ماشین تراش CNC با کنترل کامپیوتری

CNC مخفف computer numerical control می باشد در ایران این ماشین ها CNC خالی خوانده میشوند ولی نام آنها به فارسی ماشین های (دستگاه های )کنترل عددی ترجمه می شود.
نسل اول این دستگاه ها NC ها بوده اند یعنی کامپیوتر را نداشته است و دستگاه طبق منطقی خاص دستورات را درک می کرده مثلا با استفاده از کارت های پانچ شده.
به عنوان مثال در دستگاه تراش برای دستور پیشروی بدین صورت عمل می شود که قسمت ساپورت دستگاه را بوسیله دسته چرخان به جلو میبریم در ماشین های NC این کار توسط یک سری دستورات پانچ شده بر روی نوار پانچ صورت می گرفت در دستگاه های CNC امروزین اینکار توسط یک کد صورت می گیرد.
پس یک دستگاه CNC عملا همان همان دستگاه دستی ساده می باشد که قابلیت فرمان پذیری از طریق کد ها و منطق ریاضیاتی را دارد در این دستگاه حضور کاربر (اپراتور) برای کار با دستگاه محدود به ایستادن این فرد پشت بخش کنترل کننده دستگاه می باشد و نوشتن برنامه های حرکتی آنهم فقط برای یکبار ، دیگر دستگاه این عمل را بصورت خودکار هر چند بار که بخواهیم تکرار می نمایدالبته بدون حضور کاربر.
بدنه این دستگاه تقریبا شبیه دستگاه های دستی می باشند یک CNC فرز عملا همان بدنه سخت افزاری فرز دستی را دارد همینطور برای CNC تراش و CNC سنگ و…
تنها تفاوت اضافه شدن بخش کنترل گر میباشد(البته این تفاوت بصورت عام می باشد ولی به صورت خاص مطمئنا بخش الکترونیکی هم تغییر کرده است ) اما بخش کنترلگر ،این بخش ،بخش اصلی یک دستگاه CNC می باشد در صنعت این بخش با نام کنترلر CONTROLER خوانده می شود یک دستگاه CNC از هر نوع (تراش،فرز ،سنگ،ابزار تیز کن،تزریق ،پرس ،و…)بیشتربا نوع کنترلرش شناخته شده است مطمئنا آموزشی که به افراد داده میشود در اصل براساس کنترلر این دستگا ه ها می باشد.
کنترلر های مختلفی برای دستگاه های CNC موجود میباشد مانند فانوک – هایدن هاین، زیمنس – C39 – 2P22 –C15 – فاگورو میتسوبیشی و…
زیمنس و هایدن هاین از مارک هایی می باشند که در ایران فراوان استفاده می شوند
منطق در یافت اطلاعات بصورت کد هائی می باشد که با G شروع می شوند به عنوان مثال کد G01 حرکت خطی است G02 و G03 حرکت دورانی می باشند و G90 نوع مختصات را از نظر مطلق بودن یا نسبی بودن مشخص می نماید .
کدهای عنوان شده کدهای عمومی می باشند و در کدهای خاص با توجه به نوع کنترلر شاید شماره کد فرق تماید به عنوان مثال G20 در زیمنس منظور انتخاب سیستم اندازه گیری متریک می باشد ولی این در هایدن هاین کد G70است

نگاهی به ماشینهای کنترل عددی کامپیوتری CNC
ماشینهای ابزار مدرن و رباتها دستگاههای خودكار پیشرفته ای هستند كه از كامپیوتر بعنوان بخش اساسی كنترل كننده آنها استفاده می شود. كامپیوترها در حال حاضر یكی از اجزاء اصلی برای اتوماتیك كردن دستگاهها هستند و می توانند دستگاههای مختلفی مانند ماشین های ابزار , جوش و برش با لیزر را كنترل كنند. آنها می توانند خطوط تولید را براه اندازند یا كنترل یك كارخانه را در دست گیرند.
در مقایسه با ماشین ابزار معمولی , (Computer Numerical Control) CNC جانشین كارهای دستی اپراتور می شود. در ماشینكاری معمولی با هدایت ابزار برنده در طول قطعه كار توسط یك چرخ دستی، قطعه کار براده برداری می شود كه این چرخ دستی توسط اپراتور كنترل می گردد. به عبارت دیگر برش محدوده جسم توسط یك اپراتور ماهر بوسیله كنترل چشمی انجام می گیرد.ولی در ماشین CNC كلیه عملیات لازم در یك برنامه گنجانده می شود كه بتواند با حداقل نیاز به ورودهای بعدی نتیجه لازم را بگیرد . در این سیستم كلیه دستورهای كنترل كننده , مانند اطلاعات مسیر و وظایف سوییچ ها در قالب كدهای عددی ریخته می شوند. كامپیوتر این كدها را شناسایی و پردازش کرده و سپس آنها را به ماشین ارسال می نماید . كامپیوتر می تواند در عرض چند ثانیه مجموعه ای از دستورها را به فرمانهای قابل فهم ماشین تبدیل نماید. در سیکل های زمانی بسیار کوتاه ، سیستم کنترل از نتایج عملکرد گزارش می گیرد (فید بک) و پس از مقایسه با مقادیر تنظیمی ، اصلاخات لازم را انجام می دهد.اطلاعات فوق الذكر را می توان در حافظه ماشین یا روی حافظه خارجی (دیسكتها) حفظ نمود.
برنامه نویس(Part Programmer) باید برای نوشتن برنامه های ماشینکاری قطعات دارای اطلاعات و تجربیاتی در زمینه مكانیك , ابزاربرشی و قید و بستها باشد . استفاده از اطلاعاتی نظیر قابلیت ماشینكاری (Machine ability) و فرآیند تولید نیز از اهمیت قابل ملاحظه ای برخوردار می باشد . به منظور تهیه برنامه های پیچیده تر تسلط بر مسائل جبر و مثلثات كارساز خواهد بود.
تفاوت سیستمهای NC و CNC
رشد فرآیند خودكار شدن تولید نیاز به ماشین هایی كه با كامپیوتر كنترل می شوند را افزایش داد و منجر به توسعه ماشین های NC تحت عنوان CNC گردید.
سیستمهای NC از سخت افزار الكترونیكی بر پایه تكنولوژی مدارهای دیجیتالی استفاده می کردند. CNC یك مینی كامپیوتر یا میكرو كامپیوتر را برای كنترل ماشین ابزار بكار می گیرد و تا حد امكان مدارهای سخت افزار اضافی را در واحد كنترل حذف می كند. گرایش از NC بر پایه سخت افزار به CNC مبتنی بر نرم افزار انعطاف پذیری سیستم را افزایش داد و امكان تصحیح برنامه ها را در حین استفاده فراهم ساخت.

تاریخچه ماشینهای CNC 
 ۱۶۴۲ماشین حساب چرخ دنده ای پاسکال
 ۱۸۰۴ ماشین بافندگی ژاکارد با کارت پانچ
 ۱۹۴۶ اولین کامپیوتر دیجیتال ENIAC برای ارتش آمریکا
 ۱۹۴۷ اختراع ترانزیستور
 ۱۹۴۹-۱۹۵۲اعلام نیاز نیروی هوائی ایالات متحده وساخت اولین ماشین فرز با کنترل اتوماتیک(عددی) توسط شرکت Parsons با همکاری فنی و تحقیقاتی MIT
 ۱۹۵۸ابداع زبان برنامه نویسی APT
 ۱۹۵۹توسعه IC
 ۱۹۷۲اولین ماشین کنترل عددی با مینی کامپیوترCNC
 ۱۹۷۵ساخت کنترلر فانوک سیستم ۵ و ۶
 ۱۹۷۷-۱۹۸۲ ساخت کنترلر Sinumerik System 7 با میکروپروسسور ۴بیتی
 ۱۹۸۲ ساخت کنترلر Sinumerik System 8 با میکروپروسسور ۱۶بیتی
 ۱۹۸۱ ساخت کنترلر Sinumerik System 3
 ۱۹۸۵ ساخت کنترلر Sinumerik 810- سری ۸۰۰ آنالوگ
 ۱۹۸۶ ساخت کنترلر Sinumerik 850
 ۱۹۸۸ ساخت کنترلر Sinumerik 880
 ۱۹۹۵-۱۹۹۶ساخت کنترلر ۸۱۰ / ۸۴۰ سری دیجیتال
ابداع كنترل عددی در سال ۱۹۵۲ فصل جدیدی را در امر اتوماسیون گشود. بعد از جنگ جهانی دوم نیروی هوایی آمریكا احساس كرد نیاز به تولید قطعات پیچیده و دقیق هواپیما دارد كه ساخت آنها با ماشینهای ابزار معمولی مشكل است . اولین قدمها در راه توسعه یك ماشین ابزار مناسب در كمپانی Parsons در ایالت میشیگان برداشته شد(۱۹۴۷) و در آزمایشگاه سرو مكانیزم انستیتو تكنولوژی ماساچوست MIT كامل شد (۱۹۴۹) . در سال ۱۹۵۲ ساخت یك فرز با كنترل اتوماتیك سه محور انجام پذیرفت.
سیستم كنترلر NC بر اساس اصول كامپیوترهای دیجیتالی می باشد كه در آن زمان یك تكنولوژی پیشرفته محسوب می شد. توسعه منطقی NC كنترلهای عددی كامپیوتری CNC بود كه در آن یك كامپیوتر بعنوان بخش اصلی سیستم كنترلر انجام وظیفه می كند. رباتهای صنعتی همزمان با سیستمهای CNC توسعه یافتند و اولین ربات تجارتی در سال ۱۹۶۱ ساخته شد اما تا اواخر دهه ۷۰ نقش مهمی را در تولید بازی نكردند.

مزایا و كاربردهای CNC
1- توانائی ماشینکاری قطعات پیچیده (انعطاف پذیری )
2- دقت بالا
3- تکرارپذیری
4- عدم نیاز به ماشینكار با تجربه
5- خطر كمتر برای اپراتور
6- سرعت بالا در ماشینكاری و به تبع آن كاهش زمان تولید
7- كاهش ضایعات
8- كاهش امكان خطای انسانی
9- كاهش هزینه ساخت قید وبست
10- كاهش زمان تنظیم اولیه ماشین
11- كاهش زمان اندازه گیری و كنترل
12- افزایش قابل توجه راندمان تولید

معایب CNC:
1- قیمت نسبتا زیاد
2- تعمیر و نگهداری پیچیده تر و پرهزینه تر
3- هزینه پرسنلی بیشتر

موارد كاربرد ماشین CNC
1- تولید قطعات متنوع در تیراژ نسبتا زیاد
2- ساخت قطعات پیچیده هر چند تیراژ كمی داشته باشند(قالبها)
3- اگر تعداد قطعات بیش از ۱۰۰۰۰۰ در سال باشد (قطعات خودرو)،استفاده از ماشینهای مخصوص (Special Purpose Machines) صحیح تر است..