מבוא למנגנון של מחרטות CNC

Jan 15, 2024

השאר הודעה

טכנולוגיית בקרה נומרית (שם באנגלית: Numerical Control קיצור: NC) מתייחסת לטכנולוגיה של שימוש בהוראות דיגיטליות המורכבות ממספרים, מילים וסמלים כדי לממש את בקרת הפעולה של ציוד מכני אחד או יותר. CNC הוא בדרך כלל שימוש במחשבים כלליים או מיוחדים להשגת שליטה בתוכניות דיגיטליות, כך ש-CNC ידוע גם כבקרה מספרית מחשב (Computerized Numerical Control), המכונה CNC, מדינות זרות נקראות בדרך כלל CNC, לעתים רחוקות משתמשים יותר במושג NC . בדרך כלל הוא שולט בכמויות מכניות כגון מיקום, זווית, מהירות וכו', כמו גם מיתוג כמויות הקשורות לכיוון זרימת האנרגיה המכנית. יצירת הבקרה המספרית תלויה בהופעתם של נושאי נתונים ופעולות נתונים בצורה בינארית. בשנת 1908 הוצג נושא הנתונים להחלפה של הפח המחורר, בסוף המאה ה-19 הומצאה מערכת הבקרה עם נייר כמנשא נתונים ופונקציות עזר, ובשנת 1938 ביצעה שאנון את פעולת הנתונים המהירים והעברת הנתונים ב- המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס בארצות הברית, ומניח את היסודות למחשבים מודרניים, כולל מערכות בקרה מספרית ממוחשבת. טכנולוגיית CNC פותחה בשילוב הדוק עם בקרת כלי מכונה. בשנת 1952 יצא כלי מכונת ה-CNC הראשון, שהפך לאירוע עידן בהיסטוריה של תעשיית המכונות בעולם וקידם את פיתוח האוטומציה.
טכנולוגיית בקרה נומרית, הידועה גם בשם בקרה מספרית ממוחשבת (CNC, Computerized Numerical Control), היא טכנולוגיה המשתמשת במחשבים כדי להשיג שליטה בתוכניות דיגיטליות. טכנולוגיה זו משתמשת במחשב כדי לבצע את פונקציית הבקרה הלוגית של רצף הפעולה של מסלול התנועה של הציוד והציוד ההיקפי בהתאם לתוכנית הבקרה המאוחסנת מראש. מכיוון שהמחשב משמש להחלפת התקן הבקרה המספרי המורכב ממעגל הלוגי החומרה המקורי, ניתן להשלים את מימושן של פונקציות בקרה שונות כגון אחסון, עיבוד, תפעול ושיקול דעת לוגי של הוראות פעולת קלט על ידי תוכנת מחשב, וההוראות המיקרוסקופיות. הנוצרים על ידי עיבוד מועברים למכשיר הנעת סרוו כדי להניע את המנוע או למפעיל ההידראולי כדי להניע את הציוד לפעול.


העיבוד המסורתי מתבצע על ידי הפעלה ידנית של כלי מכונות רגילים, והמתכת נחתכת על ידי כלים מכאניים ידניים במהלך העיבוד, והדיוק של המוצר נמדד בעיניים עם כלים כגון קליפרים. התעשייה המודרנית השתמשה זה מכבר בכלי שליטה דיגיטליים ממוחשבים לצורך תפעול, ניתן לעבד כלים במכונת CNC ישירות עבור כל מוצר וחלק על פי הנהלים שתוכנתו על ידי טכנאים מראש. לזה אנחנו קוראים עיבוד CNC. עיבוד CNC נמצא בשימוש נרחב בכל תחום מכל עיבוד שבבי, וזו מגמת הפיתוח של עיבוד תבניות ואמצעי טכני חשוב והכרחי.


מחרטת CNC, המכונה גם מחרטת CNC, כלומר מחרטת בקרה מספרית ממוחשבת, היא כלי מכונת ה-CNC הגדול והנפוץ ביותר בסין, ומהווה כ-25% מהמספר הכולל של כלי מכונת CNC. מכונת CNC היא מוצר מכטרוניקה המשלב טכנולוגיות מכניות, חשמליות, הידראוליות, פנאומטיות, מיקרואלקטרוניקה ומידע. זהו כלי מכונה עם היתרונות של דיוק גבוה, יעילות גבוהה, אוטומציה גבוהה וגמישות גבוהה בציוד לייצור מכונות. הרמה הטכנית של כלי מכונת CNC ואחוז התפוקה שלהם והבעלות הכוללת על מכונות חיתוך מתכת היא אחד המדדים החשובים למדידת הרמה הכוללת של הפיתוח הכלכלי הלאומי והייצור התעשייתי של המדינה. מחרטת CNC היא אחד הזנים העיקריים של כלי מכונת CNC, היא תופסת עמדה חשובה מאוד בכלי CNC, וזכתה להערכה רבה על ידי מדינות ברחבי העולם במשך עשרות שנים ופותחה במהירות.


מאז הופעתן של מחרטות CNC בשנות החמישים, עקב השימוש במחרטות CNC לעיבוד צורות מורכבות של חלקים בייצור יחיד ובייצור אצווה קטנה, זה לא רק שיפר את פריון העבודה ואיכות העיבוד, אלא גם קיצר את הכנת הייצור מחזור והפחית את הדרישות למיומנות הטכנית של העובדים. לכן, זה הפך לכיוון פיתוח חשוב לחדשנות טכנולוגית ולמהפכה טכנולוגית בייצור חלקים בודדים וקטנים. גם מדינות ברחבי העולם מפתחות במרץ את הטכנולוגיה החדשה הזו.


אנו יודעים כי לייצור חלקים בנפח גבוה, השימוש במחרטות אוטומטיות וחצי אוטומטיות הצליח להפוך את תהליך הייצור לאוטומטי. עם זאת, אוטומציה של חלקים המיוצרים בייצור יחיד, בנפח נמוך, תמיד הייתה אתגר. כבר לא מעט זמן בעבר לא ניתן היה לפתור אותה בצורה משביעת רצון. בפרט, העיבוד של חלקים בעלי צורות מורכבות ודיוק עיבוד גבוה עמד בקיפאון בדרך האוטומציה. למרות שחלק מהיישומים של התקני פרופיל פותרים חלק מהבעיה, התרגול הוכיח שמחרטות פרופיל עדיין לא יכולות לפתור את הבעיה הזו לחלוטין.


הופעתן של מחרטות CNC (כלי מכונות) פתחה דרך רחבה לפתרון בעיה זו, ולכן היא הפכה לכיוון פיתוח חשוב בעיבוד שבבי.