فصل اول :
این فصل مقدمه ای برای تکنیک های برنامه نویسی CNC در کتاب حاضر می باشد. که در رابطه با اکثرتکنیکهای که قسمتی از یک برنامه را به یک روش سازماندهی شده درآوریم صحبت می کند. به همین منظور با استفاده از یک نقشه ساده مهندسی پروسه های مورد نیاز جهت برنامه نویسی نهایی را بررسی می کنیم. در گام بعدی با نوشتن پله به پله برنامه، مراحل برنامه نویسی را طبقه بندی می کنیم . این کار برای آن است که برنامه نویسCNC با توجه به تعدد مراحل، مراحل را با یکدیگر اشتباه نکند . برای مثال تغییری در انتخاب و نصب یا sctup ابزار در عرض یا عمق برش می تواند تأثیر بگذارد . به این نکته تا پایان فصل توجه کنید .
برنامه نویسی نقشه :
نقشه زیر در این فصل مورد ارزیابی ه قرار می گیرد، این نقشه شامل همه جزئیات مورد نیاز ، محاسبات و توضیحات اختصاصی هر مرحله برای نوشتن برنامه CNC می باشد . نقشه شامل تعدادی از عملیاتهای ماشینکاری مرسوم مانند روتراشی سوراخکاری ،مسیر زنی[1] ،گود تراشی دایره ای[2] و یک شیار فرزکاری شده می باشد . نقشه و طرح عمدا ساده در نظر گرفته شده است .
ارزیابی نقشه :
اولین کاری که یک برنامه نویس CNC بایستی همیشه بایستی قبل از نوشتن برنامه به یاد داشته باشد این است که نقشه را به منظور گرفتن یک ایده کلی درباره قطعه مورد ارزیابی قرار دهد . که هر ارزیابی شامل چندین مشاهده خلاصه شده زیر می تواند باشد :
1) واحدها و مقیاس نقشه ، 2) نوع اندازه گذاری ، 3) شکل ، نوع ، اندازه و جنس مواد ،4) صافی سطح مورد نیاز ،5) اطلاعات جدول ،6) تجدید نظر نقشه ، 7) هزینه مواد اگر در دسترس می باشد ، اشتباهات یا از قلم افتادگی نقشه در نقشه مورد تحلیل واحدهای اندازه گیری مستقیما مشخص نشده اند ،اما همانطور که از نقشه مشخص است این اندازهها در واحد متریک می باشند . مقیاس همیشه در نقشه ذکر نمی شود این به این دلیل است که انواع کپی های مختلفی که از این نقشه گرفته می شود ممکن است با نقشه اصلی مطابقت نداشته باشد . نقشه مورد نظر یک نقشه با مقیاس یک به یک ( 1:1) می باشد و تمامی اندازه ها نیز لحاظ شده اند ابعاد نقشه همیشه برای برنامه نویس CNC مهم می باشد حداقل به دو دلیل :
یک : به منظور انتخاب و بنای یک شکل خام برای قطعه و
دو : جهت ارزیابی مبناء صفر قطعه اندازههای نقشه از گوشه سمت چپ و پائین قطعه اندازه گذاری شده اند . در این مورد این قسمت برای صفر قطعه بسیار مناسب است . این را به خاطر داشته باشید که همیشه این دلیلی برای مبنا دهی نمی باشد. تلرانسها بسیار به اندازه ها وابسته اند . این نقشه شامل همه تلرانسها نمی باشد بنابراین برنامه نویس (و اپراتور )باید از استانداردهای کلی (شرکتی )استفاده نماید .همه نقشه ها جنس قطعه را ذکر نمی کنند ، برنامه نویس باید بتوانند قطعه را از نظر شکل ،وضع ،نوع و اندازه بلوک خام مورد ارزیابی قرار دهد. جنس قطعه و اندازه آن در نقشه مشخص شده است . جنس قطعه از آلومینیوم 6061 است که امکان ماشین کاری آسان و امکان استفاده از سرعتهای برشی و پیشروی بالا جهت ماشین کاری را فراهم می آورد. می دهد . اندازه قطعه طبق نقشه
90* 65*13 (l*w*d) میلیمتر است . که این موارد از اولین پارامترهای مستقیم انتخاب ابزار و عملیات ماشین کاری محسوب می شوند . طول و عرض قطعه خام به اندازه طول و عرض قطعه نهایی می باشد اما در مورد برای ضخامت قطعه خام اینطور نیست . البته یک تفاوت یک میلیمتری را می توان در طول برنامه نویسی یا هنگام Setup ابزاربه ضخامت قطعه اعمال کرد نظر گرفت .
صافی سطح برای همه قسمتهای مشخص شده در نقشه می تواند 3.2 در نظر گرفته شود . همه نقشه ها صافی سطح همه قسمتها را مشخص نمی کنند .
مقدار 3.2 خطای مجاز صافی سطح بر حسب mm است . در عمل صافی سطح 3.2 با تیغه فرزهای استاندارد در سرعتهای دورانی بالای محور و پیشروی مورد نیاز با فرض Setup صحیح و کیفیت مناسب ابزار ایجاد می شود.
نقشه های کوچک و ساده به ندرت دارای جدول نقشه می باشند . جدول نقشه معمولا یک مساحت مستطیلی کوچکی درگوشه نقشه است که شامل اطلاعاتی نظیر اسم نقشه ، شماره قطعه ،نام طراح ، داده ها ، تجدید نظرات ،جنس و … می باشد .
تجدید نظرها یا بازبینی ها، تغییراتی از نقشه به نسخه مبنا را اعمال می کنند و برای برنامه نویس CNC مهم می باشند، همیشه از آخرین نقشه بازبینی شده جهت تهیه برنامه استفاده کنید و یک کپی از آن داشته باشید. هزینه مواد لیست مخصوصی است که شامل مولفه های مورد نیاز جهت تولید قطعه می باشد. این مولفه ها شامل، هزینه قطعه خام ، اقلام خریداری شده و سایر قطعات مختلف مورد نیاز برای مونتاژ قطعه می باشند . هزینه که مواد نقشه های بزرگ و پیچیده از نقشه ساده وکوچک متعاقبا بیشتر می باشد. یک قسمت مهمی از نقشه، ارزیابی و جستجوی خطاها، از قلم افتادگی ها ، اشتباهات و سایر مغایرتها می باشد . بهترین کار ابتدا به بررسی اندازه های بحرانی و ضروری که از قلم افتاده اند پرداخته شود برنامه نویس بایستی به بررسی اندازههایی بپردازد که مغایر با اندازههای دیگرمی باشند .
جنس و قطعه خام:
به خاطر داشته باشید که خیلی عوامل جدای اندازه قطعه، به جنس قطعه قبل از ماشین کاری و برنامه نویسی برمی گردد. در اینجا ، شکل و حالت قطعه به یک اندازه مهم هستند. شکل قطعه می تواند یک مکعب و یا استوانه ساده باشد که به صورت توخالی یا توپر ،ریخته گری یا فورج شده و… باشد . شکل قطعه در تصمیم گیری نحوه انتخاب ابزار و مسیر ابزار نیز بسیار مهم می باشد.
پوسته :frake
حالت قطعه به کیفیت برو سطح قطعه خام، پوسته ها، عملیات پیش ماشین کاری وسختی آن برمی گردد . برای مثال این مهم است که مواد برای نقشه مورد مثال اندازه 90*65 (l×w )باید دقیقا رعایت شود و گوشه ها گونیا باشند این اندازه ها ، اندازه های نهایی هستند که نیاز به ماشین کاری ندارند . اضافه تراشی کوچکی برای سطح بالای قطعه خام که طبق اندازه ضخامت قطعه نهایی می خواهد براده برداری شود باید در نظر گرفت.
ثابت کردن قطعه :
برای ثابت کردن قطعه از گیره ای با مکانیزی متناسب با ماشین CNC که از متداولترین گیرهها برای قطعات با اندازههای کوچک و متوسط در ماشین های فرز است، استفاده می شود .
نقطه ارجاع قطعه:
این نقطه به نامهای صفر قطعه و نقطه مرجع نیز می تواند باشد . قبل از انتخاب مسیر ابزار همچنین طبق یک قانون کلی جهت در نظر گرفتن نقطه صفر قطعه کار روی گیره باید جایی در نظر گرفته شود که قطعه از فکهای ثابت موقعیت دهی شود و از ویک استپر (برای تکرار عملیات) نیز برای گذاشت وبرداشت قطعه بعدی برای جلوگیری از برهم خوردن صفر قطعه قبلی با بعدی استفاده می شود.
موقعیت دهی قطعه :
این که چگونه قطعه خامی که درگیره موقعیت دهی شده است در روش ماشین کاری تأثیر می گذارد . به نقشه نگاه کنید قطعه می تواند هم به صورت عمودی و هم افقی موقعیت دهی شود به جهت اپراتورCNC توجه کنید . مزیت موقعیت دهی افقی این است که قطعه با نقشه مطابقت داده می شود و دیگر اینکه گوشه سمت چپ و پائین قطعه در تقاطعی از فک ثابت گیره و استپر بنا خواهد شد. تنها مزیت موقعیت دهی عمودی این است که عرض قسمت در گیر پاکیزه بجای 65 میلیمتر در حالت افقی به 90 میلیمتر در حالت عمودی تبدیل می شود و این تفاوت باعث جلوگیری هر گونه انحراف یا خمیدگی متأثر از فشار فکها در قطعه می شود . برای این کار موقعیت دهی افقی انتخاب شده که تفاوت 25 میلیمتر در عمل مشکلی را به وجود نمی آورد .
انتخاب صفر قطعه :
با توجه به ملاحظات قبلی، انتخاب صفر قطعه برای محورهای xوy مشکلی ایجاد نمی کند . گوشه سمت چپ و پائین قطعه صفر قطعه خواهد بود . که این برای افست کاری G54 نیز استفاده می شود .
تماسی [3] صفر قطعه برای محور Z با توجه به ارزیابی و امکان سنجی ها باید داده شود متداولترین روش برای داده طولی ابزار روش غیر تمامی ابزار با قطعه کار است مگر این که از پرستو[4] برای این کار استفاده شود . انتخابZ0 برای Setup قطعه مهم است متداولترین روش در نظر گرفتن بالای سطح تمام شده قطعه است اما کف قطعه یا گیره نیز ممکن است برای zo در نظر گرفته شود . در این مثال zo بالای قطعه خواهد بود، که با این سئوال مواجه می شویم. سوالی را مطرح می کند . که با یک میلیمتر اضافی چه کنیم ؟ جواب ،سطح بالایی فرز کاری خواهد شد .
و یک میلیمتر اضافی براده برداری می شود،هر ابزاری با هر طولی می تواند روی این سطح کار کند، در قسمتی از این فصل به این موضوع نیز می پردازیم. به شکل صفحه قبل نگاه کنید .
انتخاب ابزار :
انتخاب ابزار گیرها[5] از عوامل مهم دیگر در برنامه نویسی قطعه می باشد. بطور کلی ابزارگیرها با ابزارهای برشی متفاوتی می توانند استفاده می شوند و در زمان تعویض ابزار صرفه جویی می کنند . ابزارهایی از قبیل ،متدها ،برقوها ،قلاویزها ،تیغه فرزهای انگشتی ،الماسه ها و … از نوع مستهلک شونده هستند. بعضی از ابزارگیرها برای گروه خاصی از ابزارها استفاده می شوند، مثلا برای تیغه فرز انگشتی نگه دارنده مناسب کلت می باشد . ابزارگیری نوع weldon از spining ابزار جلوگیری می کند و نوع Jacobs سه نظامی است که برای متدها استفاده می شود و … . بعضی ابزارها از قبیل ،قلاویزها احتیاج به ابزارگیر مخصوص دارند که برای همان هدف طراحی شده اند .
انتخاب ابزار همیشه نسبت مستطیلی به Setup و وضعیتهای برشی دارد . همیشه فرمان انتخاب ابزار این دو مورد را در نظر داشته باشید زمانیکه روش Setup قطعه تأئید شد ،ابزار با توجه به نقشه و عملیاتهای ماشین کاری مورد نیاز است می تواند انتخاب می شود. ابزارها همیشه بر اساس عملیاتهای ماشین کاری انتخاب می شوند .
فرآیندهای ماشین کاری :
از نقشه و می توان نوع عملیاتهای مورد نیاز برای ماشین کاری قطعه را تشخیص داد. آن دسته از این فرآیندها که خیلی مرسومند می توانند کار مورد نظر ما را انجام دهند عبارتند از :
فرزکاری سطحی (رو تراشی) ،فرزکاری مسیر ، ( مسیر زنی ، دور بری) گود تراشی دایره ای ،فرزکاری شیار ،سوراخکاری نقطه ای ،سوراخکاری ،قلاویزکاری . یکی از مهمترین قوانین ماشین کاری این است که عملیاتهای سنگین قبل از عملیات های سبک انجام شوند . این به آن معنی نیست که خشن کاری قبل از پرداخت کاری انجام شود. برای مثال فرزکاری قبل از سوراخ کاری است. فرزکاری تمایل به جابجا کردن قطعه در راستای محورهای xوy را دارد و برای سوراخکاری قطعه را در راستای محور Z فشار می دهد ،عملیاتهایی که در بالا لیست شد برای فرآیندهای مورد نظر می تواند استفاده شوند .
فرزکاری سطح :
اگر که یک میلیمتر اضافی برای ضخامت قطعه در نظر گرفته شده باشد نیاز به فرز کاری سطح جهت براده برداری یک میلیمتر اضافی خواهد بود، قطعه به اندازه نهایی 12 میلیمتر برسد. مقدار یک میلیمتر، را با یک پاس براده برداری می کنیم.
به منظور انتخاب بهترین قطر تیغه فرز، طول و پهنای قطعه باید در نظر گرفته شود. در خیلی از موارد طول یا پهنای قطعه ، جهت برش را تعیین می کند. طول قطعه 90 میلیمتر و پهنای آن 65 میلیمتر است. یک تیغه فرز با قطر 100 میلیمتربرای براده برداری در هر دو جهت عرضی و طولی قطعه استفاده نمود. یک تیغه فرز با قطر 75 میلیمتر تنها در راستای محور X می تواند براده برداری کند. اگر هر دو تیغه فرز موجود باشد کدامیک بهتر است؟ تعداد خاره ها یا شیارهای ابزار یا لبه های برنده باید مورد ملاحظه قرار گیرد اگر تیغه فرز قطر 100 میلیمتر تعداد لبه برنده بیشتری را دارد انتخاب این ابزار بهتر است .
مسیر برشی همانند قطر ابزار نیز مهم است. اگر چه تیغه فرز با قطر 100 میلیمتر می تواند در چهار جهت در راستای دو محور براده برداری کند انتخاب جهت X یعنی از +X به –X ( راست به چپ )پیشنهاد می شود . این جهت به دلیل اعمال نیرو از ابزار به گیره ها وفیکسچرها وضعیت برشی مطلوبی را ایجاد می کند . براده برداری در طول محور Y می تواند باعث کشیدن قطعه به سمت بالا شود .