طراحی و ساخت دستگاه CNC، امروزه بهدلیل پیشرفت تکنولوژی و اهمیت روزافزون ماشینآلات سیانسی، از جایگاه ویژهای برخوردار است. صنایع تولیدی برای رقابت در بازار و بهینهسازی فرآیندهای خود به دستگاه برش CNC پیشرفته نیاز دارند، اما قیمت بالای این ماشینها چالشی جدی برای کسبوکارهای کوچک به حساب میآید.
علاوه بر این، نصب و راهاندازی چنین دستگاههایی در صنایع کوچک میتواند فرآیندی پیچیده باشد. ماشینهای CNC به دلیل هوشمند بودن، هزینه تولید و نگهداری بالایی دارند و استفاده بهینه از آنها مستلزم برنامهریزی دقیق برای تعمیر و نگهداری است. با این حال، این ماشینها میتوانند مزایای چشمگیری چون صرفهجویی در زمان، کاهش هزینهها و افزایش بهرهوری تولید را به همراه داشته باشند.
فهرست مطالب
طراحی و ساخت دستگاه CNC
موتور اولیه از طریق یک درایو به چاک متصل میشود. سپس، شفت موتور یک شفت محرک را میچرخاند که صفحه رویی، جایی که چاک روی آن نصب شده است، به آن متصل است. به منظور ایجاد حرکت روان و کاهش بار وارده بر موتور، بین موتور و چاک از یک یاتاقان استفاده شده است. این یاتاقان در درون محفظهای کاملاً آببندی شده قرار دارد که آلایندهها را از آن دور نگه میدارد.
برای نگهداشتن ابزار، یک نگهدارنده ابزار به صفحهای مستحکم متصل شده است. حرکت خطی موردنیاز از طریق مکانیزم قفسه و پینیون فراهم میشود؛ به این ترتیب که قفسه به راهنمای حرکت خطی وصل شده و پینیون به محور ثانویه متصل است. برای کنترل دقیق حرکات، از یک میکروکنترلر استفاده میشود که مطابق با نیازهای مشتری برنامهریزی شده است.
اجزای اصلی دستگاه سی ان سی
موتور اولیه متصل به چاک
این موتور القایی تکفاز با ولتاژ 230 ولت و توان 0.5 اسب بخار طراحی شده است. سرعت اولیه آن 1440 دور در دقیقه بوده که با استفاده از گیربکس با نسبت دنده 4.8 کاهش یافته و به 300 دور در دقیقه رسیده است. محور خروجی این موتور به اسپیندل متصل میشود. بدنه موتور از جنس آلومینیوم ساخته شده که علاوه بر سبک بودن، قابلیت دفع حرارت مناسبی دارد. این ویژگی باعث ایجاد همرفت مطلوب در مقایسه با موتورهای مشابه میشود. گیربکس مورد استفاده از نوع کرم و چرخ حلزونی بوده که به انتقال قدرت بهینه کمک میکند.
موتور ثانویه متصل به پینیون
این موتور القایی تک فاز با ولتاژ 230 ولت و توان 0.5 اسب بخار طراحی شده است. سرعت اولیه آن 1440 دور بر دقیقه بوده که با استفاده از یک گیربکس به 1 دور بر دقیقه کاهش یافته است. انتخاب موتور با سرعت نهایی 1 دور بر دقیقه به این دلیل صورت گرفته که در زمان تغذیه، حرکت مته باید بسیار آهسته باشد تا عملیات بهطور کامل و دقیق به پایان برسد.
کاهش سرعت موتور به کمک گیربکس دو مرحلهای از 1440 به 1 دور بر دقیقه انجام میشود. این سیستم به گونهای طراحی شده که امکان چرخش در هر دو جهت را فراهم میکند؛ به این ترتیب که موتور در حین برش در جهت عقربههای ساعت و در هنگام بازگشت خلاف جهت عقربههای ساعت میچرخد.
دور انداختن
در این دستگاه از چاک سهفک خودترازشونده با اندازهی ۳ اینچ استفاده شده است. این چاک به شفت محرک متصل شده و با چرخش شفت، چاک نیز به حرکت درمیآید و شروع به چرخش میکند.
قفسه و پینیون
پینیون مستقیماً روی موتور ثانویهای نصب شده است که با سرعت 1 دور در دقیقه میچرخد. این پینیون به قفسه متصل شده و با چرخش خود باعث حرکت خطی قفسه میشود. در طول این فرایند، بخشی از بار نیز از طریق راهنماهای حرکت خطی و تکیهگاه به پایه منتقل میشود. طراحی این مجموعه به گونهای انجام شده است که از هرگونه انحراف جلوگیری شود.
راهنمای حرکت خطی
یک راهنمای حرکت خطی شامل یک ریل و یک بلوک راهنما طراحی شده است. بلوک راهنما دارای بلبرینگهای داخلی است که امکان لغزش آن روی ریل به صورت خطی را فراهم میکند. در این سیستم، راهنمای حرکت خطی بهعنوان یک بستر کشویی عمل کرده و یک قفسه بر روی آن نصب میشود. این بلوک بهوسیله پیچ متصل شده و این نوع راهنماهای حرکت خطی علاوه بر کارایی بالا، قابلیت تحمل بار را نیز دارند.
میکروکنترلر
یک میکروکنترلر ATMEGA16 نشان داده شده است که تمامی عملیات را به صورت هوشمند انجام میدهد. این سیستم بر اساس یک برد دوطرفه PHT PCB طراحی شده که علاوه بر افزایش مقاومت مکانیکی، استحکام اتصالات را نیز تقویت میکند.
این میکروکنترلر قادر است با منبع تغذیهای در بازه 7 تا 15 ولت AC یا DC کار کند و مجهز به محافظ داخلی برای جلوگیری از آسیبدیدگی ناشی از قطبیت معکوس است. برای عملکرد آن، از یک منبع تغذیه خارجی 9 ولتی استفاده شده است. برنامه مورد نظر از طریق اتصال به کامپیوتر و توسط یک کابل روی این دستگاه بارگذاری میشود.
این سیستم دارای حافظه خواندن و نوشتن است، که امکان تغییر و ذخیره آسان برنامهها را فراهم میکند. دقت بالای آن به لطف برخورداری از 1 کیلوبایت رم که دادهها را بهصورت موقت نگهداری میکند، تضمین شده است. همچنین دارای 16 کیلوبایت حافظه فلش است که به عنوان ROM نیز شناخته میشود و در دستگاه تعبیه شده است.
این نوع حافظه غیر فرار بوده و میتواند اطلاعات را برای مدت طولانی ذخیره کند. به وسیله میکروکنترلرها، هر دو موتور به یکدیگر اتصال داده میشوند، مدار رله فعال میشود و کنترل عملکرد موتور با استفاده از دستورات صادر شده توسط میکروکنترلر انجام میگیرد. برای آشنایی بیشتر با این دستگاه می توانید مقاله با عنوان ” دستگاه CNC چیست ” را مطالعه کنید .
