ماشین‌های ابزار CNC: نیروی اصلی در ماشینکاری مدرن
مقدمه
در زمینه تولید مکانیکی امروزه، ماشین‌های ابزار CNC بدون شک جایگاه بسیار مهمی را اشغال می‌کنند. ظهور آنها شیوه سنتی ماشینکاری مکانیکی را به طور کامل تغییر داده و دقت، راندمان و انعطاف‌پذیری بی‌سابقه‌ای را برای صنعت تولید به ارمغان آورده است. با پیشرفت مداوم علم و فناوری، ماشین‌های ابزار CNC به طور مداوم در حال توسعه و تکامل بوده‌اند و به تجهیزات کلیدی ضروری در تولید صنعتی مدرن تبدیل شده‌اند و عمیقاً بر الگوهای توسعه صنایع متعددی مانند هوافضا، خودروسازی، صنعت کشتی‌سازی و پردازش قالب تأثیر گذاشته‌اند.
در زمینه تولید مکانیکی امروزه، ماشین‌های ابزار CNC بدون شک جایگاه بسیار مهمی را اشغال می‌کنند. ظهور آنها شیوه سنتی ماشینکاری مکانیکی را به طور کامل تغییر داده و دقت، راندمان و انعطاف‌پذیری بی‌سابقه‌ای را برای صنعت تولید به ارمغان آورده است. با پیشرفت مداوم علم و فناوری، ماشین‌های ابزار CNC به طور مداوم در حال توسعه و تکامل بوده‌اند و به تجهیزات کلیدی ضروری در تولید صنعتی مدرن تبدیل شده‌اند و عمیقاً بر الگوهای توسعه صنایع متعددی مانند هوافضا، خودروسازی، صنعت کشتی‌سازی و پردازش قالب تأثیر گذاشته‌اند.
دوم. تعریف و اجزای ماشین‌های ابزار CNC
ماشین‌های ابزار CNC، ماشین‌هایی هستند که از طریق فناوری کنترل دیجیتال، ماشینکاری خودکار را انجام می‌دهند. آنها عمدتاً از قطعات زیر تشکیل شده‌اند:
بدنه ماشین ابزار: شامل اجزای مکانیکی مانند تخت، ستون، اسپیندل و میز کار است. این ساختار اساسی ماشین ابزار است و یک سکوی مکانیکی پایدار برای ماشینکاری فراهم می‌کند. طراحی ساختاری و دقت تولید مستقیماً بر عملکرد کلی ماشین ابزار تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، یک اسپیندل با دقت بالا می‌تواند پایداری ابزار برش را در حین چرخش با سرعت بالا تضمین کند و خطاهای ماشینکاری را کاهش دهد.
سیستم CNC: این بخش کنترل اصلی ماشین‌های ابزار CNC است که معادل "مغز" ماشین ابزار می‌باشد. این سیستم می‌تواند دستورالعمل‌های برنامه را دریافت و پردازش کند و مسیر حرکت، سرعت، نرخ پیشروی و غیره ماشین ابزار را به طور دقیق کنترل کند. سیستم‌های پیشرفته CNC دارای قابلیت‌های محاسباتی قدرتمند و عملکردهای غنی مانند کنترل همزمان چند محور، جبران شعاع ابزار و کنترل خودکار تغییر ابزار هستند. به عنوان مثال، در یک مرکز ماشینکاری همزمان پنج محور، سیستم CNC می‌تواند حرکت پنج محور مختصات را به طور دقیق به طور همزمان کنترل کند تا ماشینکاری سطوح منحنی پیچیده را انجام دهد.
سیستم محرکه: شامل موتورها و درایورهایی است که وظیفه تبدیل دستورالعمل‌های سیستم CNC به حرکت واقعی هر محور مختصات ابزار ماشین را بر عهده دارند. موتورهای محرکه رایج شامل موتورهای پله‌ای و سروو موتورها هستند. سروو موتورها دقت و سرعت پاسخ بالاتری دارند و قادر به برآورده کردن الزامات ماشینکاری با دقت بالا هستند. به عنوان مثال، در ماشینکاری با سرعت بالا، سروو موتورها می‌توانند به سرعت و با دقت موقعیت و سرعت میز کار را تنظیم کنند.
دستگاه‌های تشخیص: از آنها برای تشخیص پارامترهایی مانند موقعیت حرکت و سرعت ابزار ماشین استفاده می‌شود و نتایج تشخیص را به سیستم CNC بازمی‌گرداند تا کنترل حلقه بسته حاصل شود و دقت ماشینکاری بهبود یابد. به عنوان مثال، یک ترازوی گریتینگ می‌تواند جابجایی میز کار را به طور دقیق اندازه‌گیری کند و یک انکودر می‌تواند سرعت چرخش و موقعیت اسپیندل را تشخیص دهد.
دستگاه‌های کمکی: مانند سیستم‌های خنک‌کننده، سیستم‌های روانکاری، سیستم‌های براده‌برداری، دستگاه‌های تعویض خودکار ابزار و غیره. سیستم خنک‌کننده می‌تواند به طور مؤثر دما را در طول فرآیند ماشینکاری کاهش دهد و عمر مفید ابزار برش را افزایش دهد؛ سیستم روانکاری، روانکاری خوب هر قسمت متحرک ابزار ماشین را تضمین می‌کند و سایش را کاهش می‌دهد؛ سیستم براده‌برداری، براده‌های ایجاد شده در طول ماشینکاری را به سرعت تمیز می‌کند و محیط ماشینکاری تمیز و عملکرد طبیعی ابزار ماشین را تضمین می‌کند؛ دستگاه تعویض خودکار ابزار، راندمان ماشینکاری را بهبود می‌بخشد و الزامات ماشینکاری چند مرحله‌ای قطعات پیچیده را برآورده می‌کند.
ماشین‌های ابزار CNC، ماشین‌هایی هستند که از طریق فناوری کنترل دیجیتال، ماشینکاری خودکار را انجام می‌دهند. آنها عمدتاً از قطعات زیر تشکیل شده‌اند:
بدنه ماشین ابزار: شامل اجزای مکانیکی مانند تخت، ستون، اسپیندل و میز کار است. این ساختار اساسی ماشین ابزار است و یک سکوی مکانیکی پایدار برای ماشینکاری فراهم می‌کند. طراحی ساختاری و دقت تولید مستقیماً بر عملکرد کلی ماشین ابزار تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، یک اسپیندل با دقت بالا می‌تواند پایداری ابزار برش را در حین چرخش با سرعت بالا تضمین کند و خطاهای ماشینکاری را کاهش دهد.
سیستم CNC: این بخش کنترل اصلی ماشین‌های ابزار CNC است که معادل "مغز" ماشین ابزار می‌باشد. این سیستم می‌تواند دستورالعمل‌های برنامه را دریافت و پردازش کند و مسیر حرکت، سرعت، نرخ پیشروی و غیره ماشین ابزار را به طور دقیق کنترل کند. سیستم‌های پیشرفته CNC دارای قابلیت‌های محاسباتی قدرتمند و عملکردهای غنی مانند کنترل همزمان چند محور، جبران شعاع ابزار و کنترل خودکار تغییر ابزار هستند. به عنوان مثال، در یک مرکز ماشینکاری همزمان پنج محور، سیستم CNC می‌تواند حرکت پنج محور مختصات را به طور دقیق به طور همزمان کنترل کند تا ماشینکاری سطوح منحنی پیچیده را انجام دهد.
سیستم محرکه: شامل موتورها و درایورهایی است که وظیفه تبدیل دستورالعمل‌های سیستم CNC به حرکت واقعی هر محور مختصات ابزار ماشین را بر عهده دارند. موتورهای محرکه رایج شامل موتورهای پله‌ای و سروو موتورها هستند. سروو موتورها دقت و سرعت پاسخ بالاتری دارند و قادر به برآورده کردن الزامات ماشینکاری با دقت بالا هستند. به عنوان مثال، در ماشینکاری با سرعت بالا، سروو موتورها می‌توانند به سرعت و با دقت موقعیت و سرعت میز کار را تنظیم کنند.
