با پیشرفت تکنولوژی و گسترش استفاده از رایانه­‌ها در صنعت، ماشینکاری با استفاده از ماشین ­آلات CNC امروزه به یکی از ارکان مهم صنایع مختلف تبدیل شده است. در حال حاضر این تجهیز در طیف گسترده‌­ای از صنایع مثل هواوفضا، ساخت و همچنین پزشکی و حمل و نقل مورد استفاده قرار می­‌گیرد. این تجهیزات به پشتوانه دقت، سرعت و انعطاف­ پذیری بیشتر خود را به یکی از عناصر سازنده در صنایع مختلف تبدیل کرده‌­اند. به گونه‌­ای که خواب این تجهیز می­‌تواند به مثابه توقف خط تولید باشد. بدین جهت توجه به تعمیر و نگهداری CNC یک ضرورت اجتناب ناپذیر است. CNC ها طبق گزارش­‌های منتشر شده در سال 2019 بالغ بر 67 میلیارد دلار اندازه بازار داشتند که انتظار می‌­رود تا سال 2027 با رشد 7.3 درصدی مواجه شود. ارقام مذکور به شکلی دیگر موکد ادعای اهمیت فراوان این تجهیزات و توجه ویژه به امر تعمیر و نگهداری CNC به عنوان ضامن بازگشت سرمایه می­‌باشد.

تعمیر و نگهداری CNC

تعمیر و نگهداری CNC مانند هر تجهیز دیگر به استراتژی مناسب، زمان­بندی دقیق، تکنسین­‌های کارآزموده، موجودی قطعات یدکی و مستندات جامع نیاز دارد. اجرای صحیح تعمیر و نگهداری CNC مستلزم به کارگیری موثر استراتژی­‌های نگهداری و تعمیرات در کنار پرداختن به نکات فنی تعمیر و نگهداری CNC می‌­باشد. به گفته منابع صنعت، با استفاده از یک سیستم تعمیر و نگهداری CNC هوشمندانه می­‌توان هزینه­‌ها را تا 18 درصد کاهش داد. انجام اقدامات پیشگیرانه در امر تعمیر و نگهداری باعث صرفه­‌جویی در وقت و هزینه می‌­شود. یک برنامه تعمیر و نگهداری موثر ضمن جلوگیری از توقف­‌های آنی و بروز خسارات زیاد به واسطه خواب دستگاه، چرخه عمر تجهیز و هزینه­‌های تعمیر و نگهداری را کاهش می­‌دهد.

ماشینکاری CNC را می­‌توان به عنوان یک روش تولید در صنایع مختلفی مانند هوافضا، ساخت­ و ساز، کشاورزی و خودروسازی تعریف کرد. این روش شامل بسیاری از فرآیندهای شیمیایی، مکانیکی، حرارتی و الکترونیکی توسط رایانه می­‌باشد. امر تعمیر و نگهداری CNC با توجه به این که این تجهیز معمولا به صورت سفارشی تولید می­‌شوند و کاربردهای مختلفی دارد، با ملاحظات اختصاصی و دقت نظر بیشتر برای انجام اقدامات پیشگیرانه و همچنین انجام تعمیرات هوشمندانه برای کاهش زیان‌­های مالی و افزایش حاشیه سود همراه است. برای انجام بهتر تعمیر و نگهداری CNC لازم است نکات زیر به صورت عمومی برای هر یک از انواع این تجهیز رعایت شود:

پیگیری یک برنامه تعمیر و نگهداری متناسب با تجهیز: برنامه مذکور باید در مواقعی اجرا شود که توقف دستگاه را به همراه نداشته باشد. همچنین کاهش هزینه و جلوگیری از اتلاف منابع را مدنظر قرار داده باشد.

