ماشین های CNC

 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 دستگاه 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 آموخت؟
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.
 گونه 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.
در ادامه چند نمونه از عکس های مربوط به بعضی از انواع دستگاه های CNC را مشاهده می کنید:
 
 روش کار دستگاه CNC 
سوراخکاری و... انجام می دهد .برنامه نویس اجزای قطعه را به زبان برنامه ترجمه مکند . دراین ماشین دو روش برای تنضیم قطعه کار نسبت به ابزار داریم یکی صفر مطلق مباشد یکی دیگر صفر نسبی ، در صفر مطلق ماشین به وسیله ء برنامه نوشه شده نقطه ایی را به عنوان نقطهء مرجع؛ که برنامه نویس فاصله های موجود در عملیات را نسبت به آن می سنجد .
 وش دیگر که صفر نسبی میباشد به روش نقطه به نقطه عمل می کنیم 
 مله های برنا مه تشکیل شده از چندین تابع که برای کنترل تعریف شده اند 
توابعی که وجود دارد از قبیل :
1-تابع G
 ر این تابع شرایط مسیر را تعیین می کند که به چند نوع مثال می پردازیم : 
 ملکرد آن در دستگاه CNC توابع G 
رفتار کنترل نقطه ایی ( حرکت سریع نقطه به نقطه)* G00
میان یابی خطی ( حرکت خطی با سرعت معین پیشروی ) * G01
انتخاب صفحات ( XYوZXوZY) که در قوس زنی برای انتخاب صفحه ضروری میباشد . G 17, G18,G19 برای پیچ زنی G33تا G35مطلق اندازه ( نسبت به صفر برنامه عمل می نماید ) G90
افزایشی اندازه ( اندازه ها پشت سر هم اعمال می شود ) G91*
2- تابع اضافی M
 رف M توابع اضافی را برای دستگاه مشخص می کند . 
 ه مثالهایی در صفحه بعد نوشته شده است : 
3- تابع F,S
 ه برای تعیین دور و پیشروی به کار می رود . 
در این دستگاه که برنامه های نوشته شده توسط کد های مخوصی آماده و به ماشین داده میشود مانند کد های سوراخ کاری 80 G یا G81 یا اندازه های مطلق ویا نسبی که با کدهای G90 یا G91 میباشد . یا اینکه برای جا زدن یا در آوردن مته M48,M4 استفاده کرد
در این ماشین به خاطر اینکه بوسیله برنامه های نوشته شده امکان ساخت قطعات پیچیده که با ماشین های ذیگر نمی توان ساخت را فراهم می کند .
مزایای دستگاه فرز CNC نسبت به دیگر ماشینها:
در این دستگاه به خاطر اینکه وظیفه ء اصلی را برنامه نویس انجام می دهد به کارگر ماهری نیاز نمی باشد . سرعت کار و دقت بالا تری نسبت به دیگر ماشینها دارد . قطعاتی که نیاز به تلرانس بالا تری نیاز دارند می توان با دستگاه CNC عمل نمود . منحنی ها ویا قوسها را میتوان به وسیله ءاین دستگاه به وجود آورد .
 ر حین عملیات میتوان به برنامه اصلی رفته و عملکرد زیر مجموعه های دیگر را تغییر داد . انتخاب زیر مجموعه ها به دست کارگر میباشد . در این دستگاه که عمل نگهداری ابزارکار مورس و دورن به عهده دارند ،تعویض ابزار کار را راحتر کرده اند. 
تفاوت اصلی فرز CNC با دیگر ماشین این است که قطعه ثابت و ابزار کار دوران دارد ، بنابر این در جایی که لازم باشد از این دستگاه استفاده می کنیم .
 
کاهش سر و صدای موجود در دستگاههای پرس پانچ CNC
 ین مقاله به بررسی روشهای مورد استفاده در جهت کاهش میزان سر و صدای تولید شده هنگام کار با دستگاههای پرس پانچ CNC می باشد که می تواند مورد استفاده کاربران این دستگاهها و سازندگان و تدارک¬دهندگان آن نیز قرار گیرد. 
