دانلود مقاله مدار کنترل

برای کنترل دقیق و اتوماتیک محورهای پیشروی مقادیر باید داده شده توسط کنترل به ماشین با مقادیر هست به دست آمده مقایسه می‌شود.

شکل مقابل یک مثال عددی را نشان می دهد: مقدار باید: 15.00 mm مقدار هست: 14.859 مقدار اختلاف 0.142 mm حالا کامپیوتر چنین عمل می‌کند: اختلاف کوچکی موجود است بدین جهت مدار کنترل به موتور پیشروی فرمان می‌دهد سرعت را کمی افزایش دهد تا به آرامی به وضعیت باید برسد.

مدار کنترل تا رسیدن دور موتور به مقدار باید داده شود سیگنال افزایش یا کاهش دور را ارسال می‌کند.

اندازه گیری فاصله یک ماشین NC برای هر محور کنترل یک سیستم اندازه‌گیری ویژ‌ه فاصله لازم دارد.

دقت تولید به دقت اندازه‌گیری فاصله بستگی دارد.

دو نوع روش اندازه‌گیری – مستقیم فاصله و – غیر مستقیم فاصله وجود دارد.

درروش اندازه‌گیری مستقیم مقدار اندازه‌گیری با مقایسه مستقیم بدون واسطه طول مثلاَ از طریق شمارش خطوط شبکه خط تیره به دست می‌آید.

در این روش مقدار جابه‌جایی مستقیماَ روی میز اندازه‌گیری می‌شود.

درروش ا ندازه‌گیری غیر مستقیم طول به یک کمیت فیزیکی دیگر ( مثلاَ چرخش) تبدیل می‌شود.

اندازه زاویه چرخش بعداَ به پالسهای الکتریکی تبدیل می شود.

خطای گام محور، لقی بین مهره و محور باعث به وجود آمدن خطا در نتیجه ا ندازه‌گیری می‌شود.

در این روش مقدار جابه‌جایی مستقیماَ اندازه‌گیری می‌شود.

اندازه‌گیری مستقیم فاصله ( افزایشی) برای اندازه‌گیری مستقیم فاصله، مثال شکل 1 اصول حس نوری یک مقیاس خطی را نشان می‌دهد.

اشعه نوری بالایی از شیار صفحه کلید گذشته و به هنگام حرکت مقیاس شیشه‌ای شعاع نور توسط خطوط قطع می‌گردد.

یک فوتو المنت نوری حساس قطع شدن اشعه نوری را حس و آن را جهت شمارش به کنترل منتقل می‌کند.

چنین اندازه‌گیری گام به گام با عنوان اندازه‌گیری گام به گام با عنوان اندازه‌گیری افزایشی ( Inkremental ) مشخص می‌شود.

شکافهای نوری زیری موقعیت نقطه مرجع را حس می‌کند.

غالباَ نقطه صفر ماشین با آن تعیین می‌شود.

اندازه‌گیری مستقیم فاصله، مطلق در مثال نشانداده شده بالا فاصله پیموده شده با شمردن تعداد گامها ( خطوط) تعیین می‌شود.

در صورت قطع ولتاژ شبکه مقادیر عددی ذخیره شده در حافظه از بین می‌رود.

در چنین موردی باید کل سیستم اندازه‌گیری مجدداَ به نقطه مرجع برگشته و اندازه‌گیری دوباره انجام شود.

این اشکال فرایند با اندازه‌گیری مستقیم فاصله قابل رفع است.

این سیستم اجازه می‌دهد که فوراَ برای هر وضعیت سپورت مقدار عددی موقعیت خوانده شود.

در مثال ساده شده ما، چهار اشعه نوری از طریق فوتوسل چهار ردیف روی خط کش رمز را حس می‌کند.

هر ردیف خانه‌های روشن و تاریک دارد.

خانه‌های روشن مربوط به عدد صفر است.

خانه‌های تاریک بسته به ردیف مربوطه نشاندهنده عددهای مختلفی است.

با چهار اشعه نوری و به کمک سیستم اعداد دودویی [1][q1] مقادیر عددی زیر به دست می‌آید: ردیف 1: 1=20 ردیف 2: 21= 2 ردیف 3 : 4 = 22 ردیف 4: 8 23 = این مقادیر سپس در ردیفها با هم جمع می‌شوند.

مثلاَ عدد 5 یک خانه سیاه در ردیف 1 ( 20 = 1 ) و یک خانه سیاه در ردیف 3 دارد، پس نتیجه گرفته می‌شود: سایر ردیفها روی خط کش را می‌توان برای دهگان، صدگان و … در نظر گرفت.

توجه: در اندازه‌گیری مطلق فاصله، در هر وضعیت دلخواه می‌توان وضعیت را فوراَ خواند.

دقت تکرار در ماشینهای NC در مورد دقت اندازه‌گیری قطعه کار سا خته شده بین دقت ورودی ( input sensitivity ) و دقت تکرار ( repeating accuracy ) تفاوتهایی وجود دارد.

دقت ورودی در اغلب ماشینهای NC است.

انحراف دقت اندازه قطعه کار ماشینکاری شده اصولاَ بیشتر است.

این امر دلایل مختلفی دارد: 1- لقی در یاتاقان و راهنماها هر نقطه یاتاقان لقی مشخصی دارد.

در شکل مقابل یک ماشین فرز عمودی نشانداده شده است که کلگی فرز به واسطه نیروهای براده برداری شدید از موقعیت مورد نظر جابه‌جا می‌شود.

همچنین در ماشینهای NC گرانقیمت نیز لقی در یلتاقانهای محور و در راهنماها غیر قابل اجتناب است.

2- انبساط حرارتی مواد آهنی انبساط نسبتاَ کمی دارند.

علیرغم این واقعیت‏، در اندازه‌گیری دقیق تاثیر منفی خود را اعمال می‌‌کند.

مثلاَ بستر ماشین به طول 2 m از دمای صبح هنگام تا دمای موقع کار، دچار افزایش حرارتی تغییر طول به اندازه 0.12mm دارد.

توجه: فولاد به طول 1m در نتیجه گرم شدن به اندازه 1k یا حدود 0.01mm دچار افزایش طول میشود.

توجه: انحراف دقت تکرار در ماشینهای NC به واسطه لقی یاتاقان و انبساط حرارتی خیلی بزرگتر از دقت ورودی 0.001mm است.

3-2 نقاط صفر و جابه‌جایی نقاط صفر به طور منطقی ثابت شده است که علاوه بر نقاط مرجع سیستمهای مختصات، نقاط دیگری هم در فضای کاری ماشینهای ابزار به عنوان مبنا باید در نظر گرفت.

برای فرزکاری سه سوراخ کشویی روی یک صفحه که در شکل زیر نشان داده شده است، باید نقاط نسبی زیر مورد توجه قرار گیرد.

نقطه صفر ماشین MNP maschinennullpunkt= در ساختمان ماشین‌قرار دارد و توسط موقیعیت سیستم اندازه‌گیری تثبیت شده است.

این نقطه را نمی‌توان تغییر داد.

نقطه صفر قطعه کار WNP(Werkstucknullpunkt) این نقطه به طور اختیاری توسط برنامه‌نویس قابل انتخاب بوده و در مثال روبرو در گوشه چپ پایین قطعه کار قرار گرفته است.

نقطه صفر برنامه c= programmnullpunkt نقطه صفر برنامه فقط آغاز برنامه است.

این نقطه خارج از قطعه کار قرار می‌گیرد، بدین ترتیب وسیله مثلاَ تعویض قطعه کار یا تعویض ابزار را بدون هیچ مانعی می‌توان انجام داد.

در تراشکاری علاوه بر نقطه صفر ماشین نقاط مرجع دیگری نیز لازم است: نقطه مانع A= Anschlagpunkt A نقطه‌ای روی محور دستگاه تراش است که قطعه کار در این نقطه روی قید گیرنده ( مثلا سه نظام) قرار می‌گیرد.

نقطه صفر سپورت، ابزارگیر f= schlittenbezugspunkt این نقطه مثلا نقطه مرکز ابزارگیر می‌باشد.

تصحیح ابعاد ابزار در راستای x- و راستای z- نسبت به این نقطه نسبی انداز‌ه‌گیری می‌شوند.

نقطه مرجع R= Referenzpunkt سیستم اندازه گیری فاصله، فاصله طی شده را با توجه به نقطه مرجع تعیین می‌کند.

جابه‌جایی نقطه صفر طول رنده تراشکاری بسته شده بر روی سپورت که درشکل 2 صفحه 20 نشانداده شده مثالی برای جابه‌جایی نقطه صفر است.

نقطه صفر سپورت f براساس منحنی برنامه‌نویسی شده حرکت می‌کند و منحنی واقعی براده برداری، مسیر نوک رنده تراشکاری است که بر مبنای طول ابزار بسته شده نسبت به نقطه f جابه جا شده است.

مثال نمونه در شکل مقابل یک برنامه ساده شده را با استفاده از جابه جایی نقطه صفر نشان می‌دهد.

روی میز یک ماشین بورینگ برای ماشینکاری اقتصادی دو قطعه کار بسته می‌شود.

درحالیکه یک قطعه کار ماشینکاری می‌شود قطعه کار دیگر را می‌توان اندازه‌گیری کرد.

برنامه برای یک قطعه کار فقط یکبار تهیه می‌شود.

برای ماشینکاری قطعه کار دوم فقط جابه‌جایی نقطه صفر( 1 wnp به 2 wnp) به کنترل داده می‌شود.

و این مقدار جابه‌جایی توسط کنترل اضافه یا کم می‌شود.

یک جابه‌جایی دیگر نقطه صفر نیز در شروع ماشینکاری از نقطه صفر ماشین به نقطه صفر قطعه کار 1 لازم است.

توجه: جابه‌جایی نقطه صفر سیستم مختصات را در نقطه آغاز مناسب جدیدی مثلاَ نقطه صفر قطعه کار قرار می‌دهد.

این کار به جهت ساده تر شدن برنامه‌نویسی و اجتناب از محاسبات زاید انجام می شود.

اندازه‌گیری با مختصات برای ماشینکاری NC- در برنامه نویسی همواره این خطر وجود دارد که از اندازه‌ها به طور نادرست و یا غیر دقیق استفاده شود.

برای اجتناب از این خطا و ساده شدن اندازه‌گیری تا حد ممکن از روش اندازه‌ گذاری NC استفاده می‌شود.

برای اندازه‌گیری با سیستم مختصات سه روش اندازه‌گیری طبق DIN 406 انجام می‌گیرد.

- اندازه‌گذاری مطلق - اندازه‌گذاری افزایشی ( گام به گام) و - اندازه‌گذاری به کمک جدول.

اندازه‌ها در این روش با توجه به نقطه صفر داده می‌شود که در نقشه شکل مقابل همان نقطه صفر قطعه کار می‌باشد.

در برنامه‌نویسی، اندازه‌های داده شده هر نقطه کار به وضوح قابل خواندن است.

مختصات مرکز سوراخها در شکل مقابل چنین است: اندازه‌گذاری افزایشی بعضی مواقع بیان اندازه به صورت رشد و افزایش اندازه نسبت به وضعیت قبل داده می‌شود.

در روش تولید سنتی مثلاَ در باردهی و تنظیم دستی، سعی می‌شود از اندازه‌گذاری زنجیری استفاده نشود، تا خطاهای تنظیم روی هم جمع نشود.

در نتیجه دقت بالای کنترل عددی فقط انحراف دقت کمتری به وجود می‌اید.

در اندازه‌گذاری افزایشی راستا و جهت مورد نظر داده می‌شود.

بنابراین مثلاَ برای تعیین فاصله از نقطه p3 به نقطه p2 روی محور x- ها مقدار عددی 15.8- منظور می‌شود.

اندازه‌گذاری افزایش غالباَ به عنوان ا ندازه‌گذاری نسبی هم مشخص می‌شود.

توجه : در اندازه‌گذاری افزایشی اندازه‌گذاری از موقعیت داده شده قبلی انجام می شود.

مزایا: 1- کنترل نهایی اعداد اندازه به راحتی امکانپذیر است.

مجموع اعداد اندازه روی یک محور از نقطه مبدا( نقطه صفر) تا انتهای خط اندازه با اعداد از انتهای خط اندازه تا مبدا روی همان محور باید صفر باشد.

این کار برای محورهای دیگر نیز صادق است.

معایب: کنترل موقعیت لحظه‌ای ابزار در حین اجرای برنامه خیلی دشوار است.

بدین جهت غالباَ با اعداد مطلق برنامه نویسی می‌شود.

به عملکرد مختلف ا ندازه گذاری مطلق و اندازه‌گذاری افزایشی توجه کنید.

در ماشینهای NC- معمولاَ از اندازه‌گذاری مطلق استفاده می‌شود.

تغییر حالت به اندازه گذاری افزایشی توسط داده‌های ویژ‌ه ای انجام می گیرد.

در مثال نشانداده شده عملکرد مختلف دستگاه در اندازه‌گذاری مطلق و افزایشی نشانداده شده است: X-20.

در صورت استفاده اشتباه از این اندازه گذاریها تصادف شدید بین ابزار و قطعه کار روی می دهد.

ساختمان برنامه ساختمان یک جمله برنامه اصلی اغلب کنترلها به طور گسترد‌ه‌ای از علایم DIN 66 025 به عنوان زبان دستوری استفاده می‌کنند.

بدین ترتیب یک برنامه اصلی از ترتیب یک سری جمله تشکیل شده است.

یک جمله از کلمات زیادی تشکیل می‌شود.

یک کلمه از ترکیب یک حرف و یک رقم ساخته می‌شود.

هر جمله‌ای دارای این اطلاعات است: 1- اطلاعات فنی برنامه 2- اطلاعات هندسی و 3- اطلاعات فنی 1- اطلاعات فنی برنامه برای کار روی بر‌نامه جهت کنترل لازم است.

این کار توسط علایم خاص داده می‌شود( به جدول ر.ک).

شماره جمله برای آدرس مشخصه جمله به کار می‌رود که از آدرس N و یک شماره تشکیل می شود.

در ترتیب پشت سرهم شماره جمله‌ها غالباَ از پرسشهای دهگانی استفاده می‌شود.

بدین وسیله می توان در صورت نیاز به راحتی جملات دیگری در وسط برنامه جای داد: NO11 NO12 N 010 N 020 N 030 N 040 2- اطلاعات هندسی از شرایط مسیر و اطلاعات مسیر( مختصات) تشکیل شده است.

کلمه شرایط مسیر از حرف G ( انگلیسی : رفتن = go) و یک عدد مشخصه دو مکانی درست می شود.

دو تابع مهم G- در زیر نشانداده شده است.

اکثر توابع G- برای جملات بعدی مؤثر هستند.

در صورت عدم تغییر در نحوه حرکت از یک جمله به جمله بعدی لازم نیست این توابع در هر سطری مجدداَ نوشته شود.

بدین جهت اصطلااح مدال ( modal ) در مورد این توابع به کار می رود، که با کلمه Mode نیز ارتباط دارد( مد: شکل و فرمی که برای مدتی نسبتاَ طولانی به کار می‌رود.) جدول صفحه بعد حاوی مهمترین توابع شرایط مسیر می‌باشد.

توابع G- مشخص شده با * طبق استاندارد به طور مدال موثراست.

این توابع تا زمانی که دیگر توابع G- برنامه نویسی نشود موثر هستند.

از نقشه و از برنامه تا قطعه کار نقشه قطعه کار که حاوی اطلاعاتی کلی درباره اندازه کلی و جنس قطعه کار است پایه برنامه ماشینکاری است.

با در نظر داشتن ابزارهای موجود، سرعتهای براده برداری، ابعاد قطعه کار و غیره ماشینکاری قطعه کار در مراحل جداگانه و مختلفی طراحی و تعیین می‌شود.

تغییر طرح ماشینکاری از فرم محصول به یک فرم قابل فهم برای کنترل ماشین ابزار توسط ترکیبات لازم اعداد و حروف که منجر به ایجاد برنامه اصلی می‌گردد امکانپذیر است.

این تغییر زبان مرحله اصلی برنامه نویسی است.

این روش کار پایه سایر نمایش کاری است.

حالا برنامه اصلی به دست آمده به کمک کلیدها به کنترل وارد می‌شود.

وارد کردن از طریق نوارهای سوراخدار، نوارهای مغناطیسی یا فراخوانی از حافظه مرکزی هم انجام می‌گیرد.

توابع اضافی با حرف M ( تابع M- ) و عدد مشخصه دو مکانی مشخص می شود.

این توابع اصولاَ تا زمانی که قسمت آدرسهای T , S , F آورده نشود شامل اطلاعات فنی است.

توجه : حروف M توابع اضافی ماشین ابزار را مشخص می کند.

جمله برنامه کلمه یک جمله برنامه طبق DIN 66025 به ترتیب زیر می‌آید.

توجه : ترتیب کلمات چنین است: NGXYZFSTM تهیه برنامه‌های اصلی سوراخکاری : صفحه پایه باید سه سوراخ وری قطعه کار ( شکل 1) به کمک فرز عمود ی NC- سوراخکاری شود.

اگر برای اندازه‌گذاری قر ار است طبق DIN 406 جدول مختصات تهیه شود، مبدا مختصات به عنوان نقطه صفر قطعه کار انتخاب میشود.

برای تهیه راحت‌تر برنامه اصلی طرح بستن قطعه کار لازم است، بهتر است برای هر ماشین از برگه مناسب با ماشین استفاده شود.از روی این برگه داده‌های مهم مانند نقطه مرجع، نقطه صفر ماشین و حداکثر جابه‌جایی روی هر کدام از محورها به دست می‌آید.

از طرح بستن قطعه کار معلوم می‌شود که نقطه صفر قطعه کار نسبت به نقطه صفر ماشین جابه‌جا