دستگاه‌های تشخیص: از آنها برای تشخیص پارامترهایی مانند موقعیت حرکت و سرعت ابزار ماشین استفاده می‌شود و نتایج تشخیص را به سیستم CNC بازمی‌گرداند تا کنترل حلقه بسته حاصل شود و دقت ماشینکاری بهبود یابد. به عنوان مثال، یک ترازوی گریتینگ می‌تواند جابجایی میز کار را به طور دقیق اندازه‌گیری کند و یک انکودر می‌تواند سرعت چرخش و موقعیت اسپیندل را تشخیص دهد.
دستگاه‌های کمکی: مانند سیستم‌های خنک‌کننده، سیستم‌های روانکاری، سیستم‌های براده‌برداری، دستگاه‌های تعویض خودکار ابزار و غیره. سیستم خنک‌کننده می‌تواند به طور مؤثر دما را در طول فرآیند ماشینکاری کاهش دهد و عمر مفید ابزار برش را افزایش دهد؛ سیستم روانکاری، روانکاری خوب هر قسمت متحرک ابزار ماشین را تضمین می‌کند و سایش را کاهش می‌دهد؛ سیستم براده‌برداری، براده‌های ایجاد شده در طول ماشینکاری را به سرعت تمیز می‌کند و محیط ماشینکاری تمیز و عملکرد طبیعی ابزار ماشین را تضمین می‌کند؛ دستگاه تعویض خودکار ابزار، راندمان ماشینکاری را بهبود می‌بخشد و الزامات ماشینکاری چند مرحله‌ای قطعات پیچیده را برآورده می‌کند.
III. اصول کار ماشین‌های ابزار CNC
اصل کار ماشین‌های ابزار CNC مبتنی بر فناوری کنترل دیجیتال است. ابتدا، مطابق با الزامات ماشینکاری قطعه، از نرم‌افزارهای برنامه‌نویسی حرفه‌ای استفاده کنید یا برنامه‌های CNC را به صورت دستی بنویسید. این برنامه حاوی اطلاعاتی مانند پارامترهای تکنولوژیکی، مسیر ابزار و دستورالعمل‌های حرکت ماشینکاری قطعه است که به صورت کد نمایش داده می‌شوند. سپس، برنامه CNC نوشته شده را از طریق یک حامل اطلاعات (مانند دیسک USB، اتصال شبکه و غیره) به دستگاه CNC وارد کنید. دستگاه CNC رمزگشایی کرده و پردازش حسابی را روی برنامه انجام می‌دهد و دستورالعمل‌های کد موجود در برنامه را به سیگنال‌های کنترل حرکت برای هر محور مختصات ابزار ماشین و سایر سیگنال‌های کنترل کمکی تبدیل می‌کند. سیستم درایو، موتورها را برای کار بر اساس این سیگنال‌های کنترل هدایت می‌کند و محورهای مختصات ابزار ماشین را برای حرکت در امتداد مسیر و سرعت از پیش تعیین شده هدایت می‌کند، در حالی که سرعت چرخش اسپیندل، تغذیه ابزار برش و سایر اقدامات را کنترل می‌کند. در طول فرآیند ماشینکاری، دستگاه‌های تشخیص، وضعیت حرکت و پارامترهای ماشینکاری ابزار ماشین را به صورت بلادرنگ رصد می‌کنند و اطلاعات بازخورد را به دستگاه CNC منتقل می‌کنند. دستگاه CNC تنظیمات و اصلاحات را به صورت بلادرنگ بر اساس اطلاعات بازخورد انجام می‌دهد تا دقت و کیفیت ماشینکاری تضمین شود. در نهایت، دستگاه به طور خودکار ماشینکاری قطعه را مطابق با الزامات برنامه تکمیل می‌کند و قطعه نهایی را که مطابق با الزامات نقشه طراحی است، به دست می‌آورد.
اصل کار ماشین‌های ابزار CNC مبتنی بر فناوری کنترل دیجیتال است. ابتدا، مطابق با الزامات ماشینکاری قطعه، از نرم‌افزارهای برنامه‌نویسی حرفه‌ای استفاده کنید یا برنامه‌های CNC را به صورت دستی بنویسید. این برنامه حاوی اطلاعاتی مانند پارامترهای تکنولوژیکی، مسیر ابزار و دستورالعمل‌های حرکت ماشینکاری قطعه است که به صورت کد نمایش داده می‌شوند. سپس، برنامه CNC نوشته شده را از طریق یک حامل اطلاعات (مانند دیسک USB، اتصال شبکه و غیره) به دستگاه CNC وارد کنید. دستگاه CNC رمزگشایی کرده و پردازش حسابی را روی برنامه انجام می‌دهد و دستورالعمل‌های کد موجود در برنامه را به سیگنال‌های کنترل حرکت برای هر محور مختصات ابزار ماشین و سایر سیگنال‌های کنترل کمکی تبدیل می‌کند. سیستم درایو، موتورها را برای کار بر اساس این سیگنال‌های کنترل هدایت می‌کند و محورهای مختصات ابزار ماشین را برای حرکت در امتداد مسیر و سرعت از پیش تعیین شده هدایت می‌کند، در حالی که سرعت چرخش اسپیندل، تغذیه ابزار برش و سایر اقدامات را کنترل می‌کند. در طول فرآیند ماشینکاری، دستگاه‌های تشخیص، وضعیت حرکت و پارامترهای ماشینکاری ابزار ماشین را به صورت بلادرنگ رصد می‌کنند و اطلاعات بازخورد را به دستگاه CNC منتقل می‌کنند. دستگاه CNC تنظیمات و اصلاحات را به صورت بلادرنگ بر اساس اطلاعات بازخورد انجام می‌دهد تا دقت و کیفیت ماشینکاری تضمین شود. در نهایت، دستگاه به طور خودکار ماشینکاری قطعه را مطابق با الزامات برنامه تکمیل می‌کند و قطعه نهایی را که مطابق با الزامات نقشه طراحی است، به دست می‌آورد.
چهارم. ویژگی‌ها و مزایای ماشین‌های ابزار CNC
دقت بالا: ماشین‌های ابزار CNC می‌توانند از طریق کنترل دقیق سیستم CNC و دستگاه‌های تشخیص و بازخورد با دقت بالا، به دقت ماشینکاری در سطح میکرون یا حتی نانومتر دست یابند. به عنوان مثال، در ماشینکاری تیغه‌های موتور هواپیما، ماشین‌های ابزار CNC می‌توانند سطوح منحنی پیچیده تیغه‌ها را به طور دقیق ماشینکاری کنند و دقت شکل و کیفیت سطح تیغه‌ها را تضمین کنند و در نتیجه عملکرد و قابلیت اطمینان موتور را بهبود بخشند.
راندمان بالا: ماشین‌های ابزار CNC از درجه اتوماسیون نسبتاً بالایی و قابلیت‌های پاسخ سریع برخوردارند و عملیاتی مانند برش پرسرعت، تغذیه سریع و تعویض خودکار ابزار را امکان‌پذیر می‌کنند و زمان ماشینکاری قطعات را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهند. در مقایسه با ماشین‌های ابزار سنتی، راندمان ماشینکاری می‌تواند چندین برابر یا حتی ده‌ها برابر افزایش یابد. به عنوان مثال، در تولید انبوه قطعات خودرو، ماشین‌های ابزار CNC می‌توانند به سرعت ماشینکاری قطعات پیچیده مختلف را تکمیل کنند، راندمان تولید را بهبود بخشند و الزامات تولید در مقیاس بزرگ در صنعت خودرو را برآورده سازند.
