تطور تقنية التحكم الرقمى بالحاسب
تاريخ ومراحل تطور تقنية التحكم الرقمى بالحاسب
تاريخ ومراحل تطور تقنية التحكم الرقمى بالحاسب:
عام 1952م تم تصنيع أول ماكينة للتحكم الرقمى , وكانت ذات ثلاث محاور وتعمل بواسطة شريط مثقب
عام 1954م تم الإعلان عن تطبيق تقنية التحكم الرقمى , وبعدها بحوالى ثلاث سنوات تم أول إنتاج لهذة الماكينات وتركيبها لتكون جاهزة للاستخدام ومرت ماكينات التحكم الرقمى بثلاث اطوار من التطور منذ بداية ظهورها وحتى الآن
انظمة التحكم الرقمى
* التحكم الرقمى ( NC ) هو نظام الية يتم التحكم فى معدات التصنيع بواسطة برنامج خاص بالقطعة المراد إنتاجها ويكون البرنامج فى شكل أرقام وحروف ورموز , ويحفظ على هيئة شريط مثقب تتم قراءته بواسطة جهاز التحكم فى الماكينة .* التحكم الرقمى بالحاسب ( CNC )
هو نظام يستخدم فيه الكمبيوتر للتحكم فى ماكينة واحدة , ويمثل الكمبيوتر جزء لا يتجزأ من الماكينة , ويمكن برمجة الماكينة مباشرة باستخدام لوحة المفاتيح أو بواسطة شريط مثقب يقوم الكمبيوتر بقراءته .
ويتكون ماكينات التحكم الرقمى من ثلاث أجزاء :-- الماكينة – الكمبيوتر - الكنترول
أولا :- الماكينة( وهى التى تقوم بعملية التشغيل)
أولا :- الماكينة( وهى التى تقوم بعملية التشغيل)
ثانياً :- الكنترول (وهو المسئول على التحكم فى محركات الماكينة )
ثالثاً ً :- الكمبيوتر ( ووظيفة الكمبيوتر اننا نكتب عليه البرنامج المخصص للماكينة والحفظ البرامج على الذاكرة المخصصة به)
* التحكم الرقمى المباشر ( DNC )
هو نظام تصنيع يقوم فيه كمبيوتر واحد بالتحكم فى عدة ماكينات تحكم مباشر , حيث ينتقل برنامج القطعة المراد إنتاجها من ذاكرة الكمبيوتر مباشرة إلى الماكينة . الفروق بين نظامى الـ ( CNC) والـ ( DNC ):
* الكمبيوتر يتحكم فى ( CNC ) على ماكينة واحدة بينما فى ( DNC ) على اكثر من ماكينة . * الكمبيوتر فى ( CNC ) مع الماكينة مباشرة بينما مع ( DNC ) فى مكان بعيد عن الماكينات
* الكمبيوتر فى ( CNC ) يخدم الماكينة التى يعمل معها بينما فى ( DNC ) ليس هدفه الوحيد التحكم فى الماكينات التى يعمل معها بل يمثل ايضا جزء من نظام توفير المعلومات لادارة المصنع .
* نسبة لمشاكل التنسيق التى ترفق نظام ( DNC ) فانه لا يكون مجديا من الناحية الاقتصادية الا فى الشركات الكبرى .
مميزات نظام الـ ( CNC ) على نظام ( NC )
* يمكن ادخال البرامج مباشرة من على الماكينة وحفظها فى ذاكرة الكمبيوتر الملحق بالماكينة .
* سهولة تصحيح ومراجعة البرنامج وبالتالى توفير زمن تصميم البرنامج المطلوب . * كمية المعلومات اللازم ادخالها فى برنامج التصنيع أقل , وكذلك السرعة فى تنفيذ البرنامج .
مكــونات ماكينــات التحــكم الرقـمى
- وحدات إدخال الحاسب الآلى ( لوحة المفاتيح - الفارة ) .
- المفتاح الرئيسى للماكينة .
- وحدة التزييت المركزى .
- الكابينة الكهربية للماكينة .
- عمود الدوران الرئيسى ويتم تركيب المثبت للشغلة عليه .
- برج العدة ويتم تحميل عليه العدد المستخدمة فى البرنامج .
- الغراب المتحرك .
- لوحة تحكم متغيرة .
- صنية لتخزين الرايش .
- حوض سائل التبريد .
- جسم الماكينة .
- باب الحماية من الرايش .
مميزات نظام الـ ( CNC ) على نظام الـ ( NC )
* يمكن إدخال البرامج مباشرة من على الماكينة وحفظها فى ذاكرة الكمبيوتر الملحق بالماكينة .
