دانلود مقاله ماشین ابزار

مقدمه :

کنترل های عددی CNC]  در بسیاری از کارگاه ها وکارخانجات معمول شده اند چرا که بسیاری از مسائل ساخت وتولید را آسان نموده اند به بیان دیگر، یک دستگاه با کنترل عددی دستگاهی است که توسط یک کد ساختار یافته در مسیر وهدفی که برنامه برایش تعیین کرده است حرکت می کند که لازمه آن برنامه ریزی قبلی و طبقه بندی اطلاعات وداده های مورد نیاز دستگاه می باشد، هر شخصی می تواند برای دستگاه برنامه بنویسد دستگاهها به صورت دستی یا اتصال به کامپیوتر برنامه ریزی وهدایت می شوند .

برنامه ریزی دستگاه به روش دستی وبرنامه نویسی به کمک کامپیوتر نام دارد.

گاهی اوقات برنامه ها توسط صفحه کلید کنترل کننده و به صورت دستی به دستگاه وارد می شود.

این نوع برنامه نویسی را ورود دستی اطلاعات می نامند.

پیشرفت میکروالکترونها و میکروکامپیوترها باعث شد تا کامپیوترها در کنترل عددی دستگاه ها بکار گرفته شوند .

کامپیوترها باعث شد تا کامپیوترها در کنترل عددی دستگاهها بکار گرفته شوند.

کامپیوترهای جاینوار خوان رادر دستگاههای NC ابتدایی گرفته در موقع به جای خواندن واجرای برنامه از روی نوارهای سوراخ شده، برنامه توسط کامپیوتر دستگاه اجرا می شود.

این دستگاهها به نام دستگاههای کنترل شونده عددی توسط کامپیوتر CNC نامیده می شوند.

کنترل عددی توسط کامپیوتر CNC شامل مراحل ساختی می شود که در آن ماشین برداده برداری فرمانهای لازم برای انجام کارهای مختلف برروی یک قطعه کار را توسط برنامه کامپیوتر نوشته شده توسط اپراتور از کامپیوتر دریافت می کند وبدان فرامین عمل می کند.

کنترل مننده موجود در این سیستمها در حقیقت سه وظیفه اصلی زیر رابر عهده دارند:

کنترل جهت دوران ابزار برده داری قطعه کار

 کنترل سرعت دوران ابزار برده داری قطعه کار

 کنترل مدت زمان دوران ابزار برده داری قطعه کار

لازم به ذکر است که در بعضی از ماشین های CNC قطعه کار ثابت بوده وابزار برده برداری دوران می نماید به این ماشینها فرز وعملیات انجام گرفته را  Milling گویند ودر بعضی دیگر از ماشین های برده برداری ابزار براده ثابت بوده وقطعه کار دوران می نماید.

به این ماشین ها تراش وعملیات انجام گرفته را  Tuming می گویند.

فن آوری کنترل عدد [ NC] یکی از پیشرفتهای اساسی در صنعت تولید در 50سال گذشته بوده است توسط این فن آوری نه تنها در دیگر زمینه های علمی وصنعتی پیشرفت سریعی حاصل شده بلکه استفاده ازاین فن آوری باعث بالا بردن کمیت وکیفیت قطعات تولیدی نیز گردیده است.

تاریخچه و مسیر تکاملی  N C :  پایه های ساخت وتولید توسط ماشین های NC از زمان انقلاب صنعتی بنا گردید.

درآنزمان کوششهای اولیه برای ساخت قطعات توسط ماشین های N   C  به قطعات اتومبیل از قبیل محور با بادامک ، پولی وتسمه محدود بود.

این کوششها بیشتر جنبه نمایشی داشت وبه دلیل قیمت بالای این گونه ماشینها از جنبه اقتصادی مقرون به صرفه نبود.

در زمان جنگ جهانی دوم به صنعت N   C توجه بیشتری گردید زیرا در آن موقعیت زمانی خاص هم کیفیت وهم کمیت قطعات تولیدی برای جنگ افزارها اهمیت بسیار زیادی پیدا کرده بود.

در آن زمان تولیدات صنعتی از نظر کیفیت بسیار عالی بودند ولیکن از نظر کمیت جوابگوی مسائل جنگ جهانی نبودو به نحوی که هر چه کمیت زیادتر می شد کالای تولیدی از نظر کیفیت افت شدیدی پیدا می کرد.

و این امر قطعا به خاطر عوامل انسانی وخستگی های ناشی از کار زیادتر بود.

بنابراین لازم گردید که تکنولوژی جدیدی بوجود آید که در آن از خطاهای انسانی وخستگی ناشی از کار زیاد خبری نباشد وبه عبارت دیگر به جای آن که انسان برماشین فرمان دهد وماشین را تنظیم نماید کامپیوتر برماشین فرمان دهد.

دراین زمان بود که شاخه جنوبی نبروی هوائی ایالات متحده آمریکا برآن شد تابااین مشکل مقابله نماید.

برای این منظور این شاخه از ارتش آمریکا، کمپانیهای متعددی رابرای ساخت و توسعه ماشین های کنترل عددی به همکاری دعوت کرد.

