الرئيسية

ما هي السي أن سي (CNC) ببساطة و البرامج المستخدمة للسي أن سي CNC Software


السي أن سي (CNC) هي إختصار لـ(Computer Numerically Controlled machine) أي (ماكينة يتم التحكم بها رقمياً بإستخدام الكمبيوتر). وكما يوحي الإسم فإن حركاتها تتم بواسطة أوامر من الكمبيوتر بدل التحكم اليدوي.
دعونا الآن نعود إلى أصل الحاجة للـCNC
ربما رأيت من قبل حرفيين يستخدمون المنشار والمقدح وينحتون بشكل يدوي على الخشب. أو إذا كنت مهتم بالصناعة فربما رأيت محترفي تشكيل معادن يستخدمون المخارط والفرايز اليدوية لإخراج قطعة ميكانيكية حسب القياسات المطلوبة. في هذه الحالات فإن هؤلاء الحرفيين يقومون بتحريك أدوات القطع يدوياً لإخراج المطلوب. هذا قد يتطلب ساعات طويلة من العمل ومحدودية في دقة الناتج. بالإضافة أنها تحتاج إلى خبرات كبيرة قبل الوصول إلى مراحل متقدمة.
في حالة السي أن سي (CNC) فإننا نقوم بكتابة أوامر حركية للماكينة لتقوم بتنفيذها سطراً سطراً. سلسلة الأوامر هذه تدعى برنامج الـ G-Code. حركة الطاولة (التي تثبت عليها القطعة المشغولة)، وحركة أداة القطع وسرعة دوران أداة القطع والأوامر الثانوية مثل تغيير أداة القطع وتشغيل وإطفاء التبريد والشفط والتثبيث ستكون كلها متواجدة في هذا البرنامج. سيقوم البرنامج بإعطاء الأوامر بشكل تتابعي لجميع المحركات (Motors) والمتحكمات وإكسسوارات الماكينة للقيام بالعمليات التي طلبها المصمم. كتابة الأوامر تجعل من السهل تنفيذ عمليات معقدة بإستخدام الماكينة. على سبيل المثل يمكنك تشكيل مجسمات ثلاثية الأبعاد معقدة جداً بإستخدام برنامج معد مسبقاً.
لماذا السي أن سي؟

   سي ان سي مركزية تستخدم لخراطة القطع الميكانيكية المعدنية بشكل إنتاجي
    1.   يمكن إنتاج نفس القطعة المشغولة بكميات كبيرة وبنفس الدقة وبشكل مطابق إذا تم كتابة البرنامج مرة واحدة.
    2.   السرعة العالية والدقة العالية والكفاءة العالية.
    3.   تقليل وقت الشغل والحفاظ على حياة أداة القطع.
    4.   زيادة الإنتاجية
    5.   إنتاج مشغولات معقدة الشكل بسهولة.
    العلاقة الوطيدة بين الـCNC و الـCAD/CAM
    منذ بداية عهد السي أن سي في أربعينات القرن الماضي ونحن نتحكم في السي أن سي بإستخدام أوامر حركية مكتوبة كما في المثال التالي:
     G0 X0 Y0 Z15 : إذهب بشكل سريع جداً إلى الإحداثيات 0،0،15
     G0 X5 Y0 Z15 :  تحرك بشكل سريع جداً في محور السينات 5 ميليمتر
     T10 M6 : قم بتركيب أداة القطع رقم 10
     S5000 M3 : شغل محرك القطع بسرعة 5000 دورة/ثانية
     G1 X10 Y5 Z0 F500 : تحرك بسرعة 500 ملم/دقيقة للوصول إلى الإحداثيات 10،5،0.
    المثال الذي رأيته هو عبارة عن برنامج جي كود (G-Code) وكما لاحظت فإن طريقة إعطاء الأوامر بشكل برمجي قد تكون عملية إذا أردت توجيه الماكنة لقطع شكل مربع أو دائري أو أي شكل هندسي بسيط، لكن هذا لن يكون سهلاً في حالات تنفيذ الأشكال ثلاثية الأبعاد أو الهندسية المعقدة.
    نتيجة للحاجة لحل هذه المشكلة ظهرت برامج تساعد على كتابة الأوامر بناءاً على معطيات رسومية سميت هذه البرامج ببرامج الـCAM (إختصاراً لـ Computer Aided Manufacturing : أي التصنيع بمساعدة الكمبيوتر ) وهو علم واسع ومستقل وهناك العديد من البرامج التي تقدم هذه الخدمة بشكل منفصل أو بشكل مندمج مع برامج الرسم بما يعرف بـCAD/CAM.

