون مع معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) ، أول آلة طحن CNC.

ما هي المفاهيم الأساسية للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟

لفهم كيفية عمل CNC ، نحتاج إلى فهم بعض المفاهيم الأساسية.

التحكم الرقمي

هذا يدل على التحكم الآلي في الأدوات الآلية. تتراوح هذه الأدوات الآلية منطحنلحام ، والمطاحن ، وقطع اتيرجيت ، وآلة الضغط الهيدروليكية.

سطح المكتب باستخدام الحاسب الآلي بالقطع

هذه إصدارات مبسطة من CNCs ويتم تكييفها بشكل أفضل للعمل على مواد أكثر ليونة مثل الشمع والرغوة والبلاستيك. يستخدم هذا النوع من الآلات إصدارات أصغر من آلات CNC لصنع منتجات أصغر ، في الغالب بواسطة الهواة.

كام

تستخدم الآلات أو التصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAM) برنامجًا لإنشاء رمز لتشغيل آلات CNC. للعمل بنظام CAM ، تحتاج إلى ثلاثة أشياء:

  1. الأول هو البرنامج الذي يوجه الجهاز فيما يتعلق بالاتجاهات التي يجب أن يتحرك بها.
  2. أنت أيضًا بحاجة إلى آلة قادرة على أخذ التعليمات.
  3. أخيرًا ، يجب أن يكون لديك قدرة ما بعد المعالجة لتحويل التعليمات إلى لغة يمكن للآلات فهمها.

كود NC

هذه لغة كمبيوتر أساسية وفريدة من نوعها مصممة لآلة CNC لفهم وتنفيذ رمز NC بسرعة (تسمى عادةً G-code). هذه هي اللغة التي يستخدمها المبرمج لإخبار الآلة بكيفية تصنيع شيء ما.

معالج آخر

المعالج اللاحق هو مترجم يحول G-Code المكتوب لآلة CNC واحدة إلى كود يمكن فهمه وتنفيذه بواسطة آلة CNC أخرى.

كيف تعمل الآلات باستخدام الحاسب الآلي؟

تعمل آلات CNC من خلال برمجة تعليماتها في برامج يتم إدخالها في أجهزة الكمبيوتر باستخدام لوحة مفاتيح صغيرة متصلة بالجهاز. يقوم نظام CNC بعد ذلك بتنفيذ هذه المهام المبرمجة بطريقة مشابهة للروبوتات.

ما هي الأنواع المختلفة لآلات CNC؟

تخدم آلات CNC المختلفة أغراضًا متنوعة. بعض الأنواع الأكثر شيوعًا من ماكينات CNC هي المطاحن ، والمخارط ، وأجهزة التوجيه ، وقواطع البلازما ، وقواطع LaserJet. يمكنك رؤية المزيد من الأمثلة على الأنواع المختلفة لآلات CNC وماذا تفعلهنا.

ما الذي يمكن أن تصنعه آلات CNC؟

يمكن لآلات CNC أن تنتج مجموعة متنوعة من المنتجات من مجموعة واسعة من المواد ، بما في ذلك المعادن والبلاستيك والرغوة والخشب. طالما يمكن قطع المادة ، فيمكن استخدامها لتصنيع المنتجات على آلة CNC. CNCالمخارط المعدنيةيمكن استخدامها لتصنيع قضبان دائرية وخيوط ودوائر خارجية. يمكن استخدام آلات التفريز CNC لمعالجة الأسطح ، وممرات المفاتيح ، والأشكال الأخرى غير المنتظمة. قد تثقب آلة الحفر ثقوبًا:هنا.

برامج CNC

برنامج CNC عبارة عن حزم تطبيقات تكتب G-Code يمكن لآلة CNC قراءتها. هذا البرنامج يسمىالتصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM)أوالتصميم بمساعدة الحاسوب (CAD). هذا البرنامج مسؤول عن التحكم العددي في آلات CNC. يساعد في إنشاء تصميمات يمكن لبرنامج الكمبيوتر الموجود على آلة CNC أن يفسرها.

