آموزش

قطعات دستگاه CNC

همه دستگاه های CNC (از جمله دستگاه CNC چوبسنگفومبرش هواگازفلز تراش – صنایع رباتیک و غیره ) از اجزاء و قطعات مشابهی تشکیل شده اند که در این مطلب به بحث و گفتگو در مورد آن خواهیم پرداخت.این مقاله به منظور آشنایی هرچه بیشتر شما با اجراء و قطعات CNC در دستگاه های سی ان سی تهیه شده است. به طور کلی قطعات دستگاه های CNC شامل سه قسمت اصلی مکانیک ؛ کنترل و برق قدرت می شود.

اجزاء و قطعات دستگاه های CNC :

برق قدرت

  • تابلو برق
  • فیوز های حفاظتی
  • کنتاکتور
  • رله
  • محافظ کابل (انرژی گارد)

واحد کنترل

  • کنترولر مرکزی
  • نرم افزار رابط
  • درایور موتور
  • سیستم اندازه گیری
  • اینتورتر اسپیندل موتور

قطعات cnc

 قسمت مکانیک

  • شاسی (استراکچر یا بدنه دستگاه)
  • موتور های حرکتی شامل سروموتورها و استپ موتورها
  • مکانیزم حرکتی شامل بال اسکرو، چرخ دنده و شانه، تسمه تایم
  • ریل و واگن
  • اسپیندل
  • سیستم روغن کاری

قطعات سی ان سی

شاسی cnc

بدنه یا شاسی یا استراکچر یک دستگاه CNC مهمترین قسمت ماشین می باشد . تمامی اجرای ماشین شامل ریل و واگن ، موتور ها ، بال اسکرو ، دنده شانه و غیره بر روی یک بدنه نصب میگردند . شاسی دستگاه های CNC چوب از نظر متریال و جنس به دو نوع تقسیم میشوند :

1- شاسی چدنی   2- شاسی فولادی

شاسی فولادی:

بزرگترین مزیت این نوع سازه هزینه پایین تولید می باشد. این نوع شاسی با استفاده از  انواع پروفیل های فولادی و جوشکاری ساخته میشود. به دلیل استفاده از فرایند جوشکاری ؛ آن هم در حجم بسیار بالا باید اصول جوشکاری به صورت کامل رعایت شود. برای افزایش عمر و کاهش هرچه بیشتر تنش بهترین روش جوشکاری برای این نوع مصرف جوش CO2 می باشد. ضمن این که استراکچر می بایست بعد از فرایند ساخت برای مدت زمانی خاص رها شده و بعد فرایند تنشزدایی و بعد از آن ماشینکاری انجام شود . عدم رعایت هر کدام از اصول ساخت می تواند صدمات جبران ناپذیری به خریدار دستگاه وارد کند.

قطعات دستگاه cnc

شاسی چدنی :

این نوع استراکچر از با کیفیت ترین چدن داکتیل ساخته میشود. چدن داکتیل به دلیل خاصیت جذب ارتعاشات بهترین گذینه برای ساخت شاسی ماشین های افزار می باشد. فرایند ساخت به صورت ریخته گری یک پارچه می باشد. بهترین روش تنشزدایی رها کردن سازه به مدت ۳ تا ۱۰ سال خارج از محیط کارگاهی می باشد. بعد از ریخته گری سازنده ملزم به رعایت خواب شاسی می باشد. بعد از طی مدت زمان تعیین شده وارد مرحله ماشین کاری می شود. عمدتا این نوع سازه ها برای دستگاه های فلز تراش استفاده می شود و به دلیل هزینه بالای ساخت و محدودیت های خاص ریخته گری مناسب دستگاه های CNC چوب و سنگ نمی باشد.

لوازم سی ان سی

قطعات دستگاه سی ان سی

موتور های حرکتی:

امروزه دستگاه های CNC عمدتا از دو نوع موتور حرکتی استفاده میکنند :

  ۱- سروو موتور    ۲- استپ موتور

قطعات مکانیکی cnc

 سروموتور :

سروموتور  به انگلیسی: Servomotor یا موتور کنترل به انگلیسی: Control motor  نوعی از موتورهای الکتریکی است که با هدف بکارگیری در سیستم‌های کنترل فیدبک طراحی می‌شود. لختی (اینرسی) در این موتورها پایین بوده و در نتیجه تغییر سرعت در این موتورها بسیار سریع است. معمولا قطر این موتورها کم اما درازای آنها زیاد می‌باشد.

سرو موتور یک دستگاه است که یک محور (shaft) خروجی دارد. این محور قادر است تا در یک موقعیت و زاویه ای خاص با ارسال سیگنال رمزی قرار گیرد.

در واقع چگونگی حرکت وموقعیت های زاویه ای این محور خروجی توسط دسته ای از سیگنالهای رمزی که برای سیم کنترل آن تعریف می شودکنترل می شود. برای طول مدت زمانیکه یک سیگنال فعال بوده و یک پالس برروی خط ورودی آن قرار دارد این محور خروجی در موقعیت خاص زاویه ای که مختص آن سیگنال است قرار می گیرد و با تغییر سیگنال رمزی موقعیت زاویه ای تغییر می کند. در عمل سرو موتورها در صنایع رباتیک وتولیدات صنعتی مانند موتورهای کنترل کننده هواپیماها کنترل موقعیت سطوح ( مانند آسانسورها و … ) و… کاربرد وسیعی دارند .

در کاربردهای مـدرن ، واژه سرو یا مکانیــسم سرو به یک سیستم کنـترلی فیدبک که متغیر کنترل شونده ، موقعیت یا مشتق موقعیت مکانیکی به عنوان سرعت و شتاب است، محدود می شود.

یک سیستم کنترلی فیدبک ، سیـستم کنـترلی است که به نگهـداشتن یک رابطه مفروض بین یک کمیت کنـترل شده و یک کمیـت مرجع ، با مقایسه توابع آنها و اسـتفاده از اختلاف به عنوان وسیله کنترل منجر می شود.
سیستم کنـترلی فیدبک الکتریکی ، عموما برای کار به انرژی الکتـریکی تکیه می کند .

مشخصـات مهمی که معمولا برای چنین کنترلی مورد نیاز است ، عبارتند از :

  • پاسخ سریع
  • دقت بالا
  •  کنترل بدون مراقبت
  • کارکرد از راه دور

  – نیاز های چنین کنترلی عبارتست از :

  • وسیله آشکار سازی خطا
  • تقویت کننده
  • وسیله تصحیح خطا

محصول شرکت LeadShine – برای دانلود کاتالوگ کلیک کنید.

استپ موتور :

استپ موتور ( Step Motor ) یا موتور پله ای یک موتور براشلس (Brushless ) الکتریکی DC است که یک دور کامل ( ۳۶۰ درجه ) را به تعدادی پله یا استپ مساوی تقسیم می نماید. کنترل موقعیت موتور پله ای برای رفتن به یک پله خاص یا ماندن در آن پله بدون استفاده از سیستم فیدبک می باشد و این نشانه دقت بالای این موتور ها است.

این موتور ها در هر پله یا استپ به میزان خاصی بر حسب درجه دوران می کنند ، به عنوان مثال محور استپ موتور ۲۰۰ استپ در هر استپ ۱/۸ درجه دوران می کنند.

موتور های DC جاروبک دار عملا مادامی که به ترمینال های آنها ولتاژ اعمال شود به حرکت پیوسته ادامه می دهند. اما بر خلاف دسته یاد شده ، استپ موتور ها فاقد جاروبک یا براشلس هستند و مشخصه اصلی آنها که آنها را از سایر انواع موتور ها متمایز می کند این است که با اعمال پالس به ترمینال های آن ( عموما پالس های موج مربعی ) موقعیت شفت یا محور موتور به میزان مشخص و از پیش تعیین شده ای ( در هنگام تولید موتور ) دوران می کند. هر پالس به میزان مشخصی زاویه محور را تغییر می دهد.

