cnc مخفف computer numerical control می باشد در ایران این ماشین ها CNC خالی خوانده میشوند ولی نام آنها به فارسی ماشین های (دستگاه های ) کنترل عددی ترجمه می شود.
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 - 2P22 –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 امجام میدهد پس همانطور که گفته شد آموزش کدها باید با توجه به نوع کنترلر صورت گیرد خدا را شکر که استاد بنده در دانشگاه کد نویسی را تحت زیمنس و مدل های بالای این مارک به ما یاد داد.
ولی واقعا باید در دانشگاه چه چیزی را از این دستگاهها باید اموخت
• 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 10 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 ان 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 ان 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 فن آوری CNC فن آوری سی ان سی از سال 1950 در امریکا توسعه یافته و پیشرفت نموده است.
معمولا استاندارد کلیه ماشینهای کنترل عددی بر اساس ساختمان برنامه DIN 66 025 موقعیت سیستم مختصات DIN 66 217 میباشد، البته بسیاری از سازندگان برای کنترلهای ساخت خود از زبانهای اختصاصی و علائم خاص خود استفاده میکنند.
استانداردها : اندازه گیری برای برنامه نویسی ماشین DIN 406 T4 علائم فرمول کنترل DIN 19 221 نامگذاری و تقسیم بندی کنترل کننده هاDIN 19 255 فن آوری کنترل، اصلاحات و نامگذاریهاDIN 19 266 علائم تکنیک فرآیندها، علائم نمایش دستگاهها DIN 19 227 علائم اندازه گیری، کنترلDIN 19 228 تکنیک کنترل، اصلاحات DIN 19 237 علائم ماشین سازی DIN 24 900 علائم کاری، پردازش رقمی اطلاعاتDIN 40 700 علائم کاری، موتورها، راه اندازه ها، دستگاههای قطع و وصل DIN 40 713 مدارک و اسناد قطع و وصل، کنترل و علائم گرافیکی پلانهای کاریDIN 40 719 پردازش اطلاعات، اصلاحاتDIN 44 300 انتقال داده ها، اصلاحاتDIN 44 302 علائم اپراتوری بدون متن در ماشینکاری کنترل عددیDIN 55 003 کنترل عددی ماشینهاDIN 66 024 ساختمان برنامه ماشینهای کنترل عددیDIN 66 025 CLDATA DIN 66 215 موقعیت سیستم مختصات DIN 66 217 زبان ورود داده هاDIN 66 246 ماشینهای کنترل عددی، اصلاحاتDIN 66 257 برنامه نویسی برای ماشینهای کنترل عددی 1- برنامه نویسی دستی : در برنامه نویسی دستی، طرح کار مطابق نقشه قطعه کار تهیه میشود.
نقاط حرکت ابزار تعیین و محاسبه میشود.
و سپس برنامه بصورت دستی و از طریق زبان برنامه نویسی آن ماشین، نوشته میشود و باز هم به صورت دستی اطلاعات وارد حافظه ماشین می گردد.
در مورد قطعات ساده بهتر است که مستقیما روی ماشین برنامهء براده برداری نوشته شود.
2- برنامه نویسی توسط رایانه : برنامه نویسی توسط رایانه برای قطعات پیچیده که محاسبه نقاط حرکت ابزار امکان پذیر نمیباشد، بکار میرود.
ابتدا قطعه مورد نظر توسط نرم افزارهای طراحی، طراحی و ترسیم میشود و سپس توسط نرم افزارهای ساخت برنامه، نحوهء براده برداری تعیین و برنامهء قابل فهم برای ماشین کنترل عددی تهیه میشود.
در مثال زیر نمونه ای از یک پروسه طراحی و تولید را مشاهده میکنید: تصویر بزرگ تصویر بزرگ تصویر بزرگ تصویر بزرگ تصویر بزرگ تصویر بزرگ تصویر بزرگ تصویر بزرگ تصویر بزرگ تصویر بزرگ تصویر بزرگ تاثیرات تکنولوژی C.N.C الف – توسعه فن آوری : بکار گیری کنترل های مکانیکی و نیمه مکانیکی در مسیر تولید و در جایی که مقرون به صرفه باشد.
مثلا در صنایع خودرو سازی، با توجه به پیشرفته شدن کنترلهای امروزی براحتی میتوان محاسبات سنگین عددی را با کمال اطمینان به آنها سپرد.
محاسباتی نظیر جبران ابزار ، نقاط تداخل دایره و مخروط، وغیره .
ب – تغییر تجربه های شخصی :در گذشته مهارت فردی و نحوه بکار گیری ابزار توسط کارگر ماهر و فنی بسیار مورد نیاز بود، اکنون بیشتر کارهای تکراری و خسته کننده را رایانه کنترل میکند و ماشین قابل برنامه ریزی انجام میدهد.
ج – تاثیرات اجتمائی: متاسفانه بدترین قسمت این فرآیند ، یقینا بیکار شدن نیروهای غیر متخصص و نیاز به آموزش مهارتهای فنی و دانشگاهی است.
اما صورت بهتر قضیه اینست که وقت آزاد بیشتری در اختیار انسان قرار میگیرد، چون انجام کارها به عهده ماشین میباشد.
نحوه راه اندازی یک سیستم کنترل عددی : سیستم D.N.C Direct Numerical Control انتقال مستقیم برنامه از رایانه مرکزی یک رایانه مرکزی کنترل کلیه اجزای سیستم را به عهده دارد، میتواند به طور همزمان خط تولید اتوماتیک خودرو را با چندین نوع ماشین کنترل عددی و ربات کنترل کند.