انعطاف‌پذیری بالا: ماشین‌های ابزار CNC می‌توانند به راحتی با تغییر برنامه CNC، بدون نیاز به تنظیمات پیچیده فیکسچرهای ابزار و اصلاحات ساختار مکانیکی ماشین ابزار، با نیازهای ماشینکاری قطعات مختلف سازگار شوند. این امر به شرکت‌ها این امکان را می‌دهد که به سرعت به تغییرات بازار پاسخ دهند و تولید در دسته‌های کوچک و متنوع را محقق کنند. به عنوان مثال، در شرکت‌های تولید قالب، ماشین‌های ابزار CNC می‌توانند به سرعت پارامترهای ماشینکاری و مسیرهای ابزار را مطابق با الزامات طراحی قالب‌های مختلف تنظیم کنند و قطعات قالب را با اشکال و اندازه‌های مختلف ماشینکاری کنند.
ثبات خوب ماشینکاری: از آنجایی که ماشین‌های ابزار CNC طبق برنامه از پیش تعیین‌شده ماشینکاری می‌کنند و پارامترهای مختلف در فرآیند ماشینکاری پایدار می‌مانند، می‌توانند تضمین کنند که کیفیت ماشینکاری دسته‌ای از قطعات یکسان بسیار پایدار است. این امر برای بهبود دقت مونتاژ و عملکرد کلی محصول از اهمیت بالایی برخوردار است. به عنوان مثال، در ماشینکاری قطعات دقیق محصولات الکترونیکی، ماشین‌های ابزار CNC می‌توانند اطمینان حاصل کنند که دقت ابعادی و کیفیت سطح هر قطعه یکسان است و سرعت عبور و قابلیت اطمینان محصول را بهبود می‌بخشد.
کاهش شدت کار: فرآیند ماشینکاری خودکار ماشین‌های ابزار CNC دخالت انسان را کاهش می‌دهد. اپراتورها فقط نیاز به وارد کردن برنامه‌ها، نظارت و انجام عملیات ساده بارگیری و تخلیه دارند که به طور قابل توجهی شدت کار را کاهش می‌دهد. در عین حال، خطاهای ماشینکاری و مشکلات کیفی ناشی از عوامل انسانی را نیز کاهش می‌دهد.
دقت بالا: ماشین‌های ابزار CNC می‌توانند از طریق کنترل دقیق سیستم CNC و دستگاه‌های تشخیص و بازخورد با دقت بالا، به دقت ماشینکاری در سطح میکرون یا حتی نانومتر دست یابند. به عنوان مثال، در ماشینکاری تیغه‌های موتور هواپیما، ماشین‌های ابزار CNC می‌توانند سطوح منحنی پیچیده تیغه‌ها را به طور دقیق ماشینکاری کنند و دقت شکل و کیفیت سطح تیغه‌ها را تضمین کنند و در نتیجه عملکرد و قابلیت اطمینان موتور را بهبود بخشند.
راندمان بالا: ماشین‌های ابزار CNC از درجه اتوماسیون نسبتاً بالایی و قابلیت‌های پاسخ سریع برخوردارند و عملیاتی مانند برش پرسرعت، تغذیه سریع و تعویض خودکار ابزار را امکان‌پذیر می‌کنند و زمان ماشینکاری قطعات را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهند. در مقایسه با ماشین‌های ابزار سنتی، راندمان ماشینکاری می‌تواند چندین برابر یا حتی ده‌ها برابر افزایش یابد. به عنوان مثال، در تولید انبوه قطعات خودرو، ماشین‌های ابزار CNC می‌توانند به سرعت ماشینکاری قطعات پیچیده مختلف را تکمیل کنند، راندمان تولید را بهبود بخشند و الزامات تولید در مقیاس بزرگ در صنعت خودرو را برآورده سازند.
انعطاف‌پذیری بالا: ماشین‌های ابزار CNC می‌توانند به راحتی با تغییر برنامه CNC، بدون نیاز به تنظیمات پیچیده فیکسچرهای ابزار و اصلاحات ساختار مکانیکی ماشین ابزار، با نیازهای ماشینکاری قطعات مختلف سازگار شوند. این امر به شرکت‌ها این امکان را می‌دهد که به سرعت به تغییرات بازار پاسخ دهند و تولید در دسته‌های کوچک و متنوع را محقق کنند. به عنوان مثال، در شرکت‌های تولید قالب، ماشین‌های ابزار CNC می‌توانند به سرعت پارامترهای ماشینکاری و مسیرهای ابزار را مطابق با الزامات طراحی قالب‌های مختلف تنظیم کنند و قطعات قالب را با اشکال و اندازه‌های مختلف ماشینکاری کنند.
ثبات خوب ماشینکاری: از آنجایی که ماشین‌های ابزار CNC طبق برنامه از پیش تعیین‌شده ماشینکاری می‌کنند و پارامترهای مختلف در فرآیند ماشینکاری پایدار می‌مانند، می‌توانند تضمین کنند که کیفیت ماشینکاری دسته‌ای از قطعات یکسان بسیار پایدار است. این امر برای بهبود دقت مونتاژ و عملکرد کلی محصول از اهمیت بالایی برخوردار است. به عنوان مثال، در ماشینکاری قطعات دقیق محصولات الکترونیکی، ماشین‌های ابزار CNC می‌توانند اطمینان حاصل کنند که دقت ابعادی و کیفیت سطح هر قطعه یکسان است و سرعت عبور و قابلیت اطمینان محصول را بهبود می‌بخشد.
کاهش شدت کار: فرآیند ماشینکاری خودکار ماشین‌های ابزار CNC دخالت انسان را کاهش می‌دهد. اپراتورها فقط نیاز به وارد کردن برنامه‌ها، نظارت و انجام عملیات ساده بارگیری و تخلیه دارند که به طور قابل توجهی شدت کار را کاهش می‌دهد. در عین حال، خطاهای ماشینکاری و مشکلات کیفی ناشی از عوامل انسانی را نیز کاهش می‌دهد.
V. طبقه‌بندی ماشین‌های ابزار CNC
طبقه‌بندی بر اساس کاربرد فرآیند:
ماشین‌های ابزار CNC برش فلز: مانند ماشین‌های تراش CNC، ماشین‌های فرز CNC، پرس‌های مته CNC، ماشین‌های سوراخکاری CNC، ماشین‌های سنگ‌زنی CNC، ماشین‌های ماشینکاری دنده CNC و غیره. آنها عمدتاً برای ماشینکاری برش قطعات فلزی مختلف استفاده می‌شوند و می‌توانند ویژگی‌های شکلی مختلفی مانند صفحات، سطوح منحنی، رزوه‌ها، سوراخ‌ها و چرخ‌دنده‌ها را ماشینکاری کنند. به عنوان مثال، ماشین‌های تراش CNC عمدتاً برای ماشینکاری تراشکاری قطعات شفت و دیسک استفاده می‌شوند. ماشین‌های فرز CNC برای ماشینکاری صفحات با شکل پیچیده و سطوح منحنی مناسب هستند.
ماشین‌های ابزار CNC شکل‌دهی فلزات: شامل ماشین‌های خم‌کاری CNC، پرس‌های CNC، ماشین‌های خم‌کاری لوله CNC و غیره. آنها عمدتاً برای شکل‌دهی ماشینکاری ورق‌ها و لوله‌های فلزی، مانند خم‌کاری، پرس‌کاری و فرآیندهای خم‌کاری استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، در صنعت فرآوری ورق‌های فلزی، یک ماشین خم‌کاری CNC می‌تواند ورق‌های فلزی را با توجه به زاویه و اندازه تنظیم شده به طور دقیق خم کند و اشکال مختلفی از قطعات ورق فلزی را تولید کند.
