برنامه نویسی CNC (PDF) - کتاب درسی کاردانش
Document Details
Uploaded by Deleted User
1391
محمدحسین ثالثی, محمد قنبری
Tags
Summary
این کتاب درسی شامل آموزش برنامه نویسی CNC برای دانش آموزان شاخه کاردانش در زمینه صنعت می باشد، که در آن مفهوم الگوریتم، استفاده از فلوچارت، و اجزای ماشین های CNC و برنامه نویسی مربوطه بررسی شده است. این کتاب توسط انتشارات گویش نو در سال 1391 منتشر شده است.
Full Transcript
برنامه نویسی CNC شاخة :کاردانش زمینة :صنعت گروه تحصیل مکانیک زیر گروه ساخت و تولید رشتههای...
برنامه نویسی CNC شاخة :کاردانش زمینة :صنعت گروه تحصیل مکانیک زیر گروه ساخت و تولید رشتههای مهارتی:فرزکاری ، CNCتراشکاری CNC شماره رشتههای مهارتی: 1-12-102-322/1-12-102-324 کد رایانهای رشتههای مهارتی6198-6200: نام استاندارد مهارتی مبنا :برنامه نویس CNCدرجه 2 کد استاندارد متولی0-84/52/2/2 : شماره درس 0194 :و 0195 عنوان و نام پديدآور :برنامه نویسی 1 CNCکتابهای درسی ] شاخه کاردانش زمینه صنعت گروه تحصیل مکانیک زیرگروه ساخت و تولید /...برنامهریز محتوا و نظارت بر تالیف دفتر برنامهریزی و تالیف آموزشهای فنی و حرفهای و کاردانش؛ مجری انتشارات گویش نو؛ مولفان محمدحسین ثالثی ،محمد قنبری؛ [ برای ] وزارت آموزش و پرورش ،سازمان پژوهش و برنامهریزی آموزشی. مشخصات نشر:تهران :گویش نو.۱۳۹۱ ، مشخصات ظاهری:۱۰۵ص :.مصور؛ ۲۲×۲۹سم. شابک978-600-6382-24-1: وضعیت فهرست نویسی:فیپا موضوع:ماشینهای افزار --کنترل عددی --برنامهنویسی--راهنمای آموزشی (متوسطه)موضوع:ماشینهای افزار --کنترل عددی --برنامهنویسی شناسه افزوده:ثالثی ،محمدحسین- ۱۳۶۵ ، شناسه افزوده:قنبری ،محمد،- ۱۳۳۸ شناسه افزوده:سازمان پژوهش و برنامهریزی آموزشی.دفتر برنامهریزی درسی آموزشهای فنی و حرفهای و کار دانش شناسه افزوده:انتشارات گویش نو شناسه افزوده:سازمان پژوهش و برنامهریزی آموزشی رده بندی کنگره/TJ۱۱۸۹:ب۱۳۹۱ ۳۶ رده بندی دیویی/۳۷۳:ک۲۱۳۷ شماره کتابشناسی ملی۲۸۴۴۶۶۵: 1391 جمهوری اسالمی ایران وزارت آموزش و پرورش سازمان پژوهش و برنامهریزی آموزشی همكاران محترم و دانشآموزان عزيز: پيش نهادها و نظرهای خود را دربارهي محتواي اين كتاب به نش اني ته ران ـ صندوق پس تي ش مارهي 4874/15دفتر برنامهري زي و تأليف آموزشهاي فني و حرفهاي و كاردانش ،ارسال فرمايند. [email protected] پیامنگار (ایمیل) www.tvoccd.medu.ir وبگاه (وبسایت) برنامهريزي محتوا و نظارت بر تأليف :دفتر برنامهریزی و تألیف آموزشهای فنی و حرفهای و کاردانش عنوان و کدكتاب :برنامه نویسی CNCکد 609/63 مجری :انتشارات گویش نو اعضای کمیس یون :غالمحس ن پایگانه -محمد مهرزادگان -سید حسن س یدتقی زاده -محمد سعید کافی -حسن امینی -حسن آقابابایی -صادق جعفری مؤلفان :محمد حسین ثالثی -محمد قنبری صفحـهآرا :زهرا ضیایی خرم طراح جلد :امیر رشیدی مقدم رسام :محمد حسین ثالثی چاپ 1391 : چاپ :شرکت چاپ و نشر کتابهای درسی ایران (ته ران ـ کیلومت ر 17جادهی مخصوص کرج ـ خیابان " 61داروپخش") تلف ن 4 :ـ ، 66026241دورنگار ، 66026240 :صندوق پستی13445/684 : نظارت بر چاپ و توزیع :ادارهی کل چاپ و توزیع کتابهای درسی ،سازمان پژوهش و برنامهریزی آموزشی تهران ـ ایرانش هر شمالی ـ ساختمان ش مارهی 4آموزش و پرورش (شهید موسوی) تلفن 9 :ـ ، 88831161دورنگار، 88309266 : کد پستی1584747359 : وبسایت www.chap.sch.ir ناشر:انتشاراتگویشنو (تهران:خیابانانقالب-خیابانفخررازی-خیاباننظریشرقی-پالک 61تلفن)66484534،66956049- 50: وبسایت www.bookgno.ir حق چاپ محفوظ است. ISBN: 978-600-6382-24-1 شابک978-600-6382-24-1 : شما عزیزان کوشش کنید که از این وابستگی بیرون آیید و احتیاجات کشور خودتان را برآورده سازید ،از نیروی انسانی ایمانی خودتان غافل نباشید و از اتکای به اجانب بپرهیزید. به نام آنكه هستي نام از او يافت کاروان فرهنگ و تمدن بشري ،چنان در حال پيشرفت و رشد و تعالي است که لحظهاي درنگ ،رسيدن به اين قافله را ناممکن ميسازد و از آنجايي که آينده هر جامعه بستگي به تعليم و تربيت کودکان و جوانان آن جامعه دارد. دفتر برنامه ريزي و تأليف آموزشهاي فني و حرفهاي و کاردانش سعي دارد با بهرهگيري از دستآوردهای دانش جهانی و آموزههاي اصيل اسالمي و ملي ،تغيير و تحولي مبتني بر روشهاي نوين علمي و تکنولوژي در کتابهاي درسي بهوجود آورد. در اين راستا انتشارات گويش نو افتخار تأليف و آمادهسازي تعدادي از اين کتابها را بر عهده داشته و با همراهي استادان کوشا و نظارت دقيق و ارشادي کميسيونهاي تخصصي و ورزيدة دفتر تأليف و برنامهريزي اين وظيفهي خطير را به انجام رسانده