روش ساخت دستگاههای سی ان سی

روش ساخت دستگاههای سی ان سی

مقدمه

همکار گرامی ، این نوشته جهت آشنایی هر چه بیشتر شما با نحوه ساخت دستگاه CNC به رشته تحریر درآمده است . لازم به ذکر است از جمله دلایل این امر عبارتند است تغییر و تحول در طراحی و روش تولید دستگاهها طبق برنامه زمانبندی شده استراتژی شرکت تا رسیدن به بهترین کیفیت CNC جهان

فصل اول ساخت شاسی

ساخت شاسی . این حالت شامل خرید آهن آلات ، برش آهن آلات ، انتقال به کارگاه ، ایجاد بستر مناسب جهت جوشکاری بصورت کاملا تراز شده با شیلنگ تراز ، جوش دادن پل ها و ستونها بوسیله خال جوش ، جوشکاری کامل و محکم پل ها و ستونها و قطعات واسط ( لچکی ها ) ، جوش دادن تسمه های کناری و رویی دستگاه ، رنگ آمیزی ابتدایی ، انتقال دستگاه به صفحه تراش دروازه ای و تراش تسمه ها ، انتقال به کارگاه و رنگ آمیزی نهایی ، مونتاژ کاورها ، چرخ ها و پایه ها ، مونتاژ میز دستگاه ، مونتاژ ریل های حرکتی و بال اسکرو یا چرخ دنده ها .

ابتدا طرح و نقشه دستگاهی را که بصورت سالید ورک به شما داده شده است را بصورت کامل در سیستم کامپیوتر خود بازنگری کنید و از درست بودن کلیه اتصالات و حرکتها اطمینان حاصل نمایید . نقشه دستگاه داده شده منطبق بر نرم افزار سالید ورک 11 می باشد .

جهت برش آهن ها از دستگاه اره نواری استفاده نمایید که بصورت دروازه ای بالا و پایین می روند . بر روی سرعت برش دقت نمایید . در صورتیکه سرعت برش کمتر از سرعت پایین رفتن باشد، به دلیل عقب افتادن تیغه اره اندکی کج شده و این زاویه دار شدن تا انتهای برش ادامه یافته و قطعه کج بریده می شود . در ضمن اکثر این دستگاهها دارای موتور معمولی جهت جلو و عقب بردن پروفیل می باشند و میزان جلو و عقب رفتن دقیق نمی باشد . لذا با تعدد و تکرار در جلو و عقب بردن ، میزان دقیق طول را ملاک برش قرارد دهید .

بعد از حمل پروفیل های برش خورده به کارگاه ، درصورتیکه زمان انبارش آنها زیاد می باشد ، به آنها ضد زنگ بزنید تا از زنگ زدگی جلوگیری بعمل آید . برای شروع به کار ابتدا بر روی زمین دو عدد پروفیل سنگین به موازات هم بگونه ای قرار دهید که ابعاد شاسی شما را در راستای طولی شامل شود و بتوانید مستطیل بالای دستگاه را بر روی خود قرار دهد . بعد از تنظیم فاصله ،

بوسیله شیلنگ تراز دو پروفیل مذکور را کاملا تراز نمایید . نکته اول اینکه تراز جوابگوی کار نیست و شیلنگ تراز مطمئن تر است . دوم اینکه شیلنگ تراز باید دارای قطر زیاد باشد تا دقت کارتان بالاتر برود . سوم اگر نگران دقت کم شیلنگ تراز هستید بدانید شاسی شما توسط صفحه تراش دروازه ای تراشیده شده و دقیق شده و در نهایت که دستگاه آماده تحویل شد خودش میز خودش را می تراشد و تمامی خطا ها را صفر می نماید.

روش کلی کار این است که در ابتدا مستطیل بالای میز را روی پروفیل های تراز شده می سازیم . سپس ستونها را به آن جوش می دهیم بعد واسط بین ستونها را جوش می دهیم و بعد دستگاه را می چرخانیم تا سطح میز که در زیر قرار گرفته است به بالا بیاید .