در استپر موتور ها در اطراف هسته مرکزی چندین الکترومگنت  ( آهنربای های الکتریکی ) دندانه داری قرار دارند و در مرکز نیز یک سیلندر آهنی دندانه دار ( به شکل چرخ دنده ) وجود دارد. این الکترو مگنت ها بوسیله ی یک کنترلر خارجی ( به عنوان مثال میکرو کنترلر ) فعال و غیر فعال می شوند. با برانگیخته شدن اولین الکترومگنت ، سیلندر مرکزی دندانه دار شروع به چرخش می کند تا دندانه های روی سیلندر دقیقا مقابل دندانه های اولین الکترو مگنت قرار بگیرند. ( به خاطر داشته باشید در این حالت دندانه های سیلندر مرکزی فقط با دندانه های اولین الکترومگنت مطابقت می نماید و با دندانه های سایر الکترومگنت ها انطباق ندارد. )

با فعال شدن الکترو مگنت بعدی و غیر فعال شدن اولین الکترومگنت ، دندانه های روی روتر ( Rotor ) با دندانه های الکترومگنت بعدی منطبق می شود به هر یک از این چرخش ها یک پله یا یک استپ می گویند و بدین شکل یک استپ به جلو یا عقب حرکت می کند.با ادامه این فرآیند موتور به چرخش ادامه می دهد. استپ موتور ها می توانند به این شکل زوایای دقیقی حرکت کنند.

سیستم حرکتی :

تبدیل حرکت دورانی موتور ها به حرکت خطی دستگاه های CNC به روش های زیر انجام می گیرد :
  1. بال اسکرو
  2. دنده شانه و چرخ دنده
  3. تسمه تایم

 

 بال اسکرو :

بال اسکرو یک وسیله ی مکانیکی است که حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می کند این اسکرو ها که اشیا را حرکت می دهند یا نیرو ها را منتقل می کنند وسیله ای هستند برای تبدیل نیرو های چرخشی کوچک به نیرو های پرتابی (نیروی فشاری) . در واقع بال اسکرو وسیله ای مکانیکی است برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی با کمترین اصطکاک ممکن.

ساختار ظاهری بال اسکرو شبیه یک مجموعه پیچ و مهره است که گوی به عنوان مهره و شافت رزوه شده به عنوان پیچ عمل می کند. شفت رزوه دار مارپیچی، مسیر حرکت ساچمه هایی را فراهم می سازد که قسمت لغزنده بال اسکرو (مهره) بر روی آنها به حرکت در می آید. گوی در بال اسکرو به گونه ای ساخته شده است که امکان چرخش ساچمه ها را در داخل

خود فراهم می سازد. به طوری که در مدت حرکت گوی بر روی شفت، ساچمه ها در داخل گوی به گردش در می آیند .بال اسکرو ها از یک پیچ هرز گرد،مهره و ساچمه ها تشکیل شده اند که وجود ساچمه ها باعث می شوند هیچ تماسی بین پیچ و مهره ایجاد نشود.وقتی که مهره را در حول محور خودش می چرخانید آن وقت تا زمانیکه شیارهای پیچ به طور مداوم در شکل حلزونی خود هستند مهره در جهت محوری خود حرکت می کند به عبارت دیگر اسکرو یک عضو مکانیکی است که حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می کند.

اسکرو ها چیزی را حرکت می دهند یا نیرویی را انتقال می دهند و این یعنی نیروی چرخشی کوچکی را به نیروی رانشی قوی تبدیل میکنند .

با بهتر قرار گرفتن ساچمه های فلزی بین شفت اسکرو ومهره حرکت خطی هم بهتر انجام می شود در واقع با گذر زمان در اثر اصطکاک ممکن است این جاگیری ساچمه ها در بین شیار ها از حالت ایده ال خود خارج شود بنابراین بحث نیروی اصطکاک مسئله مهمی است که با یک مثال به توضیح آن می پردازیم . وقتی شما یک جعبه را روی زمین حرکت می دهید این جعبه هرگز با یک نیروی کم حرکت نمی کند و باید تا حد معینی نیروی وارده به آن را افزایش دهید که این حد معین همان نیروی اصطکاک دینامیکی است و به محض اینکه نیروی دینامیکی را وارد کنید جعبه شروع به حرکت کردن می کند.

در این حالت که جعبه روی زمین است تفاوت بین نیروی استاتیکی و دینامیکی زیاد است و طبیعی است که هر چه جعبه سنگین تر باشد این تفاوت بیشتر هم می شود و این حالت همان sliding contact screw می باشد ولی اگر از حالت rolling contact screw استفاده کنید یعنی چند عدد ساچمه زیر جعبه بگذارید آنوقت نیروی بسیار کمتری برای حرکت دادن جعبه نیاز دارید و فاصله بین نیروی استاتیکی و دینامیکی بسیار کمتر می شود و بال اسکرو ها همین حالت Rolling contact screw را دارند .

دنده شانه :

این چرخ دنده‌ها برای تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی استفاده می‌شوند. یک مثال خوب برای این چرخ دنده‌ها فرمان اتومبیل است. فرمان، چرخ دنده ای را می‌چرخاند که با چرخ شانه ای در تماس است.

وقتی شما فرمان را می‌چرخانید، با توجه به جهت چرخش فرمان، شانه به سمت چپ و یا راست حرکت می‌کند و باعث حرکت چرخها می‌شود. در برخی از ترازوها نیز برای چرخاندن عقربه از سیستم مشابهی استفاده می‌شود. به دلیل حساسیت کم این مکانیزم به گردو غبار برای استفاده در کارگاه های چوب و سنگ بسیار مناسب می باشد.

بنابراین برای افزایش عمر دستگاه های CNC چوب بهترین گزینه برای سیستم انتقال قدرت دنده شانه و چرخ دنده می باشد. دنده شانه ای در دو نوع ساده و مورب می باشد که در صنعت CNC  نوع مورب آن به دلیل دقت بالاتر و حرکت نرم و بی صدا تر به مدل ساده ترجیه داده می شود.

تسمه تایم :

روش دیگر تبدیل حرکت چرخشی موتور به حرکت خطی استفاده از تسمه تایم می باشد. این روش در دستگاه های سبک و بدون بار مثل دستگاه های پرینتر – لیزر و پرینتر های سه بعدی مورد استفاده قرار می گیرد.

از مزایای این سیستم میتوان به عدم وجود لقی و در نتیجه تبدیل حرکت دقیق و نرم اشاره کرد .

مهم ترین عیب این سیستم کشیدگی لاستیک تسمه در طول های بلند (نسبت به ضخامت و پهنای تسمه متقیر می باشد) است.

ریل و واگن

محور های حرکتی یک دستگاه می بایست طوری طراحی شوند که با کمترین حد استحکاک روی شاسی دستگاه حرکت کنند . تمامی دستگاه های فرز از دو روش لغزشی و غلطشی برای حرکت محور ها استفاده میکنند.

روش غلطشی :

در دستگاه های فرز نوین ریل های دستگاه را طوری طراحی می کنند تا هم میزان استهکاک بین دو سطح به کمترین حد خود برسد و هم توانایی تعویض ریل دستگاه وجود داشته باشد تا در صورت افت ریل در اثر گذشت زمان و خوردگی ناشی از حرکت تعویض گردد.  در این حالت واگن مشابه یک بلبرینگ ، بر روی ساچمه های خود میغلطد که عمومی ترین مدل های آن به شرح زیر می باشد:

  • بالبوشینگ
  • لینیر گاید می باشد.

روش لغزشی :

در این حالت قسمت هایی از شاسی دستگاه به عنوان ریل به صورت مقطع مکعبی تراش و سنگ میخورد. همچنین محل اتصال محور با ریل به صورت ناودانی ساخته میشود تا این دو بر روی هم قرار بگیرند.

محور باید طوری طراحی شود که همیشه حد فاصل این دو قسمت مملو از روغن باشد . این روش در دستگاه سازی ؛ به خصوص دستگاه های CNC به دلایل استهلاک بالا ؛ عدم توانایی در تعویض ریل و هزینه های نگهداری بالا در حال انقراض می باشد.تنها مزیت این روش هزینه پایین تولید می باشد.

