موضوع مقاله: ماشینکاری چند محوره | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # ماشینکاری چند محوره | مقدمه: ماشینکاری چند محوره یک فرآیند تولیدی است که شامل ابزارهایی است که در 4 جهت یا بیشتر حرکت می‌کنند و برای ساخت قطعات از فلز یا مواد دیگر با استفاده از براده‌برداری کردن مواد اضافی، برش با جت آب یا برش لیزر استفاده می‌شود. | ## بخش 1: ماشینکاری چند محوره | این نوع ماشینکاری در ابتدا به صورت مکانیکی بر روی ماشین‌های پیچیده بزرگ انجام می‌شد. این ماشین‌ها روی 4، 5، 6 و حتی 12 محور کار می‌کردند که به‌صورت جداگانه از طریق اهرم‌هایی که روی صفحات بادامک قرار داشتند، کنترل می‌شدند. صفحات بادامک قابلیت کنترل ابزار، میزی که قطعه بر آن محکم شده‌است و همچنین چرخاندن ابزار یا قطعه در داخل دستگاه را ارائه می‌دهد. با توجه به اندازه و پیچیدگی دستگاه، زمان زیادی برای راه اندازی آن‌ها برای تولید صرف شد. هنگامی که ماشینکاری با کنترل عددی کامپیوتری(CNC) معرفی شد، روشی سریع‌تر و کارآمدتر برای ماشینکاری قطعات پیچیده ارائه کرد. ماشین‌های 5 محور معمولاً در صنایعی استفاده می‌شوند که در آن قطعه کار به صورت خطی در امتداد سه محور (معمولاً x، y و z) حرکت می‌کند و دوک ابزار قابلیت چرخش حول 2 محور اضافی را دارد. در حال حاضر بسیاری از سیستم‌های نرم‌افزاری CAM ( ساخت و تولید به کمک کامپیوتر ) برای پشتیبانی از ماشینکاری چند محوری در دسترس هستند. نرم افزارهایی وجود دارند که می‌توانند مسیرهای ابزار 3 محوره را به طور خودکار به مسیرهای ابزار 5 محوره تبدیل کنند. قبل از پیشرفت تولید به کمک رایانه، انتقال اطلاعات از طراحی به تولید اغلب نیازمند کار دستی گسترده، ایجاد خطا و در نتیجه اتلاف زمان و مواد بود. سه جزء اصلی برای ماشین‌های چند محوری وجود دارد: قابلیت‌های فیزیکی ماشین‌ها مانند گشتاور، سرعت دوک، جهت‌گیری یا عملکرد محور. این قسمت شامل موتورهای سرو، سیستم‌های تراورس سریع، بال‌اسکروها و نحوه نظارت بر موقعیت است. | ## بخش 2: ماشینکاری چند محوره | کنترلر CNC، این نحوه‌ای است که داده‌ها در داخل ماشین منتقل یا ذخیره می‌شوند و داده‌های ورودی پردازش و اجرا می‌شوند. ماشین‌های چند محوه پیشرفت زیادی نسبت به سایر ابزارهای CNC با توجه به قیمت افزایش پیچیدگی و قیمت دستگاه داشته‌اند: در غیر صورتی که قطعه باید به صورت دستی در حین ماشینکاری چرخانده شود، مقدار کار توسط انسان کاهش می‌یابد. با حرکت مماس ابزار در اطراف سطح (برخلاف حرکت قطعه کار به دور دوک) می توان کیفیت سطحی بهتری را به دست آورد. افزایش عمر ابزار به دلیل توانایی دستیابی به زوایای بهینه بین ابزار و سطح ماشینکاری. آنچه زمانی نیاز به چندین تنظیم داشت، اکنون حتی اگر در یک مرحله نه، می‌تواند تنها در چند مرحله به نسبت کم اجرا شود، مراحل را کاهش می‌دهد و فرصت خطا را کاهش می‌دهد. هر محور حرکت یا با حرکت میز (که قطعه کار به آن متصل است) یا با حرکت ابزار انجام می‌شود. پیکربندی واقعی محورها متفاوت است، بنابراین ماشین‌هایی که تعداد محورهای یکسانی دارند می‌توانند در حرکات قابل انجام متفاوت باشند. از جمله: صنعت هوافضا : ماشین‌های چند محوری در ساخت قطعات هواپیما استفاده می‌شوند که امکان ساخت قطعات پیچیده را به صورت کارآمد فراهم