برای ساخت شاسی ابتدا دو عدد پروفیل پل اصلی بهمراه دو عدد پروفیل جانبی آن را روی قطعات تراز شده قرار می دهیم . طول هر چهار پروفیل را اندازه می زنیم تا از برش آنها مطمئن شویم . در صورت میزان خطا ، مقدار خطا را در مستطیل مورد نظر در نظر گرفته در نهایت دو قطر مستطیل و دو طول مستطیل را در حالتهای مختلف چک می کنیم . با تایید شدن اندازه ها چند خال جوش در طرفین می زنیم و آنها را نسبت بهم تقریبا محکم می نماییم .

پل وسط را نیز در محل خود قرار داده و با خال جوش مجکم می نماییم . دقت شود که سایز پل های واسط دقیق باشد . در صورتیکه بزرگ باشد و با چکش جا برود باعث دفرمگی شده و ایجاد خطا می نماید . برای جلوگیری از این حالت با سنگ زدن ابعاد را دقیق نمایید . در صورتیکه طول بریده شده کوچک باشد و جوشکاری انجام شود ، بعد از سرد شدن و منقبض شدن پروفیل ها دفرمگی خواهیم داشت و برای جلو گیری از این قضیه با گذاشتن قطعات کوچک آهنی واسط ، درز ها را پر نمایید . این قاعده در نمامی پلهای واسط باید رعایت شود .

در این قسمت ستونها را در جایگاه خود بصورت کاملا عمود قرار داده و خال جوش می زنیم . گونیاهای کوچک معمولا دقت کافی در عمود کردن قطعات ندارند بهمین دلیل از گونیاهای بزرگی که یکی از یالهای آنها حدود هشتاد سانت تا یک متر می باشد استفاده می شود .

در صورت نداشتن گونیا می توانید از قاعده فیثاغورث که مجموع مربعات یالهای مثلث برابر مربع وتر می باشد استفاده نمایید . می توانید با یک دستگاه CNC و بر روی MDF 32 میلیمتری دو عدد گونیای بزرگ و خوب درست کنید و با گذاشتن یکی از گونیاها در یک طرف و دیگری در طرف 90 درجه آن راحتی گونیا کردن را لمس نمایید .

بعد از خال زدن ستونها ، واسط بین ستونها را قرار داده و آنها را نیز خال جوش می نماییم . در این مرحله مکعب مستطیل دستگاه تقریبا کامل شده و شما می توانید خال جوش های زده شده را یک مقداری محکم تر نمایید چون می خواهیم واسط ها را قرار داده و شاسی ساخته شده باید محکم تر باشد تا در اثر جوشکاری ها کشیده نشود . در محکم کرده خالها زیاده روی نکنید چون هنوز استراکچر دستگاه تکمیل نشده و احتمال تابیدن هنوز زیاد است . از طرفی بر روی قسمتهای زیرین اتصالات هم خال جوش زده نشده است .

پل های واسط را در جایگاههای خود طبق نقشه قرار داده و آنها را خال جوش بزنید . تاکید می شود که مواظب بزرگ بودن و یا کوچک بودن طول پروفیل ها باشید . بعد از خال جوش زدن پلها می توانید در چند نقطه جوشها را اندکی محکم نمایید تا دستگاه آماده چرخاندن شود و نیروهای چرخاندن باعث شکسته شدن خال جوشها نشود .

اکنون شاسی را بچرخانید تا روی سطح میز در بالا قرار بگیرد . در این حالت هم شروع به خال زدن در درزهایی نمایید که در حالت قبل امکان آن وجود نداشت . بعد از تکمیل و محکم کردن خال جوشها شروع به جوشکاری سنگین و مناسب نمایید . از جوش سربالا ، جوش معکوس و ... خود داری نمایید . بعد از جوش های افقی ، دستگاه را 90 درجه بچرخانید. در این حالت جوشکاری را ادامه دهید . سپس شاسی را 90 درجه دیگر بچرخانید و جوشکاری کنید در این حالت شما باید صفحات زیر پایه ها و چرخها را جوشکاری نمایید . البته فراموش نشود که این پلیتها قبلا باید طبق نقشه سوراخکاری شده باشند چون سوراخ کردن این پلیتها روی ساشی کاری فراموش نشدنی است . بعد دستگاه را 90 درجه بچرخانید و جوشهای باقیمانده و 90 درجه نهایی تا شاسی یک دور کامل بچرخد .