هدف ازاین کار برآورده شدن احتیاجات چهار گانه زیر بود:

بهبود دقت وقیمت قطعات تولیدی

 تثبیت قیمت توسط تولید قطعات

 ساخت قطعات پیچیده یا به عبارت دیگر انجام کارهای غیر ممکن

همچنین فن‌آوری N   C برای ساخت قطعاتی با سایزها واشکال مختلف وقطعاتی که با یک سری از مراحل مشابه ساخته می شوند نیز بکار گرفته می شوند.

اولین قرار داد در این زمینه با شرکت پارسون میشیگان منعتقد شد.

دراین قرارداد شرکت پارسون موظف به طراحی نوعی سیستم کنترل عددی گردید.

که این سیستم بتواند اسپندل ماشین تراش را جهت دهی نماید.

تاریخ این قرارداد 15ژوئن 1949 میلادی بود در سال 1951 آزمایشگاه سرومکانیزم موسسه فن آوری ماسا چوست [M.I.T] از طرف شرکت پارسون موظف به ساخت یک سیستم سرومکانیزم برای ابزار ماشین گردید.

در آن زمان M.I.T برروی نوعی کامپیوتر نیز مشغول به کار بود.

بنابراین تمام گسترش NC برعهده M.I.T قرار گرفت.

در سال 1952 اولین ماشین کنترلی عددی سه محوره که توسط کارت پانج فرمان داده می شد به وسیله بخش سرومکانیزم دانشگاه M.I.T ساخته شد.

در سال 1954 این ماشین در نعرض دید عموم قرار گرفت.

در سال 1960 تکنولوژی کنترل عددی  NC به طور گسترده ای با استقبال عمومی مردم مواجه گردید ودر دیگر نقاط جهان نیز محققان و پژوهشگران شروع به تولید انواع ماشین های NC نمودند.

اکثر این ماشین های اولیه احتیاج به کددهی برروی نوارهای کاغذی داشتند.

این کددهی توسط ایجاد سوراخهایی به وسیله دستگاه پانچ برروی نوارهای کاغذی صورت می گرفت.

این روش کددهی ادامه داشت تا این که ایده کد دهی وکنترل عددی توسط کامپیوتر CNC مطرح گردید دراین ایده یک  کامپیوتر وظیفه کنترل ماشین وابزار را برعهده می گرفت.

در اوائل استفاده از CNC کنترلرهای مربوطه توانائی ذخیره حجم بزرگی از اطلاعات را نداشتندوفقط برنامه هایی با اندازه محدود توسط این گونه CNC ها اجرا می گردید .

در سالهای 1955 تا 1960 دانشگاه M.I.T نوعی برنامه کامپیوتری به نام APT ابداع نمود که در صنایع هوا فضا ازآن استفاده می گردید ودر حقیقت این اولین نمونه از نرم افزارهای امروزی قابل اجرا برروی ماشین های CNC بود.

دراین برنامه از لغات انگلیسی برای توصیف شکل وحرکت ابزار استفاده می گردید.

یکی از مزیت های مهم CNC ارتباطی است که این ماشین بین قسمت طراحی مهندسی وقسمت ساخت برقرار می نماید.

به این ترتیب که مهندس طراح پس از استخراج کدهای لازم برای ساخت قطعه این کدها رادر اختیار قسمت ساخت قرار می دهد واز آنجا به بعددیگر وظیفه قسمت ساخت آن است که با وارد نمودن کدهای کامپیوتری در نرم افزار مربوطه ساخت قطعه را برعهده گیرد ومهندس طراح دیگر خودرا درگیر قسمت ساخت نمی نماید.

امروزه کنترلرهای کامپیوتری ماشین های کنترل عددی CNC به قدری پیشرفت کرده اند که توسط وارد نمودن کدهای مربوط به قطعه خاص می توان شکل قطعه ای که قرار است ساخته شود را قبل از این که عملیاتی توسط ماشین صورت گیرد برروی صفحه نمایشگرانها مشاهده نمود.

از مزایای فهم ماشین های کنترل عددی CNC  نسبت به ماشین های کنترل عددی معمولی NC می توان موارد زیر را ذکر نمود:

قابلیت برنامه نویسی وذخیره برنامه در ماشین های CNC

 قابلیت ویرایش راحت تر برنامه در ماشین های CNC

 قابلیت انعطاف بیشتر ماشین های CNC در مواجه شدن با قطعات پیچیده

 توسط ماشین های CNC می توان قسمت های جداگانه ازیک قطعه سه بعدی را که برنامه آن به کامپیوتر داده است را به صورت زیر برنامه استخراج نمود.

 قابلیت ارتباط کامپیوتر موجود در ماشین های CNC بادیگر کامپیوترها توسط یک دستگاه مودم وانتقال کدها از مکانی به مکان دیگر.

 کاهش هزینه ها واقتصادی کردن محصولات

معایب ماشین های کنترل عددی کامپیوتر CNC نسبت به ماشین های کنترل عددی معمولی NC را می توان به شرح زیر بیان داشت:

قیمت این ماشین ها نسبت به ماشین های N C بالاتر است.

 کاربااین ماشینها احتیاج به دانش بالاتری نسبت به کار با ماشین های NC دارد.