لینیر گاید :

لینیر گاید بهترین مکانیزم برای دستگاه های CNC صنعتی می باشد. این مکانیزم از دو قسمت ریل و واگن تشکیل شده است. ریل دستگاه از فولاد سمانته سخت کاری شده با سختی سطحی ۶۰ راکول به حالت جناقی ساخته میشود. سطح ریل دارای دقت ابعادی و کیفیت سطح بسیار بالایی می باشد .

این ریل ها در سایز های ۱۵ – ۲۰ – ۲۵ – ۳۰ – ۴۰ – ۵۵ – ۶۵ به صورت استاندارد تولید می شوند. طول شاخه های ریل ها ۴ و ۵ متری می باشد که سازنده آن را در ابعاد مورد نیاز برش میزند. این ریل ها باید روی سطح بسیار صافی از شاسی دستگاه پیچ شوند .

سطح مورد نظر نباید هیچ گونه پیچش و کجی داشته باشد. در صورت وجود یک دهم میلی متر کجی در یک متر طول ؛ لینیرگاید به سرعت مستحلک می شود. رعایت اصول صحیح تراشکاری شاسی نکته بسیار مهمی است.

بال بوشینگ :

بال بوشینگ مکانیزم حرکت یک بوش بر روی یک شافت سنگ خورده است. ما بین بوش و شافت ۴ یا ۵ ردیف ساچمه قرار دارد که این دو را به هم متصل می کند.

هزینه راه اندازی این مکانیزم پایین تر از لینیر گاید می باشد اما دقت و طول عمر کافی برای استفاده در دستگاه های CNC صنعتی را ندارد.

این مکانیزم برای دستگاه های CNC کوچک و پرینتر های سه بعدی مناسب می باشد .

اسپیندل

در ماشین های فرز اسپیندل محور دواری است که ابزار به آن بسته شده و با سرعت بالا به گردش در می آید.در دستگاه های تراش قطعه کار به اسپیندل بسته شده و با سرعت به چرخش در می آید . لغت “اسپیندل” به معنای چرخنده است و تمام محورهای یک ماشین CNC که دوران میکنند را اسپیندل میگویند.

البته در تئوری اسپیندل به شفت ( میله انتقال نیرو ) چرخنده اطلاق میشود ولی عموما به تمام سیستم چرخشی اسپیندل گفته می شود. اسپیندل اصلی دستگاه معمولا موتوری است که برای چرخاندن فرز CNC مورد استفاده قرار میگیرد.اسپیندل ها انواع مختلفی دارند، بسته به گشتاور و سرعت نهایی و البته سیستم تغذیه شان به دسته های متنوعی تقسیم میشوند.

معمولا برای دستگاه های برش اسپیندل های با ۲۰۰۰۰ دور در دقیقه ( حداکثر سرعت ) استفاده میشوند و در حین کار سرعت اسپیندل متغیر است. هر چه سرعت اسپیندل بیشتر باشد می تواند راحتتر براده برداری کند ولی گرمای بیشتری روی فرز ایجاد میشود و عمر آن را کوتاه میکند.

اسپیندل ها معمولا توسط VFD ( اینورتر ) ها کنترل میشوند و با تغییر فرکانس ورودی سرعت گردش آنها تغییر می کند. اسپیندل ها برای کارهای سنگین مورد استفاده قرار میگیرند و معمولا با بلبرینگ های سرامیکی عرضه میشوند که در مقابل بارهای زیاد مقاومت خوبی دارند. همچنین لنگی شفت بسیار پایینی دارند.

در دستگاه های فلز تراش اسپیندل به صورت جدا از موتور می باشد . به طوری که از بالا به وسیله تسمه یا کوپلینگ به یک الکترو موتور وصل می شود . شکل ظاهری این اسپیندل ها به این صورت می باشد :

در دستگاه های CNC چوب و سنگ اسپیندل و موتور در یک یونیت خلاصه شده اند که به اسپیندل موتور معروف هستند . اسپیندل موتور ها در دو نوع تعویض ابزار اتوماتیک و تعویض ابزار دستی عرضه می شوند

در مدل های دارای سیستم AUTO Tool Change یا تعویض ابزار اتوماتیک ، این یونیت به وسیله فشار باد کولت ابزار را باز و بست می کند که با هماهنگی کنترلر و سایر اجزای دستگاه ، ابزار ها به صورت اتوماتیک تعویض می شوند .

 

اجزای اصلی ماشین های CNC

۱- برنامه ماشین –
۲- واحد کنترل ماشین –
۳- نرم افزار ماشین –
۴- موتورها –
۵- اجزای مکانیکی –
۶- سیستم اندازه گیری –

برنامه ماشین ( واحد ورودی )

برنامه شامل مجموعه های از اعداد، حروف و نشانه های است که به ماشین می گوید چه عملی را باید انجام دهد . مجموعه این اعداد حروف وعلائم که به صورت کدهای رمزبندی شده می باشند توسط واحد کنترل ماشین ( MCU ) تقسیم می شوند این برنامه علاوه بر اطلاعات مسیر قطعه کار شامل اطلاعات تکنولوژی کیفی ( مقادیر سرعت و پیشروی ) و اطلاعات کمکی ( مثل و خاموش کردن سه نظام ، قطع و وصل جریان سیال خنک کننده ) نیز می باشد . برنامه می تواند علاوه بر تایپ مستقیم از طریق صفحه کلید دستگاه ( MDI ) از طریق Flash و کامپیوتر به ماشین ارسال شود .

واحد کنترل ماشین

سیستم کنترل سیستم کنترل در ماشینهای کنترل عددی عبارت است از سیستمی که می تواند یک یا چند محور را در حین کار کنترل کرده و در موقعیت مکانی خاص و مورد نظر قرار دهد و از بخشهای موتور٬ درایو ٬ کارتهای الکترونیکی ٬ مانیتور ٬ تابلوی فرمان و سیستم اندازه گیری شامل سنسورهای اپتیکی (خط کش و انکودر ) تشکیل شده است.
واحد کنترل CNC که بر روی ماشین های ابزار به منظور اتوماسیون استفاده می شود دارای سه سیستم کنترل جهت کنترل واحد ورودی ، واحد پردازشگر و کنترل واحد خروجی می باشد. اجزای واحد کنترل عبارتند از : نوار خوان ، میکروپروسور ، CPU ، حافظه RAM ، حافظه ROM ، Buffers PLC ، تقویت کننده تابلوهای کنترل و ….

واحد کنترل ماشین در نوع مدار باز ( open loop ) و مدار بسته ( closed loop ) وجود دارد .

واحد کنترل مدار باز Open loop

در این نوع کنترل ، عملیات کنترل به صورت خطی انجام می شود و تنها ورودی سیستم باعث تغییر در مقدار خروجی میگردد . به عبارتی میزان جابجائی هر محور توسط واحد کنترل تعیین می شود . اما اطلاعات از خروجی سیستم ( محرکه ) در مورد وضعیت هر محور به واحد کنترل ارسال نمی گردد . در نتیجه اگر خطایی در میزان جابجائی محورها رخ دهد سیستم قادر به کشف و جبران آن نخواهد بود امروزه از سیستمهای کنترل مدار باز تنها در ماشینهای CNC آموزشی استفاده می شود که نیاز به دقت بالایی در محصول نمی باشد .

واحد کنترل مدار بسته Close loop

در کنترل مدار بسته عملیات کنترل به صورت یک حاقه بسته انجام شده و علاوه بر ورودی ، خروجی نیز از طریق قسمتی به نام فیدبک در تغییر مقدار خروجی مؤثر خواهد بود . در این سیستم کنترل اطلاعات موقعیت هر محور از طریق فیدبک به واحد کنترل ارسال می شود و پس از بررسی و مقایسه با میزان صحیح ، چنان چه بیاز به اصلاح داشته باشد توسط واحد کنترل تصیح و به سیستم ارسال میگردد . سیستمهای کنترل مدار بسته که سرعت و موقعیت را کنترل می کند سرو مکانیزم نام دارد و به موتورهایی که در این سیستم به کار میروند سرو موتور می گویند . کنترل مدار بسته از دقت بالایی برخوردار می باشد .

