آنچه در این نوشته می‌خوانید:
در صنعت مدرن ماشین‌کاری، استفاده از سیستم‌های کنترل عددی کامپیوتری (CNC) برای انجام عملیات دقیق و پیچیده اهمیت بسیاری دارد. یکی از معروف‌ترین و پرکاربردترین سیستم‌های CNC، کنترل فانوک (Fanuc) است که در دستگاه‌های تراش CNC به ویژه در صنایع مختلف مانند خودروسازی، هوافضا و تولید قطعات دقیق به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود. فانوک با ارائه تکنولوژی‌های پیشرفته، به اپراتورها این امکان را می‌دهد که عملیات تراش را به صورت خودکار و با دقت بالا انجام دهند. این سیستم با قابلیت‌های منحصر به فرد خود مانند تنظیم دقیق پارامترها، انجام سیکل‌های تراش پیچیده و بهینه‌سازی فرآیند تولید، بهره‌وری و دقت را در فرآیندهای ماشین‌کاری افزایش می‌دهد. در این مطلب قصد داریم به معرفی کنترل فانوک و کاربرد آن در دستگاه تراش CNC بپردازیم تا نقش حیاتی این سیستم در ارتقاء کیفیت و سرعت تولید مورد بررسی قرار گیرد.
کنترل فانوک چیست؟
کنترل فانوک (Fanuc) به سیستم‌های کنترل عددی کامپیوتری (CNC) گفته می‌شود که توسط شرکت فانوک (Fanuc Corporation) طراحی و ساخته شده است. این شرکت یکی از پیشروان جهانی در تولید سیستم‌های کنترل برای دستگاه‌های ماشین‌کاری است. از مهم‌ترین محصولات کمپانی فانوک می‌توان به سیستم‌های CNC برای دستگاه‌های فرز، تراش و روترهای صنعتی اشاره کرد.
سیستم‌های کنترل فانوک به طور گسترده در صنایع مختلف مانند خودروسازی، هوافضا، تولید قطعات دقیق و صنایع تولیدی دیگر استفاده می‌شوند. این سیستم‌ها قابلیت‌های پیشرفته‌ای را ارائه می‌دهند که شامل کنترل دقیق موقعیت ابزار، سرعت، و مسیر حرکت است. سیستم‌های CNC فانوک قادر به پردازش و اجرای برنامه‌های G-code هستند که به ماشین‌آلات دستورات دقیق و خودکار می‌دهند. یکی از ویژگی‌های مهم کنترل فانوک، رابط کاربری ساده و قابل فهم آن است که به اپراتورها این امکان را می‌دهد تا به راحتی برنامه‌ها را بارگذاری کرده و فرآیندهای ماشین‌کاری را کنترل کنند. همچنین سیستم‌های فانوک معمولاً به قابلیت‌های پیشرفته مانند تشخیص خطا و تعمیر خودکار تجهیزاتی مانند موتورهای سروو و ماشین‌آلات رباتیک مجهز هستند.
سرویس تخصصی کنکاش طرح نوین: خدمات تراش CNC
انواع کنترل فانوک کدام است؟
۱- FANUC Series 0i
این سری از پرکاربردترین مدل‌های فانوک است و در بیشتر دستگاه‌های تراش و فرز CNC دو تا پنج‌محوره استفاده می‌شود. این کنترلرها مانند 0i-TF و 0i-MF برای ماشین‌های تراش (T) و فرز (M) طراحی شده‌اند. دقت بالا، کاربری آسان و ثبات در عملکرد از ویژگی‌های اصلی این سری است. به همین دلیل در بسیاری از کارگاه‌های صنعتی متوسط و تولید انبوه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
۲- FANUC Series 30i / 31i / 32i
این سری مخصوص دستگاه‌های پیشرفته چندمحوره است که نیاز به کنترل هم‌زمان محورهای متعدد دارند. در صنایع قالب‌سازی، هوافضا و پزشکی از این مدل استفاده می‌شود. کنترلرهای 30i و 31i توانایی کنترل تا 24 محور را دارند و از پردازنده‌های پرسرعت برای اجرای هم‌زمان چند فرآیند استفاده می‌کنند. دقت حرکتی بسیار بالا و قابلیت اتصال به سیستم‌های CAD/CAM از مزیت‌های اصلی آن‌ها است.