بعد از تمام شدن جوشکاری سنگین آنقدر صبر نمایید تا بدنه شاسی در تمامی نقاط آن سرد سرد شود . این عمل ممکن است نصف روز طول بکشد . در این زمان می توانید بر روی سایر محورها کار کنید . بعد از سرد شدن قطعی شروع به جوش دادن تسمه های کنار شاسی و روی شاسی نمایید . برای جوشکاری آنها ابتدا باید بوسیله خال جوش ، از وسط تسمه شروع به جوش دادن با فاصله های مناسب نمایید و به یک طرف بروید و سپس از وسط شروع نمایید و به طرف دیگر بصورت خال جوش ادامه دهید . از آنجاییکه بیشترین تابیدن شاسی از جوش تسمه ها ناشی می شود تا می توانید بین جوشکاری ها فاصله بیاندازید تا گرم شدن های موضعی و یا منبسط شدنهای موضعی ایجاد تابیدن در شاسی ننماید . قاعده تابیدن به این صورت می باشد که چون اکثر حجم تسمه نزدیک به جوش می باشد لذا کل تسمه داغ شده و منبسط می گردد اما به دلیل اینکه سطح کمی از پروفیل در معرض جوش می باشد و سه سطح دیگر پروفیل در جریان جوش قرار ندارد لذا دیرتر گرم شده و دیرتر منبسط می شود . در شرایطی که تسمه داغ منبسط شده را به پروفیل سرد منبسط نشده جوش دهید ، بعد از سرد شدن و منقبض شدن و جمع شدن تسمه ، نیروهای داخلی پسماندی خواهد ماند که موجب کشش داخلی تسمه و فشار داخلی پروفیل می باشد و موجب تاب افتادگی می شود . روش جوش خال زدن و نقطه ای سرد از این قضیه جلوگیری می کند . زمانیکه خال جوش تمامی تسمه ها تمام شد و شاسی مجدد سرد شد شروع به جوشکاری کامل تسمه ها بنمایید . زیباتر آن است که فاصله بین جوشها را قبلا با متر و ماژیک خط کشی نمایید تا بعد از اتمام جوشکاری زیبایی کار بیشتر دیده شود .

در این حالت شاسی شما آماده فرستادن به صفحه تراش دروازه ای است . قبل از اینکار باید شاسی دستگاه بوسیله قلم مو ضد زنگ زده شود . تاکید می شود جهت ضد زنگ از پیستوله استفاده ننمایید و حتما با قلم مو رنگ زده شود . بعد از تمیز کردن و شستشو با بنزین در صورتیکه کثیفی موضعی در جایی وجود داشته باشد ، بنزین موجود در رنگ و قلم مو باعث می شود آن روغن و چربی در رنگ حل شده و رنگ در جاهای کثیف مانده هم به بدنه آهن برسد . در صورتیکه شما با قلم مو رنگ بزنید و رنگ کاملا خشک شود و با یک چاقو رنگ را بتراشید فقط احتمال بلند شدن اثر چاقو وجود دارد اما در روش پیستوله کنده شدن رنگ بصورت تیکه ای دیده شده است . بعد از زدن ضد زنگ با قلم مو ، مراحل دیگر رنگ آمیزی را در زمان خودش می توانید با پیستوله انجام دهید. در انتها و بعد از خشک شدن ضد زنگ شاسی آماده ارسال به صفحه تراش دروازه ای می باشد .

