تاریخچه و قسمت های تشکیل دهنده دستگاه cnc

تاریخچه و قسمت های تشکیل دهنده دستگاه cnc:
26/02/2015

تاریخچه و قسمت های تشکیل دهنده دستگاه cnc: با اختراع ماشین های سی ان سی تحویلی نوین در صنعت ایجاد شد و شاهد تحرکی گسترده در بسیاری از حوزه ها بودیم، در این قسمت مروری بر تاریخچه این ماشین آلات و  قسمت های مختلف آن صورت می گیرد.

1-1 تاريخچه ماشينهاي كنترل عددي
بعد از جنگ‌ جهاني‌ دوم‌ ضرورت‌ وجود دستگاههايي‌ كه‌ توانايي‌ ساخت‌ قطعات‌ پيچيده‌ و دقيق‌ را براي‌ صنايع‌ هوافضا داشته‌ باشند احساس‌ مي‌شد تا قبل‌ از سال‌ 1949 كارهايي‌ در زمينه‌ كنترل‌ ماشينها; استفاده‌ از كارتهاي مخصوص‌ سوراخ دار انجام‌ شده‌ بود در سال 1949 gohn parsons از شركت‌ پارسونز اولين‌ قرارداد خود را بانيروي‌ هوايي‌ آمريكا جهت‌ ساخت‌ اولين‌ دستگاه‌ با كنترل‌ عددي‌ NC منعقد كرد. در سال‌ 1951 اين‌ پروژه‌ به‌انيستيتو تكنولوژي‌،  ماساچوست‌ (MIT) واگذار شد.

در سال‌ 1952 كوششها وتحقيقات‌ آزمايشگاه‌ سرومكانيزم انيستيتو تكنولوژي‌ ماساچوست‌ به‌ بار نشست‌ و اولين‌ ماشين‌ فرز NC تلاشهاي‌ زيادي‌ براي‌ به‌ وجود آوردن‌ دستگاههاي‌ كنترل‌ پيشرفته‌تر انجام‌ شد. با ورود كامپيوتر به‌سيستمهاي‌  NC تحول‌ ديگري‌ در تكنولوژي‌ NC به‌ وجود آمد كه‌ امروز ماشينهاي‌CNC  با تعداد محورهاي‌ كنترل‌ بيشتر و دقت‌ و سرعت‌ بهتر به‌ وفور ديده‌ مي‌شود كه‌ مي‌توان‌ اتوماسيون‌ را به‌ سطح‌ بسيار بالايي‌ در سيستمهاي‌ DNC، CAD/CAM و CIMS مشاهده‌ نمود.

2-1 كنترل عددي (NC)
كنترل‌ عددي‌ عبارت‌ است‌ از استفاده‌ از كدهاي‌ رمزبندي‌ شده‌ اعداد، حروف‌ و علائم‌ كه‌ قابل‌ فهم‌ براي‌ واحد كنترل ‌است‌ و پس‌ از رمز گشايي‌ به‌ پالس‌هاي‌ الكتريكي‌ جريان‌ تبديل‌ شده‌ و از اين‌ پالس‌ها براي‌ روشن‌ و خاموش‌ كردن ‌سيستم‌ محركه‌، كلاچ‌ و تجهيزات‌ ماشين‌ استفاده‌ مي‌شود. فلسفه‌ بوجود آمدن‌ ماشينهاي‌ NC علاوه‌ بر ضرورت‌ توانايي‌ ساخت‌ قطعات‌ پيچيده‌ ايجاد خودكارسازي‌ و اتوماسيون‌ نيز مي‌باشد.

بشر همواره‌ سعي‌ بر آن‌ داشته‌ كه‌ توليد مكانيزه‌ شود چرا كه‌ خودكار سازي‌ يا اتوماسيون‌ مي‌تواند موجب‌ ارتقاي ‌كيفي‌ و كمي‌ بهره‌ وري‌ فعاليت هاي‌ انساني‌ گردد و نيز اين‌ امكان‌ را فراهم‌ مي‌سازد كه‌ تعداد كمي‌ از افراد متخصص‌ به‌ نتايجي‌ دست‌ يابند كه‌ دستيابي‌ به‌ آنها در گذشته‌ نيازمند مشاركت‌ تعداد زيادي‌ افراد با تجربه‌ بود. از طرفي ‌سيستمهاي‌ خودكار انجام‌ كارهايي‌ را كه‌ فراتر از توانايي‌هاي‌ انساني‌ مي‌باشد امكانپذير مي‌كند.

3-1 كنترل عددي كامپيوتري
كنترل‌ عددي‌ كامپيوتري‌ (CNC) يك‌ سيستم‌ NC مبتني ‌بر استفاده‌ از كامپيوتر به‌ عنوان‌ واحد كنترل‌ است‌. در اين ‌كنترلها سرعت‌ پردازش‌ اطلاعات‌ به‌ دليل‌ استفاده‌ از كامپيوتر بسيار بالا است‌ و بر خلاف‌ ماشينهاي‌ NC كه‌ برنامه ‌را خط به‌ خط مي‌خوانند قادر است‌ تمام‌ خطوط برنامه‌ را بخواند و چك‌ كند و سپس‌ اجرا نمايد سرعت‌ و انعطاف‌پذيري‌ بالاي‌ ماشينهاي‌ CNC و‌ كار با‌ آن‌ اين‌ شهامت‌ را مي‌دهد كه‌ آنچه‌ را كه‌ در ذهن‌ دارند در اسرع‌ وقت‌ بيازمايند و به‌ ارتقاي‌ محصول‌ خود فکر کنید و به‌ سرعت‌ نيازمندي‌هاي‌ مشتريان‌ خود را تأمين‌ نموده‌ و در اسرع‌ وقت‌ خود را با نيازمنديهاي‌ بازار هماهنگ‌ نمايند.