بالا بودن هزینه های تعمیر ونگهداری

 نیاز به سرمایه کلان اولیه برای خرید

 هزینه اپراتوری بالا نسبت به دستگاههای سنتی

 تربیت وتعلیم مجدد پرسنل

قسمتهای اصلی ماشین های C NC:

 تمام ماشین های کنترل عددی از سه قسمت زیر تشکیل شده اند:

ماشین ابزار: این قسمت وظیفه عملیات برروی قطعه از قبیل براده برداری، سوراخکاری وغیره را برعهده دارد.

 موتور ومکانیزهای تغذیه برگشتی [ Feed Back] : این قسمت از اهمیت خاصی برخوردار است زیرا پل ارتباطی بین ماشین ابزار واصلی ترین قسمت ماشین های  C NC یعنی کنترلر می باشد.

در حقیقت دراین قسمت عملیات خاص برروی قطعه ای انجام می گیرد یا قطع می گردد.

 قلب ماشین های کنترل عددی یا کنترلر [ Mcu] : این قسمت در حقیقت اصلی ترین قسمت ماشین های کنترل عددی می باشد صدور وقطع کلیه فرمان های ماشین کنترل عددی دراین قسمت صورت می گیرد.

برای کنترلرهای ماشین های کنترلر عددی به لحاظ تنوع این نوع ماشینها استانداردها مختلفی وجود دارد.

ولیکن لازم است در حالت کلی تمام کنترلرهای ماشین های کنترل عددی از استاندارد شناخته شده ای پیروی کند.

قبل از تصمیم گیری برای استفاده ازیک دستگاه NC باید مسائل اقتصاد ونیازهای جانبی دیگر در مقایسه با مزایا وصعف این دستگاهها سنجیده تر شوند واین ارزیابی در انتخاب صحیح یک دستگاه مناسب که مرتبط باکار تخصصی باشد بسیار ارزشمند است.

نکته: N c یک مفهوم عمومی برای کنترل های عددی است وبه دستگاههایی اطلاق می شود که با نوارهای سوراخ شده کار می کنند CNC به کنترل عددی توسط کامپیوتر اطلاق می شود.

پس همه CNC ها یک N C نیز هستند ولی بالعکس خیر.

مراحل تولید بدون استفاده از سیستم  C AM :  مراحل مربوط به این حالت را می توان به شرح زیر بیان نمود:

ایجاد طرح اولیه قطعه

 تصمیم گیری در مورد نیاز برای تولید قطعه

 انتخاب ابزار مورد نیاز

 تصمیم گیری در مورد ترتیب زمانی عملیات مختلف روی قطعه

 انجام عملیات ریاضی برای وارد نمودن مختصات هندسی قطعه به کامپیوتر

 محاسبات مربوط به سرعت اسپنیدل ونرخ براده برداری {تغذیه} ابزار براده برداری.

 نوشیتن برنامه کامپیوتری

 تهیه شده مقدماتی ولیست قطعات

 وارد نمودن برنامه کامپیوتری داخل مشاین واقعی وبا شبیه سازی ماشین مجازی نظیر نرم افزار CNC « مورد دوم از لحاظ ایمنی توصیه می گردد» 

وارد نمودن برنامه کامپیوتری داخل مشاین واقعی وبا شبیه سازی ماشین مجازی نظیر نرم افزار CNC « مورد دوم از لحاظ ایمنی توصیه می گردد» تذکر: اگر مورد بند 9 یعنی استفاده از نرم افزار CNC اجرا شود.

مراحل تولید با استفاده از سیستم C AM : مراحل مربوط به این حالت را می توان به شرح زیر بیان نمود: استفاده از CAD برای ترسیم سه بعدی قطعه کار در داخل کامپیوتر تصمیم گیری در مورد نوع ماشین مورد نیاز برای تولید قطعه انتخاب ابزار مورد نیاز استفاده ازیک نرم افزار CAM برای استخراج کدهای مورد نیاز CNC از قطعه سه بعدی کشیده شده در محیط CAD به انضمام تهیه مقدماتی ولیست قطعات .

نگارش برنامه با استفاده از کدهای استخراجی در بند 4 در داخل شبیه سازی ماشین CNC نظیر برنامه CNCez ومشاهده چگونگی مراحل ساخت قطعه در صورت رضایت بخش بودن بند 5 وارد کردن برنامه در داخل ماشین واقعی اجرای برنامه برروی ماشین واقعی وتولید قطعه کاربرد در صنعت: گسترش صنایع هوا فضا، باعث بکارگیری گسترده N C هاشد واستفاده از CNC ها به علت گسترده شده این صنایع بود.

بطوری که هم اکنون این دستگاهها در اکثر کارخانجات تولید یوماشینکاری به چشم می خورند.

صنایع هوافضا، تسلیحات دفاعی، خودروسازی ، الکترونیک وابزار سازی تحت پوشش دستگاههای CNC قرار گرفته اند.

پیشرفت میکروالکترنیها باعث کاهش هزینه های ساخت قطعات CNC شده است وبه همین دلیل این دستگاهها به کارگاههای ابزار سازی، ریخته گری، قالب سازی، وصنایع مشابه راه پیدا کرده اند.