است. در پايان ضمن قدرداني از زحمات مولفان عزيز ،خوشحال ميشويم که مدرسان محترم ودانش پژوهان کوشا با ارائه پيشنهادها و انتقادات سازنده خود ،ما را در غنا بخشيدن اين متون و باال بردن کيفيت چاپهاي بعدي ياري نمايند. Email: [email protected] www.bookgno.ir انتشارات گویش نو فهرست مطالب واحدکار 1 10 پیش آزمون 11 مفهوم الگوریتم 12 کاربرد الگوریتم 13 اجزای اصلی الگوریتم 16 آزمون پایانی 18 پرسشهای تشریحی 19 پیش آزمون 20 مقدمه 20 تعریف فلوچارت 20 کاربرد فلوچارت 21 اشکال موجود در فلوچارت 26 تبدیل یک الگوریتم به فلوچارت 26 مثا لهای حل شده 27 آزمون پایانی 27 پرسشهای چهارگزینهای 28 پرسشهای تشریحی 28 خالصه واحدکار2 30 پیش آزمون 31 آشنایی با ماشینهای کنترل عددی به کمک کامپیوتر 32 تاریخچهی ماشینهای CNC 33 اجزای ماشینهای CNC 34 برنامه دستورهای 34 فرم برنامهها 34 روشهای انتقال برنامه به ماشین 36 واحد کنترل 44 ماشین ابزار 37 اجزای مکانیکی و برقی ماشینهای CNC 39 حرکت در جهت مختلف محورها 39 سیستم مختصات 40 قانون دست راست برای تعیین محورها 40 آشنایی با ماشین افزارهای CNCانواع و محورهای آنها 40 ماشینهای تراش 41 ماشینهای فرز 42 ماشینهایEDM 42 ماشینهای پانچ 43 انواع روشهای موقعیتیابی در برنامهنویسی 43 انواع سیستمهای کنترل حرکت در ماشینهای CNC 43 کنترل حرکت نقطه به نقطه 44 کنترل حرکت مستقیم 44 کنترل حرکت پیوسته 44 انواع نقاط مبنا و مرجع در برنامه نویسی 44 نقطه صفر ماشین 45 نقطه صفر قطعه کار 45 نقطه صفر ابزارگیر 45 نقطه مرجع 47 توانایی تعیین مراحل کار و ابزار مناسب جهت انجام کار 47 اعمال الزم قبل از نوشتن برنامه CNC 49 ابزار براده برداری 51 مایع روانکار 51 محاسبات مربوط به نرخ برادهبرداری و سرعت دوران 55 آزمون پایانی 55 پرسشهای چهارگزینهای 57 پرسشهای تشریحی 58 خالصه واحدکار3 60 پیش آزمون 61 برنامه CNC 63 انواع کنترلرها 63 ساختار برنامهCNC 63 نام برنامه 64 پایان برنامه 64 متن برنامه 64 ساختار بلوک 68 کدهای عملیاتی اصلی ( )G codeها 69 کد های عملیاتی فرعی ( )M codها 70 کدهای پایدار 71 کدهای ناپایدار 71 تعیین نقطه صفر قطعه کار 72 تشریح کدهای عملیاتی اصلی ( Gکدها) 72 دستورهای اصلی برای تعریف صفحات کاری 73 دستورهای اصلی برای تعیین محدوده کاری 74 دستورهای اصلی برای تعریف سیستم اندازه گیری 75 دستورهای اصلی برای تعریف واحد سرعت پیشروی 75 دستورهای اصلی کنترل کننده سرعت های برشی و دوران 76 انتخاب ابزار و جبران طول ابزار 77 جبران شعاع تیغه فرز در فرزکاری 80 تشریح کدهای عملیاتی فرعی 80 دستورهای فرعی برای توقف شروع و پایان برنامه 80 دستورهای فرعی برای باز و بسته کردن سیستم خنک کاری 82 برنامه نویسی ماشینهای فرزCNC 82 حرکت خطی بدون براده برداری 83 حرکت خطی براده برداری با پیشروی معین 88 حرکت در مسیر دایرهای 89 سیکل های فرزکاری 89 سیکل سوراخ کاری یک مرحل های بدون مکث زمانی 90 سیکل سوراخ کاری یک مرحل های با مکث زمانی 90 سیکل سوراخ کاری عمیق 90 سیکل قالویز کاری 91 سیکل شیار تراشی 93 تمرینات عملی فرز 96 برنامه نویسی تراش 99 پیچ تراشی با گام ثابت 100 تمرینات عملی تراش 101 آزمون پایانی 103 پرسشهای تشریحی 104 خالصه 105 منابع واحد کار 1 هدفهای رفتاری : پس از آموزش این توانایی از فراگیر انتظار میرود: -1مفهوم الگوریتم وکاربردهای آن را بیان کند. -2اجزای اصلی الگوریتم را نام ببرد. -3اجزای اصلی الگوریتم را توضیح دهد. -4انواع جمالت در الگوریتم را نام ببرد. -5منظور از اجزایی یکی الگوریتم را بیان کند. -6ویژگیهای یک الگوریتم خوب را نام ببرد. -7برای انجام مسائل مختلف ،الگوریتم بنویسد. -8مفهوم فلوچارت را بیان کرده. -9کاربرد فلوچارت را شرح دهد. -10اشکال موجود در فلوچارت را ترسیم کند. -11کاربرد اشکال موجود در فلوچارت را شرح دهد. -12یک الگوریتم را به فلوچارت تبدیل کند. -13برای مسائل مختلف فلوچارت ترسیم کند. پیش آزمون 10 -1برای جمع دو عدد 10و 100معلومات مساله کدامند؟ )4گزینههای 1و 3 )3اعداد 10و 100 )2پاسخ مساله )1عملیات جمع -2برای به دست آوردن میانگین 100عدد از چه رابطهای باید استفاده کرد؟ )4حاصلضرب اعداد )3حاصل ضرب اعداد )2مجموع اعداد )1مجموع اعداد تعداد اعداد تعداد اعداد -3میخواهیم با داشتن ارتفاع و قاعده مثلثی مساحت آن را به دست آوریم.مجهول در مساله کدام است؟ )4مساحت مثلث )3قاعده × ارتفاع )2قاعده )1ارتفاع -4در مساله ( )3رابطهی منطقی برای به دست آوردن مجهول مساله چیست؟ )4گزینههای 2و3 )3قاعده × ارتفاع 1 )2ارتفاع +قاعده )1ارتفاع × قاعده 2 -5برای محاسبه مساحت دایرهای به شعاع ،Rاز چه رابطهای باید استفاده کرد؟ 