آشنايي با ماشين هايCNC

زمستان ۱۳۸۶

فهرست:
نگاهی به ماشینهای کنترل عددی کامپیوتری CNC
تفاوت سیستمهای NC و CNC :
تاریخچه ماشینهای CNC :
مزایا , معایب و كاربردهای CNC :
كاركرد CNC چگونه است؟
جيگ و فيكسچرهاي ماشينهاي كنترل عددي كامپيوتري(CNC)
تكنولوژي CAD/CAM در خدمت ساخت قطعات صنعتي و صنايع قالبسازي‌
محور، راستایی است که به وسیله کنترلر ماشین CNC کنترل می شود

كاربردهاي منطق فازي در ماشين‌هاي CNC
طراحي كنترل‌كننده مقاوم براي يك سيستم CNC
طراحي يك مسيرياب پيوسته تطبيقي و كنترلگريك دستگاه CNC چند محوره
طراحي و تحليل ميزسه محوره CNC جهت استفاده در دستگاه برش با آب
بررسي تفاوت CMM با CNC
چرا در كنار يك CNC بايد يك CMM نيز باشد؟
قابليت CNC/DVC با کنترل کاملا” سرو
هد پراب زاويه دار (چرخشي) به همراه تعويض کننده اتوماتيک پراب

منبع:
WWW.MEC.IR

نگاهی به ماشینهای کنترل عددی کامپیوتری CNC
ماشینهای ابزار مدرن و رباتها دستگاههای خودكار پیشرفته ای هستند كه از كامپیوتر بعنوان بخش اساسی كنترل كننده آنها استفاده می شود.

كامپیوترها در حال حاضر یكی از اجزاء اصلی برای اتوماتیك كردن دستگاهها هستند و می توانند دستگاههای مختلفی مانند ماشین های ابزار , جوش و برش با لیزر را كنترل كنند. آنها می توانند خطوط تولید را براه اندازند یا كنترل یك كارخانه را در دست گیرند.

در مقایسه با ماشین ابزار معمولی , (Computer Numerical Control) CNC جانشین كارهای دستی اپراتور می شود. در ماشینكاری معمولی با هدایت ابزار برنده در طول قطعه كار توسط یك چرخ دستی، قطعه کار براده برداری می شود كه این چرخ دستی توسط اپراتور كنترل می گردد. به عبارت دیگر برش محدوده جسم توسط یك اپراتور ماهر بوسیله كنترل چشمی انجام می گیرد.ولی در ماشین CNC كلیه عملیات لازم در یك برنامه گنجانده می شود كه بتواند با حداقل نیاز به ورودهای بعدی نتیجه لازم را بگیرد .

در این سیستم كلیه دستورهای كنترل كننده , مانند اطلاعات مسیر و وظایف سوییچ ها در قالب كدهای عددی ریخته می شوند. كامپیوتر این كدها را شناسایی و پردازش کرده و سپس آنها را به ماشین ارسال می نماید . كامپیوتر می تواند در عرض چند ثانیه مجموعه ای از دستورها را به فرمانهای قابل فهم ماشین تبدیل نماید. در سیکل های زمانی بسیار کوتاه ،

سیستم کنترل از نتایج عملکرد گزارش می گیرد (فید بک) و پس از مقایسه با مقادیر تنظیمی ، اصلاخات لازم را انجام می دهد.اطلاعات فوق الذكر را می توان در حافظه ماشین یا روی حافظه خارجی (دیسكتها) حفظ نمود.

برنامه نویس (Part Programmer) باید برای نوشتن برنامه های ماشینکاری قطعات دارای اطلاعات و تجربیاتی در زمینه مكانیك , ابزاربرشی و قید و بستها باشد . استفاده از اطلاعاتی نظیر قابلیت ماشینكاری (Machinability) و فرآیند تولید نیز از اهمیت قابل ملاحظه ای برخوردار می باشد . به منظور تهیه برنامه های پیچیده تر تسلط بر مسائل جبر و مثلثات كارساز خواهد بود.

تفاوت سیستمهای NC و CNC :
رشد فرآیند خودكار شدن تولید نیاز به ماشین هایی كه با كامپیوتر كنترل می شوند را افزایش داد و منجر به توسعه ماشین های NC تحت عنوان CNC گردید.سیستمهای NC از سخت افزار الكترونیكی بر پایه تكنولوژی مدارهای دیجیتالی استفاده می کردند.

CNC یك مینی كامپیوتر یا میكرو كامپیوتر را برای كنترل ماشین ابزار بكار می گیرد و تا حد امكان مدارهای سخت افزار اضافی را در واحد كنترل حذف می كند. گرایش ازNC بر پایه سخت افزار به CNC مبتنی بر نرم افزار انعطاف پذیری سیستم را افزایش داد و امكان تصحیح برنامه ها را در حین استفاده فراهم ساخت.

تاریخچه ماشینهای CNC :
® ۱۶۴۲ماشین حساب چرخ دنده ای پاسکال
® ۱۸۰۴ ماشین بافندگی ژاکارد با کارت پانچ
® ۱۹۴۶ اولین کامپیوتر دیجیتال ENIAC برای ارتش آمریکا
® ۱۹۴۷ اختراع ترانزیستور
® ۱۹۴۹-۱۹۵۲اعلام نیاز نیروی هوائی ایالات متحده وساخت اولین ماشین فرز با کنترل اتوماتیک(عددی) توسط شرکت Parsons با همکاری فنی و تحقیقاتی MIT
® ۱۹۵۸ابداع زبان برنامه نویسی APT
® ۱۹۵۹توسعه IC

® ۱۹۷۲اولین ماشین کنترل عددی با مینی کامپیوترCNC
® ۱۹۷۵ساخت کنترلر فانوک سیستم ۵ و ۶
® ۱۹۷۷-۱۹۸۲ ساخت کنترلر Sinumerik System 7 با میکروپروسسور ۴بیتی
® ۱۹۸۲ ساخت کنترلر Sinumerik System 8 با میکروپروسسور ۱۶بیتی
® ۱۹۸۱ ساخت کنترلر Sinumerik System 3

® ۱۹۸۵ ساخت کنترلر Sinumerik 810- سری ۸۰۰ آنالوگ
® ۱۹۸۶ ساخت کنترلر Sinumerik 850
® ۱۹۸۸ ساخت کنترلر Sinumerik 880
® ۱۹۹۵-۱۹۹۶ساخت کنترلر ۸۱۰ / ۸۴۰ سری دیجیتال

ابداع كنترل عددی در سال ۱۹۵۲ فصل جدیدی را در امر اتوماسیون گشود. بعد از جنگ جهانی دوم نیروی هوایی آمریكا احساس كرد نیاز به تولید قطعات پیچیده و دقیق هواپیما دارد كه ساخت آنها با ماشینهای ابزار معمولی مشكل است . اولین قدمها در راه توسعه یك ماشین ابزار مناسب در كمپانی Parsons در ایالت میشیگان برداشته شد(۱۹۴۷) و در آزمایشگاه سرو مكانیزم انستیتو تكنولوژی ماساچوست MIT كامل شد (۱۹۴۹) .

در سال ۱۹۵۲ ساخت یك فرز با كنترل اتوماتیك سه محور انجام پذیرفت.سیستم كنترلر NC بر اساس اصول كامپیوترهای دیجیتالی می باشد كه در آن زمان یك تكنولوژی پیشرفته محسوب می شد. توسعه منطقی NC كنترلهای عددی كامپیوتری CNC بود كه در آن یك كامپیوتر بعنوان بخش اصلی سیستم كنترلر انجام وظیفه می كند. رباتهای صنعتی همزمان با سیستمهای CNC توسعه یافتند و اولین ربات تجارتی در سال ۱۹۶۱ ساخته شد اما تا اواخر دهه ۷۰ نقش مهمی را در تولید بازی نكردند.

مزایا , معایب و كاربردهای CNC :
I. مزایا:
۱- توانائی ماشینکاری قطعات پیچیده (انعطاف پذیری )
۲- دقت بالا
۳- تکرارپذیری
۴- عدم نیاز به ماشینكار با تجربه

۵- خطر كمتر برای اپراتور
۶- سرعت بالا در ماشینكاری و به تبع آن كاهش زمان تولید
۷- كاهش ضایعات
۸- كاهش امكان خطای انسانی
۹- كاهش هزینه ساخت قید وبست

۱۰-كاهش زمان تنظیم اولیه ماشین
۱۱-كاهش زمان اندازه گیری و كنترل
۱۲-افزایش قابل توجه راندمان تولید
II. معایب:
۱- قیمت نسبتا زیاد
۲- تعمیر و نگهداری پیچیده تر و پرهزینه تر
۳- هزینه پرسنلی بیشتر
III. موارد كاربرد ماشین CNC
1- تولید قطعات متنوع در تیراژ نسبتا زیاد

۲- ساخت قطعات پیچیده هر چند تیراژ كمی داشته باشند(قالبها)
۳- اگر تعداد قطعات بیش از ۱۰۰۰۰۰ در سال باشد (قطعات خودرو)،استفاده از ماشینهای مخصوص (Special Purpose Machines) صحیح تر است.

CNC چيست؟
CNCکنترل رقمی رایانه‌ای یا سی‌ان‌سی به تنظیمات ماشین‌ابزار صنعتی از طریق هدایت رایانه‌ای گفته می‌شود.سی‌ان‌سی (CNC) کوتاه‌شدهٔ ‎Computer(ized) Numerical(ly) Control(led) است.

به‌وسیلهٔ 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 در دهه ۴۰ میلادی پدید آمد و ادامه‌دهنده روش دستگاه‌های ان‌سی