آشنایی با دستگاه های صنعتی

CNC

1- برنامه ماشین

2- واحد کنترل ماشین

3- نرم افزار ماشین

4- موتورها

5- اجزای مکانیکی

6- سیستم اندازه گیری

 

 برنامه ماشین ( واحد ورودی )

برنامه شامل مجموعه های از اعداد، حروف و نشانه های است که به ماشین می گوید چه عملی را باید انجام دهد . مجموعه این اعداد حروف وعلائم که به صورت کدهای رمزبندی شده می باشند توسط واحد کنترل                    ماشین ( MCU ) تقسیم می شوند این برنامه علاوه بر اطلاعات مسیر قطعه کار شامل اطلاعات تکنولوژی کیفی         ( مقادیر سرعت و پیشروی ) و اطلاعات کمکی ( مثل و خاموش کردن سه نظام ، قطع و وصل                                 جریان سیال خنک کننده ) نیز می باشد .

برنامه می تواند علاوه بر تایپ مستقیم از طریق صفحه کلید دستگاه ( MDI ) از طریق Flash و کامپیوتر به ماشین ارسال شود .

 

واحد کنترل ماشین :

سیستم کنترل   سیستم کنترل در  ماشینهای کنترل عددی عبارت است از سیستمی که می تواند یک یا چند محور را در حین کار کنترل کرده و در موقعیت مکانی  خاص و مورد نظر قرار دهد و از بخشهای موتور٬ درایو ٬ کارتهای الکترونیکی ٬ مانیتور ٬ تابلوی فرمان و سیستم  اندازه گیری شامل سنسورهای اپتیکی (خط کش و انکودر ) تشکیل شده است .

واحد کنترل CNC که بر روی ماشین های ابزار به منظور اتوماسیون استفاده می شود دارای سه سیستم کنترل جهت کنترل واحد ورودی ، واحد پردازشگر و کنترل واحد خروجی می باشد .

اجزای واحد کنترل عبارتند از : نوار خوان ، میکروپروسور ، CPU ، حافظه RAM ، حافظه ROM ، Buffers  

PLC ، تقویت کننده تابلوهای کنترل و ....

واحد کنترل ماشین در نوع مدار باز ( open loop ) و مدار بسته ( closed loop ) وجود دارد .

واحد کنترل مدار باز Open loop

در این نوع کنترل ، عملیات کنترل به صورت خطی انجام می شود و تنها ورودی سیستم باعث تغییر در مقدار خروجی میگردد . به عبارتی میزان جابجائی هر محور توسط واحد کنترل تعیین می شود . اما اطلاعات از خروجی سیستم ( محرکه ) در مورد وضعیت هر محور به واحد کنترل ارسال نمی گردد . در نتیجه اگر خطایی در میزان جابجائی محورها رخ دهد سیستم قادر به کشف و جبران آن نخواهد بود امروزه از سیستمهای کنترل مدار باز تنها در ماشینهای CNC آموزشی استفاده می شود که نیاز به دقت بالایی در محصول نمی باشد .

 

واحد کنترل مدار بسته Close loop

در کنترل مدار بسته عملیات کنترل به صورت یک حاقه بسته انجام شده و علاوه بر ورودی ، خروجی نیز از طریق قسمتی به نام فیدبک در تغییر مقدار خروجی مؤثر خواهد بود . در این سیستم کنترل اطلاعات موقعیت هر محور از طریق فیدبک به واحد کنترل ارسال می شود و پس از بررسی و مقایسه با میزان صحیح ، چنان چه بیاز به اصلاح داشته باشد توسط واحد کنترل تصیح و به سیستم ارسال میگردد . سیستمهای کنترل مدار بسته که سرعت و موقعیت را کنترل می کند سرو مکانیزم نام دارد و به موتورهایی که در این سیستم به کار میروند سرو موتور                 می گویند . کنترل مدار بسته از دقت بالایی برخوردار می باشد .

 

ماشین افزار 

برنامه NC پس از رمز گشایی و تبدیل به زبان ماشین در حافظه ذخیره می شود ، محاسبات لازم انجام می پذیرد و سپس به شکل اطلاعات مسیر و اطلاعات فنی به سیگنالها خروجی قطع و وصل  تبدیل و به موتورها فرمان                می دهد . موتورها حرکت چرخشی را به پیچهای ساچمه ای منتقل کرده و پیچهای ساچمه ای حرکت دورانی را به حرکت خطی تبدیل می کنند . در نهایت حرکت خطی از طریق کشویی و راهنما ها تحت کنترل سیستم اندازه گیری به ابزار منتقل می شود . 