4-1 اجزاي اصلي ماشينهاي CNC
1-4-1  برنامه‌ ماشين
2-4-1  واحد كنترل‌ ماشين‌ Machine  Control  Unit
3-4-1  ماشين‌افزار: موتورها، اجزاي‌ مكانيكي‌، سيستم‌

       1-4-1  برنامه ماشین  (واحد ورودی )
       برنامه‌ شامل‌ مجموعه‌اي‌ از اعداد، حروف‌ و نشانه‌ هايي‌ است‌ كه به‌ ماشين‌ مي‌گويد چه‌ عملي‌ را بايد انجام‌ دهد. مجموعه‌ اين‌ اعداد، حروف‌ و علائم‌ كه‌ به‌ صورت‌ كدهاي‌ رمز بندي‌ شده‌ مي‌باشند توسط واحد كنترل‌ ماشين‌(CNU) تفسير مي‌شوند. اين‌ برنامه‌ علاوه‌ بر اطلاعات‌ مسير قطعه‌ كار شامل‌ اطلاعات‌ تكنولوژي‌ (مقادير سرعت‌ و پيشروي‌) و اطلاعات‌ كمكي‌ (مثل‌ روشن‌ و خاموش‌ كردن‌ سه‌ نظام‌، قطع‌ و وصل‌ جريان‌ سيال‌ خنك‌ كننده‌ نيز مي‌باشد برنامه‌ مي‌تواند علاوه‌ بر تايپ‌ مستقيم‌ از طريق‌ صفحه‌ كليد دستگاه‌ (MDI) از طريق‌ نوار سوراخدار، نوار مغناطيسي‌، ديسك‌ مغناطيسي‌ و كامپيوتري‌ (DNC) به‌ ماشين‌ ارسال‌ مي‌شود.

        2-4-1  واحد كنترل‌ ماشين‌
        cnc نوعي‌ كنترل‌ است‌ كه‌ بر روي‌ ماشين هاي‌ افزار به‌ منظور اتوماسيون‌ استفاده‌ شده‌ و هر سیستم کنترل‌ داراي‌ سه ‌جزء اصلی‌ واحد ورودي‌ واحد پردازشگر و واحد خروجي‌ مي‌باشد.

پيچيده‌ترين‌ سيستم‌ كنترلي‌ را انسان‌ دارد كه‌ درآن‌ حواس‌ پنجگانه‌ به‌ عنوان‌ واحد ورودي‌ مغز انسان‌ به‌ عنوان‌ پردازشگر و ماهيچه‌ها و كلام‌ انسان‌ به‌ عنوان‌ واحد خروجي‌ عمل‌ مي‌كند.

در cnc نيز سه‌ جزء اصلي‌ نام‌ برده‌ شده‌ و عنوان‌ واحد ورودي‌ واحد پردازشگر و واحد خروجي‌ عمل‌ مي‌نمايد اجزاي‌ واحد كنترل‌ عبارتند از: نوارخوان‌، ميكروپروسسور CPU، حافظه‌ RAM،حافظه‌ ROM، Buffers، PHC،تقويت‌ كننده‌، تابلوي‌ كنترل‌ و… انجام‌ برخي‌ اعمال‌ كه‌ براي‌ انسان‌ بسيار ساده‌ است‌ از قبيل‌ خواندن‌ اندازه‌، تمايز بين‌ اعداد، حروف‌ و علائم‌ مختلف‌ براي‌ تجهيزات‌ الكترونيكي‌ و كامپيوتري‌ بسيار مشكل‌ مي‌باشد در نتيجه‌ اطلاعات‌ ورودي‌ به‌ ماشين‌ به‌ منظور شناخت‌ سريع‌ و آسان‌ آنها بايد رمز بندي‌ شوند.

سيگناهاي‌ اطلاعاتي‌ داراي‌ يكی‌ از چهار حالت‌ زير مي‌باشد.

♦ -1  سيگنال‌ آنالوگ‌ يا پيوسته‌:
سيگنال‌ كلامي‌ انسان‌، دماسنج‌، فشار سنج‌ از اين‌ قبيل‌ سيگناها مي‌باشند و كار با اين‌ سيگناها بسيار مشكل‌ است‌

♦ -2  سيگنال‌ ديسكريت‌ يا گسسته‌
سيگنالي‌ است‌ كه‌ مقادير آن‌ در محدوده‌ زمانهاي‌ مساوي‌ مقادير ثابتی‌ را دارا مي‌باشد اين‌ مقادير هيچ‌ گونه‌ نسبتي‌ با يكديگر ندارند بهترين‌ مثال‌ براي‌ سيگنال‌هاي‌ فوق‌ مثالهاي‌ آماري‌ مي‌باشد.

