بررسی ماشین های کنترل عددی CNC

کد محصول: me28

تعداد صفحات: ۱۵۰ صفحه

فرمت فایل: Word

قیمت: ۱۵۰۰۰ تومان

دانلود فایل بلافاصله بعد از خرید

 مقدمه   ۸

فصل اول:          ۹

معرفی   ۹

-۱-۱آشنایی با کنترل عددی کامپیوتری (CNC)    ۱۰

-۲-۱مقایسه ماشین های ابزار دستی و CNC           ۱۰

– ۳-۱عوامل موثر در انتخاب ماشین ابزار CNC      ۱۲

-۱-۳-۱پیچیدگی قطعه کار         ۱۲

-۲-۳-۱دقت و تولرانس ابعادی    ۱۳

-۳-۳-۱تیراژ بالا یا حجم زیاد عملیات ماشینکاری ۱۳

– ۴-۱مزایا و معایب ماشین های CNC       ۱۳

-۱-۴-۱مزایای ماشین های CNC 14

-۲-۴-۱معایب ماشین های CNC  ۱۴

– ۵-۱موارد کاربرد ماشین های CNC       ۱۵

-۱-۵-۱ساخت قطعات ساده تا پیچیده با تیراژ بالا  ۱۵

-۲-۵-۱قطعات بسیار پیچیده با حجم عملیات زیاد  ۱۶

-۳-۵-۱ماشینکاری قطعات دارای تیراژ بسیاربالا     ۱۶

-۶-۱تقسیم بندی ماشین های ابزار            ۱۶

-۲-۶-۱تقسیم بندی ماشین های ابزار با ابزارهای دقیق (از نظر هندسی)          ۱۷

-۳-۶-۱ویژگی های ماشین های تراش CNC         ۱۷

-۴-۶-۱ویژگی های ماشین های فرز         ۱۸

-۵-۶-۱تقسیم بندی ماشین های سنگزنی   ۱۹

-۷-۱وظایف قابل برنامه ریزی در ماشین های تراش CNC   ۱۹

-۱-۷-۱روشن/ خاموش کردن موتور اسپیندل         ۲۰

-۲-۷-۱تعیین جهت دوران اسپیندل           ۲۰

-۳-۷-۱تعیین سرعت دوران اسپیندل         ۲۱

-۴-۷-۱تعویض ابزار       ۲۱

۵-۷-۱تعیین موقعیت ابزار روی دو محور در نقاط معین  دقیق            ۲۱

-۶-۷-۱تعیین مسیر حرکت ابزار   ۲۱

-۸-۱وظایف قابل برنامه ریزی در ماشین های فرز CNC      ۲۲

-۳-۸-۱تعیین سرعت دوران اسپیندل         ۲۳

-۴-۸-۱تعویض ابزار       ۲۳

-۵-۸-۱تعیین موقعیت ابزار روی سه محور در نقاط معین      ۲۳

-۶-۸-۱تعیین مسیر حرکت ابزار   ۲۳

-۷-۸-۱میز یا هد گردان و موارد کاربرد آن           ۲۳

-۹-۱معرفی اجزای سیستم کنترل موقعیت محورها   ۲۵

-۱-۹-۱سطح راهنما       ۲۵

-۲-۹-۱پیچ ساچمه ای (Ball Screw)    ۲۵

-۳-۹-۱موتورهای محرک محورها           ۲۶

-۴-۹-۱تاکومتر ۲۶

-۵-۹-۱انکودر (Encoder)       ۲۶

-۶-۹-۱مقایسه انکودرهای خطی و دورانی            ۲۸

-۱۰-۱سیستم های کنترل موقعیت محورها ۲۹

-۱-۱۰-۱سیستم کنترل مدار باز (Open Loop)   ۲۹

-۲-۱۰-۱سیستم کنترل مدار بسته (Close Loop)  ۲۹

-۱۱-۱تاریخچه ابداع کنترل عددی           ۳۰

-۱۲-۱مراحل مختلف پردازش اطلاعات در فناوری CNC    ۳۱

-۱-۱۲-۱تدوین تکنولوژی تولید  ۳۱

-۲-۱۲-۱برنامه نویسی    ۳۲

-۱۳-۱نگاهی به نرم افزار های CAD / CAM       ۳۳

CAD/ CAM-1-13-1 چیست؟ ۳۳

-۲-۱۳-۱موارد کاربرد نرم افزار CAD / CAM     ۳۳

-۳-۱۳-۱مزایا و معایب نرم افزارهای CAD/CAM            ۳۴

-۴-۱۳-۱روش کار با نرم افزارهای CAD/CAM  ۳۵

-۵-۱۳-۱انواع نرم افزارهای CAD/CAM 35

-۶-۱۳-۱برنامه های G کد ایجاد شده چگونه به حافظه ماشین CNC منتقل خواهند شد؟         ۳۶