جهت بهره گیری بیشتر، بهتر است در کنار این مطلب به بررسی درخصوص "سر و صدا در مهندسی" نیز پرداخته شود. بکارگیری وسایل کنترل سرو صدا بر روی دستگاههای موجود می تواند شامل تغییرات ساده ای باشد.
وظایف کاربران دستگاه¬ها
 بق آیین نامه و مقررات کار درخصوص سروصدا کارفرمایان ملزم گشته¬اند که از وسایل کنترل سروصدا جهت دستگاههای پرسرو صدای خود استفاده نموده تا خطر آسیب دیدگی کارمندان و کارگران خود را تا حد ممکن کاهش دهند. اگر هر کارگر یا کارمند روزانه در معرض بیش از 90 دسی بل (A) سروصدا قرار گیرد، بایستی کاهش میزان خطر آسیب دیدگی شنوایی مورد توجه قرار گیرد. بنابراین مشاغل استفاده کننده از پرس پانچ CNC بایستی نظارتها و مقررات مهندسی که در اینجا آورده شده است را انتخاب و اجرا نموده و یا اینکه اقدامات مناسب را درجایی که معقول و عملی است انجام دهند. 
 نون متداول کنترل سر و صدا 
 نتظار می رود که پرس پانچ CNC جدید حداقل امکانات ذیل جهت کنترل سرو صدا را داشته باشد: 
1- نیروی لازم جهت پرس¬کاری متناسب و مطلوب باشد.
 - انتخاب میزکار مناسب تر (میز کار شانه ای نسبت به میز کارکرده ای آرام تر و ساکت تر) می باشد. 
 - کار با میزهای مجهز به منتقل کننده های نایلونی نسبت به میزهای کروی مرسوم آرام تر و ساکت تر می باشد. 
4- بایستی جهت کاهش میزان سرو صدای ناشی از سقوط قطعات، صندوقها و نقاله¬ها به صورت شیب¬دار و ناودانی شکل بوده تا میزان ارتفاع سقوط قطعات به حداقل برسد.
 - باتوجه به مسائل مربوط به شنوایی، ناحیه اطراف پانچ و چرخ و فلک و گردونه ابزار نیز به نحو مناسب بسته و محصور گردد. 
 - استفاده از وسایل محکم کننده و گیره های غیر فلزی مثل لاستیک سخت یا کائوچوی مصنوعی. 
 - پانل¬ های دستگاه عایق و میرا شده تا میزان باز تابیدگی امواج صوتی کاهش یابد. 
8- استفاده از پایه¬های ضد ارتعاش.
کنترل سرو صدای دستگاههای موجود
 عدادی از فنون کنترل سر و صدا می تواند بر روی دستگاههای قدیمی تر نیز بکار رود. برای مثال بایستی این امکان وجود داشته باشد که از طریق بکار بردن صندوقها و نقاله ها بر روی دستگاههای قدیمی تر بتوان در کاهش سروصدا تاثیر گذاشته و همچنین با تنظیم موقعیت صندوق های جمع¬آوری قطعات ارتفاع سقوط قطعات را کاهش داد. 
 بررسی موردی 
 یک کانال فلزی برای انتقال قطعه گرفته شده از یک ماشین ابزار بکار رفته است. بکار بردن یک لایه به ضخامت 5 میلی متر از جنس لاستیک مقاوم به سایش که بر روی سطوح داخلی کانال انتقال قطعه چسبانده شده است، توانسته است شدت صوت را تا میزان 15 دسی بل کاهش دهد. این عمل همچنین از آسیب دیدگی قطعات و کانال نیز جلوگیری می نماید. 
فنون کاهش سر و صدا در حال کار
 پرسهای پانچ همچنین می¬تواند بر روی پایه¬های ضد ارتعاش و لرزه از قبیل لایه¬های لاستیکی ضخیم نصب شوند. اینها می¬توانند به عنوان یک فاکتور مهم در جلوگیری از انتقال صدا در سازه دستگاه عمل نموده و عمر دستگاه را نیز افزایش می دهد. 