الأنواع المختلفة من برامج CNC لها استخدامات محددة:

الرسم بمساعدة الحاسوب (CAD):يستخدم هذا لإنشاء تصميمات ثنائية وثلاثية الأبعاد وتوثيق فني.

التصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAM):يسمح للمستخدمين بإعداد العمل في الفروع لتلبية مهام متعددة مثل سير العمل ومسارات الأدوات ومحاكاة القطع.

الهندسة بمساعدة الحاسوب (CAE):هي البرامج المستخدمة في جميع مراحل عملية التطوير خلال مراحل ما قبل المعالجة والتحليل وما بعد المعالجة.

ما هي مزايا وعيوب التصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟

تمامًا مثل أي تقنية أخرى ، تأتي المعالجة باستخدام الحاسب الآلي مع مزايا وعيوب محددة. نحن ننظر إلى بعضها أدناه.

مزايا التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

التصنيع باستخدام الحاسب الآلييتمتع بميزة تكلفة كبيرة على التصنيع التقليدي من حيث أنه يقلل من تكاليف العمالة. إنه يقلل بشكل كبير من هامش الخطأ في التصنيع. علاوة على ذلك ، فإنه يجعل من التصنيع الشامل مهمة أسهل بكثير مما كانت عليه في أي وقت مضى نظرًا لقدرته على تقديم مخرجات موحدة باستمرار.

توفر CNC أيضًا مرونة في التصميم تسمح بإعادة برمجة البرنامج بسرعة لإنشاء أجزاء جديدة تمامًا أو تصحيح الأخطاء.

عيوب التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

الجانب السلبي لعملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي هو تكلفة الإعداد الأولية. قد تحتاج الشركات إلى الحصول على قروض لشراء تكنولوجيا CNC. ولكن ، إذا تمكنت الشركة من زيادة أرباحها من خلال التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، فيمكن استرداد هذا الاستثمار بسرعة.

يعتمد التصنيع باستخدام الحاسب الآلي على افتراض عصمة أجهزة الكمبيوتر. هذا يعني أن بعض الأشخاص الذين يستخدمون أنظمة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي قد يتغاضون عن احتمال حدوث أخطاء ، مما يسهل على الأعطال التسلل دون أن يلاحظها أحد. ومع ذلك ، مع التدريب المناسب ، يمكن تخفيف هذا.

أخيرًا ، نظرًا لأنها عملية طرح ، فإن التصنيع باستخدام الحاسب الآلي يولد نفايات ، والتي يمكن أن يكون لها بعض الآثار الضارة على البيئة. ومع ذلك ، يمكن تنفيذ عمليات إدارة النفايات لضمان إمكانية إعادة تدوير النفايات الناتجة عن التصنيع باستخدام آلات CNC.

ما مدى أهمية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي في التصنيع الحديث؟

بشرت التصنيع باستخدام الحاسب الآلي في شكل جديد من أشكال التصنيع الحديث من خلال عروضها ذات الكفاءة والدقة الأكبر ، وبالتالي تقديم تحسينات كبيرة على الطرق التقليدية للتصنيع الحديث. هذا يعني أن الشركات التي تستخدم التصنيع باستخدام الحاسب الآلي توفر التكاليف من حيث العمالة والوقت ، مما يزيد الربحية على المدى الطويل.

جعلت CNC أيضًا عمليات مثل التصنيع (صفائح اللحام من المعدن ، والقص ، وثقب الثقوب ، وقطع اللهب) أكثر أمانًا. إنه خيار مثالي للتصنيع لأن الآلات مرنة ويمكن إعادة برمجتها.

هل CNC أفضل من الطباعة ثلاثية الأبعاد؟

تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد والتصنيع باستخدام الحاسب الآلي من طرق التصنيع. الاختلاف الحاسم بينهما هو أن التصنيع باستخدام الحاسب الآلي هو عملية طرح ، بينما الطباعة ثلاثية الأبعاد هي عملية مضافة. هذا يعني أن الأول يُنشئ المنتجات عن طريق تقطيع المواد من قطعة أصلية ، بينما يُنشئ الأخير المنتج عن طريق إضافة المواد.

أيهما أفضل بين الطريقتين؟ يعتمد ذلك على عدة عوامل ، مثل المواد المستخدمة ، وتعقيد الأجزاء ، ومهارات الموظفين ، وما يتم إنشاؤه ، والاعتبارات المالية. وبالتالي ، يمكن أن تكون إحدى الطرق ممتازة لوظيفة معينة وليس أخرى.

آلة طحن باستخدام الحاسب الآلي

أن تصبح ميكانيكي CNC

يتطلب ميكانيكي CNC المحتملين مستوى معينًا من التدريب والتعليم لدخول المهنة.

ما المهارات التي تحتاجها لتكون ميكانيكي CNC؟

ميكانيكي CNCتتطلب ما لا يقل عن شهادة الدراسة الثانويةأو تطوير تعليمي عام (GED) قبل أن يتمكنوا من المضي قدمًا في اكتساب مهارات خاصة باستخدام الحاسب الآلي من المدارس الفنية. GED عبارة عن مجموعة من الاختبارات المستخدمة لتحديد ما إذا كان الفرد في الولايات المتحدة أو كندا لديه مهارات أكاديمية على مستوى المدرسة الثانوية.

ميكانيكي CNC ، الحاصلين على شهادة من مؤسسات مثلالمعهد الوطني لمهارات تشغيل المعادن(NIMS) ، لها ميزة على أولئك الذين ليس لديهم شهادة.

أين يمكنني الحصول على تدريب لأصبح ميكانيكي CNC؟

يُعرف الأشخاص الذين يكتبون البرامج التي تتبعها آلات CNC باسممبرمجو CNC، بينما يُعرف أولئك الذين يحضرون تشغيل الآلات في أرضية المتجر باسممشغلي CNC.

إذا كنت تريد أن تكون مبرمجًا باستخدام الحاسب الآلي ، فعادة ما تقضي الكثير من الوقت كمتدرب أو في مؤسسة رسمية للتعليم العالي. عادة ما يكمل مشغلو CNC دورات قصيرة الأجل ، ويكتسبون معظم خبرتهم في العمل.

تقدم العديد من المدارستدريب خاص باستخدام الحاسب الآلي. من بينهاجامعة جودوين، وهي مؤسسة تصف نفسها على أنها "مدرسة مشغل CNC" والتي "مصممة للحصول على شهادة الطلاب والعمل في المجال في فترة قصيرة ، وفقًا لجدول زمني مرن."

هل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي مناسب لمشروعي؟

يعد التصنيع باستخدام الحاسب الآلي متعدد الاستخدامات ، ويمتد تطبيقه إلى العديد من الصناعات ، بما في ذلك الطيران والزراعة والبناء والطباعة والتصنيع والجيش والنقل. وبالتالي ، إذا كان مشروعك يتطلب قدرًا كبيرًا من الاتساق والدقة والكفاءة ، فإن CNC هي خيارك الأفضل.

ما هو مستقبل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟

مثل التقنياتالذكاء الاصطناعيوالتعلم الاليأصبحت أكثر شعبية ، ومن المتوقع أيضًا أن تزداد شعبية ماكينات CNC. على الرغم من أن البعض قد يكون قلقًا من أن هذه الآلات المتطورة ستسحب الوظائف من البشر ، إلا أن هذا لا يحدث عادةً عندما تتحسن التقنيات ، لأنها تخلق المزيد من الوظائف في مجالات جديدة.

سيكون للانتشار في استخدام التصنيع باستخدام الحاسب الآلي فوائد لكل من الموظفين والمصنعين. بالنسبة للأولى ، العمليات ليست بهذه الصعوبة ، ويتم تعزيز السلامة. بالنسبة للأخير ، ستزداد الأرباح بسبب الكفاءة. من ناحية أخرى ، سيستفيد العملاء من المزيد من المنتجات عالية الجودة.