-۷-۱۳-۱هنگام انتخاب نرم افزار CAD/ CAM به چه مسائلی باید توجه داشت؟        ۳۶

فصل دوم:          ۳۸

مبانی برنامه نویسی ماشینهای کنترل عددی ۳۸

-۱-۲سیستم مختصات     ۳۹

-۲-۲محورهای کنترل     ۳۹

-۱-۲-۲محورهای اصلی  ۳۹

-۲-۲-۲محورهای کمکی            ۴۰

-۳-۲-۲محورهای چرخشی         ۴۰

-۳-۲نحوه تعیین محورهای مختصات        ۴۰

-۴-۲انواع کنترل در ماشین های CNC      ۴۳

-۱-۴-۲کنترل نقطه به نقطه یا مکانی         ۴۳

-۲-۴-۲کنترل تراش مستقیم        ۴۴

-۳-۴-۲کنترل پیوسته      ۴۴

-۲-۳-۴-۲کنترل پیوسته سه محور            ۴۶

-۳-۳-۴-۲کنترل پیوسته ۴و ۵ محور         ۴۷

-۴-۳-۴-۲ماشین های CNC با محورهای بیشتر      ۴۷

-۵-۲انواع ماشین های CNC        ۴۷

-۱-۵-۲ماشین های مته CNC       ۴۸

-۲-۵-۲ماشین های تراش CNC   ۴۸

-۳-۵-۲ماشین های فرز CNC      ۴۹

-۴-۵-۲ماشین های لوله خم کنی CNC    ۴۹

-۵-۵-۲ماشین های پرس نیبلر (پانچ)  CNC          ۴۹

-۶-۵-۲ماشین های سنگ زنی  CNC       ۵۰

-۷-۵-۲ماشین های اسپارک CNC           ۵۰

-۸-۵-۲ماشین های برش با آب  CNC     ۵۱

-۹-۵-۲ماشین های اشعه الکترون CNC    ۵۱

-۱۰-۵-۲ماشین های اندازه گیری سه بعدی CNC  ۵۱

-۶-۲نقاط صفر و مرجع  ۵۲

-۱-۶-۲نقطه صفر ماشین (M)     ۵۲

-۲-۶-۲نقطه صفر قطعه کار (W) 53

-۳-۶-۲نقطه صفر ابزارگیر (E)    ۵۴

-۴-۶-۲نقطه مرجع (R)   ۵۵

-۵-۶-۲نقطه تعویض ابزار (N)     ۵۶

فصل سوم:         ۵۷

برنامه نویسی ماشین های فرز CNC           ۵۷

-۱-۳برنامه نویسی ماشینهای CNC            ۵۸

-۲-۳برنامه نویسی معمولی (MوGکدی )  ۵۸

-۳-۳ساختار کلی برنامه ماشینهای فرز CNC          ۵۹

-۱-۳-۳اطلاعات هندسی            ۵۹

-۲-۳-۳اطلاعات فنی      ۶۰

-۴-۳تعریف کلمه، جمله و برنامه ۶۰

-۵-۳تشریح M کدها     ۶۱

-۱-۵-۳توقف برنامه (M00)      ۶۲

-۲-۵-۳توقف اختیاری برنامه (M01)      ۶۲

-۳-۵-۳پایان برنامه (M02)        ۶۲

-۵-۵-۳روشن نمودن اسپیندل در جهت مخالف عقربه های ساعت (M04)   ۶۳

-۶-۵-۳خاموش نمودن اسپیندل (M05)   ۶۳

-۷-۵-۳تعویض ابزار (M06)      ۶۳

-۸-۵-۳روشن کردن آب صابون (M08) 64

-۹-۵-۳پایان برنامه (M30)        ۶۴

-۱۰-۵-۳فراخوانی زیر برنامه (M98)      ۶۴

-۶-۳تشریح G کدها      ۶۴

-۱-۶-۳کدهای پایدار     ۶۶

-۲-۶-۳کدهای ناپایدار   ۶۶

-۷-۳کدهای مورد نیاز در شروع هر برنامه ۶۷

-۳-۷-۳انتخاب صفحه مختصات  ۶۹

-۴-۷-۳تعیین نقطه صفر قطعه کار            ۶۹

تاستر لبه یاب     ۷۲

ساعت مرکزیاب ۷۳

انتقال نقطه صفر قطعه کار            ۷۳

-۵-۷-۳تعیین سرعت دوران اسپیندل “S”   ۷۵

-۶-۷-۳تعیین سرعت پیشروی “F”           ۷۵

-۸-۳حرکت های اصلی  ۷۶

-۳-۸-۳حرکت میان یابی دایره ای (G03 , G02)            ۷۷

-۱-۳-۸-۳معرفی شعاع قوس (R) 77