♦ -3  سيگنال‌ ديجيتالی‌ يا پله‌اي‌
نوعي‌ سيگنال‌ ديسكريت‌ يا گسسته‌ است‌ با اين‌ تفاوت‌ كه‌ مقادير آن‌ با نسبت‌ مشخص‌ تغيير مي‌كند سيستم هاي ‌مخابراتي‌ با سيگنال‌ ديجيتال‌ كار مي‌كنند.

♦ -4 سيگنال‌ باينری‌ يا دو رويي‌
نوعي‌ سيگنال‌ ديجيتالي‌ است‌ با اين‌ تفاوت‌ كه‌ مقادير آن‌ فقط بين‌ دو محدوده‌ صفر و يك‌ تغيير مي‌كند. مانند كليد كه‌داراي‌ دو حالت‌ بازوبسته‌ مي‌باشد كه‌ در حالت‌ باز صفر و در حالت‌ بسته‌ يك‌ در نظر گرفته‌ مي‌شوند.

سيگنالهايي‌ كه‌ در مهندسی‌ بيشتر از همه‌ موارد استفاده‌ قرار مي‌گيرند سيگنالهاي‌ ديجيتال‌ مي‌باشند كه‌ اغلب‌ آنها جزء سيگنالهاي‌ باينري‌ محسوب‌ مي‌شوند. سيگنالهاي‌ باينري‌ در ارائه‌ اطلاعات‌ داراي‌ ارزش‌ بسيار هستند چون‌ دركنترل‌ مي‌توان‌ آنها را به‌ سادگي‌ نمايش‌ و همچنين‌ عمليات‌ رياضي‌ را به راحتي‌ با آنها انجام‌ داد اعداد حروف‌ ونشانه‌ها را مي‌توان‌ به‌ راحتي‌ با اين‌ سيگنال‌ها رمز بندي‌ كرد. در جبر بول‌ كه‌ فقط از دو عدد صفر و يك‌ استفاده‌ شده‌است‌ و بر خلاف‌ جبر عمومي‌ كه‌ از طيف‌ و سيعي‌ از اعداد استفاده‌ شده‌ مي‌توان‌ عمليات‌ منطقي‌ NoT، AND،NOR و NAND را به‌ زبان‌ رياضي‌ نوشت‌ و در تكنولوژي‌ كنترل‌ استفاده‌ كرد.

كامپيوتر يك‌ وسيله‌ برقي‌ است‌ كه‌ با ولتاژ كار مي‌كند اگر كامپيوتر براساس‌ اعداد اعشاري‌ (آنالوگ‌) ساخته‌ شود نياز به‌ ده‌ نوع‌ ولتاژ مختلف‌ براي‌ شناسايي‌ اعداد 9… و2 و1 و0 داشت‌ كه‌ انجام‌ چنين‌ كاري‌ بسيار پر هزينه‌ و مشكل‌ است‌ با استفاده‌ از اعداد باينري‌ نياز به‌ يك‌ ولتاژ داريم‌ كه‌ مي‌تواند دو حالت‌ وجود ولتاژ (يك‌) و عدم‌ وجود ولتاژ را داشته‌ باشند.

اعداد در سيستم‌ باينري‌ زنجيره‌اي‌ از صفر و يك‌ مي‌باشد كه‌ در دو نوع‌ ISO  و EIA استاندارد شده‌اند.

      -3-4-1 ماشين‌ افزار
       سومين‌ قسمت‌ اصلي‌ يك‌ سيستم‌ CNC ماشين‌ ابزار مي‌باشد كه‌ كار اصلي‌ فرآيند يعني‌ براده‌ برداري‌ را انجام ‌مي‌دهد اين‌ قسمت‌ در حقيقت‌ شامل‌ قطعه‌ كار، ابزار، فيكسچر و ديگر اجزاء مكانيكي‌ و برقی‌ موجود در ماشين‌CNC   مي‌باشد ماشين‌هاي‌ ابزار نيز خود به‌ چند گروه‌ تقسيم‌ بندي‌ مي‌شوند.

-1 ماشينهايي كه درآن‌ قطعه‌ كارحركت‌ دوراني وابزارحركت‌ خطي داردمانندتراشCNC
-2  ماشينهايي‌ كه‌ در آن‌ قطعه‌ كار حركت‌ خطي‌ و ابزار حركت‌ دوراني‌ دارد مانند فرزCNC
-3  ماشينهايي‌ كه‌ در آن‌ براده‌ برداري‌ به‌ روشي‌ تخليه‌ الكتريكي‌ انجام‌ مي‌شود.
-4  ماشينهايي‌ كه‌ به‌ روش‌ سايش‌ براده‌ برداري‌ مي‌كند مانند سنگ‌ CNC

 -5-1  اجزاء مكانيكي و برق ماشينهاي CNC
عضوي‌ از ماشيني‌ است‌ كه‌ ساير اجزای روي‌ آن‌ سوار مي‌شوند لذا بايد بسيار محكم‌ و مقاوم‌ در برابر ارتعاش‌ و حرارت‌ باشد تا بتواند شتابها‌ و سرعتهاي‌ بالا را تحمل‌ نمايد عمدتاً از چدن‌ خاكستري‌ سخت‌ كاري‌ شده‌ و در بعضي‌ موارد از سراميك‌ و يا گرافيت‌ ساخته‌ مي‌شود.

