مقدمه
با ورود روزافزون ماشین آلات و آشنایی بیشتر تولید کنندگان صنعت چوب ایران با ماشین آلات روز اروپا ، درصد استقبال از آنها بصورت چشمگیر رو به رشد بوده بصورتی که کمتر تولید کننده ای وجود دارد که با کلماتی از قبیل CNC ، پانل برهای اتوماتیک و غیره آشنا نباشد . مخصوصا بعد از دومین موج ورود ماشین آلات به ایران که با ورود ماشین های اتوماتیک و مجهز همراه شد.
در حالی که اکثر تولید کنندگان کشورمان از طریق تبلیغات تجاری با این قبیل دستگاه ها آشنایی دارند ، ولی کمتر کسی وجود دارد که با ماهیت واقعی و تکنولوژی ساخت این قبیل ماشین آلات حتی در حد عمومی نیز آشنایی مختصری داشته باشد . این مشکل زمانی نمود پیدا می کند که تولید کننده جهت خرید یک ماشین اتوماتیک CNC کاملا سردرگم شده و در پاره ای موارد حتی نمی داند که چه چیزی باید خریداری نماید. این مشکل زمانی نمود بیشتری پیدا می کند که حتی فروشنده CNC نیز با این مشکل مواجه باشد . از این رو سعی شده است تا در جهت بهتر معرفی کردن این قبیل ماشین الات در حد دانش عمومی سری مقالاتی ارائه شود وامیدواریم این مجموعه مورد توجه واقع گردد.
پیشگفتار
تاریخچه ساخت ماشین آلات NC و CNC
تاریخچه ساخت این ماشین آلات به سال 1949 بر می گردد . نخستین بار نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا سفارش ساخت اولین دستگاه کنترل عددی NC را به سازمان MIT داد . این سازمان پس از ساخت آن که تقریبا سه سال بطول انجامید ، دستگاه ساخته شده را در سال 1952 به معرض دید گذاشت.
انگیزه ساخت این ماشین ، اجرای عملیات ابزار کاری روی خطوط صاف ، منحنی و هندسی ترکیبی به صورت دو بعدی و یا سه بعدی بوده که قبلا توسط ماشین آلات مکانیکی و با صرف هزینه های بالا انجام می شد . جهت اطلاعات بیشتر در ارتباط با ماشین آلات CNC ابتدا مختصری در رابطه با ماشین آلات NC توضیح داده خواهد شد .
عمده فواید ماشین آلات NC و CNC به قرار زیر می باشد :
برنامه ریزی و ذخیره سازی آسانتر برنامه اجرایی
تعویض آسان یک برنامه
اجتناب از خطای انسانی
ایمنی ماشین NC و CNC برای اپراتور
تکمیل یک برنامه هندسی ترکیبی به آسانی یک برنامه ساده
اجرای همیشگی یک برنامه با فراز و نشیب کمتر
جهت معرفی ماشین آلات NC و CNC ابتدا نگاه مختصری به مبانی ماشین آلات فوق می اندازیم شکل شماره 1 نشان دهنده یک دستگاه فرزکاری دستی با سه محور می باشد که به عنوان ماشین های NC سه محوره شناخته می شوند در این دستگاه سه محور X ، Y و Z بصورت دستی قابل کنترل می باشد . (شکل1)
در شکل شماره 2 شمای کلی از دستگاههای سه محوره ارائه شده که در کشورمان به دستگاه های اورفرز معروف می باشند . در این سیستم شیوه به حرکت درآمدن محورها توسط پیچ راهنما (میله مارپیچ ) و به وسیله دست یا فرمان دستگاه صورت می گیرد در حالی که در ماشین آلات NC و CNC نیروی محرکه توسط موتورها تولیدمی شود ( شکل شماره 2)
(تصاویر در فایل اصلی موجود است)
کنترل ماشین آلات NC :
زمانی که صحبت از کنترل ماشین الات NC پیش می آید بیشتر کنترل محورهای فعال در این قبیل ماشین آلات مد نظر می باشد . طبق بحث قبلی نیروی محرکه یاموتور کنترل کننده محورها در ماشین های بزرگ از انواع سروو موتورها می باشد . از زمان ابداع و ساخت این قبیل موتورها با پیشرفت تکنولوژی نوع موتورها و کنترل آنها نیز پیشرفت کرده است به صورتی که اکنون صحبت از Servo pack به میان می آید .
در ماشین آلات جدید CNC از این قبیل موتورها استفاده می شود . در این موتورها بر اساس نوع آنها ، کنترل ها نیز متفاوت بوده و می تواند براساس جابجایی ، تغییر زاویه گردش، قدرت الکتریکی وارده و کنترل نیروهای وارده بر موتور یامجموعه‌ا ی از این عوامل باشد در این ماشین آلات بسته به نوع سخت افزار ، کوچکترین واحد اندازه حرکت که ماشین ابزار می تواند بر آن اساس به حرکت درآید .
واحد BLU بوده و در واقع کنترل ماشین ابزار بر این مبنا صورت می گیرد . (شکل 3)
هر ماشین NC در ساختار از دو جزء تشکیل شده است :
ماشین ابزار دارای سروو – موتور جهت به حرکت درآوردن پیچ راهنما
واحد کنترل ماشین MCUیا کنترل کننده
واحد MCU از واحد اطلاعات عملیاتی DPU و واحد کنترل چرخه CLU تشکیل شده است .
واحد اطلاعاتی عملیاتی DPU شامل بخشهای زیر می باشد :
تجهیزات ورودی ، چرخه خواندن اطلاعات ، چرخه کنترل مقیاس و رمزگشایی جهت توزیع اطلاعات به منظور کنترل محورها
واحد کنترل چرخه CLU نیز از بخشهای زیر تشکیل شده است :
دو قطبی کننده برای دادن فرمان حرکت به ماشین بین نقاط اطلاعات سخت افزار ، کنترل وضعیت چرخه برای حرکت در هر محور.
طبقه بندی ماشین ابزار NC :
این طبقه بندی بر اساس نوع حرکت ، نحوه کنترل چرخه گردش ، منبع تغذیه انرژی وسیستم جابجایی خواهد بود .
- نقطه به نقطه
براساس نوع حرکت : - مسیر پیوسته
- چرخه باز
براساس نوع تغییر انرژی : - چرخه بسته
براساس کنترل چرخه گردش : - الکتریکی
- هیدرولیک
- پنوماتیک
براساس سیستم جابجایی : - چرخه مرحله ای
- اعداد مطلق
ماشین آلات CNC نیز تقریبا این قسمت بندی تبعیت می کنند که متعاقبا معرفی می گردند .
کنترل نقطه به نقطه :
-بیشتر جهت عملیات سوراخکاری استفاده می شود .
- می توان آن را برای هر محور جداگانه استفاده نمود .
- حرکت بین نقطه شروع و نقطه پایانی با حداکثر شتاب و سرعت انجام می شود .
در شکل شماره 4 ایده کلی از چرخه کنترل نقطه به نقطه برای سوراخکاری ارائه شده که برای موتورهای محور X و Y کاربرد دارد . در این چرخه میز کار توسط استپ موتور به حرکت در آمده و زمانی که به موقعیت مورد نظر رسید ولتاژ به صفر می رسد و میز از حرکت باز می ایستد .
در آن هنگام ورودی AND و کلیه پالسهای واحد راه اندازی قطع می گردند . (شکل 4)
(تصاویر در فایل اصلی موجود است)