ماشین‌های ابزار CNC ماشینکاری ویژه: مانند ماشین‌های ماشینکاری تخلیه الکتریکی CNC، ماشین‌های برش سیم CNC، ماشین‌های ماشینکاری لیزر CNC و غیره. آنها برای ماشینکاری برخی قطعات با نیازهای خاص مواد یا شکل استفاده می‌شوند و از طریق روش‌های ماشینکاری ویژه مانند تخلیه الکتریکی و تابش پرتو لیزر، به حذف مواد یا ماشینکاری دست می‌یابند. به عنوان مثال، یک ماشین ماشینکاری تخلیه الکتریکی CNC می‌تواند قطعات قالب با سختی و چقرمگی بالا را ماشینکاری کند و کاربرد مهمی در ساخت قالب دارد.
انواع دیگر ماشین‌های ابزار CNC: مانند ماشین‌های اندازه‌گیری CNC، ماشین‌های رسم CNC و غیره. آنها برای کارهای کمکی مانند اندازه‌گیری، تشخیص و رسم قطعات استفاده می‌شوند.
طبقه‌بندی بر اساس کاربرد فرآیند:
ماشین‌های ابزار CNC برش فلز: مانند ماشین‌های تراش CNC، ماشین‌های فرز CNC، پرس‌های مته CNC، ماشین‌های سوراخکاری CNC، ماشین‌های سنگ‌زنی CNC، ماشین‌های ماشینکاری دنده CNC و غیره. آنها عمدتاً برای ماشینکاری برش قطعات فلزی مختلف استفاده می‌شوند و می‌توانند ویژگی‌های شکلی مختلفی مانند صفحات، سطوح منحنی، رزوه‌ها، سوراخ‌ها و چرخ‌دنده‌ها را ماشینکاری کنند. به عنوان مثال، ماشین‌های تراش CNC عمدتاً برای ماشینکاری تراشکاری قطعات شفت و دیسک استفاده می‌شوند. ماشین‌های فرز CNC برای ماشینکاری صفحات با شکل پیچیده و سطوح منحنی مناسب هستند.
ماشین‌های ابزار CNC شکل‌دهی فلزات: شامل ماشین‌های خم‌کاری CNC، پرس‌های CNC، ماشین‌های خم‌کاری لوله CNC و غیره. آنها عمدتاً برای شکل‌دهی ماشینکاری ورق‌ها و لوله‌های فلزی، مانند خم‌کاری، پرس‌کاری و فرآیندهای خم‌کاری استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، در صنعت فرآوری ورق‌های فلزی، یک ماشین خم‌کاری CNC می‌تواند ورق‌های فلزی را با توجه به زاویه و اندازه تنظیم شده به طور دقیق خم کند و اشکال مختلفی از قطعات ورق فلزی را تولید کند.
ماشین‌های ابزار CNC ماشینکاری ویژه: مانند ماشین‌های ماشینکاری تخلیه الکتریکی CNC، ماشین‌های برش سیم CNC، ماشین‌های ماشینکاری لیزر CNC و غیره. آنها برای ماشینکاری برخی قطعات با نیازهای خاص مواد یا شکل استفاده می‌شوند و از طریق روش‌های ماشینکاری ویژه مانند تخلیه الکتریکی و تابش پرتو لیزر، به حذف مواد یا ماشینکاری دست می‌یابند. به عنوان مثال، یک ماشین ماشینکاری تخلیه الکتریکی CNC می‌تواند قطعات قالب با سختی و چقرمگی بالا را ماشینکاری کند و کاربرد مهمی در ساخت قالب دارد.
انواع دیگر ماشین‌های ابزار CNC: مانند ماشین‌های اندازه‌گیری CNC، ماشین‌های رسم CNC و غیره. آنها برای کارهای کمکی مانند اندازه‌گیری، تشخیص و رسم قطعات استفاده می‌شوند.
طبقه‌بندی بر اساس مسیر حرکت کنترل‌شده:
ماشین‌های CNC کنترل نقطه به نقطه: آنها فقط موقعیت دقیق ابزار برش را از یک نقطه به نقطه دیگر کنترل می‌کنند، بدون در نظر گرفتن مسیر ابزار برش در حین حرکت، مانند پرس‌های مته CNC، ماشین‌های سوراخکاری CNC، ماشین‌های پانچ CNC و غیره. در ماشینکاری یک پرس مته CNC، فقط مختصات موقعیت سوراخ باید تعیین شود و ابزار برش به سرعت به موقعیت مشخص شده حرکت می‌کند و سپس عملیات سوراخکاری را انجام می‌دهد، بدون هیچ الزام سختگیرانه‌ای در مورد شکل مسیر حرکت.
ماشین‌های ابزار CNC با کنترل خطی: آنها نه تنها می‌توانند موقعیت‌های شروع و پایان ابزار برش یا میز کار را کنترل کنند، بلکه سرعت و مسیر حرکت خطی آنها را نیز کنترل می‌کنند و قادر به ماشینکاری شفت‌های پله‌ای، خطوط مسطح و غیره هستند. به عنوان مثال، هنگامی که یک ماشین تراش CNC در حال تراش یک سطح استوانه‌ای یا مخروطی است، باید ابزار برش را برای حرکت در امتداد یک خط مستقیم کنترل کند و در عین حال دقت سرعت و مسیر حرکت را تضمین کند.
ماشین‌های CNC با کنترل کانتور: آنها می‌توانند همزمان دو یا چند محور مختصات را به طور مداوم کنترل کنند و حرکت نسبی بین ابزار برش و قطعه کار را مطابق با الزامات منحنی کانتور قطعه انجام دهند و قادر به ماشینکاری منحنی‌های پیچیده و سطوح منحنی مختلف باشند. به عنوان مثال، ماشین‌های فرز CNC، مراکز ماشینکاری و سایر ماشین‌های CNC با ماشینکاری همزمان چند محوره می‌توانند سطوح پیچیده با فرم آزاد را در قطعات هوافضا، حفره‌های قالب‌های خودرو و غیره ماشینکاری کنند.
ماشین‌های CNC کنترل نقطه به نقطه: آنها فقط موقعیت دقیق ابزار برش را از یک نقطه به نقطه دیگر کنترل می‌کنند، بدون در نظر گرفتن مسیر ابزار برش در حین حرکت، مانند پرس‌های مته CNC، ماشین‌های سوراخکاری CNC، ماشین‌های پانچ CNC و غیره. در ماشینکاری یک پرس مته CNC، فقط مختصات موقعیت سوراخ باید تعیین شود و ابزار برش به سرعت به موقعیت مشخص شده حرکت می‌کند و سپس عملیات سوراخکاری را انجام می‌دهد، بدون هیچ الزام سختگیرانه‌ای در مورد شکل مسیر حرکت.
ماشین‌های ابزار CNC با کنترل خطی: آنها نه تنها می‌توانند موقعیت‌های شروع و پایان ابزار برش یا میز کار را کنترل کنند، بلکه سرعت و مسیر حرکت خطی آنها را نیز کنترل می‌کنند و قادر به ماشینکاری شفت‌های پله‌ای، خطوط مسطح و غیره هستند. به عنوان مثال، هنگامی که یک ماشین تراش CNC در حال تراش یک سطح استوانه‌ای یا مخروطی است، باید ابزار برش را برای حرکت در امتداد یک خط مستقیم کنترل کند و در عین حال دقت سرعت و مسیر حرکت را تضمین کند.
ماشین‌های CNC با کنترل کانتور: آنها می‌توانند همزمان دو یا چند محور مختصات را به طور مداوم کنترل کنند و حرکت نسبی بین ابزار برش و قطعه کار را مطابق با الزامات منحنی کانتور قطعه انجام دهند و قادر به ماشینکاری منحنی‌های پیچیده و سطوح منحنی مختلف باشند. به عنوان مثال، ماشین‌های فرز CNC، مراکز ماشینکاری و سایر ماشین‌های CNC با ماشینکاری همزمان چند محوره می‌توانند سطوح پیچیده با فرم آزاد را در قطعات هوافضا، حفره‌های قالب‌های خودرو و غیره ماشینکاری کنند.
طبقه بندی بر اساس ویژگی های دستگاه های درایو:
ماشین‌های ابزار CNC کنترل حلقه باز: هیچ دستگاه بازخورد تشخیص موقعیت وجود ندارد. سیگنال‌های دستورالعمل صادر شده توسط سیستم CNC به صورت یک طرفه به دستگاه محرک منتقل می‌شوند تا حرکت ماشین ابزار را کنترل کنند. دقت ماشینکاری آن عمدتاً به دقت مکانیکی خود ماشین ابزار و دقت موتور محرک بستگی دارد. این نوع ماشین ابزار دارای ساختار ساده، هزینه کم، اما دقت نسبتاً کم است و برای مواردی با نیاز به دقت ماشینکاری کم، مانند برخی از تجهیزات آموزشی ساده یا ماشینکاری خشن قطعات با نیاز به دقت کم، مناسب است.
ماشین‌های ابزار CNC با کنترل حلقه بسته: یک دستگاه بازخورد تشخیص موقعیت بر روی قسمت متحرک ماشین ابزار نصب می‌شود تا موقعیت حرکت واقعی ماشین ابزار را در زمان واقعی تشخیص داده و نتایج تشخیص را به سیستم CNC برگرداند. سیستم CNC اطلاعات بازخورد را با سیگنال دستورالعمل مقایسه و محاسبه می‌کند، خروجی دستگاه محرک را تنظیم می‌کند و در نتیجه کنترل دقیق حرکت ماشین ابزار را به دست می‌آورد. ماشین‌های ابزار CNC با کنترل حلقه بسته دقت ماشینکاری بالاتری دارند، اما ساختار سیستم پیچیده، هزینه بالا و اشکال‌زدایی و نگهداری آنها دشوار است و اغلب در موارد ماشینکاری با دقت بالا مانند هوافضا، ساخت قالب دقیق و غیره استفاده می‌شوند.
ماشین‌های ابزار CNC با کنترل حلقه نیمه بسته: یک دستگاه بازخورد تشخیص موقعیت در انتهای موتور محرک یا انتهای پیچ نصب می‌شود که زاویه چرخش یا جابجایی موتور یا پیچ را تشخیص می‌دهد و به طور غیرمستقیم موقعیت قسمت متحرک ماشین ابزار را استنباط می‌کند. دقت کنترل آن بین دقت کنترل حلقه باز و حلقه بسته است. این نوع ماشین ابزار ساختار نسبتاً ساده، هزینه متوسط و اشکال‌زدایی راحتی دارد و به طور گسترده در ماشینکاری مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ماشین‌های ابزار CNC کنترل حلقه باز: هیچ دستگاه بازخورد تشخیص موقعیت وجود ندارد. سیگنال‌های دستورالعمل صادر شده توسط سیستم CNC به صورت یک طرفه به دستگاه محرک منتقل می‌شوند تا حرکت ماشین ابزار را کنترل کنند. دقت ماشینکاری آن عمدتاً به دقت مکانیکی خود ماشین ابزار و دقت موتور محرک بستگی دارد. این نوع ماشین ابزار دارای ساختار ساده، هزینه کم، اما دقت نسبتاً کم است و برای مواردی با نیاز به دقت ماشینکاری کم، مانند برخی از تجهیزات آموزشی ساده یا ماشینکاری خشن قطعات با نیاز به دقت کم، مناسب است.
ماشین‌های ابزار CNC با کنترل حلقه بسته: یک دستگاه بازخورد تشخیص موقعیت بر روی قسمت متحرک ماشین ابزار نصب می‌شود تا موقعیت حرکت واقعی ماشین ابزار را در زمان واقعی تشخیص داده و نتایج تشخیص را به سیستم CNC برگرداند. سیستم CNC اطلاعات بازخورد را با سیگنال دستورالعمل مقایسه و محاسبه می‌کند، خروجی دستگاه محرک را تنظیم می‌کند و در نتیجه کنترل دقیق حرکت ماشین ابزار را به دست می‌آورد. ماشین‌های ابزار CNC با کنترل حلقه بسته دقت ماشینکاری بالاتری دارند، اما ساختار سیستم پیچیده، هزینه بالا و اشکال‌زدایی و نگهداری آنها دشوار است و اغلب در موارد ماشینکاری با دقت بالا مانند هوافضا، ساخت قالب دقیق و غیره استفاده می‌شوند.
ماشین‌های ابزار CNC با کنترل حلقه نیمه بسته: یک دستگاه بازخورد تشخیص موقعیت در انتهای موتور محرک یا انتهای پیچ نصب می‌شود که زاویه چرخش یا جابجایی موتور یا پیچ را تشخیص می‌دهد و به طور غیرمستقیم موقعیت قسمت متحرک ماشین ابزار را استنباط می‌کند. دقت کنترل آن بین دقت کنترل حلقه باز و حلقه بسته است. این نوع ماشین ابزار ساختار نسبتاً ساده، هزینه متوسط و اشکال‌زدایی راحتی دارد و به طور گسترده در ماشینکاری مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ششم. کاربردهای ماشین‌های ابزار CNC در تولید مدرن
حوزه هوافضا: قطعات هوافضا دارای ویژگی‌هایی مانند اشکال پیچیده، الزامات دقت بالا و موادی هستند که ماشینکاری آنها دشوار است. دقت بالا، انعطاف‌پذیری بالا و قابلیت‌های ماشینکاری همزمان چند محوره ماشین‌های ابزار CNC، آنها را به تجهیزات کلیدی در تولید هوافضا تبدیل می‌کند. به عنوان مثال، اجزایی مانند تیغه‌ها، پروانه‌ها و بدنه موتورهای هواپیما را می‌توان با سطوح منحنی پیچیده و ساختارهای داخلی با استفاده از یک مرکز ماشینکاری همزمان پنج محوره به طور دقیق ماشینکاری کرد و عملکرد و قابلیت اطمینان قطعات را تضمین کرد. اجزای سازه‌ای بزرگ مانند بال‌های هواپیما و قاب بدنه را می‌توان با دستگاه‌های فرز دروازه‌ای CNC و سایر تجهیزات ماشینکاری کرد و الزامات دقت و استحکام بالای آنها را برآورده کرد و عملکرد و ایمنی کلی هواپیما را بهبود بخشید.
حوزه تولید خودرو: صنعت خودرو دارای مقیاس تولید وسیع و قطعات بسیار متنوعی است. ماشین‌های ابزار CNC نقش مهمی در ماشینکاری قطعات خودرو، مانند ماشینکاری اجزای کلیدی مانند بلوک موتور، سرسیلندر، میل لنگ و میل بادامک و همچنین ساخت قالب‌های بدنه خودرو ایفا می‌کنند. ماشین‌های تراش CNC، ماشین‌های فرز CNC، مراکز ماشینکاری و غیره می‌توانند به ماشینکاری کارآمد و با دقت بالا دست یابند، کیفیت و ثبات قطعات را تضمین کنند، دقت مونتاژ و عملکرد خودرو را بهبود بخشند. در عین حال، قابلیت‌های ماشینکاری انعطاف‌پذیر ماشین‌های ابزار CNC همچنین الزامات تولید چند مدلی و دسته‌ای کوچک در صنعت خودرو را برآورده می‌کند و به شرکت‌های خودروسازی کمک می‌کند تا به سرعت مدل‌های جدید را عرضه کرده و رقابت‌پذیری خود را در بازار بهبود بخشند.
حوزه صنعت کشتی‌سازی: کشتی‌سازی شامل ماشینکاری اجزای بزرگ سازه فولادی، مانند بخش‌های بدنه کشتی و پروانه‌های کشتی است. تجهیزات برش CNC (مانند برش‌دهنده‌های شعله‌ای CNC، برش‌دهنده‌های پلاسمایی CNC) می‌توانند صفحات فولادی را با دقت برش دهند و کیفیت و دقت ابعادی لبه‌های برش را تضمین کنند. ماشین‌های فرزکاری CNC، ماشین‌های دروازه‌ای CNC و غیره برای ماشینکاری اجزایی مانند بلوک موتور و سیستم شفت موتورهای کشتی و همچنین اجزای مختلف سازه‌ای پیچیده کشتی‌ها استفاده می‌شوند که باعث بهبود کارایی و کیفیت ماشینکاری و کوتاه شدن دوره ساخت کشتی‌ها می‌شود.