-۲-۳-۸-۳معرفی مرکز قوس (I, J , K)    ۷۸

-۴-۸-۳حرکت مارپیچی ۸۰

-۹-۳زمان مکث G04    ۸۰

-۱۰-۳برگشت ابزار به نقطه مرجع G28   ۸۱

-۱۱-۳برگشت ابزار از نقطه مرجع به نقطه قبلی G29          ۸۱

-۱۲-۳جبران شعاع ابزار  ۸۱

-۱۳-۳حافظه اطلاعات ابزار         ۸۴

-۱۴-۳آفست طول ابزارها (TLO)             ۸۴

-۱۵-۳سیکل ها  ۸۹

-۱-۱۵-۳سیکل های فرز کاری    ۸۹

فصل چهارم:      ۹۴

اپراتوری            ۹۴

(MMC) Man – Machine Communication-1-4 95

-۲-۴تشریح اجزای تشکیل دهنده تابلوی اپراتوری  ۹۸

-۱-۲-۴بخش نمایش اطلاعات (Display)           ۹۸

-۲-۲-۴تشریح عملکرد کلیدهای حاشیه صفحه نمایش       ۱۰۵

-۴-۲-۴تابلوی کنترل ماشین (Machine  Control Panel)        ۱۰۶

اجزای تشکیل دهنده ی تابلوی کنترل ماشین          ۱۰۷

-۳-۴محیط های کاری (Working Areas)        ۱۰۹

-۱-۳-۴انتخاب محیط کاری       ۱۱۰

-۲-۳-۴محیط کاری ماشین         ۱۱۰

-۱-۲-۳-۴وضعیت های قابل اجرا در محیط کاری ماشین عبارتند از:            ۱۱۱

-۲-۲-۳-۴نکاتی در مورد حرکت محورها در وضعیت Jog            ۱۱۱

-۳-۲-۳-۴روش استفاده از وضعیت Repos          ۱۱۵

-۴-۲-۳-۴حالت های قابل انتخاب در وضعیت AUTO      ۱۱۶

-۵-۲-۳-۴روش کار برای جستو جوی بلوک (Block Search) و ادامه اجرا           ۱۱۷

-۱-۳-۳-۴نگاهی به اطلاعات فهرست ابزارهای انباره    (Mag. List)         ۱۲۵

روش بارگذاری یک ابزار به انباره ابزار (Load)    ۱۲۷

-۴-۴محیط کاری برنامه نویسی (Program)       ۱۳۱

-۵-۴محیط کاری Services      ۱۳۲

-۶-۴محیط کاری عیب یابی (Diagnosis)          ۱۳۶

-۷-۴محیط کاری راه اندازی (Startup) 138

-۱-۷-۴منوی افقی          ۱۳۸

-۲-۷-۴منوی عمودی     ۱۳۹

-۸-۷نگاهی به اطلاعات ماشین    ۱۴۰

فصل پنجم:        ۱۴۱

مثال های اجرایی            ۱۴۱

-۱-۵سیکل سوراخکاری G81    ۱۴۲

-۱-۱-۵فراخواندن سیکل                                                       G79         ۱۴۲

-۲-۵سوارخکاری چند سوراخ روی یک دایره:   سیکل G77         ۱۴۴

جمع بندی اهم مطالب     ۱۴۵

-۳-۵سیکل فرزکاری شیار G88 145

-۴-۵سیکل فرزکاری پاکت دایره شکل G89       ۱۴۷

-۵-۵فرزکاری قوس دایره ای      ۱۴۸

-۱-۵-۵فرزکاری قوس دایره ای تا           ۱۴۹

فصل ششم: نتایج و پیشنهادات۶-۱- نتیجه گیری:   ۱۵۱

۶-۲- پیشنهادات:            ۱۵۲

منابع و مأخذ       ۱۵۳

مقدمه

از زمانی که اولین ماشین ابزار کنترل عددی ساخته شد حدود ۵۰ سال می گذرد. در این مدت فناوری کنترل عددی کامپیوترCNC دچار تحولات شگرفی شده و در گوشه و کنار صنعت عظیم و پهناور ساخت و تولید به آن چنان جایگاهی دست یافته است که دیگر ساخت قطعات دقیق، پیچیده یا با تیراژ بالا، بدون استفاده از ماشینهای ابزار CNC در تصور اهل فن نمی گنجد.

در حال حاضر، انواع مختلفی از ماشین های ابزار CNC در بخش های مختلف صنعت کشور، مانند خودروسازی، صنایع نظامی، ساخت لوازم خانگی و صنایع نیروگاهی در حال کار می باشند.

با توجه به کارایی بسیار بالای ماشین های CNC، استفاده ناآگاهانه از این ماشین ها علاوه بر این که احتمال ایجاد آسیب ها و خسارت های انسانی و مالی را افزایش می دهد، جایگاه این ماشین های گران قیمت را تا حد ماشین های دستی پایین می آورد.

همگان با پیشرفت سیستم های کنترل عددی، شرکت های مختلفی اقدام به ساخت این سیستم ها کرده اند. استانداردهای DIN و ISO نیز ضوابطی برای نحوه برنامه نویسی و کدگذاری این سیستم ها ارائه نموده اند، اما بسیاری از شرکت های سازنده CNC متناسب با سلیقه خود یا خواست مشتری تعاریف و عملکردهای متفاوتی از کدها را عرضه می کنند. به علاوه، این شرکت ها سعی می کنند سیستم کنترل خود را هر چند سال یک بار ارتقاء بخشند و آنها را روز آمد کنند؛ اما از آنجا که طول عمر این ماشین ها در داخل کشور ممکن است به حدود ۲۰ سال نیز برسد، به همین دلیل ما با تنوع وسیعی از انواع مختلف سیستم های کنترل مواجهیم که کدها، نحوه برنامه نویسی و روش اپراتوری آنها با هم تفاوت های آشکاری دارد.

فصل اول:

معرفی

ابداع ماشین های کنترل عددی (NC) در دهه ۱۹۵۰ میلادی تحولی عظیم در صنعت ماشین سازی، ساخت و تولید ایجاد کرد که عنوان (انقلاب صنعتی دوم) را به خود اختصاص داد.

پیشرفت سریع علم الکترونیک و فناوری کامپیوتر منجر به تکامل ماشین های NC به سمت ماشین های کنترل عددی کامپیوتری(CNC) شده است و این امر گامی بلند در جهت ارتقای اتوماسیون به شمار می رود.

-۱-۱آشنایی با کنترل عددی کامپیوتری (CNC)

واژه متداول CNC  از کلمات Computer Numerical Control به معنای کنترل عددی کامپیوتری گرفته شده و معرف سیستم های کنترل پیشرفته ای است که هدایت انواع مختلف ماشین های ابزار، ربات ها و خطوط انتقال را در کارخانه بر عهده دارند.

-۲-۱مقایسه ماشین های ابزار دستی و CNC

برای شناخت اولیه ازکنترل عددی کامپیوتری، روال کار را در یک ماشین ابزار دستی و CNC مقایسه میکنیم:

الف ماشین ابزار دستی: اپراتور ماشین دستی پس از دریافت نقشه قطعه، مراحل زیر را طی می کند:

۱. تعیین نوع عملیات ماشینکاری

۲. مشخص کردن ترتیب عملیات؛ به عنوان مثال، برای یک قطعه تراشکاری می توان به پیشانی تراشی،روتراشی (خشن)، روتراشی (پرداخت)، مته مرغک زنی و مته کاری اشاره نمود.

۳. تعیین وانتخاب ابزارهای مورد استفاده

۴. تعیین سرعت دوران و پیشروی

۵. تعیین موقعیت ها و مسیر طی شونده توسط ابزار

۶. اجرا، هدایت و کنترل عملیات

۷. کنترل اندازه های به دست آمده و اصلاح خطا

۸. تکرار مراحل ۶ و ۷

ب ماشین ابزار CNC: برنامه نویس برای اجرا با ماشین CNC، این مراحل را طی می کند:

۱. تعیین نوع عملیات ماشینکاری (مشابه حالت الف)

۲. تعیین و انتخاب ابزراها (مشابه حالت الف)

۳. محاسبه سرعت دوران و پیشروی (مشابه حالت الف)

۴. تعیین موقعیت ها و مسیر طی شونده توسط ابزار (در صورت لزوم با محاسبات ریاضی دقیق یا با کمک کامپیوتر)

۵. تبدیل اطلاعات فوق به تعدادی کد استاندارد و قرار دادن این کدها در قالب یک برنامه

۶. تحویل برنامه به اپراتور

وظایف اپراتور عبارتند از:

۷. وارد کردن برنامه به حافظه ماشین CNC

۸. بستن ابزارها و تنظیم آنها

۹. تنظیمات اولیه ماشین

۱۰. اجرای آزمایشی

۱۱. اجرای نهایی برنامه – در این مرحله کنترل کننده CNC وظایف زیر را به صورت خودکار انجام خواهد داد:

t پردازش کدهای برنامه

t ارسال دستورهای لازم برای بخش های مختلف ماشین

t هدایت همزمان محورهای مختلف پیشروی ابزار

t اصلاح خطای موقعیت ها با استفاده از بازخورد

۱۲. کنترل نهایی اندازه ای به دست آمده

۱۳. تکرار مرحله ۱۱ برای قطعات بعدی

از مقایسه حالت های الف و ب، نتایج زیر به دست می آیند:

t در ماشین های دستی اجرا، هدایت و کنترل عملیات بر عهده یک انسان (اپراتور) است.

t در ماشین CNC، برنامه ریزی عملیات بر عهده انسان (برنامه نویس) است اما اجرا، هدایت و کنترل آن، به عهده کامپیوتر است.

– ۳-۱عوامل موثر در انتخاب ماشین ابزار CNC

فرض کنید سرپرستی یک کارگاه ماشین کاری را بر عهده دارید که در آن انواع ماشین های دستی و CNC وجود دارند. در صورتی که قطعاتی برای ساخت به کارگاه ارجاع شوند، باید با توجه به عوامل زیر ماشین مناسب را برای ساخت قطعات انتخاب کنید:

 -۱-۳-۱پیچیدگی قطعه کار

ماشین های CNC به کمک قدرت محاسباتی کامپیوتر و امکان کنترل همزمان چند محور، توانایی ماشینکاری قطعات ساده تا بسیار پیچیده را دارند.

-۲-۳-۱دقت و تولرانس ابعادی

ماشین های CNC از دقت بالایی برخوردارند. این دقت را به طور متوسط می توان حدود ۱۰ میکرون (۰۱/۰ میلی متر) در نظر گرفت. باید توجه داشت که خطای ماشین های CNC، ناشی از دو مورد زیر است:

t خطای سیستم اندازه گیری و کنترل: این خطا حدود ۲ تا ۳ میکرون است؛ در حالی که میزان وضوح سیستم اندازه گیری معمولا یک میکرون می باشد. این خطا از خط کش (انکودر)، پردازشگر، میان یاب و سیستم بازخورد ناشی می شود.

t خطای سیستم مکانیکی: هنگام ساخت قطعات ماشین، به ویژه راهنماها و مونتاژ آنها خطاهایی ایجاد می شوند که در زمان ماشینکاری قطعات به صورت خطای مکانیکی بروز می کنند. این خطا بیشتر از خطای سیستم اندازه گیری و (به طور متوسط) حدود ۷ تا ۸ میکرون است.

 -۳-۳-۱تیراژ بالا یا حجم زیاد عملیات ماشینکاری

ماشین های CNC با سرعت بالایی کار می کنند. به عنوان مثال، سرعت دوران محور اصلی (اسپیندل) ماشین های CNC به طور معمول ۳ تا ۶ هزار دور بر دقیقه (rpm) است که در ماشین های خاص می تواند به ده ها هزار دور بر دقیقه نیز برسد. سرعت پیشروی محورها به طور معمول ۱۰ تا ۱۵ هزار میلی متر بر دقیقه (mm/min) است و در ماشین های سریع به بالای ۱۰۰ هزار میلی متر بر دقیقه خواهد رسید.

می توان با تعبیه تجهیزات لازم، تعویض ابزار و قطعه کار را به صورت خودکار انجام داد تا زمان های بدون استفاده در ماشین به حداقل برسد. به این ترتیب، ماشین کاری قطعات تیراژ بالا یا قالب ها با ماشین های CNC کاملاً مقرون به صرفه است.