هر چند دستگاههای CNC به عنوان ابزار سازی، قالب سازی ، فرم دهی، اندازه گیری های دقیق ومتداول شده اند اما قادرند سیستمهای کنترل دهی عددی مشابه خودرا نیز کنترل کنند.

فصل دوم: انتخاب ابزار وروش تولید انتخاب روش تولید: انتخاب روش تولید، تعیین کننده CNC مورد نیاز واین که از CNC تاچه حد باید کامل باشد است.

یک برنامه نویس باید قبل از نوشتن یک برنامه از مطالب زیر آگاهی داشته باشد: چه نوع دستگاهی مورد نیاز است چه اجزائی بایددر CNC مورد نیاز وجود داشته باشد.

چه نوع عملیات ماشین کاری مورد نیاز است چه نوع ابزار برشی مورد نیاز است وغیره انتخاب یک دستگاه باید مبتنی برعوامل زیر باشد: مهارت برنامه نویس در چه حد است؟

چه نوع دستگاهی سودمندتر است؟

چند نمونه از قطعه باید ساخته شود؟

یا برای کاهش زمان تولید استفاده از دستگاه مدرن پیچیده مقرون به صرف است برای تولید یک قطعه که پیچیدگی هائی هم دارد اولویت انجام کدام عملیات بالاتر است.

ماشین با محور «اسپدل» افقی یا عمودی ارجح تر است.

برگه وضعیت یا برگه تنظیم تولید: پس از این که مراحل رشد تولید پایان یافت وبرنامه تهیه شد، برنامه نویس برگه ای در اختیار پرسنل کارگاه قرار می دهد ونوع ابزار وکارگیر ورابرای برنامه خود در آن اعلام می کند که این اطلاعات برگه وضعیت نامیده می شود.

این برگه ها شامل کلیه اطلاعات جهت آماده سازی عملیات می باشند همچنین هر گونه راهنمائی خاص رد راستای افورش پرسنل یا عملیات ماشین کاری وابزار مصرفی در این برگه ها ذکر می شود.

جنس ابزار برشی: ابزار برشی از سه جنس پایه ساخته می شوند : کارتیزتنگستن، سرامیک، فولاد تند بر، نوع ابزار باید جهت عملیات مشخص صحیح انتخاب شود.

ابزار جنس فولاد تندبر مزایای زیر را نسبت به نمونه های دیگر دارد: ارزان تر است.

شکنندگی کمتری دارد به همین دلیل در قطع ووصل ابزار برشی به روی قطعه کار بادوامتر است.

فرم پذیر است وبه راحتی شکل می گیرد.

معایب آن عبارتند از: نسبت هر دونوع دیگر در دماهای بالای ایجاد سنادچین ماشین کاری دوام کمتری دارند.

مواد سخت را به راحتی برش نمی زنند.

کارتیر نگستنماده دیگری است که در ابزارهای برشی استفاده می شود ابزارهای کاربیدی برسه قسم هستند.

الماسه یکپارچه وسخت که از قطعات کربنی ساخته می شوند.

الماسه لحیمی که از اتصال الماسه به میله فولادی به صورت لحیمی ساخته می شوند.

الماسه نصبی که در بین صنعتگران به الماسه یا الیزاق مشهور است ومتداولترین ابزار مورد استفاده در C NC ها است که در نگهدارنده های فولادی نصب می شوند.

مزایای این نوع ابزار نسبت به فولاد وتند بر عبارتست از : مقاومت در دمای بالا قدرت بیشتر برش مواد و آلیاژهای سخت الماسه های یکپارچه قادر به جذب ارتعاشات زیاد کار هستند وصدای ایجادشده از برخورد ابزار با قطعه بسیار کم است.

الماسه های نصبی به راحتی وبدون نیاز به نگهدارنده فولادی جدید تعویض می شود.

برخی از معایب آنها عبارتند از: قیمت بالا نسبت به فولادهای تندبر شکنندگی بیشتر نسبت به فودلاهای تندبر شکل گیری آنها تنها با ابزارهای الماسه مقدور است.

ابزارهای سرامیکی بیشترین تکامل رادر چند سال گذشته داشته اند وهر چند که بسیار گران هستند اما از ابزارهای الماسه ای ارزانترند.

مزایای آنها را می توان در موارد زیر یافت نمود: ارزانتر از الماسه های کربنی هستند.

مواد بسیار سخت رادر زمان کوتاهی می برند ومقاومت گرمائی بالائی دارند.

معایب آنها عبارتند از: بسیار شکننده تر از کاریبد وفولاد هستند.

برای برشهای سرعت بالا مفید هستند ودر صورتی که در دور پائین کار کنند می شکنند.

بسیاری از دستگاهها سرعت چرخشی مناسبی برای استفاده از ابزارهای سرامیکی ندارند.

فولادهای تند بر برای موادی چون آلومینوم ودیگر آلیاژهای غیر فولاد استفاده می شود وابزار کاربیدی برای سیلیکون آلومینیوم، فولادها، فولاد وضد زنگ ، فولادی های سخت وفلزهای غیر متعارف استفاده می شوند.