* سهولة تصحيح ومراجعة البرنامج وبالتالى التوفير فى زمن تصميم البرنامج المطلوب لتصنيع قطع الشغل .
* كمية المعلومات الازم إدخالها فى برنامج التصنيع أقل ، وكذلك السرعة فى تنفيذ البرنامج .
مزايا استحدام ماكينات الـ ( CNC ) فى الإنتاج
توجد عدة أسباب أدت الى الأنتشار الواسع لاستخدام ماكينات التحكم الرقمى بالكمبيوتر (CNC) فى الصناعة 0 لقد هيأ ظهور ال (CNC) وسيله لتخفيض تكلفة الأنتاج للصناعات التى تتميز بحجم انتاج منخفض مثل صناعة القطع المساعدة فى صناعة الطائرات وقطع الدوائر الهيدروليكية وصناعة ماكينات العدد نفسها والأجزاء المعقدة ، نجد أن من الضرورى أن يكون المنتج عالى الجودة ومضمون عند أستعماله 0 ونجد أيضاً أن حجم الأنتاج فى هذه الحالات بالآلاف ولكن صعب أن يكون حجم أكثر من ذلك 0
- فأستعمال ال (CNC) فى مثل هذه المجالات المذكورة يمكن أن يحقق المزايا التالية :-
1- تقليل الزمن الضائع بدون انتاج فعلى للماكينة
2- استخدام تجهيزات تثبيت (Fixtures) أكثر بساطة من المستخدمة مع الماكينات التقليدية
3- تحقيق نظام انتاج أكثر مرونة للتغيرات فى جداول الأنتاج
4- السهوله فى تقبل أى تغييرات فى تصميم القطع المنتجه لأن ذلك يحتاج فقط الى تغيير فى البرنامج0
5- زيادة دقة التصنيع والتقليل من الأخطاء التى يقع فيها العاملون 0 ويتضح من هذا المذكور أعلاه أن ال CNC يكون مناسب لحالات معينة وليس فى كل الحالات ويمكن أن نستنتج أن عمليات التشغيل التى يمكن أن يحقق فيها ال(CNC) فوائد اقتصادية لها الصفات التالية :-
1- القطع التى تصنع بشكل كمى فى شكل دفع صغيرة أو متوسطة الحجم
2- هندسه القطع معقدة (من ناحية الشكل )
3- الأزواجات المطلوبة لتصنيع القطع ضيقة
4- تشغيل القطع يحتاج لعدة عمليات
5- كميات المعدن المطلوب ازالته (الرائش) للتصنيع كبيرة
6-التغيرات فى التصميم متوقعه
7- القطع عاليه التكلفة بحيث أن حدوث أخطاء فى التصنيع سيكون باهظ التكلفة
8- الحاجه لفحص جودة المنتج بنسبه 100 %ولا يشترط أن تكون القطع المناسبه للتصنيع بنظام ال (CNC) مستوفيه لكل الصفات الثمان التى ذكرناها ولكن بالطبع كلما تحققت عدد أكبر من هذه الصفات كلما كانت تطبيقاً جيداً لاستخدام ال(CNC) للانتاج فى مصنع ما ستواجه المشاكل الآتية:-
1- زيادة الصيانة الكهربائية وتنوعها داخل المصنع
2- ارتفاع التكلفة الأبتدائية لماكينات ال(CNC)
3- ارتفاع تكلفة تشغيل الماكينات
4- اجراء تدريب جديد للعاملين على كل المستويات لاستيعاب نظام ال (CNC) ومتطلباته من برمجه وتشغيل الصيانه0
سنتكلم عن تثبيت الشغلة ومحاور الحركة للاله
وحتى يكون الماكينة قادرة على تنفيذ المهمه بنجاح لابد من توافر الآتى:-
1- حمل وتثبيت كلاً من اداة القطع وقطعة الشغله تثبيتاً تاماً
2- وجود طاقة قدرة كافيةلتمكين أداة القطع من تشغيل قطعة الشغله بمعدلات أقتصادية
3- تحريك كل من أداة القطع وقطعة الشغلة بالنسبه لبعضهما بحيث ينتج الشكل المطلوب
فاذا كان من الضرورى توفر هذه المتطلبات المذكوره أعلاه فى الماكينات التقليدية ، فانه بالبديهى توفر هذه المتطلبات فى ماكينات ال CNC وبشكل أفضل مع توافر الدقة العالية وكذلك بما يتناسب مع تكلفتها0