نرم افزار ماشین

برنامه NC پس از رمز گشایی و تبدیل به زبان ماشین در حافظه ذخیره می شود ، محاسبات لازم انجام می پذیرد و سپس به شکل اطلاعات مسیر و اطلاعات فنی به سیگنالها خروجی قطع و وصل تبدیل و به موتورها فرمان می دهد . موتورها حرکت چرخشی را به پیچهای ساچمه ای منتقل کرده و پیچهای ساچمه ای حرکت دورانی را به حرکت خطی تبدیل می کنند . در نهایت حرکت خطی از طریق کشویی و راهنما ها تحت کنترل سیستم اندازه گیری به ابزار منتقل می شود .

سیستم کنترل سیستم کنترل در ماشینهای کنترل عددی عبارت است از سیستمی که می تواند یک یا چند محور را در حین کار کنترل کرده و در موقعیت مکانی خاص و مورد نظر قرار دهد و از بخشهای موتور٬ درایو ٬ کارتهای الکترونیکی ٬ مانیتور ٬ تابلوی فرمان و سیستم اندازه گیری شامل سنسورهای اپتیکی (خط کش و انکودر ) تشکیل شده است .
در دنیا کمپانیهای مختلفی کنترلر می سازند و روی دستگاههای CNC قرار می دهند که از آن جمله می توان کنترلهای زیمنس ٬ ٬ فانوک ، هایدن هاین٬ میتسوبیشی٬ فاگور٬ فیدیا٬ انگل هارد٬ هاست٬ تسلا و….. را نام برد که در ایران سه نوع کنترل های زیمنس ٬ فانوک ٬ هایدن هاین مورد توجه بیشتر صنعت گران و صنایع مختلف می باشد . و طبعاً تعداد دستگاههای CNC موجود و فعال با کنترلهای فوق الذکر بیشتر از دیگر کنترلها است .
لازم به یاد آوری است افراد یا شرکتهای که می خواهند در امر آموزش ٬ تعمیرات و یا واردات لوازم یدکی کنترلها صرف وقت و هزینه کنند به امر فوق توجه کافی داشته باشند . با پیشرفت و توسعه دستگاههای NC تلاشهای زیادی برای ارتقاء قابلیتهای آنها صورت گرفت که با ورود کامپیوتر ، در تکنولوژی ساخت سیستم های NC تحولی شگرف به وجود آمد و اولین ماشین CNC در سال ۱۹۷۲ ساخته شد . در ذیل به چند تفاوت اساسی دستگاههای NC و CNC اشاره میگردد .

اجزای سخت افراری ماشینهای CNC

سخت افزار ماشین درای سه جز اصلی میباشد :

  • محرکه ها ( موتورها )
  • اجزای مکانیکی
  • سیستم اندازه گیری

محرکه ها ( موتورها )

در ماشین CNC از سه نوع سیستم محرکه الکتریکی ، هیدرولیکی و پنوماتیکی استفاده می شود . از محرکه های پنوماتیکی به دلیل قدرت کم آنها کمتر استفاده می شود .

محرکه های الکتریکی :

موتورهای پله ای Stpping Motors :

این موتورها دارای ساختمان ساده ، کم حجم و قیمت مناسب می باشد . از آنها در CNC های ساده با دقت محدود و گشتاورهای نسبتاً کم و قدرت کمتر از ۱hp استفاده میشود . این موتور ها در مدارهای باز قابل استفاده اند . ( به ازای هر پالس ورودی به موتور ، چرخشی به اندازه زاویه گام مشخصی وجود دارد . این زاویه گام در موتورهای مختلف متفاوت است و دارای محدوده وسیعی از زاویه نام ( ۱٫۸ ، ۲٫۵ ، ۲٫۸۱ ، ۵ ،۷٫۵ ، ۴۵ ،۹۰ درجه ) می باشد و در نوع جدید این موتورها زاویه گام کوچکتر از یک درجه نیز وجود دارد . از آنجا که کنترل این موتور های دیجیتالی ساده می باشد با واحد کنترل ماشین ، سازگاری خوبی دارد . با چرخش موتور به اندازه زاویه مشخص ، پیچ ساچمه ای چرخانده می شود و متناسب با گام پیچ ساچمه ای میز جابه جا می گردد .به طور مثال اگر گام پیچ بال اسکرو ۶ میلیمتر و دقت اینکودر به ازای هر پالس ۱٫۸ درجه باشد برای پیشروی میز به اندازه ۱۲ میلیمتر (دو دور کامل محور پیچ) نیازمند ارسال ۴۰۰ پالس الکتریکی می باشیم .
از این موتورها علاوه بر حرکت میز در راستای Y ، X ،Z در چرخش صفحه گردان نیز استفاده می شود . این موتورها دارای شروع و توقف سریع می باشند و نیاز به گرم شدن موتور ندارند و چنانچه نیاز باشد از این موتور ها در گشتاوردهای بالا استفاده شود از موتورهای الکتروهیدرولیکی که ترکیبی از موتورهای پلهای و یک سیستم هیدرولیکی می باشد استفاده می شود این موتورها با قطع شدن پالس سریعاً متوقف می شوند و نیاز به کلاچ و ترمز ندارند دارای دقت کافی از لحاظ صحت چرخش مورد نظر می باشند در نتیجه نیاز به فیدبک و کنترل مدار بسته ندارند به دلیل عدم استفاده از کنترل مدار بسته و فیدبک چنانچه ، به هر دلیل ارسال پالس ها ادامه یافته باعث ایجاد عدم دقت در اندازه ها می شود .

موتورهای جریان مستقیم ( DC ) :

موتورهای DC بیشترین استفاده را در ماشینهای CNC دارند این موتورها دارای قدرت بالا ، سرعت یکنواخت و عکس العمل سریع نسبت به تغییرات سرعت میباشند با تغییرات ولتاژ می توان سرعت دورانی و با تغییرات جریان می توان گشتاور موتور را کنترل کرد . تعمیر و نگهداری موتورهای DC به دلیل وجود کلکتور و جاروبک حائز اهمیت است و در بعضی مواقع به دلیل وجود کلکتور و جاروبک پارازیت در موتور ایجاد می شود که این امر در کیفیت سطح قطعه تاثیر بسزایی دارد .

موتورهای جریان متناوب ( AC ):

در موتور های AC کنترل دور با تغییر فرکانس می باشد این امر هزینه بسیار بالایی را نسبت به موتورهای DC در بر دارد عدم نیاز به یک سو کننده تعمیر و نگهداری ارزانتر به دلیل نداشتن کلکتور و جاروبک از مزایای این موتورها می باشد . این موتورها حجم زیادی را اشغال می کنند . این موتورها تا قبل از سال ۱۹۹۱ برای حرکت میزها و اسپیندل استفاده می شده است .

محرکهای هیدرولیکی :

کنترل قدرتهای زیاد با نیروی کم ؛ سادگی کنترل سرعت و نیرو به طور پله ای و عکس العمل سریع در برابر تغییر جهت از ویژگی های محرکهای هیدرولیکی می باشند . از معایب آنها نشتی و قیمت گرانشان می توان نام برد و نیز این سیستم ها دارای سرعت عمل کمتری نسبت به محرکه های الکتریکی می باشند از محرکه های هیدرولیکی بیشتر در کنترل های مدار بسته استفاده می گردد . محرکه های هیدرولیکی در دو نوع دورانی ( موتورها ) و رفت و برگشتی ( سیلندرها و پیستونها ) مورد استفاده واقع می شوند . برای حرکتهای طولی کم از سیلندر و پیستون و برای حرکتهای طولی بلند از موتورهای هیدرولیکی به همراه پیچهای ساچمه ای استفاده می شود .