    البرامج المستخدمة للسي أن سي

    CNC Software


    مصطلح سي أن سي هو مصطلح جذاب بلا شك لأنه يتحدث عن ماكينات غيرت مفهوم الحرفية والتشكيل المعدني والخشبي تماماً. حيث أن يمكنك بإستخدام ماكينات السي أن سي القيام تشكيل تمثال خشبي لم يكن بإمكان حتى أكثر النحاتين حرفية القيام به.
    على الرغم من جاذبية المصطلح لكن نلاحظ أن مالكي هذه الماكينات تتفوات مهاراتهم في إستخدامها وهذا لا شك يعود إلى الحس الإبداعي لمشغلي هذه الماكينات من جهة. لكنه يعتمد على إختياراتهم للبرامج التي يستخدموها من جهة أخرى. حيث أن البرنامج الذي يصلح لتطبيق ما لا يصلح لتطبيق آخر.
    في هذه المقالة سأحاول أن أستعرض لكم بعض أهم البرامج التي تتعلق بالسي أن سي وبعض نقاط قوتها وضعفها وتطبيقاتها.
    في عالم السي أن سي هناك نوعين من البرامج هما برامج الرسم المحوسب (CAD Software) وبرامج برمجة سي ان سي (CAM Software). ويتوفر أيضا برامج رسم وبرمجة سي أن سي (CAD/CAM Software).
    برامج الرسم المحوسب(CAD Software):
    تستخدم برامج الرسم المحوسب لبناء الشكل أو المجسم المطلوب بالأبعاد المرغوب فيها وأحب دائما أن أقسمها إلى برامج هندسية (Engineered Design) وبرامج التجسيم الحر (NURBS Modeling). كما يمكن تقسيمها أيضاً إلى برامج رسم ثنائي البعد (2D) وبرامج رسم ثلاثي البعد (3D).
    1.    أوتودكاد (AutoCAD): وهو البرنامج الأشهر لرسم المخططات 2Dعلى الرغم أنه يمكنه رسم  3D وقد يلزمك إذا كنت تمتلك ماكينات سي أن سي قص بلازما أو أوكسجين. (تنزيل البرنامج من هنا).

    2.   سوليدووركس (SolidWorks): وهو برنامج رسم القطع الميكانيكية ثلاثية الأبعاد 3D الأشهر حيث يمكنك من تصميم كافة أجزاء المشغولة والتأكد من تطابقها. يلزمك إذا كنت تود تصميم قطع ميكانيكية أو قوالب معدنية  (تنزيل البرنامج من هنا).

    3.   إنفنتور (Inventor): وهو برنامج مماثل لبرنامج السوليدووركس ينصح به إذا كنت معتاداً على العمل في بيئة أوتوكاد. (تنزيل البرنامج من هنا).

    4.   كوريل درو (CorelDraw): وهو البرنامج الأشهر للتصميم ثنائي الأبعاد المتجه (2D). يستخدم بشكل شائع مع ماكينات الخشب وسي أن سي الليزر كما يستخدم في تصميم اللوحات الإعلانية (تنزيل البرنامجمن هنا).

    5.   إلستريتور (Illustrator): وهو برنامج مماثل بشكل كبير لبرنامج كوريل درو ينصح به إذا كنت معتاداً على العمل في بيئة فوتوشوب. (تنزيل البرنامج من هنا).

