دستگاه CNC چیست؟
A دستگاه CNC یک ماشین ابزار کنترل عددی با ویژگی اضافه شده یک کامپیوتر روی برد است. کامپیوتر به عنوان واحد کنترل ماشین (MCU) نامیده می شود. داده های عددی مورد نیاز برای تولید قطعه در قالب برنامه در اختیار دستگاه قرار می گیرد. این برنامه به سیگنال های الکتریکی مناسب برای ورودی به موتورهایی که دستگاه را راه اندازی می کنند ترجمه می شود.
تخت قاب دستگاه ساختار مکانیکی دستگاه CNC است و همچنین از سیستم درایو اصلی، سیستم درایو تغذیه، تخت، میز کار و دستگاه های حرکت کمکی، سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک، سیستم های روانکاری، دستگاه های خنک کننده، حذف تراشه، تشکیل شده است. سیستم های حفاظتی و سایر قطعات اما به منظور برآورده ساختن الزامات کنترل عددی و دادن بازی کامل به عملکرد ماشین ابزار، دستخوش تغییرات بزرگی در چیدمان کلی، ظاهر، ساختار سیستم انتقال، سیستم ابزار و عملکرد عملیاتی شده است. قطعات مکانیکی دستگاه های CNC شامل تخت، جعبه، ستون، ریل راهنما، میز کار، دوک، مکانیزم تغذیه، مکانیزم تعویض ابزار می باشد.
دستگاه CNC چگونه کار می کند؟
ماشینهای CNC از رایانهها برای تحقق فناوری کنترل برنامه دیجیتال استفاده میکنند. این فناوری از یک کامپیوتر برای اجرای تابع کنترل منطقی متوالی مسیر حرکت دستگاه و عملکرد تجهیزات جانبی طبق برنامه کنترلی که از قبل ذخیره شده است استفاده می کند. همانطور که یک کامپیوتر برای جایگزینی دستگاه کنترل عددی اصلی متشکل از مدارهای منطقی سخت افزاری استفاده می شود، ذخیره سازی، پردازش، محاسبه، قضاوت منطقی و سایر عملکردهای کنترلی دستورالعمل های عملیات ورودی را می توان توسط نرم افزار کامپیوتری و دستورالعمل های ریز تولید شده توسط پردازش می تواند منتقل شود. موتور یا محرک های هیدرولیک را به دستگاه سروو درایو هدایت کنید تا دستگاه CNC را به کار بیندازید.
برای راه اندازی دستگاه CNC می توانید مراحل زیر را طی کنید:
مرحله 1. با توجه به نقشه و طرح فرآیند قطعه ماشینکاری شده، از کد و فرمت برنامه مشخص شده برای برنامه ریزی مسیر حرکت ابزار، فرآیند پردازش، پارامترهای فرآیند و مقدار برش در فرم دستورالعمل استفاده کنید. توسط سیستم CNC به رسمیت شناخته شده است، یعنی برای نوشتن برنامه پردازش.
مرحله 2. برنامه پردازش برنامه ریزی شده را در دستگاه CNC وارد کنید.
مرحله 3. دستگاه CNC برنامه ورودی (کد) را رمزگشایی و پردازش می کند و سیگنال های کنترلی مربوطه را به دستگاه سروو درایو و دستگاه کنترل عملکرد کمکی هر محور مختصات برای کنترل حرکت هر قسمت از ماشین ابزار ارسال می کند.
مرحله 4. در فرآیند حرکت، سیستم CNC باید موقعیت محور مختصات دستگاه CNC، وضعیت سوئیچ سفر و غیره را در هر زمان تشخیص دهد و آن را با الزامات برنامه مقایسه کند تا اقدام بعدی را تعیین کند. تا زمانی که یک قطعه واجد شرایط پردازش شود.
مرحله 5. اپراتور می تواند شرایط پردازش و وضعیت کار دستگاه CNC را در هر زمان مشاهده و بررسی کند. در صورت لزوم، لازم است برنامه عملکرد و پردازش ماشین CNC را تنظیم کنید تا از عملکرد ایمن و قابل اعتماد ماشین ابزار اطمینان حاصل شود.
سیستم مختصات دکارتی
تقریباً هر چیزی که می تواند بر روی یک ماشین ابزار معمولی تولید شود، می تواند بر روی یک ماشین ابزار کنترل عددی کامپیوتری تولید شود، با مزایای بسیاری که دارد. حرکات ماشین ابزار مورد استفاده در تولید محصول بر دو نوع اصلی است: نقطه به نقطه (حرکات خط مستقیم) و مسیر پیوسته (حرکات کانتور).
