روتر
کنترلر چیست ؟ از Gcode و Mcode چه میدانیم ؟
بررسی مزایا و معایب دستگاه cnc
با قطعه ای به نام کلت یا فشنگی آشنا شوید
اسپیندل و نقش آن در cnc سنگ
سی ان سی سنگ 4 کله
دوشنبه ۰۵ خرداد ۰۴

کنترلر چیست ؟ از Gcode و Mcode چه میدانیم ؟

کنترلر مغز دستگاه CNC است. به عبارت دیگر ، کنترل کننده وظیفه حیاتی تفسیر را بر عهده دارد. یکی از عملکردهای اصلی کنترلر دریافت سیگنال های شرطی شده از طریق رایانه یا نمایه سازی است. پس از دریافت سیگنال ها ، این سیگنال ها را به حرکت مکانیکی تفسیر می کند تفسیر سیگنالها از طریق حرکتهای مکانیکی معمولاً از طریق خروجی موتور حاصل می شود. کنترلر دستگاه CNC شامل سه مکانیزم اساسی است. آنها نرم افزارهای CNC هستند که برنامه ای هستند که براساس دستورالعمل ها ، واحد کنترل ماشین و دستگاه پردازش ساخته می شود.
دستگاه CNC شبیه بقیه تجهیزات صنعتی است. این ماشین آلات در دسته دستگاه های الکترو مکانیکی قرار دارند که ابزارهای ماشین سازی را دستکاری می کنند به طور دقیق ، ماشین های CNC از رایانه ای تشکیل شده اند که اپراتور در آن برنامه را وارد می کند.

انواع کنترلرها به شرح موارد زیر می باشند :
  • کنترلر کامپیوتری یا pc based : این کنترل کننده ها در واقع همان سیستم های کامپیوتری هستند که پردازش اطلاعات در آن ها صورت گرفته و با توجه به نام نرم افزار نصب شده بر روی آنها شناخته می شوند و همچنین در صورت قطع ارتباط کنترلر با کامپیوتر اجرای کار متوقف شده، سرعت که به عنوان مهمترین پارامتر در عملکرد دستگاه کنترل به شمار می رود در این دستگاه ها بسیار کم است و این سرعت تابعی از سرعت کامپیوتر می باشد. نرم افزار نصب شده بر روی این کنترل کننده ها از نظر تعداد ورودی خروجی ها، جهت میکروسوئیچ ها، کلید های اضطراری و … با مشکل مواجه است. جهت استفاده از این کنترل کننده ها نیازمند استفاده از بردهای واسط الکترونیکی هستیم، استفاده از این بردها باعث افزایش تعداد ورودی ها و خروجی ها شده و همچنین به عنوان نوعی بافر عمل می کند که باعث افزایش سرعت و یکنواختی انتقال دیتا ها خواهد شد.
  • کنترلر semi pc based : این کنترل کننده ها از بردهای کنترلی مخصوص و طراحی شده برای این منظور استفاده می کنند، که برد مخصوص در کنار سیستم کامپیوتر قرار می گیرد. در این کنترل کننده ها از میکروکنترلر ها و میکروپروسسورها جهت انجام پردازش استفاده می شود و دارای درگاه های سروموتور و استپ موتور هستند. عمده عملیات پردازش در این کنترل کنند ها توسط برد مربوطه صورت می گیرد. این کنترل کننده ها از پورت های ارتباطی برخوردار هستند که توسط آنها به سیستم کامپیوتر متصل می شوند و باید توجه داشت که در حین عملکرد دستگاه این ارتباط هرگز قطع نگردد چراکه بخشی از عملیات پردازش توسط سیستم کامپیوتر صورت می گیرد. عملکرد و وضعیت ورودی ها و خروجی ها توسط کنترلر بررسی می شود. از نظر سرعتی این کنترلر سرعت بالاتری نسبت به مدل قبلی دارد و همچنین از قیمت بالاتری برخوردار است.
  • کنترلر stand alone : این نوع کنترل کننده ها به عنوان قدرتمندترین نوع کنترلر شناخته می شود و دارای پردازشگر قدرتمند داخلی است و جهت انجام فرایند کنترل و پردازش با کامپیوترها ارتباط مستقیمی ندارند. بسیاری توابع در این کنترل ها به صورت سخت افزاری ایجاد می شود و از این رو دارای سرعت بسیار بالایی هستند. ساختار داخلی این کنترل کننده های در واقع یک سیستم PLC  است.


مفاهیم gcode , mcode :
اگر تازه وارد دنیای CNC و CAM شدید یا فقط به یک علاقه مند به CNC هستید، شاید اصطلاح “G-code” را شنیده باشید. G-code یک زبان برنامه نویسی برای ماشین های کنترل عددی رایانه ای (CNC) هستش.
G Code نویسی یعنی به زبان استاندارد با ماشین صحبت کردن؛ پس به عبارتی ماشین cnc زبان مخصوصی دارد که جی کد گفته میشه بنابراین ما باید اطلاعات رو با زبان قابل فهم ماشین بهش معرفی کنیم. نرم افزارهای CAD/CAM زبان انسان را به زبان ماشین ترجمه میکنند. زبان انسان نقشه است و زبان ماشین cnc کدهای جی کد.
به طورکلی دستور برنامه های CNC شامل جی کد و ام کد (M کد) هستش که با خروجی گرفتن از نرم افزارهای نرم افزارهای CAD/CAM نقشه به جی کد ترجمه میشه.
بررسی تفاوت این دو کد در دستگاه های cnc :
G Code ها معمولا برای تعریف سیستم حرکت محورها کاربرد دارند و روش جابجایی محورها را تعیین میکنند.
M Code ها معمولا فرمان های لحظه ای هستند. مثلا یک ابزار را روشن و خاموش میکنند. M Code ها گرچه از استاندارد خاصی پیروی میکنند ولی قابل تغییر متناسب با ویژگی های دستگاه هستند.



بررسی مزایا و معایب دستگاه cnc

دستگاه cnc مزایای بسیار زیادی دارد که در این مطلب سعی در معرفی بیشتر آنان داریم اما باید بدانیم که در کنار مزیت های خود معایبی نیز دارد پس تا پایان در کنار ما باشید.

مزایا :
  1. افزایش بازده و بهره‌وری تولید
  2. کیفیت بالا
  3. انعطاف پذیری در تولید
  4. قابلیت خطا یابی و رفع خطا
  5. مانیتورینگ آسان و ساده
  6. کاهش خطای انسانی
  7. کاهش زمان تولید و تسریع فرآیند
  8. قابلیت تکرار پذیری بالا
  9. عدم نیاز به نظارت مستمر اپراتور
  10. امکان ذخیره طرح‌های مختلف و استفاده مجدد از آن‌ها
  11. دستگاه های CNC می توانند بطور مداوم 24 ساعت شبانه روز و 365 روز در سال استفاده شوند و فقط برای نگهداری و تعمیر دستگاه cnc گاه به گاه خاموش می شوند.
  12. با استفاده از ماشینهای CNC ، امکان ساخت محصولاتی که توسط ماشینهای دستی ساخته نمی شوند ، امکان پذیر می شود.
  13. افزایش قابل توجه راندمان و کاهش ضایعات
  14. امکان شبکه کردن چند دستگاه و نظارت بر همه آنها به صورت متمرکز
  15. عیب یابی راحت دستگاه به علت اعلام آلارمهای مختلف
  16. امکان هدایت و کنترل از راه دور دستگاههای CNC مجهز به سیستم هایCAD/CAM و CIMJ
  17. نظارت و کنترل راحتر پرسنل و قطعات تولیدی

بررسی معایب دستگاه cnc به شرح موارد زیر :
  1. با وجود ماشین های cnc به تعداد کارگر کمتری در مقایسه با ماشین های دست ساز نیاز است ، بنابراین سرمایه گذاری در دستگاه های CNC می تواند منجر به بیکاری شود.
  2. دستگاه های CNC بسیار گران هستند و نیاز به سرمایه گذاری اولیه بیشتری نسبت به ماشین هایی دارند که به صورت دستی کار می کنند.همه صنایع نمی توانند ماشین های CNC را به راحتی تهیه کنند.
  3. اگر یک شرکت کوچک و یا متوسط هستید ، ممکن است فضای لازم برای دستگاه CNC در دسترس نباشد.