۳- FANUC Power Motion i-A
این مدل برای دستگاه‌هایی طراحی شده که تمرکز اصلی آن‌ها بر کنترل حرکت است نه براده‌برداری، مانند خطوط بسته‌بندی، پرس‌ها، ماشین‌های مونتاژ و سیستم‌های انتقال. این کنترلر با کنترل دقیق موقعیت، سرعت و شتاب محورهای مختلف، در صنایع اتوماسیون و تولید پیوسته کاربرد دارد.
۴- FANUC Series 35i
سری 35i برای ماشین‌های ترکیبی یا خطوط تولید اتوماتیک به کار می‌رود. این کنترلر قادر است چند دستگاه یا فرآیند را هم‌زمان مدیریت کند و بیشتر در صنایع تولید انبوه یا ماشین‌های خاص مورد استفاده است. انعطاف بالا در یکپارچه‌سازی با سیستم‌های رباتیک و کنترل هم‌زمان چند عملیات از ویژگی‌های این سری محسوب می‌شود.
۵- FANUC Series 21i / 18i / 16i
این مدل‌ها از نسل‌های قدیمی‌تر فانوک هستند و هنوز در بسیاری از دستگاه‌های CNC قدیمی و نیمه‌صنعتی به کار می‌روند. اگرچه امکانات نرم‌افزاری و سرعت آن‌ها کمتر از مدل‌های جدید است، اما به‌دلیل پایداری، دوام بالا و سازگاری گسترده، همچنان در کارگاه‌های سنتی مورد استفاده قرار دارند.
۶- FANUC ROBODRILL و FANUC ROBOT Controller
مدل‌های ROBODRILL برای مراکز فرزکاری سریع و دقیق طراحی شده‌اند، در حالی که کنترلرهای FANUC ROBOT مانند R-30iB و R-30iC مخصوص بازوهای رباتیک هستند. این سیستم‌ها با کنترل دقیق محورهای سروو و هماهنگی کامل با نرم‌افزارهای فانوک، امکان اجرای اتوماسیون کامل در خطوط تولید مدرن را فراهم می‌کنند.
انواع کنترل فانوک (FANUC CNC Controllers)
بیشتر بخوانید: دستگاه تراش سی ان سی چیست؟
بخش‌های مختلف کنترلر Fanuc
- Main CPU Unit (واحد پردازش مرکزی): مغز اصلی کنترلر است که تمام دستورات برنامه‌نویسی (G-code و M-code) را پردازش می‌کند. این واحد مسئول محاسبه مسیر ابزار، کنترل حرکت محورها و هماهنگی بین تمام اجزای سیستم است.
- Memory Unit (واحد حافظه): محل ذخیره‌ی برنامه‌های CNC، پارامترهای تنظیمی، و داده‌های ابزار است. شامل حافظه موقت (RAM) برای پردازش لحظه‌ای و حافظه دائمی (Flash یا EEPROM) برای نگهداری داده‌ها پس از خاموش شدن دستگاه می‌باشد.
- Servo Control Unit (واحد کنترل سروو): حرکت دقیق محورهای دستگاه (X، Y، Z و…) توسط این بخش انجام می‌شود. سیگنال‌های موقعیت و سرعت از سرووموتورها و انکودرها دریافت شده و در زمان واقعی تنظیم می‌گردند تا خطا به حداقل برسد.
- Spindle Control Unit (واحد کنترل اسپیندل): کنترل سرعت، گشتاور و جهت چرخش اسپیندل را بر عهده دارد. ارتباط مستقیمی با درایو اسپیندل و سیستم خنک‌کننده دارد تا عملکرد پایدار در سرعت‌های بالا تضمین شود.
- I/O Unit (واحد ورودی و خروجی): پل ارتباطی بین کنترلر و اجزای جانبی دستگاه است. ورودی‌ها شامل سنسورها، سوئیچ‌ها و دکمه‌ها و خروجی‌ها شامل رله‌ها، چراغ‌ها، شیرهای برقی و موتورهای کمکی هستند.
- Power Supply Unit (منبع تغذیه): برق مورد نیاز تمام بخش‌های کنترلر را تأمین می‌کند. دارای مدارهای حفاظتی برای جلوگیری از نوسانات و آسیب به مدارهای حساس الکترونیکی است.
- Operator Panel (پنل اپراتور): واسط کاربر برای کنترل و تنظیم دستگاه است. شامل دکمه‌های کنترل دستی، کلید اضطراری (Emergency Stop)، صفحه‌کلید عددی و مانیتور است که اطلاعات فرآیند را نمایش می‌دهد.