سیستم کنترل   سیستم کنترل در  ماشینهای کنترل عددی عبارت است از سیستمی که می تواند یک یا چند محور را در حین کار کنترل کرده و در موقعیت مکانی  خاص و مورد نظر قرار دهد و از بخشهای موتور٬ درایو ٬ کارتهای الکترونیکی ٬ مانیتور ٬ تابلوی فرمان و سیستم  اندازه گیری شامل سنسورهای اپتیکی (خط کش و انکودر ) تشکیل شده است .

در دنیا کمپانیهای مختلفی کنترلر می سازند و روی دستگاههای CNC قرار می دهند که از آن جمله می توان کنترلهای زیمنس ٬ ٬  فانوک ، هایدن هاین٬  میتسوبیشی٬ فاگور٬ فیدیا٬ انگل هارد٬ هاست٬ تسلا  و..... را نام برد که در ایران سه نوع کنترل های زیمنس ٬ فانوک ٬ هایدن هاین مورد توجه بیشتر صنعت گران و صنایع مختلف  می باشد . و طبعاً  تعداد دستگاههای CNC موجود و فعال  با کنترلهای فوق الذکر بیشتر از دیگر کنترلها است .

 

 

لازم به یاد آوری است افراد یا شرکتهای که می خواهند در امر آموزش ٬ تعمیرات و یا واردات لوازم یدکی کنترلها صرف وقت و هزینه کنند به امر فوق توجه کافی داشته باشند .

با پیشرفت و توسعه دستگاههای NC تلاشهای زیادی برای ارتقاء قابلیتهای آنها صورت گرفت که با ورود کامپیوتر ، در تکنولوژی ساخت  سیستم های NC تحولی شگرف به وجود آمد  و اولین ماشین CNC در سال 1972 ساخته شد . در ذیل به چند تفاوت اساسی دستگاههای NC و CNC  اشاره میگردد .

 

 

 

تفاوتهای اساسی ماشینهای NC و CNC 

 

1- خواندن برنامه

در ماشینهای NC برنامه به صورت خط به خط خوانده و اجرا می شود و در نتیجه اگر اشتباهی در خطوط جلوتر وجود داشته باشد واحد کنترل قادر به تشخیص آن می باشد .

 

2- تست نمودن برنامه

در بسیاری از ماشینهای CNC می توان برنامه را بصورت آزمایشی اجرا نمود و مسیر حرکت ابزار را به صورت گرافیکی در روی مانیتور دستگاه و یا PC مشاهده کرد و چنانچه نیاز به اصلاح داشته باشد برنامه را اصلاح نمود .

 

3- برنامه نویسی پارامتریک

عملیات تکراری مانند سیکل ها را به راحتی با این نوع برنامه می توان نوشت و نیز برنامه نویسی پارامتریک قطعات پیچیده و سطوح هندسی را ممکن و راحت میسازد  و علاوه بر این نوشتن برنامه قطعات فوق را توسط زبان APT و نرم افزار  CAD/CAM  میسر میسازد . 

 

4- اصلاح برنامه

چون در ماشینهای CNC برنامه به صورت نرم افزاری است هر گونه تغییر و اصلاح به راحتی ممکن است . همچنین              می توان تغییرات را ذخیره نموده و نیز برنامه های نوشته شده را به راحتی به هم متصل نمود .

 

5- جبران شعاع ابزار

جبران شعاع ابزار برای مسیرهای شیب دار و منحنی به راحتی انجام می شود . و حجم محاسبات را به طور قابل توجهی از بین میبرد . این مزیت از مهم ترین تفاوتهای بین ماشین NC و CNCمی باشد ، ماشینهای NC به دلیل اینکه برنامه را خط به خط می خوانند قادر به جبران شعاع ابزار نیستند .

 

6- سادگی ارتباط با مجموعه های دیگر

در ماشین های CNC به راحتی می توان  برنامه ماشین کاری را از طریق DNC  و از راه دور به ماشین ها منتقل کرده و نیز روبات به راحتی به این ماشینها متصل می شود و می تواند در سیستم های تولید یکپارچه CMIC قرار گیرد . به طور کلی استفاده از CNC به طور مجزا صحیح نمی باشد و این ماشینها بهتر است  در سیستم های                                                                                                        Fixlble Manufacturing Systems )) FMS  و   CIMS(Computer Integrated Manufacturing Systems ) مورد استفاده قرار گیرند .