الماسه های نصبی کاربرد بسیار زیادی در CNC ها دارند.

برخی از ابزارهای الماسه ای نصبی بامواد خاصی مانند نیترید تیتانیوم پوشش داده می شوند تاعمر مفید آنها افزایش یابد.

چهار نوع عملیات پایه سوراخکاری وجود دارد که توسط دستگاههای CNC اجرار می شود در ذیل توضیحاتی مختصر راجع به این عملیات داده خواهد شد: 1- مته کاری 2- برقو کاری 3- سوراخ تراش 4- قلندور کاری مته کاری: انواع مته ها به منظور انجام عملیات مختلف برروی فلزات گوناگون وجود دارد از جمله مته مار پیچ که علیرغم پیشرفت بسیار زیاد در ابزارها، یکی از متداولترین ابزار سوراخکاری است هنگام استفاده از مته ها مارپیچ ممکن است به علت لغزش مته برروی سطح کار، سوراخ مستقیمی ایجاد نشود لذا از مته مرکز زن استفاده می کنند .

به وسیله مته مرکز زن ابتدا سوراخ کوچکی «فزنیه» در قطعه ایجاد می کنند تادر حین مته کاری توسط مته مار پیچ انحراف ولغزشی به وجود نیایدو سوراخ مستقیمی زده شود.

اگر تلرانس مجاز یک سوارخ کوچکتر از 003/0 اینچ باشد، عملیات سوراخکاری ثانویه از قبیل سوراخ تراشی یا برقوکاری بای تامین اندازه مطلوب مورد نیاز است.

سوراخهایی بزرگ را بافته های بیلچه ای ایجاد می کنند.

تیغه های صاف این مته باعث جریان روان براده ها وسرعت بالای عملیات می شود.

نکته: در انتخاب مته باید زاویه نوک آن را در نظر داشت.

برای موادی که به سختی بریده می شوند انتخاب مته با زاویه بزرگ باعث افزایش عمر مته می شود.

برای برش های فولادی نرم زاویه 118 درجه وبرای فولادهای ضد زنگ زاویه 135 درجه توصیه می شود.

فولاد تندبر متداول ترین جنس مته هاست ولی مته های با جنس الماس لحیمی والماس یکپارچه نیز مورد استفاده می باشند که از معایب آنها چسبیدن براده به مته در جنس سوراخکاری است.

آلیاژی از --- وفولاد تندبر در مته کاری فلزات بسیار سخت مورد استفاده قرار می گیرند که مقاومت بالائی در برابر حرارت ایجادشده حین مته کاری دارند.

برقوکاری: در عملیات برقوکاری با برداشتن مقدار بسیار کمی از مواد داخل یک سوراخ از قبل ایجاد شده سطح داخلی آن را پرداخت می نمایند که عملیاتی دقیق است وبه راحتی تلرانس 0002/0+ اینچ را ایجاد می کند برقوها به دو دسته اصلی تقسیم می شوند: برقو با تیغه های مستقیم وبرقو با تیغه های شیب دار پرداخت سطوح توسط بر قوشیار شیب دار بهتر از برقویشیار مستقیم صورت می پذیرداما تیز کردن تیغه های آن مشکل تر است جنس برقوها از فولاد تندبر الماسه لحیمی و الماسه یکپارچه است.

سوراخ تراشی: در سوراخ تراشی توسط میله سوراخ تراش یکسر، مقداری فلز از داخل یک سوراخ از قبل ایجاد شده برداشته می شود.

سر میله های سوراخ تراشبر دو قسم است: خارج از مرکز که در آن مته سوراخ تراش ابزار جداگانه می باشد که برروی سر برقو قابل تنظیم است ونوع کشوی که در آن میله تراش مانند ابزارهای نصبی، برروی سر نصب می شود.

میله های سوراخ تراش از چهار نمونه مواد ساخته می شوند: فولاد تندبر، الماسه یکپارچه، الماسه لحیمی، الماسه نصبی.

الماسه نصبی برای سوراخ های بزرگ ومیله های ساخته شده از الماسه های یکپارچه ولحیمی برای سوراخهای کوچک « به قطر حدود 5/0 اینچ» استفاده می شوند.

قلاویز کاری :قلاویر کاری به منظور ایجاد رزوه داخلی در یک سوراخ انجام می شود قلاویزها برچند قسم هستند: قلاویز یکپارچه که متداولترین نوع قلاویز هستند وخود شامل قلاویز پیشرو میان رو وسرو می باشند که قادرند سوراخهای کور را نیز قلاویز مارپیچ نوع دیگر قلاویز است که برای سوراخهای راهبدر یا سوراخهای کوری که لازم نیست تا آخر قلاویز شوند استفاده می شوند ودر حین تراش، براده ها رابه سمت جلو می رانند واز ته سوراخ بیرون ریخته وباعث تمیزی سطح کار می شوند.

قلاویزهای حلزونی از دیگر انواع قلاویزها هستند که برای فلزات نرم مانند آلومینیوم استفاده می شوند.

فصل سوم سیستمهای کنترل عددی انواع سیستم های کنترل عددی: در دستگاههای N C دو نوع سیستم کنترل بکار می رود.