اجزای مکانیکی :

دسترسی به دقت بالا و قابلیت تکرار این دقت ها با تلرانس های محدود و اطمینان بالا از انجام عملیات خواسته شده از جمله مواردی است که در طراحی ماشین های CNC باید در نظر گرفته شود . از این رو ساختار فیزیکی و مکانیکی ماشینهای CNC با ماشینهای سنتی دارای تفاوت هایی می باشند . در ماشین های سنتی مهارت ماشین کار نقص طراحی و عدم دقت ماشین را جبران می کند . اما در ماشین های CNC به دلیل عدم حضور مستقیم اپراتور در فرایند ماشین کار ی حرکات باید با دقت و اطمینان بالا انجام شود .

اجزای مکانیکی شامل قسمت های زیر می باشد :

  • بستر ماشین
  • بلبرینگ ها
  • پیچ ساچمه ای ( Ball Screw )
  • ریل و واگن
  • نگهدارنده ابزار ( Turret , Tool Changer )

 

پیچ های ساچمه ای Ball Screw

در ماشین های سنتی معمولاً از پیچ های رزوه ذوزنقه ای برای تامین حرکت پیشروی کشویی و میز استفاده می شود ولی در ماشینهای CNC از پیچ های ساچمه ای استفاده می گردد . قلب یک سیستم پیشروی در ماشینهای CNC پیچ و مهره ساچمه ای می باشد . هنگامی که حرکت دورانی از موتور به پیچ منتقل می شود ، میز ماشین از طریق مهره ، حرکت خطی پیدا می کند . پیچ ساچمه ای نسبت به پیچ های معمولی دارای راندمان بسیار بالاتری می باشند که این راندمان معمولاً به %۹۰ می رسد این به دلیل وجود ساچمه در بین پیچ و مهره است . در پیچ و مهرهای معمولی حرکت به صورت لغزش صورت می گیرد ، ولی این امر در پیچ و مهره های ساچمه ای بصورت غلتش صورت می گیرد .

سیستم اندازه گیری

اندازه گیری غیر مستقیم :

در اندازه گیری غیر مستقیم انکودرهای زاویه ای یا چرخشی در انتهای محور موتور یا انتهای پیچ ساچمه ای نصب می شوند . در این روش ، اندازه گیری از طریق تبدیل میزان جابجائی میز یا کشویی به یک کمیت فیزیکی دیگر یعنی زاویه ای یا چرخشی و تبدیل آن به پالس های الکتریکی صورت می گیرد .

لقی محورها و نامیزانی موتورها و یاتاقان ها بر روی نتایج اندازه گیری اثر می گذارد ، در نتیجه این نوع اندازه گیری از دقت بالایی برخوردار نمی باشد .

برای درک بهتر به نحوه اندازه گیری در ماشین CNC به مثال زیر توجه کنید .

مثال : در یک ماشین CNC اگر یک انکودر ، که دارای ۲۰۰ سوراخ در روی محیط خود بوده و در انتهای پیچ هادی بسته شده باشد ، و گام پیچ هادی ۲ میلی متر باشد دقت حرکت ماشین چقدر است و نیز حساب کنید اگر ۱۰۰۰ سوراخ شمارش شود میزان جابه جایی میز چقدر است ؟

دقت ماشین =

P : گام پیچ جابه جای به ازای شمارش یک سوراخ ۰٫۰۱ mm= =

Z : تعداد شیار یا سوراخ انکودر ۱۰ mm= 0.01×۱۰۰۰ L =

اندازه گیری مستقیم :

در این روش یک خط کش دیجیتال کورس حرکت محور طولی را اندازه گیری کرده و به سیستم کنترولر اعلام میکند. تمامی خطا های ناشی از لقی های مکانیکی در این روش برطرف می شود .

روش های اندازه گیری

اندازه گیری علاوه بر تقسیم بندی از لحاظ امکان استفاده از انکودر ها ( مستقیم و غیر مستقیم )از نظر شبکه بندی خطوط نیز به دو نوع مطلق و افزایشی تقسیم می شوند .

اندازه گیری مطلق :
در روش اندازه گیری مطلق موقعیت تمام نقاط نسبت به نقطه صفر ماشین شناخته شده می باشد و برای هر نقطه محل منحصر به فردی منظور می گردد و در صورت قطع ولتاژ برق و روشن شدن مجدد دستگاه نیاز به چک کردن سیستم اندازه گیری ورفرنس کردن ماشین نداریم ، چرا که اگر میز یا کشویی در هر موقعیتی متوقف شده باشد موقعیتش شناخته شده است . نصب اندازه گیری مطلق نسبت به اندازه گیری افزایشی هزینه بیشتری دارد . از همین رو در اکثر ماشین های CNC از اندازه گیری افزایشی( نسبی ) استفاده می شود .

اندازه گیری افزایشی ( نسبی )

در این روش پس از قطع برق موقعیت نقاط برای ماشین شناخته شده نمی باشد و حتماً نیاز به رفرنس کردن دستگاه داریم . در اندازه گیری افزایشی موقعیت میز و کشویی نسبت به مکان قبلی اش محاسبه می شود وجود نقطه مرجع به منظور کالیبره کردن ماشین در ماشین هایی که از این روش اندازه گیری استفاده می کنند الزامی است .

روشهای انتقال قدرت به محورها

  • کوبل مستقیم
  • توسط چرخ دنده
  • توسط تسمه تایم

مزایای کوبل توسط دنده تایم و تسمه تایم :

  • عدم ایجاد لقی بین اجزا ( به دلیل عدم وجود کوبل بین دنده ها روی یکدیگر )
  • صدا کم
  • نیاز به بازدید و سرویس روزانه دنده ها جهت روغنکاری ندارد .
  • انتقال ویبریشن صفر می باشد .
  • تا زمانی که تسمه تایم سالم است لقی انتقال قدرت محور وجود نخواهد داشت .

 

معایب کوبل توسط دنده تایم و تسمه تایم :

  • پاره گی ناگهانی تسمه
  • بازدید دوره ای جهت تعویض تسمه تایم در صورت نیاز

 

نسبت ضریب انتقال قدرت و سرعت در دنده تایم :

در کوبل دنده تایم ، قدرت موتورها با تعداد دندانه سرشفت نسبت مستقیم دارند .تعداد دندانه با سرعت موتور نسبت عکس دارد و قدرت موتور با سرعت در این حالت نسبت عکس
به طور مثال : اگر دنده سر موتور ۲۵ دندانه باشد و دور موتور ( سرعت ) ۱۵۰۰ Rpm و ۱۵ N قدرت موتور می باشد . در صورت کوبل با یک دنده تایم ۷۵ دندانه ، قدرت آن ۴۵ نیوتن افزایش ، دور موتور ( سرعت ) انتقال یافته به ۵۰۰ Rpm کاهش می یابد.

کوپل مستقیم :

مزایای کوبل مستقیم :
  • سرعت عمل
  • دقت بالا

 

معایب کوبل مستقیم :

  • توان گشتاوری موتور ثابت مانده و هیچ تغییری نمی کند.
  • ویبریشن دستگاه به موتور و از موتور به دستگاه انتقال پیدا کرده و در نتیجه سبب از دست دادن صافی سطح و خرابی موتورها و محورها می شود .

چرخ دنده

قطعات cnc

مزایای کوبل توسط چرخ دنده

  • افزایش قدرت محرکه جهت حرکت محورها
  • ایزوله بودن ویبره موتور به دستگاه وبال اسکوال حدود %۳۰

معایب کوبل توسط چرخ دنده

  • لقی پیدا کردن اجزاء مثل Lapping ( خوردگی و ایجاد فاصله ) و نهایتاٌ خطای Back lash یا لقی ایجاد می شود .
  • صدای زیاد
  • نیاز به روغنکاری و سرویس دائم

 

گیربکس اصلی دستگاه (دستگاه تراش CNC )

وظیفه گیربکس انتقال گشتاور اولیه بوجود آمده توسط موتور به سه نظام در سرعت های مختلف و تغییر جهت دوران طبق طراحی گیربکس می باشد .

گیربکس ها در دستگاههای مختلف متفاوت بوده و شامل انواع : شفت ها ، چرخ دندها ، ماهک ها ، کلاچ ، پمپ روغن ، انواع بلبرینگ ها و ابزارهای جلوگیری از نشتی روغن مثل اورینگ و کاسه نمد و واشرها می باشند .