بعد از بازگشت از صفحه تراش دروازه ای

فصل دوم ساخت محور x

همانگونه که در شکل فوق دیده می شود محور x دستگاه از سه قسمت تشکیل شده است . یک قسمت که بعنوان پل می شناسیم و دو قسمت کنارها که ستونهای محور X در نظر گرفته می شود . قسمت پل محور به دلیل بزرگ بودن توسط فرزهای معمولی قابل تراشیدن نیست بهمین دلیل هنگامیکه شاسی برای صفحه تراش دروازه ای می رود این قسمت از پل نیز جهت تراش فرستاده می شود . در ابتدا نحوه ساحته شدن پل را خدمتتان عرض می نماییم .

در قدیم برای ساخت پل از دو عدد پروفیل 140 در 140 استفاده می کردیم ، هنوز هم بعضی از شرکتها از این روش جهت ساختن پل استفاده می نمایند . اما در حال حاضر ورق 6 میلیمتر را مطابق شکل زیر خم می زنیم.

در این روش مزایای زیادی وجود دارد. بزرگترین مزیت ایجاد یک شیار U شکل در وسط تیر می باشد که همانطور که در شکل بالا مشخص است می توان سرو موتور و بال اسکرو محور Y را در وسط و بین دو عدد ریل قرار داد . از مزیتهای دیگر می توان به سبک بودن به دلیل حذف دو صفحه وسط بین پروفیل که نیرویی را تحمل نمی کردند ، قابل انعطاف بودن ، تحمل بار بیشتر به دلیل داشتن خم 45 درجه وسط و ... اشاره کرد

دو عدد ورق خم خورده را مطابق شکل زیر و بوسیله تنگ دستی یا پیش دستی بگونه ای بهم جوش می دهیم که فاصله دهانه وسط در سرتاسر تیر یکسان باشد . در این حالت نیز فراموش نشود که ابتدا جوشکاری بوسیله نقطه جوش و بعد از گذاشتن درپوشهای ابتدا و انتها محکم کاری صورت پذیرد .

سپس تسمه زیر ریل ها را و همچنین تسمه های زیر نگهدارنده ابتدا و انتهای بال اسکرو و زیر موتور را جوش می دهیم . احتمال این وجود دارد که خم کار میزان خم انجام داده شده بر روی ورق را دقیق انجام نداده باشد و عمق U پروفیل بیشتر و یا کمتر از نقشه داده شده باشد . در این حالت بعد از جوشکاری دو پروفیل جلو و عقب ، فاصله عمق U را اندازه گیری نمایید و اگر خطا در حد غیر مجاز می باشد ضخامت تسمه ها را تغییر دهید . بعنوان مثال در یک نقشه ممکن است فاصله بین کف ریل تا سطح نگهدارنده موتور بعد از ماشینکاری 36 میلیمتر باشد . شما بعد از جوشکاری تسمه ها باید مقداری داشته باشید که صفحه تراش دروازه ای با تراش حدود 1 تا 3 میلیمتر به عدد نقشه برسد . اگر عمق U شما بیش از حد باشد ممکن است صفحه تراش تسمه های بالا را بتراشد و بخاطر عدد 36 و عمیق بودن شیار ، نتواند تسمه پایین را بتراشد . در این حالت باید شما تسمه ای با ضخامت بیشتر در نظر بگیرید . اگر عمق شما بیش از حد کم باشد ممکن است صفحه تراش تسمه های بالا را بتراشد و برای رسیدن به عدد 36 و کم عمق بودن U مجبور باشد تمام تسمه جوش داده شده را بتراشد. در این حالت شما باید ضخامت تمه های بالایی را زیادتر گرفته و ضخامت تسمه های پایینی را کمتر کنید . اما بهترین حالت این است که دقت بالای U را به خم کار متذکر شوید و ایشان روی این مهم تمرکز بیشتری نمایند .

بعد از بازگشت از صفحه تراشکاری نوبت سوراخکاری و مونتاژ می باشد که در جایگاه خود توضیح داده خواهد شد.