2πR )4 2πR 2 )3 πR 2 )2 π2R )1 -6در مساله ( )5مجهول مساله کدام است؟ )4عدد پی )3محیط )2مساحت )1مجوز شعاع -7در مساله ( )5معلومات مساله کدامند؟ )4گزینههای 1و 3 )3عدد پی )2مساحت )1شعاع پیش از آشنایی با مفهوم الگوریتم و کاربردهای آن بهتر است ابتدا با مسأله و جزئیات آن آشنا شویم سپس برای حل مسأله یک راه حل منطقی یا الگوریتمی بیابیم. منظور از شناخت مسأله،بررسی دادهها و یا معلومات (ورودیها)،مجهوالت(خروجیها) و یافتن ارتباط منطقی بین 11 دادهها و مجهوالت میباش د ،مجهوالت مسأله مقادیری هستند که به دنبال جواب برای آنها هستیم ،ارتباط منطقی بین دادهها و مجهوالت نیز رابطهای اس ت که توس ط آن میتوان از دادههای مس أله به مجهوالت دس ت یافت برای دستیابی به این رابطه میتوان از قوانین و روشهای ریاضی بهره جست ،حال به ذکر چند مثال میپردازیم: مثال ()1 * فرض کنید میخواهیم میانگین دو عدد 10و 20را محاسبه کنیم، -1دادهها (ورودی) :دو عدد 10و20 -2مجهوالت (خروجی) :میانگین دو عدد 10و20 -3رابطه منطقی :روش محاسبه میانگین (مجموع اعداد تقسیم بر تعداد آنها) مثال()2 * میخواهیم با داشتن قاعده و ارتفاع مثلث ،مساحت آن را محاسبه کنیم، -1دادهها (ورودی) :قاعده و ارتفاع -2مجهوالت (خروجی) :مساحت مثلث 1 ) -3رابطه منطقی :روش محاسبه مساحت مثلث ( ارتفاع× قاعده × 2 اغلب مس ائل دارای راهحلهای گوناگون میباش ند ،یافتن بهترین راهحل به ابتکار ،تمرین و از همه مهمتر تجربه بستگی دارد ،در این قسمت با مفاهیم و روشهای منطقی و الگوریتمی آشنا میشویم: مفهوم الگوریتم به مجموعهای از دستورالعملها که با ترتیب معین و مشخص اجرا شده و موجب حل مسألهای گردند الگوریتم گفته میشود. به عبارتی کاملتر الگوریتم به مجموعه دستورالعملهایی گفته میشود که مراحل حل یک مسأله و یا مراحل مختل ف انجام کاری را با یک زمان واضح ،روش ن و بدون ابهام و پیچیدگ ی با جزئیات کافی بیان کرده و در آن شروع و پایان عملیات و همچنین ،ترتیب اجرای دستورالعملها،کام ً ال مشخص شده باشد. اکنون تعریفی از الگوریتم ارائه شد به تعریف مجری الگوریتم میپردازیم: الگوریتمها به دو صورت میتوانند اجرا شوند :توسط انسان که در آن صورت ،مجری الگوریتم انسان خواهد بود و یا اینکه توسط ماشین اجرا شوند که اگر منظور از ماشین همان کامپیوتر باشد مجری الگوریتم کامپیوتر خواهد بود، گاهی اوقات برای حصول اطمینان از عملکرد صحیح الگوریتم ،بهتر است الگوریتم را به صورت دستی اجرا کنیم 12 یعنی خود ،مجری الگوریتم باشیم. کاربرد الگوریتم هم ه م ا در طی روز ب رای کارهای روزمره ،از روش الگوریتمی و یا منطقی اس تفاده میکنی م ،مانند مطالعه یک کتاب ،تعویض چرخ پنچر ش ده اتومبیل ،تهیه غذا و غیره ،در واقع برای انجام هر یک از کارهای ذکر ش ده، تعدادی دستورالعمل را باید به ترتیب اجرا کرد تا به نتیجه مطلوب دست یافت ،این شیوه ،همان شیوه الگوریتمی میباش د،کاربردهای الگوریتم را در قالب مثال بهتر میتوان درک کرد; بدین منظور با تش ریح یک مثال ،با نحوه نوشتن الگوریتم بیشتر آشنا میشویم، مثال()3 * ف رض کنی د کتابی داریم و میخواهیم آن را بخوانیم ،برای مطالعه کت اب از ابتدا تا انتها باید مراحل زیر را اجرا کنیم: -1شروع -2کتاب را باز میکنیم. -3از خط اول ،شروع به خواندن میکنیم. -4بررسی میکنیم که آیا تا انتهای صفحه خوانده شده است یا خیر؟ -5اگر به انتهای صفحه رسیده باشیم به مرحله بعدی میرویم و در غیر این صورت به مرحله 9میرویم، -6بررسی میکنیم که آیا تا انتهای کتاب خوانده شده است یا خیر؟ -7اگر تا انتهای کتاب خوانده شده است به مرحله بعدی میرویم. -8صفحه بعدی را باز کرده و به مرحله 3میرویم. -9خواندن را ادامه میدهیم و به مرحله 4میرویم. -10پایان اجزای اصلی الگوریتم هر مسأله راهحل و الگوریتم خاص خود را دارد ،حتی گاهی میتوان برای حل یک مسأله روشهای گوناگونی را ارائه داد ،با این وجود تمام الگوریتمها از اجزای اصلی و مشترکی تشکیل شدهاند که به شرح آنها میپردازیم: 13 نقطه شروع منظور از نقطه ش روع الگوریتم این اس ت که حل مسأله از کجا آغاز گردد ،این مرحله با کلمه «شروع» نشان داده میشود. نقطه پایان نقطه پایان الگوریتم ،جایی است که مراحل حل مسأله پایان میپذیرد ،در هر حال الگوریتم باید در یک نقطه خاتمه یابد ،این مرحله با کلمه «پایان» نشان داده میشود. توجه: هر الگوریتم دارای یک نقطه شروع و حداقل یک نقطه پایان است، دستورالعملها یا جمالت اجرایی پس از مش خص شدن نقطه شروع الگوریتم ،برای حل مسأله باید مراحل گوناگونی اجرا شوند ،این مراحل در قالب یکسری دستورالعمل بیان میگردند ،دستورالعملها فرمانهایی هستند