       1-5-1- بدنه ماشین:
       صفحات‌ صاف‌ و سختي‌ هستند كه‌ ابزارگير يا ميز روي‌ آنها به‌ كمك‌ روليرينگ‌ و سيستم‌ روغن كاري‌ مي‌لغزند براي‌كاهش‌ اصطكاك‌، اسلايدرها پوشش‌ داده‌ مي‌شوند و يا روي‌ لايه‌ نازكي‌ از روغن‌ يا بالشي‌ از هوا نيز حركت‌ مي‌كنند.

2-5-1- اسلايدرها:

3-5-1- محور اصلي‌:
       موتور اصلي‌ در دستگاه‌ تراش‌ قطعه‌ كار و در فرز ابزار را مي‌چرخاند در هر دو حالت‌ موتور بايد توان‌ لازم‌ براي ‌برش‌ قطعه‌ كار را ايجاد مي‌كند اگر در ماشين‌ تراش‌ CNC بخواهيم‌ سرعت‌ برش‌ ثابت‌ داشته‌ باشيم‌ يك‌ سيستم ‌تصحيح‌ سرعت‌ بدون‌ پله‌ با ترمز مورد نياز است‌ موتور محور اصلي‌ مي‌تواند از نوع‌ DC براي‌ ماشين‌ها ورباتهاي ‌كوچك‌ و يا از نوع‌ سه‌ فاز AC براي‌ توانهاي‌ بالاتر باشد در نوع‌ اخير به‌ كمك‌ درايو مخصوص‌ جهت‌ ايجاد سرعت‌هاي‌ مختلف‌ نيازمنديم‌ البته‌ درصورتي‌ كه‌ فقط سرعتهاي‌ خاصي‌ مورد نظر باشد مي‌توان‌ از يك‌ گيربكس‌ هم ‌استفاده‌ كرد

-6-1 انواع موتورهاي محرك محورها
در ماشينهاي‌ CNC براي‌ به‌ حركت‌ درآوردن‌ و پيشروي‌ محورها در ماشين‌هاي‌ كنترل‌ عددي‌ از محرك‌هاي‌ الكتريكي‌، هيدروليكي‌ و پنوماتيكي‌ استفاده‌ مي‌شود كه‌ به‌ شرح‌ هر يك‌ از آنها پرداخته‌ مي‌شود از جمله‌ عوامل‌ موثر در انتخاب‌ نوع‌ محرك‌ها مي‌توان‌ قدرت‌ موتور، هزينه‌، قابليت‌ اعتماد و اطمينان‌ مصرف‌ برق‌ و نگهداري‌ آن‌ را نام ‌برد.

      1-6-1- محرك‌هاي‌ الكتريكي‌
      محركه‌هاي‌ الكتريكي‌ شامل‌ مورهاي‌ AC، DC و يا موتورهاي‌ پله‌اي‌ مي‌باشند.

الف) موتورهاي جريان مستقيم (DC)

در اين‌ نوع‌ موتورها عامل‌ حركت‌ ميدان‌ مغناطيسي‌ استاتور يا جريان‌ الكتريكي‌ رتور مي‌باشد كه‌ سرعتهاي‌ دوراني‌در اين‌ موتورها با تغيير ولتاژ و همچنين‌ گشتاور موتور با ميزان‌ جريان‌ ورودي‌ به‌ خوبي‌ قابل‌ كنترل‌ مي‌باشند اين‌موتورها به‌ دليل‌ ويژگيهايي‌ كه‌ از جمله‌ قدرت‌ بالا، سرعت‌ يكنواخت‌، عكس‌ العمل‌ سريع‌ نسبت‌ به‌ تغييرات‌ سرعت‌ و… بيشترين‌ كاربرد را در ماشينهاي‌ CNC دارا مي‌باشند از اين‌ موتورها در مدارهاي‌ باز استفاده‌ نمي‌شود ولي‌ در مدارهاي‌ بسته‌ استفاده‌ از آنها زياد مي‌باشد از اين‌ موتورها بيشتر جهت‌ دوران‌ اصلي‌ سه‌ نظام‌ استفاده‌ مي‌شوند.

ب) موتورهاي جريان متناوب (AC)

در اين‌ نوع‌ موتورها سرعت‌ دوران‌ متناوب‌ با تغيير فركانس‌ ورودي‌ تغيير كرده‌ و تنها مزيت‌ اين‌ موتورها اين‌ است‌كه‌ نيازي‌ به‌ يك‌ سو كننده‌ ندارند و به‌ دليل‌ حجم‌ زياد در مقايسه‌ با موتورهاي‌ DC كاربرد كمتري‌ در ماشين‌هاي‌CNC دارند از اين‌ موتورها بيشتر جهت‌ حركت‌ ابزار در راستاي‌ محورها استفاده‌ مي‌شوند.

ج) موتورهاي پلهاي

در اين‌ موتورها با دادن‌ هر پالس‌ كنترل‌ ورودي‌، موتورها به‌ اندازه‌ زاويه‌ مشخص‌ كه‌ زاويه‌ گام‌ نام‌ دارد دوران‌ كرده‌ ومتناسب‌ با آن‌ زاويه‌ پيچ‌ ساچمه‌اي‌ دوران‌ مي‌كند كه‌ باعث‌ حركت‌ خطي‌ مهره‌ به‌ اندازه‌ مورد نظر مي‌شود دقت‌ اين‌موتورها به‌ زاويه‌ گام‌ و گام‌ پيچ‌ ساچمه‌اي‌ بستگي‌ دارد و با افزايش‌ تعداد قطبها مي‌توان‌ دقت‌ آنها را افزايش‌ داد از خصوصيات‌ اين‌ موتورها حجم‌ كم‌ كنترل‌ دقيق‌ محورها و ارزان‌ بودن‌ آنها مي‌باشد و از معايب‌ آنها قدرت‌ كم‌ آن‌ مي‌باشد از اين‌ نوع‌ موتورها در سيستمهاي‌ مدار باز استفاده‌ مي‌شود از اين‌ موتورها بيشتر براي‌ جابجايي‌ ابزار(Tool Changer) در ماشينهاي‌ كنترل‌ عددي‌ كوچك‌ استفاده‌ مي‌شود.

      2-6-1 محركه‌هاي‌ هيدروليکی‌
      در محركه‌هاي‌ هيدروليكي‌ براي‌ طولهاي‌ كم‌ از سيلندر و پيستون‌ و براي‌ طولهاي‌ بلند از موتورهاي‌ هيدروليك‌ استفاده‌ مي‌شود از مزاياي‌ اين‌ سيستم‌ها قدرت‌ زياد و عكس‌ العمل‌ سريع‌ آن‌ در مقابل‌ تغيير جهت‌ حركت‌ مي‌توان ‌نام‌ برد از اين‌ محركه‌ها بيشتر از سيستمهاي‌ مدار بسته‌ استفاده‌ مي‌شود اين‌ محركه‌ها داراي‌ وزن‌ و حجم‌ كمي‌ بوده ‌و امكان‌ استفاده‌ آنها در محيط هاي‌ خطرناك‌ وجود دارد همچنين‌ محركه‌هاي‌ هيدروليكي‌ داراي‌ حركت‌ يكنواختي‌ بوده‌ و پله‌اي‌ نمي‌باشد از معايب‌ آنها نشتي‌ روغن‌ و گران‌ بودن‌ آنها مي‌باشد و ضمناً در مقايسه‌ با موتورهاي‌ الكتريكي‌ از عكس‌ العمل‌ و دقت‌ پايين‌ برخوردارند.

      3-6-1 محركه‌هاي‌ پنوماتيكي‌
      نحوه‌ عملكرد اين‌ محركه‌هاي‌ شبيه‌ محركه‌هاي‌ هيدروليكي‌ مي‌باشد و نسبت‌ به‌ آنها دقت‌ كمتري‌ دارد از مزاياي ‌آنها ارزان‌ بودن‌ آلودگي‌ كمتر مي‌باشد و از معايب‌ آنها عكس‌ العمل‌ بسيار كند آنها مي‌باشد چون‌ تراكم‌ پذيري‌ سيال‌در اين‌ جا بيشتر از محركه‌هاي‌ هيدروليكی ‌ مي‌باشد.

-7-1 پيچ و مهره ساچمهاي (Ball screw)
براي‌ تأمين‌ حركت‌ پيشروي‌ محورها (ميز يا ابزارگير) معمولاازمكانيزم(Ball screw)  استفاده‌ مي‌شود براي‌ سهولت‌ حركت‌ و به‌ حداقل‌ رساندن‌ سايش ولقي‌ از نوعي‌ پيچ‌ و مهره‌ خاص‌ با گام‌ مشخص‌ استفاده‌ مي‌شود كه ‌فضاي‌ بين‌ پيچ‌ و مهره‌ با ساچمه‌هاي‌ بسيار دقيق‌ پر شده‌ است‌ به‌ اين‌ ترتيب‌ بين‌ پيچ‌ و مهره‌ عمل‌ غلطش‌ صورت ‌مي‌گيرد نه‌ لغزش‌ و با وجود ساچمه‌هاي‌ دقيق‌ لقي‌ در هنگام‌ معكوس‌ شدن‌ جهت‌ حركت‌ به‌ حداقل‌ مي‌رسد و حركت‌ بسيار نرم‌ و دقيق‌ را حاصل‌ مي‌نمايد به‌ اين‌ اساس‌ به‌ راحتي‌ مي‌توان‌ به‌ يك‌ ماشين‌ CNC فرمان‌ حركتي ‌معادل‌ 0.001 ميليمتر را داد و انتظار حركت‌ دقيق‌ را هم‌ داشت‌.