ماهک ها جهت جابه جایی دنده به منظور انتخاب دور مناسب بکار می روند و شکل ظاهری آنها در گیربکس های مختلف می تواند متفاوت باشد و بستگی به حجم دنده و وزن آن و چگونگی کوپل آنها بر روی شفت دارد نحوه کوپل می تواند بوسیله یک خار تخت و در مواردی بوسیله شفت هزار خار باشد و ماهک باید بتواند چرخ دنده مورد نظر را به راحتی از یک طرف و یا از دو طرف در روی شفت حرکت دهد برای سهولت در جابجایی دندها هر یک از ماهک ها بوسیله اهرم هایی که انتهای آنها در بیرون از گیربکس قرار دارد هدایت می شوند .

چرخ دنده های ساده موجود در هر گیربکس را از نظر عملکرد می توان به سه دسته تقسیم بندی نمود :

  • چرخ دنده هایی که به طور ثابت با یکدیگر درگیر هستند و هیچگاه این ارتباط جدا نمی شود .
  • چرخ دنده هایی که بوسیله ماهک از یک سو ، با چرخ دنده مقابل کوپل شده و از همان طرف از درگیری خارج می شوند .
  • چرخ دنده هایی عبوری که از یک سمت داخل چرخ دند ها شده و از سمت دیگر خارج می گردند و اتصال دیگری را بوجود می آورند .

برای چرخ دنده های مدل ۲ و ۳ باید یک سمت و یا هر دو سمت دنده ها دارای زاویه و قوس باشند تا بتوانند کار جابه جایی دنده ها را به سهولت انجام دهند ولی برای مدل ۱ بدلیل ثابت بودن درگیری دنده ها نیاری به داشتن زاویه قوس دنده نمی باشد .

یاتاقانها

چرخ دنده ها ، چرخ و شفت ها بوسیله یاتاقانها در محل استقرار خود نصب شده و در مقابل اصطحکاک و فرسایش محافظت می شوند.

وظایف یاتاقانها

۱- قطعه متحرک را نگه می دارند

۲- اصطحکاک را کاهش می دهند

۳- فرسایش و ساییدگی را کاهش می دهند

۴- یک سطح سایشی قابل تعویض را تشکیل می دهند

یاتاقانها با تحمل بار شعاعی و محوری قطعات متحرک را ، در مسیر حرکت خود نگه داشته و بوسیله تماس لغزشی ( یاتاقان های معمولی ) یا تماس غلتشی ( یا تاقان های ضد اصطحکاک ) را کاهش می دهند همچنین با استفاده از روغن کاری مناسب نیز اصطحکاک را کاهش می دهند پس با کاهش اصطحکاک ، سایش و فرسودگی نیز کاهش می یابد. یا تاقان ها یک سطح سایشی قابل تعویض را تشکیل می دهند که از نظر اقتصادی بسیار با صرفه تر از تعویض چرخ دنده ها یا شفتهای سوارشده برروی آنها می باشد .

نیروی وارده بر یاتاقان ها

یاتاقانها تحت فشارهای محوری ، شعاعی و با ترکیبی از آنها قرار می گیرند . یا تاقان های شعاعی فقط در جاهایی نصب می شوند که بارهای شعاعی بر آنها وارد می شوند یاتاقان های کف گرد نیز در جایی نصب می شوند که فقط بارهای محوری وجود دارند بعضی از یاتاقان ها به گونه ای طراحی شده اند که می توانند هم بارهای محوری هم بارهای شعاعی را متحمل شوند . برای تحمل بارهای محوری از رول برینگ های مخروطی و بعضی از بلبرینگ های غلطکی استفاده می شود .

– مزایا و معایب یاتاقان ها

هم بوش ها و هم یاتاقان های ضد اصطحکاک دارای مزایا و معایبی هستند که در ذیل به تعدادی از آنها اشاره می کنیم .

بوش ها

مزایا :

۱- فضای کمی نیاز دارند

۲- ارزان قیمت هستند

۳- بی سرو صدا کار می کنند

۴- ساختمان محکمی دارند

معایب :

۱- عملکرد اصطحکاکی زیادی دارند

۲- به روغن کاری مداوم نیاز دارند زیرا نمی توانند آب بندی شوند

یاتاقان های ضد اصطحکاک

مزایا :

۱- عملکرد اصطحکاکی کمی دارند

۲- می توانند بگونه ای آب بندی شوند که روغن کاری مورد نیاز را کاهش دهند

۳- بدلیل طراحی های مختلف و زیاد بسیار متنوع هستند

معایب :

۱- نسبت به بوش فضای بیشتری را اشغال می کنند

۲- با سرو صدا کار می کنند

۳- از استحکام کمتری برخوردارند

انواع یاتاقان

یاتاقان ها از نظر ساختاری به دو گروه کلی تقسیم می شوند که عبارتند از :

یاتاقانهای لغزشی

این یاتاقان ها که یاتاقان ژورنال نامیده می شوند یک تماس لغزشی را در بین سطوح درگیر ایجاد می کنند در گسترش و پیشرفت ماشین های دوار از اهمیت ویژه ای برخوردارند این یاتاقان ها از اجزاء ضرور ماشین ها ی مختلفی نظیر کمپرسور ها ، پمپها ، توربین ها و موتورهای احتراق داخلی بشمار می روند در حالت کلی یک یاتاقان لغزشی از یک شفت قابل دوران ( سر محور ) تشکیل می شود که در داخل یک بوش سیلندری ( یاتاقان ) محکم شده است سطوح سر محور و یاتاقان با یک لایه روانکار ارسالی به فضای لقی بین سطوح از یکدیگر جدا می شود فضای لقی معمولاً ۰۰۱/۰ شعاع محور است و چهار وظیفه مهم را به عهده دارد که عبارتند از :

۱- امکان پذیر کردن مونتاژ یاتاقان و سر محور

۲- ایجاد فضایی برای روغن کاری

۳- اصلاح انبساط حرارتی اجتناب پذیر

۴- جبران خمیدگی شفت یا ناهمراستایی

یاتاقان غلتشی :

این یاتاقان ها شامل انواع بلبرینگ ها ، رولر برینگ ها و کف گرد ها می باشند . ساچمه ها و رولها به فواصل مساوی و جدا از هم نگه داشته می شوند این کار بوسیله جدا کننده یا غلاف ( Race ) انجام می شود که برای بهبود کار یاتاقان لازم بود ه و در عین حال از بوجود آمدن اصطحکاک اضافی نیز جلوگیری می کند .

– مزایای غلتشی :

۱- به لحاظ حرکت توام با غلتش در این یاتاقان ها ، اصطحکاک کمتر و در نتیجه حرارت تولید شده کمتر است .

۲- در شروع حرکت ، گشتاورد اعمالی ناچیز است

۳- نیاز به مواد روغن کاری در آنها کمتر و مخارج نیز پایین تر است

۴- مراتب نگه داری آنها آسان تر است

۵- اگر در شرایط مناسب از آنها استفاده شود عمر طولانی تری دارند چون امکان افزایش لقی در آنها کمتر است .

۶- به خاطر استاندارد بودن آنها ، تعویض آنها به راحتی میسر است .

۷- نیاز به آب بندی اولیه ندارد و در مراحل اولیه کار می توان از حداکثر ظرفیت یاتاقان استفاده کرد

معایب یاتاقان غلتشی :

۱- داشتن حساسیت در مقابل ضربه

۲- تلورانس کم در محل نصب و در نتیجه گران بودن آنها

۳- حرکت توام با صدا

۴- محدود بودن بار و تعداد دور در آنها

عمر یاتاقان :

اگر جزء غلتنده کروی ( ساچمه ) یا ( Ball ) باشد تماس غلتنده با رینگها است و اگر استوانه ( رولر ) باشد تماس خطی است پس در نوع و اندازه یکسان ، تحل بار رولر به رینگ بیشتر است . اما بلبرینگها به علت اصطحکاک کمتر دارای سرعت بیشتر و سر و صدای کمتری است . به جزء بلبرینگ های خود میزان در بقیه موارد بلبرینگ ها ممان می گیرند اما چون هیچ قطعیتی در میزان ممان ندارند گذاشتن ممان روی آن اکیداً ممنوع است اگر یاتاقان در شرایط مناسبی نگهداری شده و در دمای معقولی کار کند ، فقط خستگی فلز تنها علت گسیختگی آن خواهد بود . خستگی ناشی از میلیونها مرتبه اعمال تنش است . عمر همه یاتاقان ها به صورت کل تعداد دورها یا تعداد ساعتهای کار یاتاقان در سرعت ثابت معمولی که برای پدید آمدن معیارهای خرابی مورد نیاز تعریف می شود که این عمر با مقدار بار روی محور نسبت معکوس دارد .