که باید به ترتیب معینی اجرا شوند و در نهایت منجر به حل مسآله گردند ،به دستورالعملها ،جمالت اجرایی نیز میگویند ،جمالت اجرایی را به سه صورت میتوان بیان کرد: -1به صورت جمالت معمولی و محاورهای -2به صورت گزارهها و روابط ریاضی -3با استفاده از اشکال هندسی استاندارد متغی ر :ب ه خانهای از حافظه که دادهها و اطالعات ورودی و خروجی را در خود نگه میدارد متغیر میگویند، توجه داشته باشید که مقدار متغیر در طول اجرای الگوریتم تغییر میکند. حال به الگوریتمی که با استفاده از جمالت معمولی نوشته شده توجه کنید. مثال ()4 * الگوریتم محاسبه مجموع دو عدد 10و:20 -1شروع -2عدد 10را در خانه Aقرار بده. 14 -3عدد 20را در خانه Bقرار بده. -4محتویات خانههای A،Bرا با هم جمع کن و حاصل را در خانه Cقرار بده. -5محتویات خانه Cرا به عنوان نتیجه حاصل جمع ،چاپ کن. -6پایان به مثال دیگری توجه کنید. مثال()5 * الگوریتمی بنویسید که میانگین سه عدد 3،2و 5را محاسبه و چاپ نماید. شکل معمولی -1شروع -2عدد 2را در خانه Aقرار بده. -3عدد 3را در خانه Bقرار بده. -4عدد 5را در خانه Cقرار بده. -5محتویات خانههای C،B،Aرا با هم جمع کن و حاصل را در خانه SUMقرار بده. -6محتویات خانه SUMرا بر 3تقسیم کن و حاصل را در خانه AVEقرار بده. -7محتویات خانه AVEرا به عنوان خروجی چاپ کن. -8پایان شکل ریاضی -1شروع A2 -2 B3 -3 C5 -4 SUM A+B+A -5 SUM ← AVE -6 3 15 -7محتویات AVEرا چاپ کن. -8پایان همانطور که مالحظه میکنید در بعضی از دستورالعملها از عالمت استفاده شده که به معنی جایگزینی است. ب رای مثال ،برای ذخیره اعداد3،2و 5در محلهایی از حافظ ه عالمت را بکار میبریم ،در حقیقت مقادیر اولیه را در محلهایی از حافظه ذخیره میکنیم ،این کار را نه تنها برای ورودیها ،بلکه برای نتایج حاصل از برخی دستورالعملها نیز باید انجام داد برای درک بهتر به ذکر چند نمونه میپردازیم: :A 3-1به این مفهوم است که عدد 3در خانهای از حافظه به نام Aقرار گیرد. :B )2×3(-5 -2یعنی نتیجه )2×3(-5در خانه ای به نام Bنوشته شود. :B A+1-3به معنی این اس ت که به محتویات خانه Aیک واحد اضافه ش ده و حاصل در خانهای به نام Bذخیره گردد. :A A-1-4به این مفهوم است که از محتویات خانه ،Aیک واحد کم شده و حاصل در همان خانه ذخیره گردد. اکنون که با کاربرد عالمت آش نا ش دید بیان الگوریتم به فرم ریاضی آسانتر میشود ،به بیان الگوریتم با استفاده از اشکال هندسی ،فلوچارت یا نمودار گردشی میگویند. آزمون پایانی -1الگوریتم زیر چه عملی انجام میدهد؟ )1شروع 16 N )2را بخوان 1 )3را در Iقرار بده X )4را بخوان X )5 ←D 2 R ← X − D × 2 )6 )7اگر R=0باشد آن گاه Xرا چاپ کن I ← I + 1 )8 است.سپس به مرحله 4برو. I⇐N )9اگر )10پایان -1چاپ اعداد زوج از بین Nعدد دریافتی از ورودی -2چاپ اعداد زوج از 1تا N -3چاپ اعداد فرد از 1تا N -4چاپ Nعدد فرد -2الگوریتم زیر اعداد 10تا 20را روی صفحه نمایش میدهد ،خط شماره 5آن با کدام گزینه تکمیل میشود؟ )1شروع -1اگر I ⇐ 20است ،سپس به مرحله 3برو. I ← 9 )2 -2اگر I〈20است ،سپس به مرحله 3برو. I ← I + 1 )3 I )4را چاپ کن -3اگر I〉 = 20است ،سپس به مرحله 3برو. )5؟ Iاست ،سپس به مرحله 3برو. -4اگر = 20 )6پایان در الگوریت م زی ر ب ه جای ش ماره خط ،4کدام گزین ه را باید قرار داد ت ا مجموع زی ر در Sذخیره گردد؟ S=99+...+5+3+1 )1شروع S ← 1 )2 I ← 1 )3 I ← I + 2 )4 I ⇐ 99 ) اگر5 17 را بنویسS)6 ) پایان7 ← SS←SS← I II -1 I← ← II←II← S←S SS -2 ← II←II← S←S++SSII++-3II ← SS←SS← S++SSII++-4II S← پرسشهای تشریحی 18 -1هدف از شناخت مساله را بیان کنید. -2الگوریتم را تعریف کنید. -3اجزای اصلی الگوریتم را نام برده و در مورد هر یک مختصرا توضیح دهید. -4جمالت اجرایی در الگوریتم را تعریف کرده و انواع آن را نام ببرید. -5ویژگیهای یک الگوریتم خوب را نام ببرید. -6منظور از حلقههای تکراری چیست؟ جواب خود را با ذکر مثالی بیان کنید. -7منظور از الگوریتمهای فرعی چیست توضیح دهید. -8ترتیب اجرای جمالت در الگوریتم را بیان کنید. -9چگونه میتوان برای مسائل مختلف الگوریتم طراحی حکرد مراحل کار را توضیح دهید. -10کاربردهای الگوریتم را بیان کنید. مسائل برای مسائل زیر الگوریتم بنویسید. -1الگوریتمی بنویسید که چهار عدد aو bو cو dرا به عنوان ورودی دریافت نماید واگر a 2 انجام شود بله بله همانگونه که در اش کال فوق مالحظه میکنید به یک لوزی یک فلش وارد میش ود ولی 2الی 3فلش ،بنا به شرط داخل آن میتواند از آن خارج شود. دستورهایی که در صورت برقراری شرط باید اجرا شوند A N0 عدد Nچه مقداری دارد؟ N=0 توجه: دایره ( )Aنشان دهنده مراحل انجام پذیرفته قبل از شرط میباشد ،شکل تصمیمگیری دارای نکاتی مهم است A 24که ذکر آنها در این جا ضروری است. آیا شرط برقراراست؟ دستور العمل دستور العمل A پایان آیا شرط برقراراست؟ دستور العمل پایان توجه: گاهی برای این که عملی انجام ش ود باید ش رط و یا شروطی تحقق یابند ،یعنی صحت و یا عدم صحت شرطی باعث اجرای عملی شده و یا عملیات را خاتمه میبخشد. توجه: گاهی اجرای مرحلهای به دفعات تکرار میشود تا زمانی که شرط خاصی تحقق یابد برای این منظور از حلقهها استفاده میشود. به تصاویر زیر نگاه کنید، A A بله خیر آیا شرط برقراراست؟ خیر خروج از حلقه آیا شرط برقراراست؟ خروج از حلقه 25 بله دستور العمل دستور العمل شکل خروجی برای دستورهای خروجی و یا چاپ نتایج از اشکال زیر استفاده میشود. اگر هدف تنها نمایش دادن اطالعات باشد ،میتوان از شکل متوازی االضالع هم استفاده کرد ،به شکلهای زیر توجه نمایید نحوه استفاده صحیح از خطوط رابط نشان داده شده است. صحیح غلط صحیح غلط تبدیل یک الگوریتم به فلوچارت برای رس م فلوچ ارت یک الگوریتم با در نظر گرفتن توالی و ترتیب دس تورالعملها بای د به این صورت عمل 26کنید: -1مراحل شروع و پایان الگوریتم را با استفاده از شکل بیضی نشان دهید. -2کلیه دستورهای ورودی را با استفاده از شکل متوازی االضالع نشان دهید. -3کلیه اعمال محاسباتی و دستورهای انتساب را با استفاده از شکل مستطیل نشان دهید. -4دستورهای خروجی را با اشکال مربوط به چاپ نشان دهید. -5کلیه دستورهای شرطی و مقایسهای را با لوزی نشان دهید. -6مراحل اصلی کار را با استفاده از جهتهای هدایت به هم ارتباط دهید. مثالهای حل شده اینک میخواهیم با توجه به مطالبی که در مورد فلوچارت و رس م فلوچارت یک الگوریتم بیان ش ده ،برای حل مسائل مختلف فلوچارتهایی را ترسیم کنیم. مثال()1 * فلوچارتی ترسیم کنید که اعداد زوج دو رقمی را چاپ نماید. فلوچارت 1 شروع الگوریتم 2 I 10 -1شروع I 10 -2 3 Iرا چاپ کن I -3را چاپ کن. 4 II+2 II+2 -4 5 -5اگر I >= 98است،سپس به مرحله 3برو. I>=98 -6پایان 6 پایان پرسشهای چهارگزینهای 27 -1در فلو چارت ،شکل زیر نشانه چیست؟ )1دستورهای ورودی )2دستورهای انتساب )3دستورهای خروجی )4گزینههای 1و 3 -2کدام یک از عبارات زیر نادرست است؟ استفاده میشود. )1برای نمایش دستورهای ورودی از شکل استفاده میشود. )2برای نمایش دستورهای شرطی از )3هر فلوچارت دارای چندین نقطه شروع میباشد. )4برای نمایش دستورهای انتساب از شکل مستطیل استفاده میشود. -3کدام یک ازعبارات زیر درست است؟ )1در متوازی االضالع حداکثر یک فلش وارد و حداقل یک فلش از آن خارج میشود. )2در متوازی االضالع حداکثر یک فلش خارج و حداقل یک فلش به آن وارد میشود. )3در متوازی االضالح فقط یک فلش وارد و یک فلش از آن خارج میشود. شروع )4در متوازی االضالع فقط یک فلش وارد ،اما چند فلش از آن خارج میشود. -4در فلوچارت نشان داده شده است ،پنج خروجی اولیه کدامند؟ x 0 0 )1و 1و 0و 0و 1 1 )2و 2و 3و 5و 8 y 1 0 )3و 1و 1و 2و 3 zx+y 1 )4و 0و 1و 1و 0 zرا بنویس x y y y پرسشهای تشریح -1مفهوم فلوچارت را توضیح دهید. -2کاربردهای فلوچارت را با ذکر مثالی بیان کنید. 28 -3هر یک از اشکال موجود در فلوچارت را رسم کرده و عملکرد آنها را بیان کنید. -4نحوه رسم فلوچارت یک الگوریتم را بیان کنید. مسائل -1فلوچارتی ترسیم کنید که چهار عدد aو bو cو dرا به عنوان ورودی دریافت کند و اگر a > d+cبود، مقدار acو در غیر این صورت مقدار bdرا محاسبه و چاپ نماید. -2حقوق کارگری Aریال است و هر ماه %10از حقوق وی بابت بیمه %50آن بابت حق مسکن و %10آن بابت مالیات کسر میگردد.فلوچارتی ترسیم کنید که حقوق یک کارگر را به عنوان ورودی دریافت کرده و حقوق خالص وی را با کسر بیمه و حق مسکن و مالیات محاسبه و چاپ نماید. فلوچارتی ترسیم کنید که یک عدد دو رقمی را بخواند و ( )10-99سپس عدد و مکعب آن را چاپ نماید. خالصه منظور از شناخت مساله ،بررسی دادهها ،مجهوالت و یافتن ارتباط منطقی بین آنها میباشد. مجهوالت مسأله مقادیری هستند که به دنبال جواب برای آنها هستیم. به مجموعهای از دس تورالعملها که با ترتیب معین و مش خص اجرا ش ده و موجب حل مسألهای گردند الگوریتم گفته میشود. الگوریتمها به دو صورت میتوانند اجرا شوند :توسط انسان که در آن صورت ،مجری الگوریتم انسان خواهد بود ویا اینکه توسط ماشین اجرا شوند که اگر منظور از ماشین همان کامپیوتر باشد مجری الگوریتم کامپیوتر خواهد بود. دستورالعملها فرمانهایی هستند که باید به ترتیب معینی اجرا شوند و در نهایت منجر به حل مساله گردند. بیان تصویری الگوریتم به کمک مجموعهای استاندارد از اشکال ساده را فلوچارت یا نمودار گردشی