-8-1  سيستمهاي اندازهگيري موقعيت محورها(Encoder)
به‌ منظور كنترل‌ موقعيت‌ محورها ازEncoder استفاده‌ مي‌شود در اين‌ مكانيزم‌ يك‌ ديسك‌ شيشه‌اي‌ كه‌ روي‌ آن‌ خطوط تاريكي‌ و روشني‌ طراحي‌ شده‌ است‌ را در امتداد محور قرار مي‌دهند يك‌ منبع‌ نوري‌ دريك‌ طرف‌ صفحه‌ و يك‌ يا چند سنسور نوري‌ (فتوسل‌) در طرف‌ ديگر قرار گرفته‌اند كه‌ همواره‌ با محور حركت‌ مي‌كنند در هنگام‌ دوران‌ محور مسير نور توسط خطوط تاريك‌ روي‌ ديسك‌ قطع‌ و وصل‌ شده‌ و سلول‌ نوري‌ ولتاژ خروجي‌ را براساس‌ شدت‌ نور مي‌دهد و در نتيجه‌ فتوسل‌ يك‌ موج‌ سينوسي‌ را ارسال‌ مي‌كند كه‌ اين‌ منبع‌ به‌ يك‌ پالس‌ تغيير شكل‌ مي‌دهد و پالسهاي‌ خروجي‌ شمرده‌ مي‌شوند از روي‌ آن‌ ميزان‌ جابجايي‌ محورها محاسبه ‌مي‌شود.

معمولا در اين‌ نوع‌ از سيستمهاي‌ اندازه‌گيري‌ صفحه‌ شيشه‌اي‌ به‌ شكل‌ دايره‌ بوده‌ كه‌ به‌ آن‌ اينكودرهاي‌ زاويه‌اي‌ مي‌گويند و روي‌ محور ball screw سوار مي‌شود و همراه‌ آن‌ دوران‌ مي‌كند اين‌ اينكودرها كوچكتر و نگهداري‌ آن‌ آسانتر است‌. علاوه‌ بر اين‌ اينكودر از نوع‌ خطي‌ آن‌ نيز استفاده‌ مي‌شود.

-9-1 سيستم اندازهگيري سرعت دوراني محورها
براي‌ اندازه‌گيري‌ سرعت‌ دوراني‌ محور اصلي‌ از تاكومتر و سنسورهاي‌ نوري‌ استفاده‌ مي‌شود تاكومتر به‌ زبان‌ ساده‌يك‌ مدار الكتريكي‌DC توليد كننده‌ ولتاژ مي‌باشد كه‌ همواره‌ با محور اصلي‌ دوران‌ مي‌كند و متناسب‌ با دوران‌ ولتاژ خروجي‌ با ايجاد مي‌كند ولتاژ خروجي‌ اين‌ دستگاه‌ به‌ عنوان‌ فيد بك‌ براي‌ نمايش‌ سرعت‌ موتور استفاده‌ مي‌شود.

اين‌ سنسورها در ماشينهاي‌ CNC وظيفه‌ شمارش‌ دوران‌ محور اصلي‌ را دارند محل‌ نصب‌ اين‌ سنسورها در پشت‌ محور اصلي‌ است‌ كه‌ بين‌ آنها يك‌ صفحه‌ گرد كه‌ در محيط آن‌ سوراخهايي‌ موجود مي‌باشد وجود دارد. هم‌ زمان‌ با چرخش‌ سه‌ نظام‌ اين‌ صفحه‌ گردش‌ مي‌كند كه‌ نوري‌ كه‌ از فرستنده‌ سنسور به‌ طرف‌ گيرنده‌ سنسور فرستاده‌ مي‌شود بر اثر چرخش‌ صفحه‌ سوراخدار قطع‌ و وصل‌ مي‌شود و اطلاعات‌ مانند يك‌ موج‌ سينوسي‌ دوران‌ محور اصلي‌ را مشخص‌ كرده‌ و آن‌ را مي‌توان‌ بر روي‌ مانيتور دستگاه‌ مشاهده‌ كرد اين‌ سنسورها حساسي‌ بوده‌ و به‌ عنوان‌ موجود در كارگاه‌ مانند گرد و غبار و دود و روغن‌ عكس‌ العمل‌ نشان‌ مي‌دهند.از ديگر عوامل‌ اختلال‌ در سنسور دست‌ كاري‌ آن‌ توسط افراد غير آشنا مي‌باشد. درماشينهايCNC ساخت‌ شركت‌BoxfoRD انگلستان‌ ازاين‌ نوع ‌سنسورهااستفاده‌ شده‌ است‌.

  • علاوه‌ بر اجزاء فوق‌، هر دستگاه‌ داراي‌ اجزاء ديگري‌ نيز مي‌باشد كه‌ عبارتند از
  •     ◊- سيستم‌ هشتداردهنده‌
  •     ◊- سيستم‌ تعويض‌ ابزار
  •     ◊–  سيستم‌ تعويض‌ پالت‌
  •     –  سيستم‌ تعويض‌ سرعت‌ محور دادن‌ دوران‌ (اسپيندل‌)
  •     ◊–  سيستم‌ روغنكاري‌
  •     ◊–  سيستم‌ خنك‌ كاري‌
  •     ◊–  ميزهاي‌ گردان‌
  •     ◊–  سيستم‌ انتقال‌ براده‌

سيستم مختصات تراش CNC

معمولا در سيستم‌هاي‌ تراشي‌، دو محور مورد نياز مي‌باشد تا ابزار را نسبت‌ به‌ قطعه‌ كار حركت‌ دهيم‌ محور Zمحور تقاون‌ قطعه‌ كار و محور X محور قرارگيري‌ ابزار برشي‌ است‌ هميشه‌ جهت‌ مثبت‌ محور X به‌ طرف‌ ابزار و جهت‌ مثبت‌ محور Z به‌ طرف‌ مرغك‌ دستگاه‌ مي‌باشد لذا جهت‌ مثبت‌ محور X بستگي‌ به‌ اين‌ دارد كه‌ ابزار در كدام‌ سمت‌ قطعه‌ كار قرار مي‌گيرد.