ایجاد سیستم بازرسی توسط اپراتور: هر اپراتور درک کلی از وضعیت و عملکرد دستگاه دارد. لذا سیستم ثبت اطلاعات وی، می‌تواند نقش به سازایی در اتخاذ تصمیم در امر تعمیر و نگهداری CNC داشته باشد.

وجود قطعات جایگزین: به واسطه سفارشی بودن بسیاری از قطعات این تجهیز، لازم است که قطعات مشابه‌­ای در انبار وجود داشته باشد تا در صورت خرابی در کمترین زمان ممکن تعمیرات صورت پذیرد.

ثبت مستندات: ثبت پیوسته فرآیندها، حوادث بلقوه و وضعیت عملکردی تجهیز، در انجام موثر تعمیر و نگهداری CNC بسیار راهشگا است.

جایگزینی تجهیزات قدیمی: به واسطه وجود سیستم ثبت وقایع این امکان فراهم می‌­شود که به صورت تدریجی تجهیزات قدیمی و ناکارآمد تعویض شوند تا از خسارت‌های مالی احتمالی جلوگیری به عمل آید.

در بعد دیگر تعمیر و نگهداری CNC، ساختار و عملکرد هر یک از انواع این تجهیز قرار می­‌گیرد. به واسطه تفاوت در کاربرد و طراحی، تعمیر و نگهداری هر تیپ از این دستگاه نکات ویژه مربوط به خود را دارد. از طرفی ساختار متفاوت به خرابی­‌های گوناگونی در طیف گسترده این تجهیز منجر می‌­شود. با شناخت هر چه بهتر این خرابی­‌ها می‌­توان بخش فنی تعمیر و نگهداری CNC را بهتر پوشش داد.

معرفی ساختارو عملکرد انواع CNC

دستگاه­‌های کنترل عددی کامپیوتری امروزی که به صورت موجز CNC نامیده می‌­شود، کاملا خودکار هستند. همه آن­‌ها به فایل‌های دیجیتال شامل دستورالعمل­‌های برش نیازمند هستند. فرآیند ماشینکاری CNC با طراحی قطعات در نرم‌­افزار CAD آغاز می‌­شود. مدل سه بعدی ابعاد و همه خصوصیات لازم نهایی را تعیین می­‌کند. برخی از این برنامه­‌ها در بسته CAD-CAM قرار دارد، بنابراین ادامه فرآیند در همان برنامه‌­ها ادامه می‌­بابد. در غیر این صورت مدل طراحی شده در CAD به نرم‌­افزار CAM منتقل می‌­شود. نرم‌­افزار CAM مدل را برای کل مراحل ساخت آماده می­‌کند. بعد از اتمام این مرحله یک برنامه CNC برای ساخت فیزیکی شکل می­‌گیرد. درواقع این برنامه مجموعه‌­ای از مختصات است که مسیر برش را تعیین می­‌کند. در گام بعدی پارامترهای کلیدی شامل سرعت برش، ولتاژ و دور در دقیقه انتخاب می‌­شود. در آخر نرم‌­افزار جهت­‌گیری و قرارگیری قطعات نسبت به ماده اولیه را انجام می‌­دهد. سپس همه این اطلاعات  به زبان قابل فهم ماشین ­آلات با کدهای M و G ترجمه می‌­شود.

اجزای یک دستگاه CNC

یک دستگاه CNC به طور کلی شامل اجزای زیر می­‌باشد:

بستر: نوعی از قطعات سخت شده ماشین­ است، زیرا ابزار از طریق بستر برش CNC، حرکت می­‌کند.

سرپوش: قسمت اصلی دستگاه است و با استفاده از یک موتور اسپیندل اصلی را حرکت می‌­دهد.

دنباله: دنباله یا پایه برای اعمال پشتیبانی بر روی محور طول چرخش برای قطعه کار استفاده می­‌شود.

ماسوره: تنظیم کننده قطعه کار بین مراکز در برشکاری است.

پدال: از طریق این جزء در عمل ماشین­کاری CNC گیره قطعه کار باز و بسته می‌­شود.