با قطعه ای به نام کلت یا فشنگی آشنا شوید

کولت در واقع قطعه‌ای است که تیغه را در دستگاه CNC نگه می‌دارد و به همین دلیل یکی از اجزای اصلی این دستگاه است. این قطعه دور تیغه را به شکل حلقه یا گردن­بند فرا می­گیرد و تیغه را محکم در جای خود نگه می‌دارد. این قطعه قابل تنظیم است به نحوی که می‌توان آن را باز یا بسته کرد تا تیغه‌ها را عوض کنیم.
دستگاه‌های CNC مختلف به کولت‌هایی با ابعاد متفاوت نیاز دارند. آسان ترین راه برای اینکه بفهمید چه کولتی برای دستگاه شما مناسب است اندازه‌گیری طول و قطر کولت کنونی است. 
کولت‌هایی با اندازه مختلف می‌توانند تیغه‌هایی با ابعاد مختلف را نگه دارند. بنابراین قبل از خرید آنها یا شروع عملیات برش توصیه می‌کنیم محدودۀ بسته شدن گیرۀ کولت‌ها را چک کنید. مسلماْ وقتی‌که اسپیندل دستگاه با سرعت­هایی تا 24 هزار دور بر دقیقه می‌چرخد باید کولتی مناسب برای این کار را انتخاب کنید.
فشنگی شامل یک گیره فشنگی فنری و یک فشنگی است که برای ایمن و تنظیم کردن فشنگی بر روی ماشین تراش به هم پیوست شده اند.‌ گیره فشنگی فنری یک بوش فلزی نازک با یک سوراخ ماشین کاری شده دقیق به یک سطح خارجی مخروطی است. سه نظام دارای سه شیار طولی است که به وجه ها اجازه میدهد کمی حرکت فنری به سمت داخل برای گرفتن قطعه داشته باشند.‌ سه فشنگی نباید بیشتر از ۰،۰۰۵ اینچ بزرگتر یا کوچکتر از قطر قطعه ای باشد که باید گرفته شود. به همین دلیل است که گیره فشنگی فنری به صورت پیوسته با قدرنسبت ۱/۶۴ اینچ موجود است. برای اهداف معمول، گیره فشنگی فنری به ۱/۸ ۱ اینچ در قطر محدود میشود.فشنگی دقیق ترین وسیله برای گرفتن قطعات با قطر کوچک بر روی دستگاه تراش است. فشنگی شامل بوش فشنگی، میله کشش، چرخ دستی یا دسته برای حرکت میله کشش است.‌ گیره فشنگی فنری و فشنگی به هم بر روی فشنگی نصب شده اند. بوش فشنگی در انتهای سمت راست اسپیندل ماشین تراش نصب میشود. میله کشش از درون اسپیندل ماشین عبور میکند و به گیره فنری فشنگی پیچ میشود. زمانی که میله کشش توسط چرخ دستی میچرخد فشنگی را به درون مبدل مخروطی میکشد و محکم بر روی قطعه نگه میدارد.گیره های فنری فشنگی در اشکال مختلف برای گرفتن قطعات مربعی و شش گوشه به خوبی قطعات دایره ای شکل وجود دارند.
مهره کولت قطعه‌ای است که بر روی بدنه کولت بسته می‌شود و مجموعه فشنگی و ابزار را به بدنه کولت متصل می‌کند. اگر به قسمت داخلی مهره کولت دقت کنید، با یک برآمدگی مواجه خواهید شد. در واقع پس از بستن مهره کولت و سفت کردن آن، این برآمدگی بر روی شیار افقی که روی فشنگی ایجاد شده، قرار میگیرد و فشنگی را به خوبی در جای خود ثابت می‌کند. برای بستن مهره باید از آچار مخصوص استفاده کنید تا بتوانید آنرا به خوبی محکم کنید.
انواع کولت ها :
کولت‌‎ها بر اساس مدلشان شناخته می‌شوند که تفاوت آنها در ابعادشان است. کولت‌های ER8، ER11، ER16، ER20، ER25 و ER32 از متداول‌ترین نوع کولت‌ها هستند. کولت‌های ER8 و ER11 برای اسپیندل‌موتور‌های DC کوچک مورد استفاده قرار میگیرند و کولت‌های بزرگتر برای اسپیندل‌های صنعتی مناسب هستند.

اسپیندل و نقش آن در cnc سنگ

اسپیندل یک قطعه محوری و حرکتی در دستگاه‌های تراشکاری و فرزکاری است که هم وظیفه انتقال حرکت الکتروموتور و هم وظیفه نگه داشتن ابزار برشی را بر عهده دارد. این ابزار اگر چه به صورت یک قطعه ساده به نظر می‌رسد، اما بخش‌های مختلفی در آن به کار گرفته شده که به طور مستقیم بر عملکرد دستگاه تأثیر گذار هستند. اسپیندل از لحاظ لغوی به معنی چرخنده است و قسمتی از دستگاه را معرفی می‌کند که به طور مستقیم با الکتروموتور در ارتباط بوده و همزمان با آن می‌چرخد.

اسپیندل در هرکدام از دستگاه‌ها شرایط خاص خود را دارد و حتی سرعت چرخش آنها هم با یکدیگر متفاوت است. برای کنترل این قطعه از یک اینورتر استفاده می‌شود که می‌تواند فرکانس دستگاه را تغییر داده و در نتیجه دور موتور را بالا ببرد. بنابراین با توجه به تعداد قطب به کار گرفته شده در الکتروموتورها و همچنین فرکانس آنها، امکان تغییر در سرعت گردش ابزار چرخشی وجود دارد و به همین دلیل می‌توان قطعات مختلف را با سرعت‌های متفاوت برش داد.

انواع اسپیندل به شرح موارد زیر می باشند :
  • مدل تسمه ای : نیرو در این مدل از اسپیندل ها از طریق یک تسمه از موتور به اسپیندل منتقل می شود. مزایای این نوع اسپیندل سادگی نگهداری، هزینه های کمتر و قیمت کم آن است.
  • مدل کوپل مستقیم : نیرو از موتور به واسطه کوپلینگ به اسپیندل (بدون تسمه) منتقل می شود. مزایای این اسپیندل صدای کم، طول عمر بلندتر نسبت به سایر اسپیندل ها، سرعت و دقت بیشتر می باشد. طراحی این نوع سیستم ها به این صورت است که محور اسپیندل و موتور با هم در یک راستا قرار گرفته اند و توسط کوپلینگ مستقیم به هم وصل هستند.
  • مدل گیربکسی : چرخ دنده در این نوع اسپیندل می تواند با گشتاور بالا و سرعت پایین حرکت کند البته برای سرعت های بالا از این نوع اسپیندل استفاده نمی شود چون گرمای زیادی تولید می کند؛ اما برای کارهای سنگین مناسب است.
  • مدل یکپارچه : در این نوع اسپیندل یک موتور سنکرون یا غیرسنکرونی بین بلبرینگ ها در جلو یا عقب قرارگرفته است و
    مجموعه ای یکپارچه را به وجود آورده است و در این نوع اسپیندل سر و صدا و نویز کمتر است. سرعت چرخش این نوع چرخنده تا 1500 دور در دقیقه می تواند برسد و مصرف انرژی آن نسبت به سایر مدل ها کمتر است و قیمت این نوع چرخنده معمولا زیاد است.
نکات کاربردی درخصوص بهره گیری از اسپیندل ها :

جهت افزایش دور اسپیندل موتور می توانید آن را به یک اینورتر وصل کنید. البته باید دقت کنید که برای انتخاب اینورتر مناسب برای اسپیندل این پارامتر ها باید مورد توجه قرار بگیرند: ۱- قدرت ۲- سرعت ۳- سیستم خنک کندگی ۴- مدل ابزار گیر

۱- قدرت موجود در اسپیندل موتورها از ۰٫۲۵ کیلووات شروع شده و تا ۱۵ کیلووات هم می رسد و بستگی به کار مورد نیاز می توان قدرت آن را نیز انتخاب کرد.

۲- سرعت اسپیندل موتور بستگی به شرایط کاری دارد شروع دور اسپیندل موتورها از ۶۰۰۰ دور بر دقیقه تا ۶۰۰۰۰دور بر دقیقه هم می رسد. جدیدا تا 120000 دور بر دقیقه نیز تولید شده است.

اکثریت خرابی اسپیندل موتور ها بلبرینگ جلو موتور می باشد . در حالت خاموش می توانید با چرخاندن شفت موتور با دست این حالت رو تست نمایید. در هنگام چرخاندن شفت موتور صدای زیاد بلبرینگ و یا لقی بیش از حد جلوی موتور بیانگر این مطلب است. برای تعویض بلبرینگ موتور پیچ های جلوی موتور و درب عقب موتور را باز کرده و شفت موتور را بیرون آورده و توسط دستگاه پرس بلبرینگها را از دماغه جلوی موتور بیرون آورده و مدل آن را شناسایی کرده و تعویض کرده و مجدد نصب نمایید .
در تعویض بلبرینگ کاسه جلو موتور دقت نمایید احتمال دارد که کنس خارجی بلبرینگ در آن قرار دارد گشاد شده باشد و بلبرینگ داخل آن لق بزند . در این موقع کاسه جلو موتور را بوش می زنیم. در اسپیندل های موجود در بازار بیشتر خرابی برای بلبرینگهای جلو بوده و بلبرینگ عقب موتور که در بعضی از موتورها دوبل بوده و در بعضی تک بوده نسبت به بلبرینگها ی جلو خرابی کمتری داشته و قیمت بسیار مناسبی دارد.
در هنگامی که شفت از روی موتور اسپیندل باز می شود شفت موتور از بالانس خارج شده و برای جا زدن دوباره بلبرینگ بر روی شفت موتور برای دور کردن شفت باید از دستگاه بالانس استفاده شود.
استفاده از گیرسهای دور بالا در داغ کردن موتور تاثیر بسیار بالایی دارد و اگر از گریس معمولی استفاده شود کاسه جلو موتور که بلبرینگ جلو موتور درونش قرار دارد به شدت داغ کرده تا حدی که دست انسان را می سوزاند

و یکی از عواملی که شفت موتور را از بالانس خارج می کند استفاده از ابزار غیر استاندارد در باز کردن موتور می باشد که با ایجاد ضربه های غیر عادی شفت را از بالانس خارج می کند.
بلبرینگهای موجود در بازار و مورد استفاده در اسپیندل ها از نوع ۶۰۰۰ و ۷۰۰۰ می باشد که تفاوت بالایی در قیمت دارند و در تعویض بلبرینگهای موتور در هنگامی که از بلبرینگ ۷۰۰۰ استفاده می شود باید دقت کرد زیرا این بلبرینگها بسیار حساس اند و با یک ضربه ای کوچک از حالت خود درآمده و کارایشان را از دست می دهند.
باز و بست کردن اسپیندل موتور در عین سادگی کار بسیار مشکل و حساسی می باشد.
یکی دیگر از بحث های که در مورد اسپیندل موتور مطرح می باشد پروانه پشت موتور می باشد که تاثیر بسیاری در خنک کردن اسپیندل موتور دارد و در هنگام تعمیر موتور معمولا پروانه هم تعویض می شود و استفاده پروانه غیر استاندارد تاثیر بسیاری در خنک شدن و کارکرد موتور دارد.

دستگاه های cnc و ویژگی های آن

موضوع بحث ما در خصوص دستگاه cnc سنگ می باشد اما بهتر است آگاهی از دیگر انواع دستگاه cnc داشته باشیم. دستگاه های CNC جهت پردازش روی سنگ طراحی و تولید شده که با استفاده از دقت کامپیوتری محصولات با کیفیت بالا بواسطه این دستگاه ها میتوان تولید کرد. دستگاه های تراش CNC از متداولترین دستگاه های سی ان سی سنگ می باشد که در بازار موجود می باشد. این دستگاه ها در دو مدل متحرک سه محور و پایه کار متحرک طراحی و تولید می شود که برای تولید محصولات صنایع ساختمانی، مجسمه سازی و کارهای تبلیغاتی مناسب می باشد. 

پیش از شناخت ویژگی دستگاه های cnc بهتر است به بررسی انواع دستگاه های cnc بپردازیم :
  • دستگاه CNC برش لیزر: دستگاه برش لیزر از انواع دستگاه CNC است که کاملا شبیه به دستگاه برش پلاسما عمل می‌کند با این تفاوت که دستگاه CNC برش لیزر علاوه بر چوب و فلز، پلاستیک را نیز برش می‌دهد.

  •  دستگاه‌های Pick and Place CNC: از انواع دستگاه CNC هستند که چندین دهانک دارند و قطعات الکتریکی را جمع می‌کنند و آن‌ها را در مکان مورد نظر قرار می‌دهند. این دستگاه‌ها معمولا در ساخت تلفن‌های همراه، رایانه‌ها، تبلت‌ها و غیره و برای مونتاژ استفاده می‌شوند.

  •  دستگاه هوابرش: از دیگر انواع دستگاه CNC است که در آن از سوخت گاز به همراه اکسیژن برای برش فلزات استفاده می‌شود. چون مقرون‌به‌صرفه و استفاده‌اش آسان است طرفداران خاص خودش را دارد اما از آنجا که سرعت برش‌زنی آن پایین است، در برخی از صنایع از دستگاه لیزری و یا برش پلاسما به جای آن استفاده می‌شود.

  • دستگاه CNC روتر یا مسیریاب: این دستگاه از انواع معمول دستگاه‌های CNC است که می‌تواند چوب، فلز و پلاسیک را برش بزند و حکاکی کند. در این مدل کاربر روتر را دستکاری نمی‌کند و فقط اطلاعات را وارد رایانه می‌کند.

  • دستگاه پرینتر سه بعدی CNC: دستگاه پرینتر سه بعدی از انواع دستگاه CNC است و با فناوری مشابه دستگاه‌های CNC برش لیزر کار می‌کند اما در آن یک اکسترودر به کار گرفته می‌شود که تا زمانی که محصول کامل شود به آرامی پلاستیک را در حرکتی مداوم ته نشین کند.

  •  دستگاه فرز CNC: از دیگر انواع دستگاه CNC است که به جای لیزر در آن از ابزاری برای براده‌برداری استفاده می‌شود و برای برش زدن و یا حکاکی روی فلزات، چوب و انواع سنگ مناسب است. برتری این دستگاه نسبت به نوع لیزری این است که با دستگاه فرز می‌توان روی عمق برش و حکاکی تمرکز کرد.

  • دستگاه واترجت: در این دستگاه عملیات برش‌زنی توسط جریان آب پرفشار صورت می‌گیرد و در صنایع ساختمانی، هوافضا، شیشه، چوب، قطعه‌سازی و خودروسازی، غذایی، برق و نساجی کاربرد دارد.

  •  دستگاه CNC برش پلاسما: این دستگاه از دیگر انواع دستگاه CNC است که از آن برای برش چوب و فلز (به صورت دو بعدی) استفاده می‌کنند و به اندازه‌ی دستگاه‌های روتر به قدرت نیاز ندارد. این ماشین‌ها از یک مشعل پلاسما برای نفوذ به چوب یا ورق فلزی استفاده می‌کنند.

ویژگی دستگاه های cnc سنگ :
  1. این دستگاه دارای بدنه فولادی می باشد.
  2. امکان کار با نرم افزارهای سه بعدی را دارد.
  3. این دستگاه دارای سه محور میباشد.
  4. محورهای X و Y و Z ضدآب
  5. دستگاه cnc سنگ برای موارد زیرکاربرد دارد: آهن و فولاد، مس، آلمینیوم، سنگ مرمر و گرانیت و سایر انواع سنگ، MDF، چوب، پلکسی گلاس 
  6. دارای سیستم خنک کننده دوبل برای کار طولانی می باشد.

چرا دستگاه های cnc از اهمیت بالایی برخوردار هستند ؟

دستگاه سی ان سی یکی از مهم ترین دستگاه هایی است که امروزه در صنایع مختلف به کار گرفته می شود. این دستگاه کاربرد بسیار زیادی دارد و می توان آن را یک دستگاه مادر برای صنایع مختلف دانست. این دستگاه صنایع مختلفی را در بر گرفته و توانسته جایگاه خود را در این صنایع به دست آورد.
صنایع با استفاده از دستگاه CNC تلاش می کنند تا بهره وری خود را افزایش داده و روند کاری خود را بهبود بخشند. این دستگاه علاوه بر اینکه کیفیت کار را بالاتر می برد، دقت و سرعت را نیز به کار اضافه می کند. در واقع ورود این دستگاه به صنایع مختلف باعث شده تا پیشرفت این صنایع با روند سریع تری ادامه پیدا کند.