10-1- انواع نقاط مبنا و مرجع در برنامه نويسي
هدف‌ اصلي‌ در برنامه‌ نويسي‌ CNC تعيين‌ مسير حركت‌ ابزار توسط تعريف‌ نقاط تشكيل‌ دهنده‌، مسير و نحوه‌ حركت‌ ابزار بين‌ نقاط مذكور مي‌باشد. بدين‌ وسيله‌ و با توجه‌ و مطالب‌ بيان‌ شده‌ مراحل‌ زير را به‌ ترتيب‌ انجام‌ مي‌دهيم.

     -1 تعيين‌ مبدأ مختصات‌ براي‌ سيستم‌ فوق‌ كه‌ معمولا آن را روي‌ نقطه‌ صفر قطعه‌ كار مي‌گيرند.

     -2  تشكيل‌ دستگاه‌ مختصات‌ براي‌ تعيين‌ مختصات‌ نقاط تشكيل‌ دهنده‌ مسير حركت‌ يه‌ منظور سهولت‌ كار برنامه‌ريزي‌ در ماشينهاي‌ CNC نقاط مرجع‌ و صفر زير موجود و قابل‌ تعريف‌ مي‌باشند.  

     -1-10-1 نقطه‌ صفر ماشين (Machine Zero Point)    
     يك‌ دستگاه‌ مختصات‌ ثابت‌ و مشخص‌ روي‌ ماشينهاي‌ CNC وجود دارد كه‌ برنامه‌ نويسي‌ بايد از آن‌ اطلاع‌ كافي ‌داشته‌ باشد مبدأ مختصات‌ اين‌ دستگاه‌ را نقطه‌ صفر ماشين‌ مي‌نامند و با حرف‌ M مشخص‌ مي‌شود و نقطه‌اي‌ است‌ غيرقابل‌ تغيير كه‌ به‌ نقطه‌ صفر ثابت‌ نيز معروف‌ است‌. اين‌ نقطه‌ توسط شركت‌ سازنده‌ دستگاه‌ بر روي‌ دستگاه ‌تعريف‌ مي‌شود، محل‌ استقرار و تعريف‌ اين‌ نقطه‌ در ماشينهاي‌ تراش‌ در محدوده‌ گلويي‌ سه‌ نظام‌ و در راستاي‌ محور Zها و در ماشينهاي‌ فرز معمولا در گوشه‌ سمت‌ چپ‌ و در پايين‌ ميزفرز تعريف‌ مي‌شود. سيستم‌ كنترل‌ ماشينهاي‌ CNC فقط اين‌ نقطه‌ را مي‌شناسد و در حالت‌ عادي‌ (غير برنامه‌) مختصات‌ نقطه‌ استقرار اين‌ نقطه ‌نمايش‌ داده‌ مي‌شود

     -2-10-1- نقطه‌ صفر قطعه‌ كار  (Work  Pice  Zero  Point)
     برنامه‌ نويس‌ با توجه‌ به‌ نحوه‌ استقرار قطعه‌ كار روي‌ ماشين‌، يك‌ دستگاه‌ مختصات‌ براي‌ قطعه‌ كار خود تعريف ‌مي‌كند كه‌ لازم‌ است‌ محورهاي‌ اين‌ دستگاه‌ از لحاظ نام‌ و جهت‌ محورها مطابق‌ با سيستم‌ مختصات‌ ماشين‌ باشد. تا برنامه‌ نويس‌ بتواند مسير حركت‌ ابزار را براي‌ واحد كنترل‌ ماشين‌ تعریف‌ نمايد.

در اكثر موارد چنانچه‌ برنامه ‌نويس‌ موظف‌ باشد كه‌ نقطه‌ صفر دستگاه‌ مختصات‌ قطعه‌ كار را بر نقطه‌ صفر ماشين‌ منطبق‌ نمايد مجبور به‌ انجام ‌محاسبات‌ اضافي‌ براي‌ تعيين‌ مختصات‌ نقاط خواهد بود. كه‌ ممكن‌ است‌ منجر به‌ خطا گردد لذا اين‌ امكان‌ براي ‌برنامه‌ نويسي‌ وجود دارد كه‌ نقطه‌ ديگري‌ غير از نقطه‌ صفر ماشيني‌ را به‌ عنوان‌ مبدأ مختصات‌ كار در نظر بگيرد اين‌نقطه‌ را نقطه‌ صفر قطعه‌ كار نامند و اختصاراً با حرف‌ W نشان‌ مي‌دهند و به‌ نقطه‌ صفر متغير نيز معروف‌ است‌ و باتوجه‌ به‌ نحوه‌ اندازه‌ گذاري‌ نقشه‌ تعيين‌ مي‌شود و در برنامه‌ نويسي‌ جهت‌ تراشكاري‌ قطعات‌ نقطه‌ صفر قطعه‌ كار را در راستاي‌ محور Z و در پيشاني‌ قطعه‌ كار انتخاب‌ مي‌كنند و در فرز كاري‌ قطعات‌ معمولا در يكي‌ از گوشه‌هاي‌ قطعه ‌كار انتخاب‌ مي‌شوند.