مونتاژ کردن یاتاقان های ضد اصطحکاک :

یاتاقان های ضد اصطحکاک طوری باید مونتاژ شوند که :

– شکل آنها تغییر نیابد

– عناصر غلطان محدودیتی نداشته باشند

– قفسه های داخلی و خارجی تنظیم شده باشند

در مجموع وقتی که دو یا چند یاتاقان بر روی یک شفت معمولی سوار می شوند می بایست محور هر یک از یاتاقانها با دیگری تنظیم شود . بسیار ی از یاتاقانها ضد اصطحکاکی ، آب بندهایی دارند که روغن را درون آنها نگه داشته و از ورود مواد خارجی جلوگیری می کند یاتاقانهای ضد اصطحکاک معمولاً از یک طرف با قفسه ای که پرس شده مسدود می شود و از طرف دیگر درپوشی دارند که قابل باز شدن است . این در پوش با فشار زیاد دست در جای جود محکم می شود وقتی که محفظه یاتاقان بدون لبه باشد اغلب برای نگه داری یاتاقان در محل خود از یک رینگ فنری استفاده می شود .

نگه داری یاتاقانهای ضد اصطحکاکی :

مهم ترین فاکتور در طول عمر یاتاقانها ، نگه داری خوب آنها می باشد این مسئله شامل روغن مناسب ، تعمیرات ، تشخیص خرابی ها ، نصب و تنظیمات درست می باشد .

آشنایی با دستگاههای CMM

CMM مخفف کلمات (Coordinate Measuring Machine) به معنای ماشین اندازه گیری مختصات می باشد . این دستگاهها از دقت فوق العاده بالایی برخوردارند و جهت انجام عملیات اندازه گیریهای خاص٬ دقیق و پیچیده از جمله (هم محوری ٬ توازی ٬ تعامد سطوح و…. ) که دیگر ابزارهای اندازه گیری قادر به انجام آن نمی باشند استفاده می شود. یقینا زمانی که دستگاههای کنترل عددی برای تولید قطعات پیچیده سه بعدی طراحی و ساخته شدند نیاز به این دستگاه حس شده است .

نسلهای مختلف این دستگاه از آغاز تا کنون را می توان به صورت زیر معرفی کرد .

بدون نمایشگر – ورنیه ای

نمایشگر ساده – نمایشگر مختصات

پردازنده ساده با توانایی محدود

کامپیوتر با نرم افزار ساده

مدلهای پیشرفته امروزی

بخش های مختلف یک CMM

دستگاه CMM از بخشهای مختلفی از جمله سازه٬ میز٬ پراب و بخش نرم افزار تشکیل شده است .

سازه CMM

CMM از یک سازه تشکیل شده که عموما از آن به عنوان ماشین یاد می شود ولی باید دانست که این فقط یک بخش از ماشین است.

سازه در سه محور قادربه حرکت بازوها یا محورهایی که روی آن قرار دارند می باشد .

سازههای مختلفی برای CMM وجود دارد که این سازه ها در طول سالیان مختلف بر حسب نیاز وشرایط موجود طراحی و ساخته شده اند و به مرور زمان جهت دستیابی به پارامترهای ذیل اصلاحات لازم در آنها صورت گرفته است .

۱٫ افزایش سرعت و شتاب CMM

۲٫ بهبود مشخصات اندازه گیری

۳٫ بهینه نمودن عملیات اندازه گیری

۴٫ دسترسی بهتر و راحتتر به قطعه کار

۵٫ ظاهری زیبا تر

برخی از این طرحها عبارتند از :

دستگاه CMM پایه دار با میز ثابت Cantilever With Fixed Table

دستگاه CMM با پل ثابت Fixed Bridge

دستگاه CMM با پل متحرک Moving Bridge

دستگاه CMM ستونی Column

دستگاه CMM دروازه ای Gantry

دستگاه CMMبازویی با میز ثابت Fixed Table Horizontal Arm

دستگاه CMM با بازوی تا شونده Articulated Arm

واضح است که تمام موارد فوق به یک اندازه رایج نیستند و بسته به نوع و ابعاد قطعه٬ محیط کار و شرایط فیزیکی آن متفاوت می باشد .

میزCMM

از دیگر بخشهای CMM میز آن می باشد که از صافی سطح بالایی برخوردار بوده و عموما از جنس گرانیت می باشد.

ولی این امکان وجود دارد با توجه به محیط کار از مواد دیگری از جمله چدن استفاده شود ولی در هر صورت می بایست سطح میز CMM از صافی بالایی برخوردار بوده و ضریب انبساط دمایی آن حداقل ممکن باشد .

پراب (Probe)

پرابها یکی دیگر از اجزای تشکیل دهنده CMM می باشد پرابها خود ازدو قسمت ساقه ونوک کروی شکل تشکیل شده است قابل ذکر است پرابها خود روی سیستم پرابگیر قرار داده شده و این مجموعه روی محور اصلی CMM قرار می گیرد.

از پرابها به عنوان کاوشگرها و حس گرها نیزیاد می شود حسگرهای ابزارهای نسبتا هوشمند مکا ترونیکی یا نوری الکترونیکی هستند ٬که CMM را قادر به ثبت نقاط روی سطح قطعه کار مورد اندازه گیری خواهند ساخت . حسگرها ممکن است با تماس فیزیکی به جمع آوری اطلاعات بپردازند ( حس گرهای تماسی) و یا از راه اسکن نمودن قطعه مورد نظر، با اشعه لیزر این کار را انجام میدهند( حس گرهای غیر تماسی ) پس از این منظر می توان پرابها را به دو دسته تماسی و غیر تماسی تقسیم بندی نمود . البته نباید دچار این اشتباه شد که پرابهاب غیر تماسی نسل جدید پرابها می باشند بلکه هر دسته برای خود موارد کاربرد خاصی را دارد . البته نوک پرابها به جز شکل کروی ٬ اشکال دیگری مانند استوانه ای- دیسکی و مخروطی هم دارد که در موارد خاص از جمله پیچ ها ٬ اشکال انحنا دار و … کاربرد دارند.

نرم افزار CMM

نرم افزار CMM قادر به مدیریت حرکات ٬ محاسبات ٬ برنامه ریزی٬ ارتباط بین CMM و دنیای بیرون می باشد .

نکته مهم در مورد یک CMM این است که در بسته های ” نرم افزار کاربردی” ممکن است بخش هایی هم برای حل مسائل خاص اندازه گیری نظیر: چرخنده ها و پره های توربین و غیره در نظر گرفته شده باشد.

شایان ذکر است که تمام CMM ها از یک زبان برنامه نویسی بهره می برند که DMIS نام دارد. از نرم افزارهای معروف CMM می توان از

Prelloud
Mettrolog
Axell
PC DMIS

شرایط محیطی دستگاه CMM

بهتر است دستگاه اندازه گیری در محیطی عاری از هر گونه تغییرات دمایی ٬ ارتعاشات و گرد وغبار قرار گیرد . عموما اتاقهایی برای این دستگاهها تهیه می شود تا شرایط خاص این دستگاه را تامین کند. گستره دمایی این اتاق بین ۲۰ الی ۲۵ درجه باید باشد . ارتعاشات باید در حد بسیار کمی باشد . شوک برای دستگاه اصلا مجاز نمی باشد. آلودگی محیطی و گرد و غبار باید مقدار کمی باشد.