CAD : Computer Aided Design طراحی به کمک رایانه ابتدا در مرحله طراحی نوع رفتار و عملکرد ماشینها تعریف میشود یا اینکه شکل قطعه مورد نظر حجم سازی میشود و تبدیل به زبان فابل فهم ماشین میگردد.
: Computer Aided Manu factoring تولید توسط رایانه اکنون برنامه ساخته شده و قابل فهم ماشینهای کنترل عددی به حافظه آنها انتقال داده و اجرا میشود.
CIM : Computer Integrated Manu factoring تولیدکامل توسط رایانه منظور از سیستم رایانه ای پیشرفته برای تولید و سازماندهی کارگاه تولید است CIM سیستم مختصات : در ماشینهای C.N.C معمولا سه محور بر اساس مختصات کارتزین وجود دارد، که محور X = محور افقی محور Y = راستای عمق قطعه کار محور Z = راستای عمودی با این سه محور یک میتوان هر موقعیت هر نقطه از قطعه را در فضا و با توجه به ابعاد حرکتی ماشین تعریف کرد.
اگر در راستای حرکتی هر محور ، محور دیگری تعریف نماییم و جهت چرخشی نیز برای هر محور در نظر بگیریم آنگاه دارای 9 محور با امکان حرکتی فراوان خواهیم بود .
پیچیده ترین قطعات مانند پره توربین را میتوان براحتی با 5 محور حرکتی فرز کاری کرد.
دقت عملیاتی : حرکت محور های ماشین های C.N.C بر خلاف دیگر ماشین آلات صنعتی که بر اساس حرکت پیچ و محور با گام مشخص بود، بصورت بال اسکرول میباشد که حرکتی بسیار نرم و بسیار دقیق را حاصل مینماید.
بر این اساس به راحتی میتوان به یک ماشین C.N.C فرمان حرکت معادل 0.001 میلیمتر داد و انتظار حرکت دقیق هم داشت.
معمولا ماشینهای براده برداری C.N.C دقتی معادل 0.001 میلیمتر دارند، اما ماشینهای دقیقتر و حساس تری نیز وجود دارد که دقت بیشتری دارند.
زبان ماشین : زبان قابل فهم برای اکثر ماشینهای کنترل عددی ، G - CODE میباشد.
فرمانهای کمکی دیگری نیز وجود دارد که با M - CODE تعریف میشود .
ماشینهای C.N.C در کارخانجات صنعتی دستگاههایی وجود دارد که بصورت رایانه ای قابل برنامه ریزی میباشند و به آنها ماشینهای C.N.C اطلاق می شود.
(1) ماشینهای C.N.C دارای طیف وسیعی است ، که ماشینهای تراش، فرز، اسپارک اوروژن، وایر کات، سنتر عمودی و غیره از این دست میباشند .
ساخته شدن ماشینهای C.N.C تحولی در صنعت ایجاد کرد و سرعت و دقت ساخته شدن قطعات را بسیار افزایش داد، تا جایی که اکنون کارخانجات اتومبیل سازی ژاپن مراحل طراحی و تولید یک خودروی نمونه را تا یک ماه کاهش داده اند ، یا کارخانجات قالب سازی تایوانی زمان تولید قالب سفارش داده شده را بسیار کوتاه کرده اند، موردی را خود شاهد بودم : زمان تولید قالبی را کارخانه ایرانی 8 ماه اعلام کرده بود و برای ساخت همان قالب ، مهندسان تایوانی زمان 45 روز را ارائه داده بودند.
در ایران طیف وسیعی از ماشینهای کنترل عددی وجود دارد که اعم آنها ساخت المان میباشد، همچنین کنترل های عددی متفاوتی نیز وجود دارد.
بنا بر حدسیات و مشاهدات، تعداد ماشینهای کنترل عددی در ایران از آلمان بیشتر است، اعم این ماشین آلات نیز در اختیار شرکتهای دولتی و نظامی میباشد.
با توجه به اینکه در ایران نیز ماشینهای کنترل عددی ساخته یا به عبارت صحیحتر مونتاژ میشود، و با توجه به قیمت مناسب آنها، اینگونه ماشینها به تدریج جای خود را در صنایع و کارخانجات کوچک باز میکنند.
گروه ماشین سازی تبریز از جمله کارخانجات سازنده ماشینهای کنترل عددی میباشد.
ماشینهای کنترل عددی با توجه به نیاز و تقاضای بازار و صد البته بضاعت علمی فعلی بشر ساخته میشود.
طیف حرکتی آنها نیز با توجه به نوع عملکرد و نوع ماشین، از 2.5 تا 9 محور حرکتی ساخته میشود.
اما نوع عملکرد کلی و فرمان پذیری آنها تقریبا مشابه همدیگر میباشد.
زبان برنامه نویسی همه ماشینهای کنترل عددی بصورت G - Coding است که البته بعضی از کنترل های فرمانگیر دارای زبانهای خاص خود هستند.
در ماشینهای مختلف نیز تعاریف متفاوتی برای کدها در نظر گرفته میشود.
سابق بر این، نوشتن برنامه های ماشینهای کنترل عددی محدود به نوشتن برنامه دستی و محاسبه مختصات نقاط حرکت بود، اما اکنون با بودن نرم افزارهای بسیار قوی حجم سازی صنعتی و برنامه سازی (2)، امکان طراحی و ساخت قطعات بسیار پیچیده صنعتی نیز فراهم آمده است.