می‌کند. صنعت خودرو : ماشین‌های CNC چند محوره محفظه‌های موتور، رینگ‌ها و چراغ‌های جلو را تولید می‌کنند. صنعت مبلمان : ماشین‌های تراش CNC چند محوره پایه‌های میز چوبی و همچنین اکثر اجزای دیگر را به صورت انبوه تولید می‌کنند. صنعت پزشکی : دستگاه‌های CNC چند محوره جایگزین‌های سفارشی لگن، ایمپلنت‌های دندانی و اندام‌های مصنوعی را ایجاد می‌کنند. | ## بخش 3: ماشینکاری چند محوره | ماشینکاری چند محوری معمولاً برای نمونه‌سازی سریع استفاده می‌شود، زیرا می‌تواند مدل‌های قوی و باکیفیت از فلز، پلاستیک و چوب ایجاد کند و در عین حال به راحتی قابل برنامه‌ریزی باشد. مقایسه ماشین های چند محوری مختلفنام# محورهای چرخشی روی سر# محورهای دوار روی میزمزایا نسبت به سایر ماشین‌های چند محورهنمودارتراش CNC01 محور X چرخان بهینه شده برای ماشینکاری اجسام استوانه‌ایبی‌قاب|200x200پیکسلسر دوک محوری و میز چرخشی1 محور X چرخان1 محور Y دوار قادر به داشتن یک منطقه کار بزرگتر است که تطبیق پذیری دستگاه و انواع قطعاتی را که می‌تواند آسیاب کند افزایش می‌دهد. پایدارتر از سر اسپیندل دابل پیوتبی‌قاب|200x200پیکسلمیز دوار دوبل01 محور X چرخان 1 محور Y دوار بهترین روش برای فرز برآمدگی ساده ترین راه برای تبدیل ماشین 3 محوره به ماشین 5 محوره قادر به ماشینکاری اجسام با حجم بالاتربی‌قاب|200x200پیکسلسر دوک محوری دوبل1 محور Y دوار 1 محور Z چرخشی0 پایه ثابت اجازه می‌دهد تا قطعات سنگین آسیاب شوند ایده آل برای فرز کردن اجسام غیر گردبی‌قاب|200x200پیکسلمیز چرخشی و میز روتاری01 محور Z چرخشی 1 محور چرخشی 45 درجه بین محورهای X و Y شبیه به یک میز دوار-دوار است، اما محور 45 درجه به آن اجازه می‌دهد فشرده‌تر باشد. مقرون به صرفه‌ترین برای ماشینکاری قطعات کوچکبی‌قاب|200x200پیکسل نرم افزارهای ساخت و تولید به کمک کامپیوتر (CAM) نرم افزارهای CAM فرآیند تبدیل مدل‌های سه بعدی به مسیرهای ابزار را خودکار می‌کنند، مسیری که ماشین چند محوری برای براده‌برداری کردن از قطعه طی می‌کند. این نرم افزار پارامترهای مختلف سر ابزار را در نظر می‌گیرد (در مورد روتر CNC، این به اندازه بیت است)، ابعاد فضای خالی و هر گونه محدودیتی که ممکن است دستگاه داشته باشد. مسیرهای ابزار برای پاس های متعدد را می‌توان برای ایجاد سطح بالاتری از جزئیات روی قطعات ایجاد کرد. چند پاس اول مقدار زیادی از مواد را حذف می‌کند، در حالی که آخرین و مهم ترین پاس باعث ایجاد پرداخت سطح می‌شود. در مورد ماشین تراش CNC، نرم افزار CAM مسیر ابزار را طوری بهینه می‌کند که محور مرکزی قطعه با چرخش تراش هم‌تراز باشد. هنگامی که مسیرهای ابزار تولید شدند، نرم افزار CAM آنها را به جی کد تبدیل می‌کند و به ماشین CNC اجازه می‌دهد تا براده‌برداری را شروع کند. نرم افزارهای CAM در حال حاضر عامل محدود کننده قابلیت‌های یک ماشین چند محوره با توسعه مداوم است. پیشرفت های اخیر در این فضا عبارتند از: بهینه‌سازی توپولوژی، الگوریتمی که مدل های سه بعدی را برای کارآمدتر و مقرون به صرفه‌تر بودن در ماشین های CNC اصلاح می‌کند. | ## جمع‌بندی | تشخیص خودکار ویژگی‌های مدل سه‌بعدی، که می‌تواند تولید مسیر ابزار را با شناسایی دستورالعمل‌هایی که ماشین باید از ویژگی‌های مدل سه‌بعدی پیروی کند، ساده‌تر کند.