میگویند. واحد کار 2 هدفهای رفتاری : توانایی راهاندازی ماشینهای CNC پس از آموزش این توانایی از فراگیر انتظار میرود: -1سیستمهای کنترل عددی و کنترل عددی به کمک رایانه را توضیح دهد. -2اجزای ماشینهای CNCرا نام ببرد. -3روش انتقال برنامه به ماشین شرح دهد. -4عملکرد واحد کنترل ماشینهای کنترل عددی بیان کند. -5محورهای ماشینهای CNCرا توضیح دهد. -6انواع ماشین افزارهای CNCرا نام ببرد. -7سیستمهای مختصات و انواع نقاط در ماشینهای کنترل عددی را شرح دهد. -8مراحل کار و مسیر حرکت ابزار در ماشینهای کنترل عددی را شرح دهد. -9ابزار مناسب را انتخاب کند. -10محاسبات مربوط به اندازهگیری شعاع نوک ابزار را انجام دهد. -11تعویض ابزار به صورت دستی و اتومکانیک را انجام دهد. -12تعداد دوران و پیشروی محاسبه نماید. پیش آزمون 30 -1ماشین ابزار چیست؟ -2چند نوع ماشین ابزار را نام ببرید؟ -3اجزای ماشین تراش را نام ببرید؟ -4اجزای ماشین فرز را نام ببرید؟ -5انواع سیستمهای مختصات را بنویسید؟ .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. آشنایی با ماشینهای کنترل عددی به کمک کامپیوتر فن آوری کنترل عددی )NC(1یکی از پیشرفتهای اساسی در صنعت تولید در 50سال گذشته بوده است، توسط این فنآوری نه تنها در دیگر زمینههای علمی و صنعتی پیشرفت سریعی حاصل شده بلکه استفاده از این 31 فنآوری باعث باال بردن کمیت و کیفیت قطعات تولیدی نیز گردیده است. کنترل عددی عبارت است از استفاده از کدهای رمزبندی شده اعداد ،حروف و عالئم که قابل فهم برای واحد کنترل است و پس از رمزگشایی به پالسهای الکتریکی جریان تبدیل شده و از این پالسها برای روشن و خاموش کردن سیستم محرکه کالچ و تجهیزات ماشین استفاده میشود.فلسفه بوجود آمدن ماشینهای کنترل عددی عالوه بر ضرورت توانایی ساخت قطعات پیچیده ایجاد خودکار سازی و اتوماسیون نیز میباشد. ماشین ابزار دستی ماشین ابزار کنترل عددی کنترل عددی توسط رایانه )CNC (2شامل مراحل ساختی میشود که در آن ماشین کنترل عددی فرمانهای الزم برای انجام کارهای مختلف بر روی یک قطعه کار را توسط برنامه رایانهای نوشته توسط شخص برنامهنویس از رایانه دریافت میکند و به آن فرامین عمل مینماید ،سرعت و انعطاف پذیری باالی ماشینهای کنترل عددی 1-Numerical Control 2- Computer Numerical Control به کمک رایانه این شهامت را به تولیدکنندگان میدهد که آنچه را که در ذهن دارند در اسرع وقت بیازمایند و به ارتقای محصول خود بیندیشند و به سرعت نیازمندیهای مشتریان خود را تامین نموده و در اسرع وقت خود را با نیازمندیهای بازار هماهنگ نمایند. 32 نمونهای از یک دستگاه CNC تاریخچهی ماشینهای CNC پایههای ساخت و تولید توسط ماشینهای NCاز زمان انقالب صنعتی بنا گردید ،در آن زمان کوششهای اولیه برای ساخت قطعات توسط ماشینهای NCبه قطعات اتومبیل از قبیل محور بادامک پولی و تسمه محدود بود.این کوششها بیشتر جنبه نمایشی داشت و به دلیل قیمت باالی این گونه ماشینها از جنبه اقتصادی مقرون به صرفه نبود. در زمان جنگ جهانی دوم به صنعت NCتوجه بیشتری گردید زیرا در آن موقعیت زمانی خاص هم کیفیت و هم کمیت قطعات تولیدی برای جنگ افزارها اهمیت بسیار زیادی پیدا کرده بود.در آن زمان تولیدات صنعتی از نظر کیفیت بسیار عالی بودند ولیکن از نظر کمیت جوابگوی مسائل جنگ جهانی نبودند به نحوی که هر چه کمیت زیادتر میشد کاالی تولیدی از نظر کیفیت افت شدیدی پیدا میکرد و این امر قطعا به خاطر عوامل انسانی و خستگیهای ناشی از کار زیادتر بود ،بنابراین الزم گردید که تکنولوژی جدیدی بوجود آید که در آن از خطاهای انسانی و خطرهای ناشی از کار زیاد خبری نباشد.در سال 1952اولین ماشین فرز NCبا کنترل سه محوری ساخته شد.اکثر ماشینهای اولیه ساخته در این سالها احتیاج به کددهی بر روی نوارهای کاغذی داشتند.این کددهی توسط ایجاد سوراخهایی به وسیله دستگاه پانچ بر روی نوارهای کاغذی صورت میگرفت. این روش کددهی ادامه داشت تا اینکه ایده کددهی و کنترل عددی توسط کامپیوتر CNCمطرح گردید ،در این ایده یک کامپیوتر وظیفه کنترل ماشین و ابزار را بر عهده میگرفت ،این مسئله تحولی بزرگ را در علم تولید بوجود آورد.به طوریکه امروزه بسیاری از قطعات پیچیده صنعتی بوسیله دستگاههای چند محوره CNCتولید میشود. 33 نمونهای از یک دستگاه فرز CNC اجزای ماشینهای CNC اجزای اصلی یک سیستم CNCعبارتند از : -1برنامه -2واحد کنترل ماشین -3ماشین ابزار چگونگی پردازش اطالعات در CNC برنامه: برنامه مجموعهای از دستورهایی است که به ماشین میگوید چه عملی را باید انجام دهد.