چاک: نوع خاصی از گیره است که برای نگهداری جسمی با تقارن شعاعی استفاده می­‌شود.

کنترل پنل: در ماشینکاری CNC برای تعریف دستورات و اعمال تنظیمات به کار می­‌رود.

برجک ابزار: بر روی این بخش، ابزارهای مختلف ماشین­کاری CNC  قطعات نصب می­‌شود.

المان­‌های مختلف سیستم ماشینکاری CNC

یک سیستم ماشینکاری CNC شامل بخش­‌های زیر است:

برنامه: کدهای مربوط به ماشین هستند.

Tape reader: به عنوان یک دستگاه ذخیره ­سازی برنامه‌­های ماشینکاری استفاده می‌­شود .

مینی کامپیوتر: واحد کنترل ماشین نامیده می­‌شود و برای خواندن و تفسیر داده­‌های ورودی به کار می‌­رود.

سروو سیستم: این سیستم سیگنال کنترل را دریافت می­‌کند. دریافت سیگنال کنترل توسط سیستم سروو به دو صورت حلقه باز و حلقه بسته انجام می‌­شود. در سیستم حلقه باز، دستورالعمل­‌های برنامه ­ریزی شده از طریق ورودی به کنترل کننده وارد می‌­شود. در حالی که در نوع حلقه بسته یک سیستم بازخورد برای خروجی‌­ها تعریف شده است.

انواع ماشین ­آلات CNC

دستگاه­‌های CNC براساس کاربردشان دسته­ بندی می‌­شوند. لذا پیرو کاربری متفاوت ساختار آن‌ها دستخوش تغییر می­‌گردد. بر این منوال طبقه ­بندی نوعی زیر برای ماشین­ آلات CNC موجود است:

ملاحظات تعمیر و نگهداری CNC برش لیزری

در بحث تعمیر و نگهداری CNC لیزری بسته به نوع این تجهیز خرابی­‌های متفاوتی رخ می‌­دهد. نکته­‌ای که لازم است به آن اشاره شود این است که گام کلیدی در شناسایی عیب تجهیز آشنایی دقیق با ساختار و عملکرد دستگاه و همچنین دلایل احتمالی بروز خرابی مربوطه است. در جدول زیر عیوب متداول این تجهیز و دلایل رخ داد آن معرفی می‌­شود که در امر تعمیر و نگهداری CNC لیزری بسیار راهگشا است.

در جدول بالا سعی شد به برخی از مشکلاتی که در دستگاه‌­های برش لیزری رخ می‌­دهد اشاره شود. خرابی‌ها در این تجهیز به دلیل تنوع در طراحی طیف گسترده‌­ای دارد، لذا باید در امر تعمیر و نگهداری CNC لیزری در بخش تعمیرات به المان‌­های کلیدی دستگاه که پیش‌­تر معرفی شدند توجه نمود.

ماشین تراش CNC

تراش­‌های CNC ابزارهایی هستند که در آن مواد یا قطعه توسط اسپیندال اصلی بسته و چرخانده می‌­شود. یک تراش CNC ساده، در دومحور کار می­‌کند. ابزار در یک موقعیت ثابت بروی برجک ابزار در نقاط (ایستگاه) 8 تا 24 قرار دارد.حرکت دورانی قطعه “چرخش” نامیده می‌­شود، لذا این نوع تجهیز را تراش CNC چرخشی می‌­نامند. نوعی از این دستگاه با نام مراکز چرخشی موجود است که می­‌تواند علاوه بر انجام عملیات­ برش مانند همتایان خود، فرزکاری، مته ­‌کاری و ضربه­‌ زنی را هم انجام می‌­دهد. تراش CNC معمولا در صنایعی مانند نفت و گاز، خودرو، هوافضا، پزشکی، نیروگاه­، کارخانه تولید فولاد و کاغذ و کشتی­ سازی استفاده می­‌شود.