    6.   راينو (Rhinoceros): وهو أحد أشهر برامج التجسيم الحر ثلاثي الأبعاد ويستخدم كثيراً في الأعمال الفنية ثلاثية الأبعاد مثل التماثيل الخشبية . (تحميل البرنامج من هنا)

    7.   ثري دي ماكس (3Ds Max): وهو برنامج مشابه للراينو يتسخدم للتجسيم الأشكال الحرة وتحريكها. (تحميل البرنامج من هنا)
    8.   باورشيب (PowerShape): برنامج متقدم لتهيئة المجسمات ثلاثية الأبعاد للتنفيذ. يشيع إستخدامه في حالات صناعة القوالب المعدنية. وينصح بالعمل عليه إذا كنت تستخدم برنامج باورميل(PowerMill). (تنزيل البرنامج من هنا).
    برامج برمجة السي أن سي (CAM Software):
    هي برامج يتم إستخدامها لتوليد توجيهات حركية لسكين القطع (ToolPaths) لماكينة السي أن سي للسير في مسارات تضمن الخروج بمشغولة مطابقة لما تم رسمه مسبقاً في برامج الرسم (CAD Software). ونستطيع أن نقسم هذه البرامج حسب نوع الماكينة فهناك برامج لليزر أو البلازما وهناك برامج للخشب وهناك برامج للقوالب وهكذا.
    1.   ارت كام (ArtCAM): وهو البرنامج الأشهر والأسهل لتصميم وتنفيذ الأعمال الخشبية حيث يحتوي على واجهة رسم ثنائي الأبعاد وثلاثي الأبعاد سهل ومناسب للحرفيين. كما يحتوي على مجموعة من إستراتيجيات الحفر ثنائي وثلاثي الأبعاد يمكنك من تنفيذ معظم الأعمال الخشبية على السي أن سي راوتر. أنصح به في حال كنت في بداية مشوارك في سي ان سي الخشب.(تنزيل البرنامج من هنا).
    2.   فكترك أسبير (Vectric Apsire): وهو برنامج قريب جداً من برنامج آرت كام من حيث الأدوات التي يوفرها. لكنني أفضل أن أرشحه كدرجة ثانية بعد الآرت كام. (تنزيل البرنامج من هنا).
    3.   بورميل (PowerMill): يعتبر برنامج باورمل من أقوى برامج التي تدعم ماكينات المحاور الخمسة (5-Axis) ويشيع إستخدامه في صناعة التماثيل وبرمجة حركات الروبوت. يحتوي على مجموعة واسعة من إستراتيجيات الحفر ذو الخمسة محاور(5-Axis). كما يشيع إستخدامه في صناعة القوالب المعدنية أيضاً. (تنزيل البرنامج من هنا).
    4.   ماستركام (MasterCAM): وهو البرنامج الأشهر في عالم سي أن سي المشغولات المعدنية مثل القوالب ويرجع سبب الشهرة لقدم البرنامج وثراءه بالمكتبات وإستراتيجيات القطع خماسي المحاور. ينصح بإستخدامه في حالات تنفيذ المجسمات الهندسية المعقدة. (تنزيل البرنامج من هنا أو تنزيله كإضافة على السوليدووركس من هنا)

    5.   إتش إس إم (HSMWorks): وهو أحد الإضافات سهلة الإستخدام ويستخدم لتنفيذ المجسمات الميكانيكية ثلاثية الأبعاد. مكتبة إستراتيجيات الحفر فيه محدودة ولكن تكفي للأعمال غير المعقدة. (لتحميل الإضافة على سوليدووركس من هنا)
    6.   كوبركام (CopperCAM): يستخدم بشكل مخصص لتنفيذ اللوحات الإلكترونية المطبوعة على ماكينات السي أن سي. (تنزيل برنامج كوبركام من هنا).
    في القائمتين أعلاه حاولت أن أضع أشهر البرامج المستخدمة في عالم السي أن سي لكن مؤكد أن هناك الكثير من البرامج غيرها.