این دستورها به صورت کدهای حرفی و عددی در آمده و توسط نوعی دستگاه ورودی به قسمت کنترل وارد میشود و در 34آنجا دستورهایترجمه شده و به صورت حرکات منظم برای ماشینکاری یک قطعه خاص به ماشین ابزار منتقل میشود. شکل برنامهها: معموال برنامهها در شکلهای زیر تهیه و به بازار عرضه میشوند که به نمونههایی از آن اشاره میشود: -1کارت کامپیوتری -2نوار کاغذی پانچ شده -3نوار مغناسیطی -4دیسک با عالئم الکترونیکی -5کامپیوتر فرم های مختلف برنامه روشهای انتقال برنامه به ماشین روشهای انتقال برنامه به ماشین عبارتند از: -1به روش دستی و استفاده از طریق صفحه کلید MDI 1 2 -2به روش اتصال مستقیم CNCبه کامپیوتر مرکزی DNC روشهای مختلف انتقال برنامه MDI- 1- manual data input 2- direct numerical control 35 روشهای مختلف انتقال برنامه DNC- واحد کنترل:1 واحد کنترل از اجزا و قطعات الکترونیکی و سخت افزاری تشکیل شده است که برنامه دستورهای را خوانده و آن را به فرمانهای الکتریکی تبدیل میکند.تقریبا تمام ماشینهای NCامروزی با یک میکرو کامپیوتر همراهند 36که به عنوان واحد کنترل ماشین به کار میروند و به این نوع NCها اصطالحا CNCمیگویند، واحد کنترل از اجزا و قطعاتی تشکیل شده که شامل واسطه ورود اطالعات میکروپروسسور CPU 1حافظهها PLCو بردهای کنترل مدار و ...میباشد که در سه واحد ورودی واحد پردازشگر و خروجی عمل میکند ،عمل پردازش در واحد کنترل در 5مرحله انجام میشود. -ورود اطالعات -حفظ اطالعات -پردازش اطالعات درحافظه واسطه -پردازش اطالعات در حافظه اصلی -خروج اطالعات واحد کنترل -1مرحله ورود اطالعات :برنامهها با توجه به نوع فرمت خاص خود توسط یک واسطه ورود اطالعات مانند کارتخوان و یا مستقیما به وسیله اپراتور از طریق صفحه کلید به سیستم وارد میشوند. -2مرحله حفظ اطالعات :برنامه خوانده شده در یک حافظه اطالعات نگهداری میشود ،در این حافظه عالوه بر برنامه اصطالحات هندسی الزم شامل نقاط مبنا و مرجع اطالعات ابزار و اطالعات ماشین نگهداری میشود. -3مرحله پردازش در حافظه واسطه :برنامه موجود در حافظه اطالعات باید قسمت به قسمت پردازش شده و برای ارسال به ماشین ارسال شود ،هر لحظه 10بلوک از برنامه وارد این حافظه شده و پردازش میشود و خطاهای احتمالی کشف میشود ،مقادیر جابجاییها برای هر محور محاسبه میشوند و به حافظه اصلی ارسال میگردند ،از این حافظه جهت جلوگیری از تاخیر اجرای برنامه در حین محاسبات عددی استفاده میشود. 1-Control Process Unit -4مرحله پردازش در حافظه اصلی :در این حافظه مقادیر ارسالی از حافظه واسطه به مقادیر ظریفتر تقسیم شده و توسط انترپالتورها اندازههای واقعی جابجایی هر محور محاسبه شده و به درایو مربوطه ارسال میگردد. -5مرحله ارسال اطالعات :مقادیر تنظیم شده از واحد کنترل به لوپهای کنترل موقعیت فرستاده میشوند 37 سرعت اسپیندل نیز توسط واحد کنترل ارسال میشود. ماشین ابزار: سومین قسمت اصلی یک سیستم CNCماشین ابزار میباشد که کار اصلی فرایند یعنی برادهبرداری را انجام میدهد ،این قسمت درحقیقت یک ماشین ابزار است که قسمتهای مکانیکی و الکتریکی آن متفاوت میباشد ماشینهای ابزار نیز خود به چند گروه تقسیمبندی میشود: -1ماشینهایی که در آن قطعه کار حرکت دورانی و ابزار حرکت خطی دارد مانند تراش CNC -2ماشینهایی که در آن قطعه کار حرکت خطی و ابزار حرکت دورانی دارد ،مانند فرز CNC -3ماشینهایی که به روش تخلیه الکتریکی برادهبرداری میکنند ،مانند وایرکات CNC -4ماشینهایی که به روش سایش برادهبرداری میکنند ،مانند سنگ CNC اجزا مکانیکی و برقی ماشینهای CNC این شامل اجزای مکانیکی و برقی میباشند که عبارتند از: بدنه ماشین: نمونهای از اجزای مکانیکی و برقی ماشینهای CNC عضوی از ماشین است که سایر اجزا روی آن سوار میباشند لذا باید بسیار مستحکم و مقاوم در برابر ارتعاش و حرارت باشد تا بتواند ضربهها و نیروها باال را تحمل نماید ،عمدتا از چدن خاکستری سخت کاری شده و در بعضی از موارد از سرامیک و یا گرافیک ساخته میشود. صفحات لغزشی: صفحات صاف و سختی هستند که ابزارگیر یا میز روی آنها به کمک رولبرینگ و سیستم روغنکاری میلغزند 38برای کاهش اصطکاک اسالیدرها پوشش داده میشوند یا روی الیه نازکی از روغن یا بالشی از هوا نیز حرکت میکنند. نمونهای از اسالیدرها موتور محور اصلی: موتور اصلی در دستگاه تراش قطعه کار و در فرز ابزار میچرخاند ،در هر دو حالت موتور باید توان الزم برای برش قطعه کار را ایجاد نماید ،موتور محور اصلی میتواند از نوع جریان مستقیم برای ماشینها و رباتهای کوچک و یا از نوع سه فاز جریان متناوب برای توانهای باالتر باشد. موتورهای محرک محورها: در ماشینهای CNCبرای به حرکت درآوردن و پیشروی محورها از محرکههای الکتریکی مکانیکی و پنوماتیکی