ملاحظات تعمیر و نگهداری تراش CNC

تعمیرونگهداری CNC از نوع ماشین تراش به دلیل جرئیات بیشتر در طراحی  با پیچیدگی همراه است. در بخش عیب ­یابی و تعمیرات این نوع تجهیز لازم است تا به طور جامع ساختار مکانیکی و کنترل الکتریکی آن تجزیه و تحلیل شود. برای آشنایی بیشتر با انواع و علل خرابی ماشین تراش، به چند تیپ خرابی معمول این تجهیز اشاره می­‌کنیم که می‌­تواند در انجام صحیح تعمیر و نگهداری CNC کمک کننده باشد.

ملاحظات تعمیر و نگهداری CNC فرزکاری

ماشین فرزکاری از نظر طراحی شبیه به ماشین تراشکاری است. بدین جهت در مباحث مربوط به تعمیر و نگهداری آن­‌ها اشتراکاتی به چشم می­‌خورد. با این حال در بخش فنی تعمیر و نگهداری CNC فرزکاری با توجه به تفاوت در بعضی قطعات، خرابی­‌های متناسب با آن رخ می­‌دهد در ادامه به رایج‌­ترین این عیوب اشاره می‌­شود که در انجام تعمیر و نگهداری CNC فرزکاری می‌­تواند چاره ساز باشد.

ماشین CNC چرخشی

این نوع ماشین CNC کاملا شبیه ماشین تراش و فرزکاری است. با این تفاوت که در این مدل کارهای نجاری مانند کنده­‌کاری، تابلوها، قالب­‌ها، آلات موسیقی و مبلمان با استفاده از تنظیمات دستی قابل انجام است.

ملاحظات تعمیر و نگهداری CNC چرخشی

دستگاه CNC چرخشی یک تجهیز پردازشی رایج است که علاوه بر صنعت چوب در صنعت تبلیغات و دکوراسیون کاربرد گسترده دارد. این تجهیز از نظر طراحی و عملکرد بسیار شبیه ماشین فرز و تراش است. لذا در بحث مربوط به ملاحظات تعمیر و نگهداری CNC چرخشی با همتایان خود اشتراکات چشمگیر دارند. اما با توجه به تفاوت­‌های جزئی، عیوب و خرابی­‌های منحصر به فردی دارند.

ماشین CNC برش پلاسمایی

دستگاه برش پلاسما فرآیندی است که در طی آن مواد رسانای الکتریکی را با استفاده از یک جت تسریع شده پلاسمای داغ در برش سطوح به کار می‌­گیرد. کل این عملیات توسط یک سیستم کنترل عددی یا CNC هداست می‌­شود این تجهیز بسیار شبیه CNC برش لیزری است. اصلی‌­ترین تفاوت این دو دستگاه برش در هزینه بالاتر برش لیزری و سطح پایانی با کیفیت‌­تر در برش پلاسمایی می‌باشد.

ملاحظات تعمیر و نگهداری CNC برش پلاسمایی

تعمیر و نگهداری CNC برش پلاسمایی کاملا مشابه با برش لیزری است. همانطور که پیش­تر گفته شده تفاوت اصلی در عناصر برش این دو تجهیز است. لذا انجام تمهیدات و اقدامات پیشگیرانه در راستای تعمیر و نگهداری CNC برش پلاسمایی و لیزری به یک شکل صورت می­‌گیرد. خرابی­ و عیوب این دستگاه نیز اشتراکات بسیار با همتای لیزری خود دارد و می­‌تواند آن مسائل در این تجهیز هم رخ دهد، اما بدلیل تغییر برخی عناصر در این دستگاه، مشکلات ویژه خود را به همراه دارد که لازم است در تعمیر و نگهداری آن­‌ها لحاظ کرد.