وسيتم التركيز فى هذه المحاضرة على المحاور الاساسيه والاضافية التى تشكل الأطار الذى تنشأ برامج الCNCعلى أساسه ، كذلك سيتم التعرف على أنواع التحكم فى الحركة الموضعية والخطية والمستمرة ، وايضاً تحديد مختلف نقاط الصفر للفرايز والمخارط ال CNC بصفتها الأساس الذى يقوم عليه الأبعاد0
وحتى يكون الماكينة قادرة على تنفيذ المهمه بنجاح لابد من توافر الآتى:-
1- حمل وتثبيت كلاً من اداة القطع وقطعة الشغله تثبيتاً تاماً
2- وجود طاقة قدرة كافيةلتمكين أداة القطع من تشغيل قطعة الشغله بمعدلات أقتصادية
3- تحريك كل من أداة القطع وقطعة الشغلة بالنسبه لبعضهما بحيث ينتج الشكل المطلوب
فاذا كان من الضرورى توفر هذه المتطلبات المذكوره أعلاه فى الماكينات التقليدية ، فانه بالبديهى توفر هذه المتطلبات فى ماكينات ال CNC وبشكل أفضل مع توافر الدقة العالية وكذلك بما يتناسب مع تكلفتها0
وسيتم التركيز فى هذه المحاضرة على المحاور الاساسيه والاضافية التى تشكل الأطار الذى تنشأ برامج الCNCعلى أساسه ، كذلك سيتم التعرف على أنواع التحكم فى الحركة الموضعية والخطية والمستمرة ، وايضاً تحديد مختلف نقاط الصفر للفرايز والمخارط ال CNC بصفتها الأساس الذى يقوم عليه الأبعاد0
المقارنة بينهما ماكينات التحكم الرقمى وماكينات التقليدية
يوجد تشابه فى الشكل العام لماكينات التحكم الرقمى وماكينات العدد التقليدية ولكن يوجد فرق أساسى فى مصدرايجاد الحركة فى الأتجاهات المختلفة التى تتحرك فيها الماكينة.فاذا أخذنا ماكينة الفريزة (Milling) كمثال فاننا نجد أن الفريزة العادية بها محرك واحد ذو تيار متردد فى حين الفريزة ذات التحكم الرقمى CNC يتحكم فى التحركات المختلفة محركات خاصة تسمى محركات خطية(STEPPER MOTOR) ومحركات (SERVO MOTOR) من نوع محركات التيار المستمر أو محركات هيدروليكية ، فماكينة الفريزة CNC .ففى الشكل المقابل يوجد أربع محركات من نوع تيار مستمر
1- محرك واحد للحركة الطولية لمنضدة الماكينة
2- محرك واحد لتحريك المنضدة الى الدخل أو الخارج بعيداً عن الماكينة
3- محرك واحد لتحريك المنضدة راسياً الى أعلى أو أسفل
4- محرك واحد لادارة عامCNC ود السكاكين "ادوات القطع" يمثل المحرك الأساسى
وكل هذه المحركات يتحكم فيها الكمبيوتر ماكينة ال(CNC) أما ماكينة الفريزة العادية فيمكن تحريك منضدتها طولياً أو فى الأتجاه المستعرض أو رأسياً يدوياً أوميكانيكياً ، فاذن تعتمد دقة العمليات التى تنفذ على الفريزة العادية على مهارة العامل الذى يقوم بتشغيل الماكينة ، أما فى الماكينة التحكم الرقمى CNC فان الدقة تعتمد على مقدرة نظام التحكم ونوعه ويمكن أن نلخص المقارنة بين فريزة تقليدية وماكينة ال CNC
1- محرك واحد للحركة الطولية لمنضدة الماكينة
2- محرك واحد لتحريك المنضدة الى الدخل أو الخارج بعيداً عن الماكينة
3- محرك واحد لتحريك المنضدة راسياً الى أعلى أو أسفل
4- محرك واحد لادارة عامCNC ود السكاكين "ادوات القطع" يمثل المحرك الأساسى
وكل هذه المحركات يتحكم فيها الكمبيوتر ماكينة ال(CNC) أما ماكينة الفريزة العادية فيمكن تحريك منضدتها طولياً أو فى الأتجاه المستعرض أو رأسياً يدوياً أوميكانيكياً ، فاذن تعتمد دقة العمليات التى تنفذ على الفريزة العادية على مهارة العامل الذى يقوم بتشغيل الماكينة ، أما فى الماكينة التحكم الرقمى CNC فان الدقة تعتمد على مقدرة نظام التحكم ونوعه ويمكن أن نلخص المقارنة بين فريزة تقليدية وماكينة ال CNC
0 التعليقات: