مقدمه ای بر CNC

مقدمه ای بر CNC

یک مرکز چرخش سی‌ان‌سی کنترل رقمی رایانه‌ای یا سی‌ان‌سی به تنظیمات ماشین‌ابزار صنعتی از طریق هدایت رایانه‌ای گفته می‌شود.
بوسیله ی سی‌ان‌سی می‌توان به سرعت قطعاتی با اندازه‌های دقیق از فلز یا چوب درست کرد. شکل این قطعات از پیش توسط یک برنامه که در سیستم کم (CAM) تولید شده مشخص می‌گردد. معمولاً برای این منظور هنوز از استاندارد EIA-274-D استفاده می‌شود که کد جی (G) هم نامیده می‌شود.

روش سی‌ان‌سی ادامه‌دهنده روش دستگاه‌های ان‌سی (کنترل رقمی) بود. از ان‌سی در جنگ جهانی دوم برای تولید جنگ‌افزار و پیچ‌ها استفاده زیادی می‌شد.

نسل اول این دستگاه ها NC ها بوده اند یعنی کامپیوتر را نداشته است و دستگاه طبق منطقی خاص دستورات را درک می کرده مثلا با استفاده از کارت های پانچ شده.  به عنوان مثال در دستگاه تراش برای دستور پیشروی بدین صورت عمل می شود که قسمت ساپورت دستگاه را بوسیله دسته چرخان به جلو میبریم در ماشین های NC این کار توسط یک سری دستورات پانچ شده بر روی نوار پانچ صورت می گرفت در دستگاه های CNC امروزین اینکار توسط یک کد صورت می گیرد .
پس یک دستگاه CNC عملا همان همان دستگاه دستی ساده می باشد که قابلیت فرمان پذیری از طریق کد ها و منطق ریاضیاتی را دارد در این دستگاه حضور کاربر (اپراتور) برای کار با دستگاه محدود به ایستادن این فرد پشت بخش کنترل کننده دستگاه می باشد و نوشتن برنامه های حرکتی آنهم فقط برای یکبار ، دیگر دستگاه این عمل را بصورت خودکار هر چند بار که بخواهیم تکرار می نمایدالبته بدون حضور کاربر.

بدنه این دستگاه تقریبا شبیه دستگاه های دستی می باشند یک CNC فرز عملا همان بدنه سخت افزاری فرز دستی را دارد همینطور برای CNC تراش و CNC سنگ و…

تنها تفاوت اضافه شدن بخش کنترل گر میباشد (البته این تفاوت بصورت عام می باشد ولی به صورت خاص مطمئنا بخش الکترونیکی هم تغییر کرده است )

اما بخش کنترلگر ،این بخش ،بخش اصلی یک دستگاه CNC می باشد در صنعت این بخش با نام کنترلر CONTROLER خوانده می شود یک دستگاه CNC از هر نوع (تراش،فرز ،سنگ،ابزار تیز کن،تزریق ،پرس ،و…)بیشتربا نوع کنترلرش شناخته شده است مطمئنا آموزشی که به افراد داده میشود در اصل براساس کنترلر این دستگا ه ها می باشد

کنترلر های مختلفی برای دستگاه های CNC موجود میباشد مانند فانوک – هایدن هاین، زیمنس – C39 – ۲P22 –C15 – فاگورو میتسوبیشی و…

زیمنس و هایدن هاین از مارک هایی می باشند که در ایران فراوان استفاده می شوند اما تفاوت های اینها به چگونه است

منطق در یافت اطلاعات بصورت کد هائی می باشد که با G شروع می شوند به عنوان مثال کد G01 حرکت خطی است G02 و G03 حرکت دورانی می باشند و G90 نوع مختصات را از نظر مطلق بودن یا نسبی بودن مشخص می نماید .

کدهای عنوان شده کدهای عمومی می باشند و در کدهای خاص با توجه به نوع کنترلر شاید شماره کد فرق تماید به عنوان مثال G20 در زیمنس منظور انتخاب سیستم اندازه گیری متریک می باشد ولی این در هایدن هاین کد G70 این کار را انجام میدهد پس همانطور که گفته شد آموزش کدها باید با توجه به نوع کنترلر صورت گیرد .
مبانی این دستگاهها :

اصول اولیه از بدنه دستگاه و فرمت آنها

اصول اولیه ای از کدها : به عنوان مثال کدها چگونه عمل می نمایند. ساده ترین مثال باز هم کد G01 می باشد. مثلا در خط فرمان دستگاه تراش تایپ می شود    G01 X20 Z-30 F10 S100 M7
دستگاه ابزار را به این نقطه ،با سرعت ۱۰ با هر واخد از پیش تعیین شده با سرعت اسپیندل هزار و…می برد

آشنائی اولیه با منطق ها مثلا باید انتخاب شود که سیستم اندازه گیری مطلق باشد یا نسبی و یا حتی قطبی متریک باشد یا نه کدهای جانبی برای مشخص کردن سرعت و غیره

چگونه زیر گروه کاری انتخاب می شود مثلا برنامه ای نوشته شود که دستگاه باید به نقاط مختلف برود و بعد از انجام عملیات در آن محل یک عمل با یک گروه عمل خاص را تکرار کند مثلا برای این کار یک زیر برنامه نوشته میشود که باید هربار دستگاه در آن موقعیت آنها را انجام دهد

معرفی M کدها که کارهای جانبی مانند روشن کردن پمپ ماده خنک کننده و ..

حل چند مثال از قطعات مختلف در تراش و فرزو حتی الامکان در یک دستگاه دیگر نظیر سنگ یا پرس،مثال ها باید به گونه ای باشد که کاربر به سادگی درکی از نحوه انجام کار بدست بیاورد.

مزایا , معایب و کاربردهای CNC

مزایای دستگاه های CNC

1.      دقت ماشین کاری بالا به طوری که اشتباهات در تولید با به کار بردن سیستم کنترل کامپیوتری به حداقل می رسد.

۲.      قابلیت تکرار پذیری و ماشین کاری قطعات به صورت سری.

۳.      سرعت بالای ماشین کاری قطعات.

۴.      کاهش زمان تولید وقیمت تمام شده آن .

۵.      کاهش خطای انسانی .

۶.      کاهش زمان تنظیمات اولیه ماشین .

۷.      کاهش زمان اندازه گیری و کنترل قطعات تولیدی .

۸.      نظارت کمتر اپراتور حین عملیات ماشین کاری .

۹.      ماشین کاری قطعات مطابق برنامه نوشته شده نه تجربه اپراتور.

۱۰. انعطاف پذیری بالا درتعویض یا ارتقای تولید.(بعلت عدم نیاز به تعویض اجزای سخت افزاری ماشین از جمله بادامکها ، طبلکها ، شیرها ، کنتاکتورها و…  با تعویض یا اطلاح نرم افزار تولید به راحتی تعویض یا ارتقا می یابد.)

۱۱. حفظ و در دسترس بودن برنامه قطعات به صورت بانک اطلاعاتی  .

۱۲. کنترل برنامه دستگاه به صورت گرافیکی قبل از تولید واقعی (امکان تست غیر مخرب  ) .

۱۳. امکان طراحی قطعه کار و برنامه ماشین کاری آن توسط کامپیوتر وبرنامه های کمکی .

۱۴. امکان ماشین کاری قطعات پیچیده منجمله قالبهای صنعتی .

۱۵. تولید قطعات ثانویه بدون نیاز به ماشین کار با تجربه .

۱۶. افزایش قابل توجه راندمان و کاهش ضایعات .

۱۷. امکان شبکه کردن چند دستگاه و نظارت بر همه آنها به صورت متمرکز .

۱۸. امکان هدایت و کنترل از راه دور دستگاههای CNC مجهز به سیستم هایCAD/CAM و CIMJ

19. عیب یابی راحت دستگاه به علت اعلام آلارمهای مختلف .

۲۰. نظارت و کنترل راحتر پرسنل و قطعات تولدی.

معایب دستگاه های CNC

1.      قیمت نسبتا زیاد آنها .

۲.      هزینه بالای  نگهداری و تعمیرات آنها .

۳.      آشنایی با زبان انگلیسی و برنامه نویسی .

۴.      پرداخت دستمزدهای بالا برای اپراتورهای حرفه ای .

۵.      زمان زیاد برای رفع نقص اساسی دستگاه بعلت عدم وجود نمایندگی معتبر در ایران و وابستگی به افرادی خاص و محدود.

به طور خلاصه :

در مقایسه با NCهای سنتی CNCها انعطاف پذیر ترندو توانایی محاسباتی بیشتری دارند:

۱.      نوار برنامه قطعه ونوار خوان فقط یکبار و آنهم برای ورود اطلاعات به حافظه استفاده میشوند,این امر باعث افزایش پایایی میشود زیرا نوارخوان ازاجزاء باکمترین پایایی است.

۲.      اصلاح نواربرنامه درسایت ماشین :نواربرنامه را درطی وارد کردن به ماشین میتوان اصلاح کرد.

۳.      انعطاف پذیری بیشتر:توابع وانتخابهای جدیدی با هزینه کمتر نسبت به NCهای سنتی میتوان به CNCهاداد.

۴.      مبدل های متریک:CNCمیتواند نوار برنامه ای را که به اینچ نوشته شده را به سیستم بین الملی متریک تبدیل کندوبکار گیرد.

۵.      سیستم ساخت جامع :CNC قابل تطبیق ترین سیستم با یک سیستم جامع اطلا عاتی است.

کامپیوتر CNCمادامیکه در حال کنترل ماشین ابزار است میتواند اطلاعات ساختی ومدیریتی کارگاه را نیز با کمک یک کامپیوتر مرکزی پردازش کند