سیستم مختصات دکارتی یا مستطیلی توسط ریاضیدان و فیلسوف فرانسوی رنه دکارت ابداع شد. با این سیستم، هر نقطه خاص را میتوان از هر نقطه دیگری در امتداد ۳ محور عمود بر هم، به صورت ریاضی توصیف کرد. این مفهوم کاملاً با ابزارهای ماشینی مطابقت دارد زیرا ساختار آنها عموماً بر اساس ۳ محور حرکت (X، Y، Z) به علاوه یک محور چرخش است. در یک ماشین فرز عمودی ساده، محور X حرکت افقی (راست یا چپ) میز، محور Y حرکت عرضی میز (به سمت یا دور از ستون) و محور Z حرکت عمودی زانو یا اسپیندل است. سیستمهای CNC به شدت به استفاده از مختصات مستطیلی متکی هستند زیرا برنامهنویس میتواند هر نقطه را روی یک کار دقیقاً پیدا کند. وقتی نقاط روی یک قطعه کار قرار میگیرند، از ۲ خط متقاطع مستقیم، یکی عمودی و دیگری افقی، استفاده میشود. این خطوط باید با یکدیگر زاویه قائمه داشته باشند و نقطهای که آنها تلاقی میکنند، مبدا یا نقطه صفر نامیده میشود (شکل ۱).
شکل 1 خطوط متقاطع زوایای قائمه را تشکیل می دهند و نقطه صفر را تعیین می کنند.
شکل 2 صفحات مختصات 3 بعدی (محور) مورد استفاده در CNC.
صفحات مختصات 3 بعدی در شکل 2 نشان داده شده است. صفحات X و Y (محور) افقی هستند و حرکات جدول افقی ماشین را نشان می دهند. صفحه یا محور Z حرکت عمودی ابزار را نشان می دهد. علامت مثبت (+) و منهای (-) جهت را از نقطه صفر (مبداء) در امتداد محور حرکت نشان می دهد. 4 ربع زمانی تشکیل می شوند که متقاطع محور XY در خلاف جهت عقربه های ساعت شماره گذاری می شوند (شکل 3). تمام موقعیت های واقع در ربع 1 مثبت (X+) و مثبت (Y+) خواهند بود. در ربع دوم، همه موقعیت ها X (X-) منفی و مثبت (Y+) خواهند بود. در ربع سوم، همه مکان ها منفی X (X-) و منفی (Y-) خواهند بود. در ربع چهارم، همه مکان ها X مثبت (X+) و Y منفی (Y-) خواهند بود.
شکل 3 ربع هایی تشکیل می شوند که از تلاقی محور X و Y برای تعیین دقیق نقاط از X/Y صفر یا نقطه مبدا استفاده می شود.
در شکل 3، نقطه A 2 واحد در سمت راست محور Y و 2 واحد بالاتر از محور X قرار دارد. فرض کنید هر واحد برابر با 1.000 باشد. محل نقطه A X + 2.000 و Y + 2.000 خواهد بود. برای نقطه B، مکان X + 1.000 و Y - 2.000 خواهد بود. در برنامه نویسی CNC نیازی به نشان دادن مقادیر مثبت (+) نیست زیرا این مقادیر فرض می شوند. با این حال، مقادیر منفی (-) باید نشان داده شود. به عنوان مثال، مکان هر دو A و B به صورت زیر نشان داده می شود:
X2.000 Y2.000
B X1.000 Y-2.000
یک سیستم کامپیوتری متشکل از حسگرها و درایوهای الکتریکی به دستگاه متصل است. این برنامه حرکات محور ماشین را کنترل می کند.
رایج ترین انواع ماشین های CNC چیست؟
ماشینابزارهای اولیه به گونهای طراحی شده بودند که اپراتور هنگام کار با کنترلها در مقابل دستگاه میایستد. این طراحی دیگر ضروری نیست، زیرا در CNC اپراتور دیگر حرکات ماشین ابزار را کنترل نمی کند. در ماشین ابزارهای معمولی، تنها حدود 20 درصد از زمان صرف حذف مواد می شد. با اضافه شدن کنترل های الکترونیکی، زمان واقعی صرف شده برای حذف فلز به 80 درصد و حتی بیشتر افزایش یافته است. همچنین مدت زمان لازم برای آوردن ابزار برش در هر موقعیت ماشینکاری را کاهش داده است.
10 نوع از رایج ترین ماشین های CNC وجود دارد که در صنایع مختلف وجود دارد.
1. ماشین های فرز CNC (آسیاب های CNC)
2. ماشین آلات روتر CNC (روترهای CNC)
3. دستگاه های لیزر CNC (برش لیزری، حکاکی لیزری، جوشکار لیزری)
4. ماشین تراش CNC (تراش تراش)
5. ماشین های حفاری CNC (دریل های CNC)
6. ماشین های حفاری CNC
7. ماشین های سنگ زنی CNC (سنگ های CNC)
8. ماشین های تخلیه الکتریکی (EDM)
9. ماشین های برش پلاسما CNC (برش پلاسما CNC)
10. 3D چاپگر