زمینه پردازش قالب: قالب‌ها تجهیزات فرآیندی اساسی در تولید صنعتی هستند و دقت و کیفیت آنها مستقیماً بر کیفیت و راندمان تولید محصول تأثیر می‌گذارد. ابزارهای ماشینی CNC به طور گسترده در ماشینکاری قالب استفاده می‌شوند. از ماشینکاری خشن گرفته تا ماشینکاری ظریف قالب‌ها، انواع مختلفی از ابزارهای ماشینی CNC را می‌توان برای تکمیل استفاده کرد. به عنوان مثال، یک مرکز ماشینکاری CNC می‌تواند ماشینکاری چند فرآیندی مانند فرزکاری، سوراخکاری و قلاویزکاری حفره قالب را انجام دهد. ماشین‌های ماشینکاری تخلیه الکتریکی CNC و ماشین‌های برش سیمی CNC برای ماشینکاری برخی از قطعات قالب با شکل خاص و دقت بالا، مانند شیارهای باریک و گوشه‌های تیز، استفاده می‌شوند که قادر به تولید قالب‌های با دقت بالا و شکل پیچیده برای برآورده کردن نیازهای صنایع الکترونیک، لوازم خانگی، خودرو و غیره هستند.
حوزه اطلاعات الکترونیکی: در تولید محصولات اطلاعاتی الکترونیکی، از ماشین‌های ابزار CNC برای ماشینکاری قطعات دقیق مختلف مانند پوسته تلفن همراه، مادربرد کامپیوتر، قالب‌های بسته‌بندی تراشه و غیره استفاده می‌شود. یک مرکز ماشینکاری CNC می‌تواند عملیات ماشینکاری با سرعت بالا و دقت بالا مانند فرزکاری، سوراخکاری، حکاکی و غیره را روی این قطعات انجام دهد و دقت ابعادی و کیفیت سطح قطعات را تضمین کند و عملکرد و کیفیت ظاهری محصولات الکترونیکی را بهبود بخشد. در عین حال، با توسعه محصولات الکترونیکی به سمت کوچک‌سازی، سبک وزن بودن و کارایی بالا، فناوری میکروماشینکاری ماشین‌های ابزار CNC نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است و قادر به ماشینکاری ساختارها و ویژگی‌های کوچک در سطح میکرون یا حتی نانومتر است.
حوزه هوافضا: قطعات هوافضا دارای ویژگی‌هایی مانند اشکال پیچیده، الزامات دقت بالا و موادی هستند که ماشینکاری آنها دشوار است. دقت بالا، انعطاف‌پذیری بالا و قابلیت‌های ماشینکاری همزمان چند محوره ماشین‌های ابزار CNC، آنها را به تجهیزات کلیدی در تولید هوافضا تبدیل می‌کند. به عنوان مثال، اجزایی مانند تیغه‌ها، پروانه‌ها و بدنه موتورهای هواپیما را می‌توان با سطوح منحنی پیچیده و ساختارهای داخلی با استفاده از یک مرکز ماشینکاری همزمان پنج محوره به طور دقیق ماشینکاری کرد و عملکرد و قابلیت اطمینان قطعات را تضمین کرد. اجزای سازه‌ای بزرگ مانند بال‌های هواپیما و قاب بدنه را می‌توان با دستگاه‌های فرز دروازه‌ای CNC و سایر تجهیزات ماشینکاری کرد و الزامات دقت و استحکام بالای آنها را برآورده کرد و عملکرد و ایمنی کلی هواپیما را بهبود بخشید.
حوزه تولید خودرو: صنعت خودرو دارای مقیاس تولید وسیع و قطعات بسیار متنوعی است. ماشین‌های ابزار CNC نقش مهمی در ماشینکاری قطعات خودرو، مانند ماشینکاری اجزای کلیدی مانند بلوک موتور، سرسیلندر، میل لنگ و میل بادامک و همچنین ساخت قالب‌های بدنه خودرو ایفا می‌کنند. ماشین‌های تراش CNC، ماشین‌های فرز CNC، مراکز ماشینکاری و غیره می‌توانند به ماشینکاری کارآمد و با دقت بالا دست یابند، کیفیت و ثبات قطعات را تضمین کنند، دقت مونتاژ و عملکرد خودرو را بهبود بخشند. در عین حال، قابلیت‌های ماشینکاری انعطاف‌پذیر ماشین‌های ابزار CNC همچنین الزامات تولید چند مدلی و دسته‌ای کوچک در صنعت خودرو را برآورده می‌کند و به شرکت‌های خودروسازی کمک می‌کند تا به سرعت مدل‌های جدید را عرضه کرده و رقابت‌پذیری خود را در بازار بهبود بخشند.
حوزه صنعت کشتی‌سازی: کشتی‌سازی شامل ماشینکاری اجزای بزرگ سازه فولادی، مانند بخش‌های بدنه کشتی و پروانه‌های کشتی است. تجهیزات برش CNC (مانند برش‌دهنده‌های شعله‌ای CNC، برش‌دهنده‌های پلاسمایی CNC) می‌توانند صفحات فولادی را با دقت برش دهند و کیفیت و دقت ابعادی لبه‌های برش را تضمین کنند. ماشین‌های فرزکاری CNC، ماشین‌های دروازه‌ای CNC و غیره برای ماشینکاری اجزایی مانند بلوک موتور و سیستم شفت موتورهای کشتی و همچنین اجزای مختلف سازه‌ای پیچیده کشتی‌ها استفاده می‌شوند که باعث بهبود کارایی و کیفیت ماشینکاری و کوتاه شدن دوره ساخت کشتی‌ها می‌شود.
زمینه پردازش قالب: قالب‌ها تجهیزات فرآیندی اساسی در تولید صنعتی هستند و دقت و کیفیت آنها مستقیماً بر کیفیت و راندمان تولید محصول تأثیر می‌گذارد. ابزارهای ماشینی CNC به طور گسترده در ماشینکاری قالب استفاده می‌شوند. از ماشینکاری خشن گرفته تا ماشینکاری ظریف قالب‌ها، انواع مختلفی از ابزارهای ماشینی CNC را می‌توان برای تکمیل استفاده کرد. به عنوان مثال، یک مرکز ماشینکاری CNC می‌تواند ماشینکاری چند فرآیندی مانند فرزکاری، سوراخکاری و قلاویزکاری حفره قالب را انجام دهد. ماشین‌های ماشینکاری تخلیه الکتریکی CNC و ماشین‌های برش سیمی CNC برای ماشینکاری برخی از قطعات قالب با شکل خاص و دقت بالا، مانند شیارهای باریک و گوشه‌های تیز، استفاده می‌شوند که قادر به تولید قالب‌های با دقت بالا و شکل پیچیده برای برآورده کردن نیازهای صنایع الکترونیک، لوازم خانگی، خودرو و غیره هستند.
حوزه اطلاعات الکترونیکی: در تولید محصولات اطلاعاتی الکترونیکی، از ماشین‌های ابزار CNC برای ماشینکاری قطعات دقیق مختلف مانند پوسته تلفن همراه، مادربرد کامپیوتر، قالب‌های بسته‌بندی تراشه و غیره استفاده می‌شود. یک مرکز ماشینکاری CNC می‌تواند عملیات ماشینکاری با سرعت بالا و دقت بالا مانند فرزکاری، سوراخکاری، حکاکی و غیره را روی این قطعات انجام دهد و دقت ابعادی و کیفیت سطح قطعات را تضمین کند و عملکرد و کیفیت ظاهری محصولات الکترونیکی را بهبود بخشد. در عین حال، با توسعه محصولات الکترونیکی به سمت کوچک‌سازی، سبک وزن بودن و کارایی بالا، فناوری میکروماشینکاری ماشین‌های ابزار CNC نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است و قادر به ماشینکاری ساختارها و ویژگی‌های کوچک در سطح میکرون یا حتی نانومتر است.
VII. روندهای توسعه ماشین‌های ابزار CNC
سرعت و دقت بالا: با پیشرفت مداوم علم مواد و فناوری تولید، ابزارهای ماشینی CNC به سمت سرعت‌های برش بالاتر و دقت ماشینکاری توسعه خواهند یافت. استفاده از مواد و فناوری‌های پوشش‌دهی جدید برای ابزار برش، و همچنین بهینه‌سازی طراحی ساختار ابزار ماشینی و الگوریتم‌های کنترل پیشرفته، عملکرد برش با سرعت بالا و دقت ماشینکاری ابزارهای ماشینی CNC را بیش از پیش بهبود خواهد بخشید. به عنوان مثال، توسعه سیستم‌های اسپیندل با سرعت بالاتر، راهنماهای خطی و جفت‌های پیچ ساچمه‌ای دقیق‌تر، و اتخاذ دستگاه‌های تشخیص و بازخورد با دقت بالا و فناوری‌های کنترل هوشمند برای دستیابی به دقت ماشینکاری زیر میکرون یا حتی نانومتر، که الزامات زمینه‌های ماشینکاری فوق دقیق را برآورده می‌کند.
هوشمندسازی: ماشین‌های ابزار CNC آینده دارای عملکردهای هوشمند قوی‌تری خواهند بود. با معرفی فناوری‌های هوش مصنوعی، یادگیری ماشین، تجزیه و تحلیل کلان داده و غیره، ماشین‌های ابزار CNC می‌توانند به عملکردهایی مانند برنامه‌نویسی خودکار، برنامه‌ریزی هوشمند فرآیند، کنترل تطبیقی، تشخیص خطا و نگهداری پیش‌بینی‌کننده دست یابند. به عنوان مثال، ماشین ابزار می‌تواند به طور خودکار یک برنامه CNC بهینه را طبق مدل سه‌بعدی قطعه تولید کند؛ در طول فرآیند ماشینکاری، می‌تواند به طور خودکار پارامترهای برش را طبق وضعیت ماشینکاری نظارت شده در زمان واقعی تنظیم کند تا کیفیت و کارایی ماشینکاری را تضمین کند؛ با تجزیه و تحلیل داده‌های در حال اجرا ماشین ابزار، می‌تواند خطاهای احتمالی را از قبل پیش‌بینی کرده و تعمیر و نگهداری را به موقع انجام دهد، زمان از کار افتادگی را کاهش دهد، قابلیت اطمینان و میزان استفاده از ماشین ابزار را بهبود بخشد.
چند محوره همزمان و مرکب: فناوری ماشینکاری همزمان چند محوره بیشتر توسعه خواهد یافت و ابزارهای ماشینی CNC بیشتری دارای قابلیت‌های ماشینکاری همزمان پنج محور یا بیشتر خواهند بود تا نیازهای ماشینکاری یکباره قطعات پیچیده را برآورده کنند. در عین حال، درجه مرکب‌سازی ابزار ماشینی به طور مداوم افزایش می‌یابد و چندین فرآیند ماشینکاری را روی یک ابزار ماشینی واحد، مانند ترکیب تراشکاری-فرزکاری، ترکیب فرزکاری-سنگ‌زنی، تولید افزایشی و ترکیب تولید کاهشی و غیره، ادغام می‌کند. این می‌تواند زمان بستن قطعات بین ابزارهای ماشینی مختلف را کاهش دهد، دقت و کارایی ماشینکاری را بهبود بخشد، چرخه تولید را کوتاه کند و هزینه تولید را کاهش دهد. به عنوان مثال، یک مرکز ماشینکاری ترکیب تراشکاری-فرزکاری می‌تواند ماشینکاری چند فرآیندی مانند تراشکاری، فرزکاری، سوراخکاری و قلاویزکاری قطعات شفت را در یک بست انجام دهد و دقت ماشینکاری و کیفیت سطح قطعه را بهبود بخشد.
سبزسازی: با توجه به الزامات سختگیرانه‌تر حفاظت از محیط زیست، ماشین‌های ابزار CNC توجه بیشتری به کاربرد فناوری‌های تولید سبز خواهند داشت. تحقیق و توسعه و اتخاذ سیستم‌های محرک، سیستم‌های خنک‌کننده و روانکاری کم‌مصرف، بهینه‌سازی طراحی ساختار ماشین ابزار برای کاهش مصرف مواد و اتلاف انرژی، توسعه سیالات برش و فرآیندهای برش سازگار با محیط زیست، کاهش سر و صدا، لرزش و انتشار زباله در طول فرآیند ماشینکاری، دستیابی به توسعه پایدار ماشین‌های ابزار CNC. به عنوان مثال، اتخاذ فناوری میکرو روانکاری یا فناوری برش خشک برای کاهش میزان سیال برش مورد استفاده، کاهش آلودگی محیط زیست؛ با بهینه‌سازی سیستم انتقال و سیستم کنترل ماشین ابزار، بهبود راندمان مصرف انرژی، کاهش مصرف انرژی ماشین ابزار.
شبکه‌سازی و اطلاع‌رسانی: با توسعه فناوری‌های اینترنت صنعتی و اینترنت اشیا، ابزارهای ماشینی CNC به ارتباط عمیقی با شبکه خارجی دست خواهند یافت و یک شبکه تولید هوشمند تشکیل می‌دهند. از طریق شبکه، می‌توان به نظارت از راه دور، عملیات از راه دور، تشخیص و نگهداری از راه دور ابزار ماشینی و همچنین ادغام یکپارچه با سیستم مدیریت تولید شرکت، سیستم طراحی محصول، سیستم مدیریت زنجیره تأمین و غیره دست یافت و به تولید دیجیتال و تولید هوشمند دست یافت. به عنوان مثال، مدیران شرکت می‌توانند از طریق تلفن‌های همراه یا رایانه‌ها، وضعیت کار، پیشرفت تولید و کیفیت ماشینکاری ابزار ماشینی را از راه دور کنترل کنند و برنامه تولید را به موقع تنظیم کنند. تولیدکنندگان ابزار ماشینی می‌توانند از طریق شبکه، ابزارهای ماشینی فروخته شده را از راه دور نگهداری و ارتقا دهند و کیفیت و کارایی خدمات پس از فروش را بهبود بخشند.
سرعت و دقت بالا: با پیشرفت مداوم علم مواد و فناوری تولید، ابزارهای ماشینی CNC به سمت سرعت‌های برش بالاتر و دقت ماشینکاری توسعه خواهند یافت. استفاده از مواد و فناوری‌های پوشش‌دهی جدید برای ابزار برش، و همچنین بهینه‌سازی طراحی ساختار ابزار ماشینی و الگوریتم‌های کنترل پیشرفته، عملکرد برش با سرعت بالا و دقت ماشینکاری ابزارهای ماشینی CNC را بیش از پیش بهبود خواهد بخشید. به عنوان مثال، توسعه سیستم‌های اسپیندل با سرعت بالاتر، راهنماهای خطی و جفت‌های پیچ ساچمه‌ای دقیق‌تر، و اتخاذ دستگاه‌های تشخیص و بازخورد با دقت بالا و فناوری‌های کنترل هوشمند برای دستیابی به دقت ماشینکاری زیر میکرون یا حتی نانومتر، که الزامات زمینه‌های ماشینکاری فوق دقیق را برآورده می‌کند.
هوشمندسازی: ماشین‌های ابزار CNC آینده دارای عملکردهای هوشمند قوی‌تری خواهند بود. با معرفی فناوری‌های هوش مصنوعی، یادگیری ماشین، تجزیه و تحلیل کلان داده و غیره، ماشین‌های ابزار CNC می‌توانند به عملکردهایی مانند برنامه‌نویسی خودکار، برنامه‌ریزی هوشمند فرآیند، کنترل تطبیقی، تشخیص خطا و نگهداری پیش‌بینی‌کننده دست یابند. به عنوان مثال، ماشین ابزار می‌تواند به طور خودکار یک برنامه CNC بهینه را طبق مدل سه‌بعدی قطعه تولید کند؛ در طول فرآیند ماشینکاری، می‌تواند به طور خودکار پارامترهای برش را طبق وضعیت ماشینکاری نظارت شده در زمان واقعی تنظیم کند تا کیفیت و کارایی ماشینکاری را تضمین کند؛ با تجزیه و تحلیل داده‌های در حال اجرا ماشین ابزار، می‌تواند خطاهای احتمالی را از قبل پیش‌بینی کرده و تعمیر و نگهداری را به موقع انجام دهد، زمان از کار افتادگی را کاهش دهد، قابلیت اطمینان و میزان استفاده از ماشین ابزار را بهبود بخشد.
چند محوره همزمان و مرکب: فناوری ماشینکاری همزمان چند محوره بیشتر توسعه خواهد یافت و ابزارهای ماشینی CNC بیشتری دارای قابلیت‌های ماشینکاری همزمان پنج محور یا بیشتر خواهند بود تا نیازهای ماشینکاری یکباره قطعات پیچیده را برآورده کنند. در عین حال، درجه مرکب‌سازی ابزار ماشینی به طور مداوم افزایش می‌یابد و چندین فرآیند ماشینکاری را روی یک ابزار ماشینی واحد، مانند ترکیب تراشکاری-فرزکاری، ترکیب فرزکاری-سنگ‌زنی، تولید افزایشی و ترکیب تولید کاهشی و غیره، ادغام می‌کند. این می‌تواند زمان بستن قطعات بین ابزارهای ماشینی مختلف را کاهش دهد، دقت و کارایی ماشینکاری را بهبود بخشد، چرخه تولید را کوتاه کند و هزینه تولید را کاهش دهد. به عنوان مثال، یک مرکز ماشینکاری ترکیب تراشکاری-فرزکاری می‌تواند ماشینکاری چند فرآیندی مانند تراشکاری، فرزکاری، سوراخکاری و قلاویزکاری قطعات شفت را در یک بست انجام دهد و دقت ماشینکاری و کیفیت سطح قطعه را بهبود بخشد.
سبزسازی: با توجه به الزامات سختگیرانه‌تر حفاظت از محیط زیست، ماشین‌های ابزار CNC توجه بیشتری به کاربرد فناوری‌های تولید سبز خواهند داشت. تحقیق و توسعه و اتخاذ سیستم‌های محرک، سیستم‌های خنک‌کننده و روانکاری کم‌مصرف، بهینه‌سازی طراحی ساختار ماشین ابزار برای کاهش مصرف مواد و اتلاف انرژی، توسعه سیالات برش و فرآیندهای برش سازگار با محیط زیست، کاهش سر و صدا، لرزش و انتشار زباله در طول فرآیند ماشینکاری، دستیابی به توسعه پایدار ماشین‌های ابزار CNC. به عنوان مثال، اتخاذ فناوری میکرو روانکاری یا فناوری برش خشک برای کاهش میزان سیال برش مورد استفاده، کاهش آلودگی محیط زیست؛ با بهینه‌سازی سیستم انتقال و سیستم کنترل ماشین ابزار، بهبود راندمان مصرف انرژی، کاهش مصرف انرژی ماشین ابزار.
شبکه‌سازی و اطلاع‌رسانی: با توسعه فناوری‌های اینترنت صنعتی و اینترنت اشیا، ابزارهای ماشینی CNC به ارتباط عمیقی با شبکه خارجی دست خواهند یافت و یک شبکه تولید هوشمند تشکیل می‌دهند. از طریق شبکه، می‌توان به نظارت از راه دور، عملیات از راه دور، تشخیص و نگهداری از راه دور ابزار ماشینی و همچنین ادغام یکپارچه با سیستم مدیریت تولید شرکت، سیستم طراحی محصول، سیستم مدیریت زنجیره تأمین و غیره دست یافت و به تولید دیجیتال و تولید هوشمند دست یافت. به عنوان مثال، مدیران شرکت می‌توانند از طریق تلفن‌های همراه یا رایانه‌ها، وضعیت کار، پیشرفت تولید و کیفیت ماشینکاری ابزار ماشینی را از راه دور کنترل کنند و برنامه تولید را به موقع تنظیم کنند. تولیدکنندگان ابزار ماشینی می‌توانند از طریق شبکه، ابزارهای ماشینی فروخته شده را از راه دور نگهداری و ارتقا دهند و کیفیت و کارایی خدمات پس از فروش را بهبود بخشند.
هشتم. نتیجه‌گیری
به عنوان تجهیزات اصلی در ماشینکاری مکانیکی مدرن، ماشین‌های ابزار CNC با ویژگی‌های قابل توجه خود مانند دقت بالا، راندمان بالا و انعطاف‌پذیری بالا، به طور گسترده در زمینه‌های متعددی مانند هوافضا، خودروسازی، صنعت کشتی‌سازی، پردازش قالب و اطلاعات الکترونیکی کاربرد دارند. با پیشرفت مداوم علم و فناوری، ماشین‌های ابزار CNC به سمت سرعت بالا، دقت بالا، هوشمندی، چند محوره همزمان و مرکب، سبز، شبکه‌سازی و اطلاع‌رسانی و غیره در حال توسعه هستند. در آینده، ماشین‌های ابزار CNC همچنان رهبری روند توسعه فناوری تولید مکانیکی را بر عهده خواهند داشت و نقش مهم‌تری در ارتقای تحول و ارتقاء صنعت تولید و بهبود رقابت‌پذیری صنعتی کشور ایفا خواهند کرد. شرکت‌ها باید به طور فعال به روند توسعه ماشین‌های ابزار CNC توجه کنند، شدت تحقیق و توسعه فناوری و پرورش استعداد را افزایش دهند، از مزایای ماشین‌های ابزار CNC به طور کامل استفاده کنند، سطح تولید و ساخت و قابلیت‌های نوآوری خود را بهبود بخشند و در رقابت شدید بازار شکست‌ناپذیر باقی بمانند.
به عنوان تجهیزات اصلی در ماشینکاری مکانیکی مدرن، ماشین‌های ابزار CNC با ویژگی‌های قابل توجه خود مانند دقت بالا، راندمان بالا و انعطاف‌پذیری بالا، به طور گسترده در زمینه‌های متعددی مانند هوافضا، خودروسازی، صنعت کشتی‌سازی، پردازش قالب و اطلاعات الکترونیکی کاربرد دارند. با پیشرفت مداوم علم و فناوری، ماشین‌های ابزار CNC به سمت سرعت بالا، دقت بالا، هوشمندی، چند محوره همزمان و مرکب، سبز، شبکه‌سازی و اطلاع‌رسانی و غیره در حال توسعه هستند. در آینده، ماشین‌های ابزار CNC همچنان رهبری روند توسعه فناوری تولید مکانیکی را بر عهده خواهند داشت و نقش مهم‌تری در ارتقای تحول و ارتقاء صنعت تولید و بهبود رقابت‌پذیری صنعتی کشور ایفا خواهند کرد. شرکت‌ها باید به طور فعال به روند توسعه ماشین‌های ابزار CNC توجه کنند، شدت تحقیق و توسعه فناوری و پرورش استعداد را افزایش دهند، از مزایای ماشین‌های ابزار CNC به طور کامل استفاده کنند، سطح تولید و ساخت و قابلیت‌های نوآوری خود را بهبود بخشند و در رقابت شدید بازار شکست‌ناپذیر باقی بمانند.