محرک محور X در قدیم بال اسکرو یی بود که در زیر میز قرار داشت و دو پلی که محور Xرا بهم وصل می کرد از زیر به این بال اسکرو وصل بود و با جلو و عقب رفتن مهره گردان ، محور X هم به جلو و عقب می رفت . مشکل این تکنیک در این بود که بدلیل فاصله زیاد بین دو ریل و بال اسکرو ، لقی حرکت در دو طرف میز کاملا مشهود بود . برای حل این مشکل تعدادی از شرکتها از سیستم چرخدنده در کناره ها استفاده کردند تا جلوی لقی ناخواسته را بگیرند اما چرخدنده خود دارای لقی مجاز بود . گروه ما با تلاش مهندسی و ساخت تعدادی از دستگاهها توانست بجای دو عدد چرخدنده ، از دو عدد بال اسکرو برای محرکها استفاده کند و این قضیه تا زمان نگارش این متن بی نظیر است و هیچ شرکتی به این مهم توانمند نشده است . کم کردن هزینه بسیار بالای مهره گردانها ، استقرار بال اسکرو در مکان مناسب با تغییر شاسی دستگاه از جمله این موارد بود . همزمان با استفاده از اکیپ طراحی مهندسی نسبت به شکل و شمایل ستونها تغییراتی داده شد و با ایجاد منحنی های آیرودینامیک زیبایی را به پلها جلوهگر ساختیم . در فاز بعدی پلها را که از ترگیبات آهنی ساخته می شد و دردسرهای برش CNC ، جوش ، عمود بودن و ... را دربرداشت را حذف کردیم و بصورت یکپارچه پلها را ریخته گری آلومینیومی نمودیم . این مهم علاوه بر حذف موارد فوق باعث سبک شدن محورها ، جلوگیری از انتقال تنش و لرزش محور X به شاسی و همچنین حذف مشکل رنگ و بتونه و ... گردید .

شما می توانید قطعه یکپارچه ریخته گری را طبق نقشه ماشینکاری نمایید و اجزاء بکار رفته را بر روی آن مونتاژ نمایید . البته در مونتاژ کردن قطعات نکاتی وجود دارد که در جایگاه خود گفته خواهد شد .

همانگونه که در شکل مقابل معلوم است بر روی پلها مهره گردان بال اسکرو سوار است . این مهره گردانها در بازار بسیار گران بوده حدود 650 هزار تومان و با ساختن آنها در حدود 220 هزار تومان و با توجه به استفاده از 2 تا در هر دستگاه ، هزینه تولید کمتر خواهد شد . نقشه ساخت مهره گردان در داخل نقشه های ارائه شده است.

فصل محور y

دو محور مذکور بعد از ریخته گری ، ماشینگاری می شوند و قطعات و اجزاء مربوطه مانند موتورها ، نگهدارنده ابتدا و انتهای بال اسکرو ، جک بالا برنده و ... روی آن نصب می شوند .

فصل محور z

از شکل(1) تا شکل (6) مراحل ساخت محور زد به صورت نصب ریل و واگن وسپس ریخته گری و غیره

شکل (1)

شکل(2)

شکل (3)

شکل(4)

شکل(5)

شکل(6)

فصل ریخته گری قطعات

کناره های محور x و همچنین بدنه های محور y و محور z و سایر ملحقات ریخته گری شده همزمان با دریافت سفارش خرید ، سفارش ساخت به واحد ریخته گری داده می شود .

فصل تابلو برق دستگاه

سفارش ساخت تابلو پیانویی همزمان با سفارش دستگاه صورت می پذیرد . تهیه لوازم مورد نیاز تابلو برق نظیر کنتاکتورها ، ترمینالها ، منبع تغذیه ، کانکتورها و ... تهیه شده و روی تابلو برق نصب می شود . تابلو برق را می توان تا مرحله راه اندازی سرو موتورها و حرکت گرفتن از آنها ، حرکت اسپیندل موتورها و ... را انجام داد . نصب کامپیوتر و کنترلر نیز همینطور.

فصل نصب ملحقات

نصب ملحقات برق و قدرت بر روی بدنه و شاسی نظیر انرژی چین ها ، تابلو های جانبی ، سیم کشی و ...