استفاده میشود. پیچهای ساچمهای: برای تامین حرکت پیشروی محورها (میز یا ابزارگیر) معموال از مکانیزم پیچ و مهرة ساچمهای استفاده میشود ،برای سهولت حرکت و به حداقل رساندن سایش و لقی از این نوع پیچ و مهره خاص استفاده میشود که فضای بین پیچ و مهره با ساچمههای بسیار دقیق پر شده است. به این ترتیب بین پیچ و مهره حرکت غلطش صورت میگیرد نه لغزش ،با وجود ساچمههای دقیق لقی در هنگام معکوس شدن جهت حرکت به حداقل میرسد و حرکتی بسیار نرم و دقیق را حاصل مینماید ،بر این اساس به راحتی میتوان به یک ماشین CNCفرمان حرکتی معادل 0/001میلیمتر را داد و انتظار حرکت دقیق را هم داشت. سیستمهای اندازهگیری موقعیت محورها:1 به منظور کنترل موقعیت محورها از سیستمهای مشابه (تصویر نشان داده شده) استفاده میشود ،در این مکانیزم یک دیسک شیشهای روی آن خطوط تاریکی و روشنی طراحی 39 شدهاند را در امتداد محور قرار میدهند ،یک منبع نوری در یک طرف صفحه و یک یا چند سنسور نوری (فتوسل در طرف دیگر) قرار گرفتهاند که همواره با محور حرکت میکنند.در هنگام دوران محور مسیر نور توسط خطوط تاریک روی دیسک قطع و وصل شده و از سلول نوری ولتاژ خروجی را بر اساس شدت نور میدهد ،و در نتیجه فتوسل یک نور سینوسی را ارسال میکند که این منبع به یک پالس تغییر شکل میدهد و پالسهای خروجی شمرده میشوند و از روی آن میزان جابجایی محورها محاسبه میشود.معموال در این نوع از سیستمهای اندازهگیری صفحه شیشهای به شکل دایره بوده که به آن انکودرهای زاویهای میگویند و روی محور پیچهای ساچمهای سوار میشود و همراه آن دوران میکند.این انکودرها کوچکتر و نگهداری آنها آسانتر است ،عالوه بر این نوع انکودر از نوع خطی آن نیز استفاده میشود. حرکت در جهت مختلف محورها سیستم مختصات در ریاضیات و ترسیمات هندسی به منظور تعریف و ترسیم اشکال مختلف هندسی اعم از نقطه خط منحنی صفحه و حجم به سیستم مختصات نیاز داریم.برای همین از مختصات دکارتی قطبی استوانهای و کروی استفاده شده است و بدین ترتیب تمامی نقاط فضا را میتوان شناسایی و تعریف کرد.در ماشینهای CNCنیز باید تمامی نقاط فضای محدوده ماشینکاری برای ماشین شناخته شده باشد ،تا مسیرحرکت ابزار بر روی قطعه کار به صورت مختصات شناخته شدهای ( )y،x،...قابل تعریف باشد، 1- Encoder محور مختصات قانون دست راست برای تعیین مختصات: برای تعیین مختصات از قانون دست راست استفاده میشود ،اگر سه انگشت میانی اشاره و شصت را به صورت عمود بر هم بگیریم ،انگشت میانی محور zانگشت اشاره محور yو انگشت شصت محور xرا نشان میدهد ،در این 40حالت محل برخورد سه انگشت نشان دهنده مرجع مختصات میباشد ،جهت هر انگشت در این حالت نشان دهنده جهت مثبت در محور مربوطه میباشد. قانون دست راست برای تعیین محورها روی دستگاه با استفاده از قانون دست راست باید دو شرط زیر را لحاظ کرد. -1محور zدر راستای محور گردنده قرار گیرد. -2جهت مثبت zاز طرف قطعه کار به سمت ابزار باشد. آشنایی با ماشین افزارهای CNCانواع و محورهای آنها: ماشینهای تراش CNC در ماشینهای تراش CNCعموما در دو محور x،zاستفاده میگردد ،در این گونه ماشینها محور zبه عنوان محور اولیه (افقی) و محور xبه عنوان محور ثانویه (عمودی) شناخته میشود. در نوع خاصی از این ماشینها 2ابزارگیر مجزا وجود دارد که دو ابزار به صورت همزمان میتوانند بر روی قطعه کار عملیات ماشینکاری را انجام دهند و در تولید سری از اهمیت خاصی برخوردار میباشند ،در این ماشینها دو محور همزمان برای یک ابزار و دو محور همزمان برای ابزار دیگر به کار میروند و ماشین 2*2محور کنترل محسوب میگردد و نوعی دیگر از این ماشینها دارای چهار محور c،z،y،xمیباشند که با این ماشینها میتوان عملیات فرزکاری را نیز بر روی پیشانی و پیرامون قطعه کار انجام داد. ماشینهای تراش CNCدر دو نوع کلی از لحاظ بستر طراحی میشوند. -1بستر افقی -2بستر شیبدار در بستر افقی ابزار به صورت افقی قرار میگیرد اما در بستر شیبدار ابزار به صورت تقریبا قائم قرار گرفته و از سمت باال داخل کار نفوذ میکند. در بستر افقی مانند اکثر ماشینهای تراش سنتی نیروهای وارده به راحتی به پایهها منتقل میشوند و در بستر شیبدار باز و بسته نمودن ابزار و قطعه کار و انتقال برادهها به راحتی انجام میشود ،در ماشینهای CNC به لحاظ سرعت باالی برادهبرداری و اهمیت سریع انتقال برادهها و تعویض سریع ابزار و قطعه نوع بستر شیبدار 41 ترجیح داده میشود، نمونهای از ماشین تراش ماشینهای فرز CNC این ماشینها بسیار متنوع میباشند و در انواع مختلفی ساخته میشوند ،کنترل CNCدر فرزهای دروازهای سنتر و بورینگ با محورهای مختلفی ساخته میشوند، نمونهای از ماشین فرز