     -3-10-1 نقطه‌ مرجع‌ ابزارگير
     از آنجا كه‌ مسير حركت‌ نوك‌ ابزار در طول‌ برنامه‌ يابد مشخص‌ باشد و در اكثر موارد ابزارها داراي‌ طولهاي‌ متعددي‌ هستند لذا به‌ منظور تعيين‌ دقيق‌ مشخصات‌ لبه‌ برنده‌ ابزار، بايد نقطه‌ مشخص‌ از ابزارگير براي‌ ماشين‌ تعريف‌ شده‌ باشد اين‌ نقطه‌ را نقطه‌ مرجع‌ ابزارگير گويند كه‌ در Tool Offset  به‌ لبه‌ برنده‌ ابزار منتقل‌ مي‌شود.

     -4-10-1- نقطه‌ مرجع‌ (Refrence)
     اين‌ نقطه‌ در واقع‌ مبدأ دستگاه‌ مختصاتي‌ است‌ كه‌ جهت‌ شناسايي‌ و تشخيص‌ موقعيت‌ محورها و به‌ عبارت‌ ديگر براي‌ كاليبره‌ كردن‌ سيستم‌ انداره‌گيري‌ محورها و بر روي‌ اكثر ماشينهاي‌ CNC تعريف‌ مي‌شود و هر بار كه‌ ماشين ‌خاموش‌ و روشن‌ مي‌شود بايد توسط اپراتور به‌ اين‌ نقطه‌ بر سيم‌ تا سيستم‌ اندازه‌گيري‌ قادر به‌ درك‌ و شناسايي‌ موقعيت‌ اندازه‌گيري‌ خود باشد دست‌ يابي‌ به‌ اين‌ نقطه‌ كه‌ ريفرنس‌گيري‌ نام‌ دارد به‌ اين‌ صورت‌ است‌ كه‌ ابتدا كليد Ref را روي‌ پانل‌ كنترل‌ ماشيني‌ فعال‌ كرده‌ و سلكتور پيشروي‌ (Feedrate) ماشيني‌ را كمي‌ باز مي‌كنيم‌ حالا ابتدا كليد X را فشار داده‌، محور در جهت‌ مثبت‌ حركت‌ نموده و سپس‌ به‌ نقطه‌ ريفرنس‌ بر مي‌گردد و متوقف‌ مي‌شود و سپس‌ كليد Z+ را فعال‌ كرده‌ كه‌ محور Z ماشيني‌ بعد از يك‌ حركت‌ رفت‌ و برگشت‌ در نقطه‌ ريفرنس‌  متوقف‌ مي‌شود در اين‌ حالت‌ ماشيني‌ CNC آماده‌ به‌ كار مي‌باشد لازم‌ به‌ ذكر است‌ كه‌ در برخي‌ از ماشينهاي‌ CNC از جمله‌ Boxford  كليد ريفرنس‌ وجود ندارد و نياز به‌ ريفرنس‌گيري‌ نمي‌باشد چون‌ سيستم‌ اندازه‌گيري‌ آن‌ مطلق‌ و مستقيم ‌مي‌باشد ولي‌ در اكثر ماشين‌هاي‌ CNC از جمله‌ فانوك‌ و زيمنس‌ وجود دارد و يكي‌ از نقاط مهم‌ مي‌باشد اين‌ نقطه‌ با حرف‌ R نشان‌ داده‌ مي‌شود.

     -5-10-1 جابه‌ جايي‌ نقاط صفر
     سيستم‌ كنترل‌ ماشين‌ فقط نقطه‌ صفر ماشين‌ را مي‌شناسد، لذا بعد از برنامه‌ نويسي‌ لازم‌ است‌ كه‌ نقطه‌ صفر قطعه‌ كار به‌ نقطه‌ صفر ماشين‌ معرفي‌ شود و يا به‌ عبارت‌ ديگر نقطه‌ صفر ماشين‌ در فاصله‌ بين‌ اين‌ دو نقطه‌ تعريف‌ مي‌شود و يابه‌ عبارت‌ ديگر نقطه‌ صفر ماشين‌ در فاصله‌ بين‌ اين‌ دو نقطه‌ تعريف‌ مي‌شود اين‌ كار كه‌ جابه‌ جايي‌ نقطه‌ صفر (zero offset)  ناميده‌ مي‌شود.

     -6-10-1 نقطه‌ تعويض‌ ابزار (N)
      اين‌ نقطه‌ درموقعيتي‌ قابل‌ دسترسي‌ در فضاي‌ ماشين‌ توسط برنامه‌ نويسي‌ تعريف‌ مي‌شود و يا در بعضي‌ از ماشينهاي‌ تراش‌ اين‌ نقطه‌ توسط كدي‌ تعريف‌ شده‌ است‌ كه‌ در هنگام‌ تعويض‌ ابزار از عدم‌ برخورد ابزار با قطعه‌ كار اطمينان‌ حاصل‌ نمود.

مطالعه کنید: آشنایی اولیه با ماشین آلات cnc

نظرات کاربران