نقطه به نقطه و مسیر پیوسته.

سیستم های نقطه به نقطه فقط در خط مستقیم حرکت می کنند وبه سوراخ کاری وفرزکاری مستقیم به موازات محور دستگاه محدود می گردند.

هنگامی که محوری شروع به حرکت می کند تمام موتورهای راه انداز موثر، با یک سرعت می چرخند اگر یکی از محورها شروع به حرکت کند وقبل از رسیدن به مقدار از پیش تعیین شده خود بایستد در حالی که بقیه موتورها به حرکت خود ادامه می دهند تا محور موتور ایستاده به محل تعیین شده خود برسد، باعث برش 45 درجه می گردد ولی بایان روش نمی توان کمانهای غیر مشخص را ایجاد کرد.

زوایا وکمانها باید به صورت ایجاد یک سری خطوط مستقیم برنامه ریزی وایجاد گردند دستگاههای با مسیر پیوسته [ Continuting path] این قابلیت را دارد تا موتورهای خود را در سرعتهای مختلف حرکت دهد.

بنابراین برش هر گونه کمان وهر زاویه با این روش بسیار ساده است.

سرو مکانیزمها Servome chanism : موتورهای راه اندازی در دستگاههای C NC یکی از چهار نوع زیر هستند: موتورهای پله ای: موتور پس از دیافت یکپالس یک گام می چرخد و مجموعه این پالس ها باعث چرخش موتور می گردد.

3- سرو با برق مستقیم و متناوب: DC, AC ها به طور گسترده ای در موتورهای مسیر پیوسته کوچک ومتوسط با سرعتهای متغیر استفاده می گردند.

برخلاف موتورهای دسته اول این موتورها نمی توانند در یک دسته فاصله حرکت کنند چون هنگامی که جریان وصل است موتور حرکت می کند وبا قطع جریان می ایستد.

موتورهای A C اخیرا توسعه یافته اند و می تواند قدرت بیشتری نسبت به موترهای D C تولید کنند.

4-سروهیدرولیکی: این دسته مانند : DC, AC ها دارای موتورهای با سرعت متغیر هستند.

به دلیل وجود سیستم هیدرولیک ظرفیت، قدرتی آنها بسیار بالاتر از : DC, AC می باشد ودر دستگاههای بزرگ استفاده می گردند ومعمولا به آنها یک سیستم کنترل نیوماتیک یا الکترونیکی متصل است.

قانون دست راست برای تعیین مختصات: بر طبق استاندارد ELA RS274 مشاین های کنترل عددی از قانون دست راست برای تعیین مختصات وجهت محورها استفاده می کنند براساس این سیتم انگشتان دست راست را به گونه ای نگه می داریم که انگشت شصت وانگشت وسطی و انگشت اشاره بریکدیگر عمود باشند دراین حالت محل برخورد سه انگشت نشان دهنده مرجع مختصات می باشند هرگاه انگشت شصت به سوی مثبت محورX ها باشند.

انگشت اشاره سوی مثبت محورY ها وانگشت وسطی سوی مثبت محور Z ها را نشان خواهد داد.

جهت هر انگشت دراین حالت نشان دهنده حرکت مثبت در سوی مربوط می باشد.

محور اسپندل اصلی معمولا محورها انتخاب می شود.

و جهت مثبت آن به سمت داخل اسپندل می باشد.

محل برخورد سه انگشت نشان دهنده مرجع است وباXa, Ya , Za نشان داده می شود برای نشان دادن جهت محور دوران بایستی چهار انگشت رادر جهت دوران بییندیم دراین حالت انگشت شصت راست نشان دهنده سوی مثبت محور دوران می باشند.

سیستمهای تعیین مکان: دوراه برای مشخص کردن مکان دستگاهها نسبت به محور مختصاتشان وجوددارد: 1- مختصات مطلق [ Absolute position] 2-محتصات نسبی [ Later mentool postion] درنوع اول مختصات نقاط مختلف نسبت به یک محور ثابت صفر در نظر گرفته می شود وموقعیت قطعه از نقطه Xo, Yo تبدیل می شود تاحرکت بعدی انجام گردد در استاندارد های ماشین های C NC همچنین دونقطه مرجع وجود دارد.

نقطه مرجع اول نقطه مرجع ماشین یا M RZ دارد ونقطه مرجه دوم نقطه مرجع قطعه کار یا P RZ نام دارد.

نقطه مرجع ماشین که به نام مبداء دستگاه یا محل فاز صفر نامیده می شود معمولا در مرکز تعویض ابزار قرار دارند ونه همیشه .

قطعات مستقل از سیستم مختصات دستگاه برنامه ریزی می گردند برنامه نویس محلی را در قطعه کار یا درکارگیر انتخاب می کند که این محل مبداء سیستم مختصات برای قطعه قرار داده می شود.

این مختصات که برنامه نویس این را انتخاب کرده است، سیستم مختصات قطعه یا محلی نامیده می شود.

سیستم مختصات دستگاه وسیستم محلی هرگز برهم منطبق نخواهند شد.

پیش از اجرای برنامه، سیستم مختصات از دستگاه به محل منتقل می شود.

این عمل را مبداء قرار دادن یا تعیین نقطه صفر می نامند.

سه راه برای این کار وجود دارد: توسط اپراتور وبا دست توسط تغییر محل صفر مطلق استفاده از مختصات کاری [ Wirking coordinate] درروش اول: اپراتور محور راروی صفر دلخواه خود قرار می دهد وصفر سیستم مختصات خود به خود از M cu خارج می شود.

روش دوم: انتقال سیستم مختصاتی است که درون برنامه NC وجود دارد.

ابتداء برنامه نویس دستور می دهد که محور به خانه صفر خود حرکت کند.

سپس دستوری صادر می شود که به M CU می گویند، مبداء مختصات درچه فاصله ای از خانه صفر قرار گرفته است.

عمل تغییر محل مطلق به صورت زیر انجام می گیرد.

فرستادن محور به مبدائ صفر No to Xo Yo Zo تنظیم موقعیت حاوی محور To X5.000 Y6.000 Z7.000 N O20 G92 X5.000 Y6.000 7-7.000 در خط N O10 محور به سمت خانه صفر حرکت می کند.

در ادامه [ No20] ولو این که محور حرکت فیزیکی از خانه صفر نداشته باشد.

مختصاتش به صورت X5.0 .

Y 6.0 Z 7.0 در می آید.

حال دستگاه به این سیستم جدید ارجاع می گردد.

« که G92 دستور استانداردی است که برای انتقال صفر مطلق استفاده می شود».

روش سوم: شکل دیگری از تغییر صفر مطلق است.

این مختصات به جای صفر قطعه جایگزین می گردد وتا زمانی که مختصات کاری در برنامه است.

مختصات قطعه را نمی تواند عمل کند.

بعداز پایان فعالیت که G 92 مختصات ، به سیستم مختصات قطعه تبدیل می شود.

به هنگام استفاده از مختصات کاری، یک ثبت کننده [ Register] در جائی از برنامه قرار دارد ودر مواقع مورد لزوم فا خوانده می شود اگر بیش از یک کارگیر استفاده شود صفر قطعه دوم در مختصات کاری دوم وارد می گردد ودر مواقع لزوم فراخوانده می شود.

مختصات کاری را می توان با اپراتور ویا توسط برنامه نویس بدون فرستادن محور به محل خانه صفر ثبت کرد.

در یک برنامه، مختصات کاری توسط دستورها ، نصب و خوانده می شوند.

G56.

G54.

G55 نمونه این فراخواندن هستند.

مثال ذیل نمونه ای از کاربرد این مختصات است.

تنظیم مختصات کاری G54.P1 تنظیم مختصات کاری G 55.

P2 No10 G10 L2 P1 X5.000 Y6.000 Z7.000 NO 20 G10 L2 P2 X10.000 Y3.000 Z15.000 فراخوانی مختصات کاری G 54 وحرکت Z.500 Y1.000.

X1.000 N 100 G54 X1.000 Y1.000 Z.500 فراخوانی مختصات کاری G55 وحرکت Z 3.000 , Y2.000 .

X2.000 N110 G55 X2.000 Y2.000 Z3.000 در NO10 مختصات کاری G54 در نقطه یاد شده ودر G 55,NO 20 در نقطه یاد شده، نسبت به محل خانه صفر نصب می گردند.

در NO 100 مختصات G54 فرا خوانده می شود.

سیستم مختصات قطعه فعال می شود ومحور به نقطه یاد شده می رود که از مختصات قطعه اندازه گیری شده است وبه همین ترتیب برای N110, G55 .

مادامی که مختصات دیگری فراخوانده شده مختصات کاری فعال است.

اندازه گذاری: دو نوع اندازه گذاری در دستگاههای C NC مرسوم است: اندازه گذاری نسبت به یک انتها [ Datam dimensioning] دراین حالت تمامی اندازه ها نسبت به یک نقطه صفر ثابت سنجیده می شوند.

این نوع اندازه گذاری در تجهیزات تعیین محل مطلق ایده ال می باشد.

اندازه گذاری جزئی: [ Delta dimensioning] اندازه گذاری دراین نوع به صورت رشته های زنجیره ای متصل به هم صورت می گیرد.

هر اندزه گذاری نسبت به اندازه گذاری قبلی خود صورت می گیرد.

شکل1 فصل چهارم مختصات برنامه نویسی شکل1-4 شکل1-5 مختصات برنامه نویسی: عملیات سوراخکاری: نحوه برنامه ریزی مختصات برای عملیات سوراخکاری نظیر مته کاری [ Drilling] ، برقوکاری[ Reaming] ، سوراخ تراشی [ Borning] وقلاویز کاری [ Tapping] در شکل 1-1 آورده شده این نوع سوراخکاری در دستگاههایی که از روش مختصات مطلق استفاده می کنند مورد استفاده قرار می گیرد.

مختصات سوراخها به شرح زیر است « با توجه به شکل» 1.XO.750 Y 1.750 2: X2.000 Y0.

250 3: X3.000Y1.000 اگر مختصه ای ثبت است، نیازی به اضافه کردن علامت مثبت به عدد نیست وتا زمانی که جهت حرکت عوض نشده، دستگاه مختصات را مثبت فرض می کند.