البته آخرین پیشرفتها در زمینه ساخت این دستگاه باعث شده که گستره دمائی این دستگاه بیشتر و سختی شرایط را کمتر نماید برای این کار به بازوها و قسمت های مهم دستگاه سنسورهای حرارتی نصب شده است که خطاهای تغییرات دمائی در محاسبه مقدار اندازه گیری لحاظ شود.

دستگاه های CNC از چه قطعاتی تشکیل می شود؟

همه دستگاه های CNC (فلز تراش – چوب – سنگ – فوم – برش هواگاز – صنایع رباتیک و غیره ) از اجزاء و قطعات مشابهی تشکیل شده اند که در این مطلب به بحث و گفتگو در مورد آن خواهیم پرداخت.این مقاله به منظور آشنایی هرچه بیشتر شما با اجراء و قطعات دستگاه های CNC تهیه شده است. به طور کلی قطعات دستگاه های CNC شامل سه قسمت اصلی مکانیک ؛ کنترل و برق قدرت می شود.

قسمت مکانیکی شامل چه مواردی می شود؟

شاسی (استراکچر یا بدنه دستگاه) – موتور های حرکتی شامل سروموتورها و استپ موتورها – مکانیزم حرکتی شامل بال اسکرو، چرخ دنده و شانه، تسمه تایم ریل و واگن – اسپیندل – سیستم روغن کاری

واحد کنترل دستگاه شامل چه مواردی است؟

کنترولر مرکزی – نرم افزار رابط – درایور موتور – سیستم اندازه گیری – اینتورتر اسپیندل موتور

واحد برق قدرت شامل چه مواردی است؟

تابلو برق – فیوز های حفاظتی – کنتاکتور – رله – محافظ کابل (انرژی گارد)

بورس قطعات cnc – قطعات دستگاه فرز cnc – فروش قطعات cnc اصفهان – فروش قطعات cnc چوب – فروش قطعات دستگاه cnc چوب – پک کامل کنترلر cnc – قطعات cnc لیزر – لوازم جانبی cnc – قطعات CNC رومیزی – قطعات CNC چوب – قطعات CNC مشهد – قطعات CNC اسکویی – قطعات CNC لیزر – قطعات CNC – قطعات CNC اصفهان – قطعات مکانیکی CNC – قطعات دستگاه CNC – فروش قطعات CNC

9 نظر در “قطعات دستگاه CNC

  1. admin گفت:

    لطفا در صورت وجود هر گونه سوال درباره این مقاله در قسمت نظرات ارسال نمایید . ما آماده پاسخ گویی به شما عزیزان هستیم .

  2. مهرداد گفت:

    سلام.اول اینکه ممنونم از اطلاعاتتون .می خواستم یه شاسی cnc چوب جمع بکنم ولی موتور هاش رو از خارج سفارش بدم بیارن هم بخاطر قیمت کمتر و هم کیفیت بهتر.سوالم اینه با توجه به اینکه من از روتاری یا همون محور چهارم هم میخوام استفاده کنم کیت مدار مربوط به این دستگاه باید چه مشخصاتی داشته باشه که سه محور بعلاوه محور چهارم رو ساپورت بکنه.دوما توی گوگل وقتی 4 axisمینویسم یه مدار با چهار تا خروجی بعلاوه چهار تا استپ موتور میاد.در صورتی که فکر کنم سه تا موتور کافی باشه پس موتور چهارم برای چیه وقتی که قراره روتاری هم خریداری بشه؟ممنون میشم اگر راهنمایی جامعی بکنید.

    1. مدیریت گفت:

      برای انتخاب یک کیت سی ان سی باید به ابعاد کاری ، مارک قطعات ، قدرت موتورهای حرکتی ، نوع کنترولر (برای راه اندازی بعضی از کنترولر ها باید هزینه مجزا پرداخت کنید) قدرت اسپیندل موتور و شرکت سازنده توجه ویژه کنید.
      به خصوص وقتی قصد خرید از چین را دارید به این نکته توجه کنید که لوازم یدکی دستگاه در داخل موجود باشد.برای مثال در صورت عدم موجودی یک مارک لینیر گاید در داخل مجبور هستید تا ۱۰ برابر برای خرید و دریافت قطعه هزینه کنید.
      خیلی از دستگاه های سه محور دروازه ای دارای دو موتور در محور x هستند. دلیل این است که استفاده دو موتور در دوطرف دروازه پیچش یا به اصطلاح دوییدگی محور را از بین میبرد . به این صورت که دو موتور در محور x ، یک موتور در محور y و یک موتور در محور z استفاده میشود . در صورتی که بخواهید محور چهارم اضافه کنید کنترولر دستگاه باید خروجی محور A (روتاری) را هم داشته باشد.

    2. محمد کشوری پیروز گفت:

      سلام مهندس این شماره منه ۰۹۱۰۹۰۱۲۲۷۷ لطفا باهام تماس بگیر تبادل اطلاعات کنیم

      1. مدیریت گفت:

        سلام روز بخیر. برای ارتباط با ما با شماره 02155254796 تماس بگیرید.
        با تشکر

  3. محسن گفت:

    باعرض سلام و خسته نباشید خدمت شما بزرگواران.
    بسیار سپاسگزارم از مطالب و توضیحات کاملتون.خواهش دارم که مابقی مطالبو در اسرع وقت کامل کنید.
    بسیار بسیار متشکرم

  4. رضا گفت:

    سلام من میخوام یه دستگاه cncچوب بخرم،بنظرشما روی چه مواردی بایدتمرکز داشته باشم.البته تاحدی خوندم که اسپیندل وشاسی وکنترلروبال اسکرو مهم ترین هست.آیانکته ای که درهنگام خریدبهش توجه کنم رو میتونیدبمن بگید.ممنون اگرخودتون هم سازنده هستیدلطفابرای خریدیابه شماره من09395126228پیام بدهیدیاشماره ای که بتونم باهاتون تماس بگیرم.ممنون نورافشان

    1. مدیریت گفت:

      با سلام و درود
      برای خرید دستگاه مهم ترین چیزی که باید مورد توجه قرار دهید کیفیت ساخت استراکچر دستگاه هست. برای ساخت استراکچر یک دستگاه سی ان سی چوب که عموما از پروفیل ها و ورق های فولادی به وسیله جوشکاری ساخته می شوند به این نکات توجه فرمایید :
      1 – شاسی دستگاه از قدرت و استقامت بالایی در مقابل تنش ها و لرزش های بلند مدت برخوردار باشد.
      2 – جوشکاری مورد استفاده حتما به روش CO2 و با اصول فنی و مهندسی اجراء شود.
      3 – تنشزدایی شاسی فولادی انجام شده باشد( در جوشکاری CO2 در صورت استراحت یک هفته ای استراکچر بعد از پایان جوشکاری 95درصد تنش ها خارج می شوند.)
      4 – بعد از تنشزدایی تراشکاری شاسی با دقت بالا انجام شود .
      5 – کیفیت ظاهری هر سازه ای نشان دهنده دقت ساخت می باشد . پس به این نکته هم دقت فرمایید.

      در صورت تایید کیفیت شاسی به نوع قطعات مورد استفاده توجه فرمایید و در اخر قیمت ها را مقایسه کنید.

      ضمنا اگر تمام اصول ساخت رعایت شود باز هم کمی بیدقتی در مونتاژ قطعات (برای مثال در مورد لینیر ها و اصول ساعت کردن ریل ها) باعث خرابی های متعدد دستگاه در سال های بعد خواهد شد.

      برای تماس با ما با شماره 02155254796 تماس بگیرید.
      روز بخیر

  5. احمد گفت:

    سلام مهندس .من دنبال ساخت یک دستگاه سی ان سی شیشه هستم که بسازم .لطفا اگر میشه منبعی به من معرفی کنید که بتونم در پروسه ساخت به من کمک و راهنمایی کنه.مقاله شما عالی بود .یه چیزی میخوام که خیلی دقیق و جز به جز دستگاه cnc رو تشریح و توضیح بده که در ساخت ازش استفاده کنم ممنونم

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *