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:
(تصاویر و نمودار در فایل اصلی موجود است )
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.
(تصاویر و نمودار در فایل اصلی موجود است )
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 اندازه‌گذاری 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.