ما هي أجزاء نظام CNC؟ وما دور كل منها؟

المؤلف: مولان - الشركة المصنعة للقوالب البلاستيكية

يُعد نظام التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC) جوهر جميع معدات التحكم الرقمي بالكمبيوتر. ويتمثل هدف التحكم الرئيسي في نظام التحكم الرقمي بالكمبيوتر في إزاحة محور الإحداثيات (بما في ذلك سرعة الحركة واتجاهها وموقعها، إلخ)، وتأتي معلومات التحكم بشكل رئيسي من برنامج التشغيل الآلي بالكمبيوتر أو برنامج التحكم في الحركة. لذلك، يجب أن يتضمن التكوين الأساسي لنظام التحكم الرقمي بالكمبيوتر (Z): جهاز الإدخال/الإخراج للبرنامج، وجهاز التحكم الرقمي، ومحرك السيرفو.

١. وحدة الإدخال/الإخراج: وظيفة وحدة الإدخال/الإخراج هي إدخال وإخراج بيانات مثل برنامج التشغيل الآلي باستخدام الحاسب الآلي أو برنامج التحكم في الحركة، وبيانات المعالجة والتحكم، ومعلمات أداة الآلة، وموضع محور الإحداثيات، وحالة مفتاح الكشف. تُعد لوحة المفاتيح والشاشة من أبسط وحدات الإدخال/الإخراج اللازمة لأي جهاز تحكم رقمي. بالإضافة إلى ذلك، وحسب نظام التحكم الرقمي، يمكن تزويدها أيضًا بقارئ ضوئي، أو محرك أقراص، أو محرك أقراص مرنة، إلخ.

يُعد الحاسوب، كجهاز طرفي، من أكثر أجهزة الإدخال والإخراج استخدامًا. 2. جهاز التحكم الرقمي: يُعدّ جهاز التحكم الرقمي جوهر نظام التحكم الرقمي، ويتكون من دائرة واجهة الإدخال والإخراج، ووحدة التحكم، ووحدة الحساب، والذاكرة.

وظيفة جهاز التحكم الرقمي هي تجميع بيانات الإدخال وحسابها ومعالجتها من خلال الدائرة المنطقية الداخلية أو برنامج التحكم، وإخراج معلومات وتعليمات متنوعة للتحكم في مختلف أجزاء الآلة لتنفيذ عمليات محددة. من بين هذه المعلومات والأوامر، يُعدّ Z بشكل أساسي أمر سرعة التغذية واتجاهها وإزاحة محور الإحداثيات. يتم توليده بعد عملية الاستيفاء، ثم يُرسَل إلى محرك السيرفو، ويُضخّمه المحرك، ليتحكم أخيرًا في إزاحة محور الإحداثيات لتلبية متطلبات معالجة CNC.

يحدد بشكل مباشر مسار حركة الأداة أو محور الإحداثيات. بالإضافة إلى ذلك، اعتمادًا على النظام والمعدات، مثل: على أداة آلة CNC، قد تكون هناك أيضًا أوامر سرعة المغزل والتوجيه والبدء والإيقاف؛ أوامر اختيار الأداة وتبادلها: أوامر بدء وإيقاف جهاز التبريد والتشحيم؛ أوامر فك قطعة العمل والفتح والتثبيت؛ أوامر مساعدة مثل فهرسة طاولة العمل. في نظام التحكم الرقمي الأساسي، يتم توفيرها لجهاز التحكم المساعد الخارجي في شكل إشارات من خلال الواجهة، ويقوم جهاز التحكم المساعد بإجراء التجميع والعملية المنطقية اللازمة على الإشارات المذكورة أعلاه، ويقود الجهاز التنفيذي المقابل بعد التضخيم لدفع المكونات الميكانيكية لأداة الآلة. والأجهزة الهيدروليكية والهوائية والأجهزة المساعدة الأخرى لإكمال الإجراء المحدد في التعليمات.

٣. محرك السيرفو: يتكون محرك السيرفو عادةً من مُضخِّم سيرفو (يُعرف أيضًا باسم وحدة السيرفو) ومُشغِّل. في آلات التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC)، تُستخدم محركات السيرفو ذات التيار المتردد كمُشغِّلات حاليًا؛ أما في آلات المعالجة عالية السرعة المتقدمة، فقد بدأ استخدام المحركات الخطية. بالإضافة إلى ذلك، استُخدمت محركات السيرفو ذات التيار المستمر أيضًا في آلات التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC) المُنتَجة قبل ثمانينيات القرن الماضي؛ وفي آلات التحكم الرقمي بالكمبيوتر البسيطة، يُمكن أيضًا استخدام المحركات الخطوية كأجهزة تنفيذية.

يعتمد شكل مُضخِّم المؤازرة على جهاز التنفيذ، ويجب استخدامه بالتزامن مع محرك الدفع. تُعد هذه المكونات الأساسية لنظام التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC). مع تطور تقنية التحكم الرقمي وتحسين أداء أدوات الماكينة، تتزايد المتطلبات الوظيفية للنظام. ولتلبية متطلبات التحكم لمختلف أدوات الماكينة، وضمان سلامة نظام التحكم الرقمي ووحدته، وتسهيل استخدامه، عادةً ما تحتوي أنظمة التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC) الشائعة والمتقدمة نسبيًا على وحدات تحكم داخلية قابلة للبرمجة كأجهزة تحكم مساعدة لأدوات الماكينة.

بالإضافة إلى ذلك، في ماكينات قطع المعادن، يُمكن دمج وحدة التحكم المغزلي في نظام التحكم الرقمي؛ أما في ماكينات التحكم الرقمي ذات الحلقة المغلقة، فتُعد أجهزة القياس والكشف أساسيةً لنظام التحكم الرقمي. في أنظمة التحكم الرقمي المتقدمة، تُستخدم أحيانًا أجهزة الكمبيوتر كواجهة بين الإنسان والآلة، بالإضافة إلى إدارة البيانات، ومعدات الإدخال والإخراج، مما يُحسّن وظائف نظام التحكم الرقمي ويرفع من أدائه. باختصار، يعتمد تكوين نظام التحكم الرقمي على أداء نظام التحكم ومتطلبات التحكم الخاصة بالمعدات. بالإضافة إلى بعض عناصر التحكم، قد تتوفر عناصر تحكم إضافية.