مختصات سوراخهای قطعه شکل 2-1 به صورت زیر می باشد.

1: 1.000 Y0.500 5: X-1.000 Y-0.500 2: X0.500 Y1.000 6: X-0.500 Y- 1.000 3: X-0.500 Y1.000 7: X0.500 Y-1.000 4: X-1.000 Y0.500 8: X1.000 Y- 0.500 قواعد یکسانی در اندازه گیری فواصل در شکلهای 1-1و 2-1 بکار رفته است بااین تفاوت که مرکز مختصات در شکل 1-1 گوشه سمت چپ پایین ودر شکل 2-1 در وسط شکل قرار دارد.

اندازه گذاری در شکل 3-1 به صورت نسبی می باشد و نسبت به اندزه قبلی اندزه گیری شده است این مختصات عبارتند از: 1: X0.750 Y1.750 2: X1.250 Y-1.500 3: X1.000 Y0.

750 مقدار Y نقطه 2 منفی است چون با استفاده از مختصات نسبی ، مبداء XO YO در نقطه 1 قرار می گیرد.

اگر شکل 2-1 از مختصات نسبی برای اندازه گذاری استفاده شود مختصات به شکل زیر در می آید: 1: X1.000 .

Y0.500 5: X0.000 .

Y- 1.000 2: X-0.500 .

Y0.500 6: X0.500.

Y- 0.500 3: X-1.000.

Y0.000 7: X 1.000 .

Y0.000 4: X-0.500.

Y-0.500 8: X0.500 .

Y0.500 عملیات فرزکاری: برای مرکز قرار دادن محور دادن روی یک محل مشخص نیز می توانیم از مختصات ارائه شده استفاده کنیم واین بدان معناست که وقتی محل مختصات به دستگاه داده شد مرکز محور به آن محل فرستاده می شود.

برای فرزکاری قطعه شکل 4-1 ازیک تیغه به قطر 0.

.

500 وبرای برنامه نویس، از مختصات مطلق استفاده شده است.

تیغه فرزبه XO/ Yo می رود تا عمل برش صورت گیرد شروع حرکت از 1 به 2 خواهد بود وبه مقدار 0.250˝ براده برداری خواهد شد برای حرکت صحیح باید نصف شعاع تیغه در هر نقطه به مختصات آن نقطه اضافه یا کم شود مثلا برای سوراخ شماره 1 XO0250 .

Y-0.250 خواهد بود.

به ترتیب مختصات 4 سوراخ عبارتند از: 1: X-0.250 .

Y-0.250 2: X-0.250.

Y2.250 3: X3.250 .

Y-2.250 4; X3.250 .

Y-0.250 مختصات مطلق نقاظ شکل 5-1 عبارتند از :1 : X0.750 .

Y0.750 2: X0.750 .

Y1.250 3: X2 .250 .

Y1.

250 4: X2.

250.

Y0.750 اگر در شکل 4-1 از مختصات نسبی استفاده کنیم داریم: 1: X-0.250 .

Y-0.250 2: X0.000 .

Y2.

250 3: X3.

500 .

Y0.000 4: X0.000 .

Y-2.500 برای شکل 5-1 داریم: 1: X0.750 .

Y0.750 2: X0.000 .

Y0.500 3: X1.500 .

Y0.500 اگر محور Z نیز وارد مختصات شود موارد زیر باید مورد توجه قرار گیرد: فرض کنید نقطه صفر محور 0.25˜, Z بالای قطعه است ومته ای به قطر ˜ ¼ برای سوراخکاری مورد استفاده قرار می گیرد.

برای تعیین مختصات محور Z باید ضخامت قطعه رابه طول نقطه سوراخکاری « در جهت Z که همان عمق خواهد بود» بیفزائیم.

با ضریب قطر مته در عدد 0.3 عمق نقطه مورد نظر را برای سوراخکاری 0.075˝ می باشد.

با افزودن عمق نقطه به میزان 0.25˝ مختصات 0.325 O.

HIN AN.Z خواهد شد.

در عمل چنین به نظر می رسد که به مقدار کمی حرکت اضافی احتیاج داریم تا میزان تفاوتی که در نقطه مورد نظر برای سوراخکاری ورعایت ضخامت وجود دارد جبران شود.

حرکت در جهت فیردستگاه در جهت – z ودر جهت سر دستگاه - Z می باشد.

شکل 1-6 فصل پنجم برنامه نویسی دو محوره زبان کارگاهی ماشین کاری [ MSL] : دستورات مورد استفاده در این زبان لغات مصطع در کارگاههای ماشین ابزار و مانند کدهای NC می باشد.

این زبان یک زبان تبدیلی یا برگشتی است وبه دلیل استفاده از اصطلاحات ودستورات انگلیسی، به سادگی قابل فهم ویادگیری هستند.

در این زبان، واحد M CU دستورات را به کدهای مورد نیاز برنامه تبدیل می کند ودستگاه دستورات خود رادر خطوط برنامه به نام " Events" می گیرد.

دو نوع Event دراین زبان استفاده می شود.