دستگاه CNC چیست؟

قبل از آشنایی با دستگاه CNC و روال آموزش اپراتوری CNC ابتدا لازم است بدانیم که CNC مخفف "Computer Numerical Control" به معنای «کنترل عددی کامپیوتری» است. هنگامی که از کامپیوترها برای کنترل یک ابزار «کنترل عددی» (NC) استفاده می‌شود، آن ابزار یا دستگاه را CNC می‌نامیم. به عبارت دیگر، اگر برای کنترل ابزارهای ماشینی مانند تراش، آسیاب، شیار، شکل‌دهنده و غیره از کامپیوتر استفاده کنیم، به آن‌ها دستگاه CNC گفته می‌شود.

عملیات برش انجام شده توسط CNC را ماشین‌کاری CNC می‌نامند. خدمات مختلف ماشین‌کاری که در آن‌ها از دستگاه CNC استفاده می‌شود به عنوان خدمات ماشین‌کاری CNC شناخته می‌شوند. معمولاً در دستگاه CNC ابتدا برنامه‌ها طراحی یا تهیه می‌شوند و سپس به دستگاه CNC داده می‌شوند. طبق این برنامه‌ها، CNC حرکت و سرعت ابزارهای ماشین را کنترل می‌کند.

بخش‌های یک دستگاه CNC

(الف) دستگاه‌های ورودی: دستگاه‌هایی هستند که برای ورود برنامه در دستگاه CNC استفاده می‌شوند. معمولاً سه دستگاه ورودی استفاده می‌شود که این سه دستگاه نوار پانچ‌ خوان، نوار مغناطیسی خوان و کامپیوتر از طریق ارتباط RS-232-C است.

(ب) واحد کنترل ماشین (MCU): این بخش قلب دستگاه CNC است و عملکرد کنترل دستگاه CNC را انجام می‌دهد، عملکردهای مختلف MCU به شرح زیر است:

- دستورالعمل‌های رمزگذاری‌شده را دریافت می‌کند و می‌خواند.
- دستورالعمل رمزگذاری‌شده را رمزگشایی می‌کند.
- برای تولید دستورات حرکت محور، درون‌یابی (خطی، دایره‌ای و مارپیچی) را پیاده‌سازی می‌کند.
- دستورات حرکت محور را به مدارهای تقویت‌کننده برای هدایت مکانیسم‌های محور می‌دهد.
سیگنال‌های بازخورد موقعیت و سرعت را برای هر محور محرک دریافت می‌کند.

(ج) ابزار ماشین: یک ابزار ماشین CNC همیشه دارای یک جدول و یک اسپیندل برای کنترل موقعیت و سرعت است. جدول ماشین در جهت محور X و Y و اسپیندل در جهت محور Z کنترل می‌شوند.

(د) سیستم درایوینگ: سیستم درایوینگ دستگاه CNC از مدارهای تقویت‌کننده، موتورهای محرک و پیچ ساچمه‌ای تشکیل شده است. MCU سیگنال‌های هر محور (یعنی موقعیت و سرعت) را به مدارهای تقویت‌کننده می‌دهد. سپس سیگنال‌های کنترلی برای تحریک موتورهای محرک تقویت می‌شود. و موتورهای محرک فعال، پیچ ساچمه‌ای سربی را برای قرار دادن میز ماشین می‌چرخانند.

(هـ) سیستم بازخورد یا فیدبک: این سیستم متشکل از ترنسدیوسرهایی است که به عنوان سنسور عمل می کنند. به آن سیستم اندازه گیری نیز گفته می شود. این بخش شامل ترنسدیوسرهای موقعیت و سرعت است که به طور مداوم موقعیت و سرعت ابزار برش را در هر لحظه کنترل می کند. MCU سیگنال‌ها را از این ترنسدیوسرها دریافت می‌کند و از اختلاف بین سیگنال‌های مرجع و سیگنال‌های فیدبک برای تولید سیگنال‌های کنترل به منظور تصحیح خطاهای موقعیت و سرعت استفاده می‌کند.

دستگاه CNC چگونه کار می‌کند؟

- ابتدا، برنامه به MCU وارد می‌شود.
- در MCU تمام فرایند داده‌ها انجام می‌شود و MCU طبق برنامه تهیه شده، تمام دستورات حرکت را آماده کرده و به سیستم درایوینگ می‌فرستد.
- سیستم درایوینگ، در حالی که دستورات حرکت توسط MCU ارسال می‌شوند، کار می‌کند. این سیستم حرکت و سرعت ابزار ماشین را کنترل می‌کند.
- سیستم فیدبک اندازه‌گیری موقعیت و سرعت ابزار ماشین را ثبت می‌کند و یک سیگنال بازخورد به MCU می‌فرستد.
- در MCU، سیگنال‌های بازخورد با سیگنال‌های مرجع مقایسه می‌شوند و در صورت وجود خطا، آن را تصحیح می‌کند و سیگنال‌های جدیدی را برای ابزار صحیح به دستگاه می‌فرستد.
- از یک واحد نمایشگر برای دیدن همه دستورات، برنامه‌ها و سایر داده‌های مهم استفاده می‌شود و به عنوان چشم دستگاه عمل می‌کند.