کنترل عددی (nc): Numerical control
فرایندی که در آن کنترل و برنامه ریزی ماشین آلات صنعتی توسط کامپیوترها انجام شده و ادوات بجای اعمال نیروی فیزیکی توسط پالسهای الکتریکی کنترل و هدایت میشوند کنترل عددی نامیده میشود.
پیدایش ماشین های کنترل عددی:
در گذشته اکثر ماشین آلات صنعتی به صورت دستی یا نیمه دستی کار میکردند اما با پیشرفت علم و تکنولوژی در سالهای گذشته و روند گسترش بسیار سریع علم الکترونیک از این علم در بخشهای مختلف استفاده شده که به یکی از جنبه های آن میتوان از کنترل ماشین آلات به کمک علم الکترونیک و کامپیوتر اشاره کرد. بنابراین در سال 1952 اولین ماشین کنترل عددی در رده دانشگاهی ساخته شد و در حدود 8 سال بعد این دستگاه ها به حدی از پیشرفت رسیدند که میتوانستند توسط یک کامپیوتر برنامه ریزی شده و عملا تمام مراحل یک فرآیند را به عهده بگیرند. تا جایی که امروزه این ماشین ها در هر صنعتی که نیاز باشد حظور پیدا خواهند کرد و راندمان کلی را به شکلی کاملا محسوس افزایش میدهند.
کارکرد ماشین های cnc:
این ماشین ها از دو بخش تشکیل شده اند:
1-سخت افزار
2-نرم افزار
سخت افزار:
ماشین های کنترل عددی نسبت به پیشینیان خود در بخش اصول کاری تقریبا یکسان هستند مثلا در ماشین تراش همواره عملیات به صورت دوار صورت میگرفته و ابزار با نزدیک شدن به قطعه شروع به براده برداری میکرده. امروز هم همان سیستم برقرار است اما با این فرق که دستگاه ها به موتور های مخصوصی مجهز شده اند که حرکات جز به جز دستگاه را کنترل و پایش میکنند.
نرم افزار:
بخشیست که ماهیت سیستم کنترل عددی را تشکیل میدهد. متشکل از یک کامپیوتر و تعداد بسیار زیادی ریز پردازنده بوده و به وسیله ایجاد پالسهای الکتریکی و ارسال این پالسها برای موتورها حرکت ، کنترل و پایش تمام سیستم را بر عهده دارد.
سیستم موقعیت یابی:
موقعیت یابی ماشین های کنترل به دو نوع تقسیم میشود.
1- بدون بازخورد
2- با بازخورد
1-سیستم موقعیت دهی بدون بازخورد:
در این نوع از موقعیت دهی اپراتور دستور حرکت هرکدام از پارامترها را صادر می‌کند، دستور صادر شده توسط کامپیوتر تجزیه و تحلیل شده و سپس کامپیوتر سیگنال مورد نیاز برای حرکت را به موتور صادر می‌کند. حرکت توسط موتور انجام شده و به این گونه دستور صادر شده به مرحله اجرا می‌رسد اما در این نوع سیستم هیچ بازخوردی به سیستم داده نمیشود و دستگاه طبق اطلاعاتی که در خصوص اطلاعات مکانی فعلی خود دارد حرکت بعدی را اعمال می‌کند.
از مزایای این سیستم میتوان به ساده بودن و بسیار ارزان قیمت بودن آن است و از معایب آن میتوان به ایجاد خطا در موقعیت دهی پس از حرکت های متمادی نام برد.
2-سیستم موقعیت دهی با بازخورد:
تمامی مراحل مانند موقعیت دهی حلقه باز انجام میشود با این تفاوت که دستگاه به یک سیستم تشخیص حرکت که عموما انکودر است استفاده میشود. فرض کنید اپراتور دستور حرکت محور x را به اندازه 200mm صادر می‌کند، دستگاه پس از تجزیه و تحلیل سیگنال مورد نیاز را به موتور صادر می‌کند، موتور حرکت را اعمال کرده و عملیات انجام میشود. اما در برخی شرایط مانند کارکرد زیاد دستگاه ریل ها و متعلقات مربوط به حرکت دچار لقی میشوند که در این صورت ممکن است دستگاه دستور حرکت 200mm را دریافت کند اما به اندازه 199.9mm حرکت کند، در این لحظه انکودر میزان خطای حرکتی دستگاه را تشخیص داده و مجددا به دستگاه دستور حرکت میدهد تا دقیقا 200mm اعمال شود.
از مزایای این سیسم دقت فوق العاده زیاد و حذف خطاهای حرکتی بوده و از معایب آن میتوان به هزینه بر بودن تجهیزات و پیچیدگی زیاد این سیستم است.
انواع دستگاه های کنترل عددی:
امروزه تقریبا سیستم کنترل عددی بر روی هر نوع از دستگاه های صنعتی مونتاژ شده است و از این موهبت میتوان در همه زمینه ها استفاده کرد که از تعدادی از معروف ترین ماشین های کنترل عددی میتوان به ماشین های زیر اشاره کرد:
دستگاه تراش cnc – دستگاه فرز cnc – دستگاه دریل cnc – دستگاه های جوشکاری cnc – چاپگرهای سع بعدی – انواع دستگاه های برش cnc – و …
سخن نهایی:
دستگاه های cnc یک انقلاب بزرگ در صنعت تولید ایجاد کرده اند که می توان از آن به عنوان بزرگترین پیشرفت صنعتی یاد کرد. تولیدات انبوه توسط این دستگاه ها به راحت ترین شکل ممکن صورت می‌پذیرد و این دستگاه ها به طور محسوسی باعث افزایش کمیت و کیفیت در تولیدات میشوند. دستگاه هایی که میتوان یکبار آنها را برنامه ریزی کرد و دستگاه به صورت خودکار شروع به تولید با بالاترین کیفیت ممکن کند. خطاهای اپراتوری حذف میشوند و سرعت تولید افزایش می‌یابد. اما متاسفانه این تجهیزات در کشور ما به دلیل مشکلات ارزی همواره بسیار گران بوده و در صورت خرابی دستگاه یافتن قطعات یدکی کاری بسیار دشوار است که این امر تا حدودی سبب جلوگیری از گسترش زیاد این دستگاه ها شده.
فرض کنید یک کارگاه تراشکاری نیاز داشته باشد ماشین آلات خود را به ماشین های cnc ارتقا دهد. برای خرید یک دستگاه تراش cnc باید چیزی در حدود 800 میلیون برای دستگاه های چینی و در حدود 1میلیارد و 200 میلیون برای دستگاه های آلمانی هزینه کند. هزینه خرید برای سایر دستگاه ها مانند فرز cnc در حدود 1 میلیارد و 100 میلیون و برای دستگاه دریل cnc در حدود 900 میلیون تومان خواهد بود که همین هزینه های گزاف باعث جلوگیری از گسترش این ماشین ها میشود.