ملاحظات تعمیر و نگهداری CNC پنج محوره

این تجهیز به اعضای خانواده خود به ویژه ماشین فرزکاری بسیار شبیه است. همین موضوع باعث می­‌گردد که نکات عمومی تعمیر و نگهداری CNC را برای این تجهیز مدنظر قرار داد. از آنجایی که از نظر عملکردی و فرم به ماشین فرزکاری نزدیک است لذا خرابی­‌های این نیز مشترک است.

ملاحظات تعمیرونگهداری پرینتر سه بعدی

در امر تعمیر و نگهداری پرینتر سه بعدی ضمن رعایت اصول ثابت تعمیر و نگهداری CNC باید به عیوب معمول این تجهیز توجه ویژه کرد. چرا که در انجام سریعتر و موثرتر تعمیر و نگهداری راهگشاست. یکی از مشکلات رایج این تجهیز، عدم اتصال کامل لایه­ های المان است. این مشکل را می‌­توان در عدم تراز لایه اول، دمای بالای فرآیند، عدم تنظیم ارتفاع محور عمودی جایی بین 0.1 تا 0.25 میلی­متر و تمیزی بستر چاپ جویا شد. ایراد بعدی مربوط به وجود رشته بین المان­‌های پرینت گرفته شده است. این اتفاق به واسطه اتصال رشته­‌های خروجی از نازل به المان­‌ها رخ می‌­دهد و با کاهش دما و سرعت عملیات می­‌توان این مشمل را به حداقل رساند. گرم شدن چاپگر نیز از مشکلات متداولی است که در این تجهیز رخ می‌­دهد. ایراد مذکور می‌­تواند به دلیل اشکال در خنک کاری فرآیند باشد. برای جلوگیری از این اتفاق ضمن توجه به سیستم خنک کننده دستگاه می­‌توان فاصله زمانی چاپ لایه­‌ها را بیشتر کرد تا فرصت کافی برای خنک کاری ایجاد شود.

تولیدکنندگان برتر CNC

دستگاه CNC یا کنترل عددی رایانه‌­ای به عنوان تجهیزات گران قیمت صتعتی شناخته می‌­شوند. این تجهیزات که طیف گسترده‌ای از عملیات مانند برشکاری، سوراخکاری و ساخت قطعات پیچیده را انجام می­‌دهند به دلیل دقت، سرعت و انعطاف پذیری در صنایع مختلف بسیار پرکاربرد و غیرقابل چشم پوشی هستند. از این رو کمپانی­‌های زیادی به تولید این تجهیزات مبادرت می‌­ورزند. آشنایی با سازندگان شناخته شده و برتر تجهیزات مذکور در امر تعمیر و نگهداری CNC بسیار راهگشاست. چراکه بخشی از عملیات تعمیر و نگهداری به تامین تجهیز وقطعات مربوط می‌­شود. با نگاه به بالای لیست تولیدکنندگان برتر دستگاه­‌های CNC، نام‌­های Maschinenfabrik Berthold Hermle AG، Okuma، Datron AG، Mazak و Blue Elephant به چشم می­‌خورد.

شرکت پمکو با یک دهه تجربه در زمینه مشاوره و اجرای پروژه­‌های مدیریت و استقرار سیستم­‌های مدیریتی مدیریت دارایی ­های فیزیکی، امکان همراهی و همکاری با صنایع مختلف در زمینه نگهداری و تعمیرات انواع دستگاه­ های CNC را فراهم آورده است. پرسنل اجرایی شرکت پمکو نه تنها در زمینه مهارت‌های فنی، بلکه در حوزه‌های مرتبط با سیستم‌های نگهداری و تعمیرات مبتنی بر نگرش مدیریت دارایی فیزیکی و خلق بیشترین ارزش از این دارایی ها، آموزش دیده و در پروژه‌های جاری این شرکت تجربه پیاده سازی کامل سیستم را بارها بدست آورده اند.