کنترل عددی کامپیوتری(CNC)

به طور سنتی به هنگام تولید قطعه ای توسط یک ماشین CNC نیاز به یک برنامه خاص است که برای تهیه آن عملیات زیر می بایست انجام شود.
برنامه ریزی فرآیند
پس از تهیه نقشه های اجرایی قطعه توسط بخش طراحی این نقشه ها به بخش ساخت تحویل می شود .در بخش ساخت می بایست با ترتیب و نظمی معین یکسری عملیات ماشین کاری روی بلوک ماده خام انجام شود تا قطعه ساخته شود.وظیفه بخش برنامه ریزی فرآیند این است که براساس نقشه های اجرایی ابعاد بلوک ماده خام و فرایند هایی که می بایست روی آن انجام شود و همچنین سلسله مراتب آنها را تعیین نماید.در این جاست که نقشه برنامهخ ریزی فرایند و صفحه مسیر برای ساخت قطعه تهیه می شود.
صفحه مسیر کار فهرستی لز مراحل عملیات ماشین کاری است که لازم است روی قطعه انجام شود تا محصول نهایی تولید شود .علت دیگری که به آنها صفحات مسیر کار گفته می شود این است که در این صفحه ها ماشین های مختلفی که در مراحل مختلف عملیات ماشین کاری استفاده می شوند نیز مشخص می گردد و به عبارتی مسیر کار و عملیات مختلف را تعیین می کنند.

برنامه نویسی قطعه
در این بخش برنامه نویس قطعه می بایست اطلاعات ماشین کاری را که از بخش برنامه ریزی فرایند دریافت نموده است به فرمت زبان برنامه نویسی ترجمه نماید.
برنامه نویسی قطعه می توانر به سه روش زیر صورت گیرد:
الف)برنامه نویسی دستی
این روش قدیمی ترین روش برنامه نویسی ماشین های کنترل عددی می باشد.در این روش که توسط اپراتور مستقیما برنامه از طریق کیبورد دستگاه به داخل واحد کنترل ماشین وارد می شود،برنامه نویس می بایست عملیات زیر را انجام دهد:
هندسه و اطلاعات ابعادی قطعه که از نقشه های اجرایی گرفته شده است را به کلمات استاندارد برای زبان سیستم کنترل تبدیل کند.
طرز قرار گرفتن قطعه خام و نحوه گیره بندی آن را بر روی ماشین ابزار مشخص نموده و برنامه ریزی کند.
ابزارهای برشمرد نیاز را مشخص کند.
نقطه مبنا برای قطعه کار و ماشین ابزار تعیین کند.
مقدار برش و سرعت براده برداری را انتخاب کند.
در نهایت هر چیزی که برنامه NC را به ماشین کاری ارتباط می دهد باید دقیق و کامل مشخص باشد که این کار احتیاج به دقت بالا و تجربه فرد برنامه نویس دارد.
ب)برنامه نویسی به کمک زبان APT
در این روش از قدرت و قابلیت های کامپیوتر برای کمک به برنامه نویسی استفاده می شود و بدین ترتیب بیشتر کارهای خسته کننده و پرحجم در برنامه نویسی دستی به کامپیوتر واگذار میشود ولی به هر حال برنامه CNC به طور نیمه اتوماتیک تهیه می شود.
در این حالت کامپیوتر با اپراتور به صورت رد و بدلی عمل می کند و اپراتور می بایست در محل حاضر باشد و ببیند که چه اتفاقی می افتد.این روش برنامه نویسی این قابلیت را در اختیار برنامه نویس می گذارد که براحتی بتواند شکل هندسی قطعه را تعریف کند.نقطه ،خط،دایره و منحنی های پیچیده می توانند تعریف شوند و ترکیب آنها اشکال و منحنی های مورد نیاز برای تعریف هندسی قطعه را بوجود می آورد و در واقع بیشتر کارهای محاسباتی و ریاضی توسط نرم افزار کامپیوتری انجام می گیرد.
ج)برنامه نویسی اتوماتیک
این روش پیشرفته ترین روش تهیه برنامه CNC است.در این حالت اطلاعات مدل هندسی قطعه که با استفاده از یک نرم افزار CAD تولید شده است توسط یک نرم افزار CAM به کار گرفته و پردازش می شود تا برنامه CNC مورد نیاز بطور کاملا اتوماتیک تولید شود.استفاده از تبادل گرافیکی در برنامه نویسی CNC بهتری ن مثال برای ارتباط CADوCAM می باشد.در این حالت بکار گیری همان اطلاعات شکل هندسی که قطعه را در مرحله طراحی تعریف کرده است برنامه نویس قطعه با استفاده از دستورات زبان برنامه نویسی سطح بالا مسیر ابزار برش را می سازد.حتی در بسیاری از موارد مسیر ابزار بطور اتوماتیک توسط خود نرم افزار CAD/CAM تعیین میشود.در این حالت با استفاده از تکنیک شبیه سازی سینماتیکی می توان مسیر ابزار برش را نیز روی صفحه کامپیوتر دید و صحت آنرا چک کرد.
چک کردن برنامه CNC
اشتباه در ماشین کاری غیر معمول نیست.بنابراین پیش از این که بخواهیم قطعه واقعی را توسط برنامه تهیه شده ماشین کاری کنیم به یک روش می بایست برنامه تولید شده را چک نمود که آیا بر طبق نظر و رضایت ما عمل ماشین کاری را انجام می دهد یا خیر.
یک روش برای چک کردن برنامه CNC این است که به کمک یک کامپیوتر برنامه NCNرا اجرا کرده وحرکات تولید شده را توسط یک پلاتر ترسیم کنند.در این حالت اشتباهات کل و درشت قابل تشخیص است.
روش دیگر اسید تست است.در این حالت برنامه به داخل حافظه ماشین CNC وارد شده و یک قطعه از جنس نرم مانند آلومینیوم ،پلاستیک،کائوچو ویا یونولیت را ماشین کاری می کنند و گاهی اوقات چند بار می بایست این آزمایش را انجام داد تا دقیقا از درستی برنامه مطمئن شویم.در این حالت برای تسریع در کار میزان سرعت پیشروی را چند برابر بیشتر از حالت ماشین کاری واقعی تنظیم می کنند.
ساخت قطعه
در آخرین مرحله از عملیات CNC برنامه تهیه شده و چک شده به ماشین CNCمنتقل می شود ،قطعه خام در جای خود قرار میگیرد ،ابزارها و قید وبندهای لازم در جای خود سوار می شوند و در نهایت ماشین شروع به ساخت قطعه مورد نظر می نماید.

برنامه نویسی دستي ( GوM کدی) ماشینهای فرز CNC
این نوع برنامه نویسی در دو سیستم (ISO693/1)وEIA(RS-2740) استاندارد شده است. این دو نوع استاندارد دارای تفاوتهایی می باشند حتی شرکتهای مختلف سازنده کنترلر ماشینهای CNC با وجود تبعیت از یک نوع استاندارد باز هم دارای تفاوتهایی در تعریف GوMکد ها هستند لذا باید توجه داشت:«دو ماشین CNC با کنترلر های مختلف وجود ندارند که دارای برنامه نویسی کاملا مشابه باشند».
اما تسلط بر یکی از کنترلر های برنامه نویس را قادر خواهد ساخت که در مواجه شدن با کنترلر جدید با مطالعه کاتالوگ دستگاه درصدد برنامه نویسی ان بر اید.
چند شرکت اصلی سازنده کنترلر های CNC عبارتند از :
شرکتهای فانوک،زیمنس ،سین سیناتی،فیلیپس،هایدن هاین،گروندیک و کادیلاک
برنامه نویسی GوM کدی در تمام ماشینهای CNC اعم از تراش فرز وایرکات لیزر پانچ و ... استفاده شده است .در برنامه نویسی توسط زبان APT و سیستمهای CAD/CAM نیز برنامه در نهایت به وسیله پست پروسسور به GوM کد تبدیل و به ماشین ارسال می شود.از این رو اشنایی با این زبان برنامه نویسی ضروری می باشد.
در اینجا برنامه نویسی ماشینهای فرز CNC با سیستم کنترل فانوک تشریح می شود.

ساختار کلی برنامه ماشینهای فرز

تعریف کلمه ،جمله ، برنامه
کلمه(WORD):هر کلمه دارای دو جز است:آدرس و عدد، هر حرف بتنهایی معنا ندارد و از کنار هم قرار گرفتن یک حرف با یک عدد کلمه بوجود می آید که برای ماشین قابل فهم است. G01 X500
جمله(BLOCK):از مجموع یک یا چند کلمه در کنار هم یک بلوک بوجود می اید و بلوک ها با شماره جمله ای که در N مشخص می شود از هم جدا میشوند.
برنامه(PROGRAM):از مجموع چندین جمله که هر کدام توسط شماره خط از هم جدا شده اند برنامه بوجود می اید.

کدهای پایدار
دستورهای هستند که پس از فعال شدن در یک خط پایدار باقی می مانند وتا زمانی که با دستور دیگری لغو نشوندعمل میکنند.
کدهای نا پایدار
دستورهایی هستند که فقط در بلوکی که برنامه نویسی شده اند فعال می باشند و چنانچه بخواهیم در خطوط بعد نیز فعال شوند حتما باید دوباره نوشته شوند.
نقطه صفر قطعه کار
زمانی که ماشین روشن میشود واحد اندازه گیری و سرسره ها موقعیت خود را از نقطه صفر ماشین میشناسند .درابتدا نقطه صفر قطعه کار w برنقطه صفر ماشین M منطبق می باشدو برای سهولت در برنامه نویسی باید نقطه صفر قطعه کار به موقعیتی مناسب انتقال یابد.موقعیت نقطه صفر قطعه کار توسط برنامه نویس مشخص می شودواین عمل توسط کدهای G54تاG59 صورت می گیرد.

تاستر لبه یاب:
وسیله ایست برای منطبق کردن دقیق مرکز ابزار گیر با لبه های قطعه کار به منظورتعیین نقطه صفر می باشد.این وسیله از دو عدد پین که توسط یک فنر به سمت هم کشیده شده اند ساخته شده اند و دقیقا در موقعیت ابزار های ماشین کاری بر روی ماشین نصب می شود.
سیکل ها
سیکل ها برنامه های از پیش ساخته شده هستند که می توان براحتی عملیات ثابت و تکراری را با انها انجام داد.سیکل های موجود در ماشینهای فرز فانوک بیشتر مورد سوراخ کاری و بورینگ کاری می باشند.به طور کلی مزایای استفاده از سیکل ها عبارتند از :
1- کاهش حجم برنامه نوشته شده
2- کاهش زمان برنامه نویسی
3- کاهش اشتباهات و محاسبات لازم
زیر برنامه
زیربرنامه به منظور ساده تر شدن برنامه نویسی در برنامه هایی که بخش یا بخش هایی از ان نیاز به تکرار دارد استفاده می شود.با استفاده از زیربرنامه ،برنامه های پیچیده و بزرگ را به برنامه هایی تقسیم می کنیم تا هم نوشتن برنامه اسان تر باشدو هم عیب یابی و اصلاح برنامه به اسانی صورت پذیرد.

کنترل عددی کامپیوتری(CNC)

مطالب مشابه :

معرفی رشته ساخت و تولید

مهندسی ساخت و تولید

اشنایی با رشته مهندسی ساخت و تولید