 بررسی موردی 
 یک پرس پانچ پرسرعت صدا با شدت 101 دسی بل تولید می کند. لایه های کامپوزیتی به ضخامت 6 میلی متر بین چهارچوب پرس و پایه های مهار کننده جا داده شده است. یک لایه از ورق مبرا کننده خود چسب نیز بر روی سطح ورقهای فلزی دستگاه بکار برده شده است. 
 با این عمل یک کاهش شدت صوت معادل 9 دسی بل بدست آمده است. همچنین میزان شدت صوتی را می توان با جایگزین کردن میزهای کروی از جنس نایلون اورتان یا میزهای شانه ای بجای میزهای کره ای معمولی، کاهش داد. 
اینگونه میزها همچنین به جلوگیری از آسیب دیدگی قطعات نیز کمک می نماید. استفاده از موانعی برای جلوگیری و تفکیک اپراتور از دستگاه از قبیل حصارهای صوتی، محافظ های صوتی فردی بایستی لحاظ شود. حصارکشی و استفاده از موانع صوتی بایستی به فرمی باشد تا در صورت نیاز به تنظیم و لزوم دسترسی به دستگاه مشکلی وجود نداشته باشد.
 بررسی موردی 
 با استفاده از جاسازی یک نوار محافظ از جنس پی وی سی (پلی وینیل کلراید) در اطراف یک پرس پانچ اتوماتیک مادامی که این امکان فراهم باشد که در هر زمان و هر صورت که لازم باشد دسترسی به دستگاه راحت و امکان پذیر باشد، می تواند شدت صوت را تا مقدار 10 دسی بل کاهش دهد. اپراتورها بایستی زمان حضور خود را در منطقه ای که بالاترین شدت صوت را دارد، به حداقل ممکن برساند. این نواحی بایستی حتما" به روشنی مشخص شده باشد. انتخاب دقیق تجهیزات می تواند در کاهش پرتوگیری صوتی اپراتور دستگاه مؤثر باشد. به عنوان مثال، استفاده از یک ابزار 6×30 میلی متر بجای یک ابزار 6×80 میلی متر برای عملیات شیار و چاک زنی می تواند سطح بی حفاظتی را تا حد 5 دسی بل کاهش دهد. به عنوان یک قانون کلی هرچه سطح ابزار کمتر باشد، میزان سر و صدای تولیدی نیز کمتر خواهد بود. اما این نوع تعویض ها همچنین ممکن است باعث افزایش زمان های برگشت و افزایش تعداد دفعات ضربه لازم برای هر قطعه گردد. 
یکی دیگر از اقدامات در کاهش سرو صدا استفاده از متد ابزار پردازی آرام است بدین معنی که به عنوان مثال با بهینه نمودن زاویه تیغه قیچی بر روی سطح پیشانی ابزار (سنبه) ممکن است این عمل باعث کاهش صدا از قبیل کاهش میزان ارتعاش رینگ های میرا کننده باشد. جهت کارکرد مؤثر دستگاه بایستی بازرسی ها دوره ای و منظم صورت گرفته، به عنوان مثال صفحات و بدنه دستگاه که توسط آْسترهای صوتی پوشش دهی شده اند بایستی جهت اطمینان بازرسی شده و در صورت ساییدگی و یا آسیب دیدگی تعویض گردند. بایستی از گسترش و افزایش شکاف ها و درزها بین پانل های دستگاه جلوگیری شود. فقط یک شکاف کوچک می تواند در ناحیه ای که جهت محافظت شنوایی محصور شده است، مقدار صدای زیادی را خارج نماید. پایه های ضد ارتعاش بایستی بطور منظم چک و بازرسی گردند. هنگامی که یک دستگاه را جابجایی می کنید بایستی ازنصب صحیح پایه ها اطمینان حاصل کنید.