- Display & Interface (نمایشگر و رابط کاربری): نمایشگر LCD یا لمسی برای مشاهده پارامترها، مسیر ابزار، هشدارها و خطاها استفاده می‌شود. نرم‌افزارهای اختصاصی FANUC امکان مانیتورینگ و شبیه‌سازی گرافیکی را فراهم می‌کنند.
- Communication Module (ماژول ارتباطی): برای اتصال کنترلر به کامپیوتر، شبکه صنعتی، یا نرم‌افزارهای CAD/CAM استفاده می‌شود. پورت‌های Ethernet، USB، RS-232 و حتی اتصال بی‌سیم در برخی مدل‌ها وجود دارد.
- Feedback System (سیستم فیدبک موقعیت): از طریق انکودرها و سنسورها، موقعیت واقعی ابزار را با مقدار برنامه‌ریزی‌شده مقایسه کرده و خطا را اصلاح می‌کند. این سیستم عامل اصلی در افزایش دقت و تکرارپذیری CNC است.
- PMC (Programmable Machine Control): بخشی از کنترلر است که مانند PLC عمل می‌کند و وظیفه کنترل توابع منطقی دستگاه مانند باز و بسته شدن گیره، تغییر ابزار، یا حرکت میز را بر عهده دارد. اپراتور می‌تواند برنامه‌های PMC را ویرایش و تنظیم کند.
مزایا کنترل فانوک در دستگاه CNC
استفاده از سیستم فانوک در دستگاه‌های CNC مزایای زیادی دارد که آن را به یکی از انتخاب‌های محبوب در صنایع مختلف تبدیل کرده است. برخی از مهم‌ترین مزایای این سیستم عبارت‌اند از:
- دقت بالا: سیستم‌های فانوک توانایی کنترل دقیق حرکت ماشین‌آلات را دارند که این امر باعث می‌شود تولید قطعات با دقت بالا و حداقل خطا انجام شود. این ویژگی به ویژه در صنایعی مانند خودروسازی و هوافضا که به دقت بالایی نیاز دارند، بسیار مهم است.
- سهولت در استفاده: فانوک رابط کاربری ساده‌ای دارد که به اپراتورها این امکان را می‌دهد تا به راحتی برنامه‌ها را بارگذاری کرده و دستگاه‌ها را تنظیم کنند. این کار باعث می‌شود که زمان آموزش کاهش یافته و عملیات به سرعت انجام شود.
- قابلیت اطمینان بالا: سیستم‌های فانوک معمولاً بسیار پایدار و قابل اطمینان هستند. این ویژگی به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا زمان خرابی و نیاز به تعمیرات را کاهش داده و بهره‌وری را افزایش دهند.
- تنوع در کاربردها: فانوک قابلیت پشتیبانی از طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های CNC از جمله فرز، تراش، ماشین‌آلات رباتیک و حتی ماشین‌های پیچ‌کاری را دارد. این تطبیق‌پذیری باعث می‌شود که این سیستم برای بسیاری از صنایع کاربردی باشد.
- پشتیبانی از برنامه‌نویسی G-code: این سیستم‌ها به راحتی می‌توانند برنامه‌های G-code را اجرا کنند. این ویژگی امکان انتقال راحت برنامه‌ها بین دستگاه‌های مختلف را فراهم می‌کند.
- پشتیبانی از عملکرد خودکار: سیستم‌های فانوک از امکانات پیشرفته‌ای مانند تشخیص خطا و انجام تعمیرات خودکار برخوردارند که این ویژگی به کاهش خطاهای انسانی و افزایش بهره‌وری کمک می‌کند.
- پایداری در شرایط محیطی سخت: سیستم‌های فانوک معمولاً به گونه‌ای طراحی‌شده‌اند که در برابر شرایط کاری سخت و محیط‌های صنعتی با دمای بالا و گرد و غبار مقاومت کنند.
معایب کنترل فانوک در دستگاه CNC
اگرچه که سیستم‌های فانوک مزایای بسیاری دارند اما مانند هر سیستم دیگری دارای معایبی نیز هستند که ممکن است برای برخی کاربران چالش‌برانگیز باشد. برخی از معایب استفاده از کنترل فانوک عبارت‌اند از:
- هزینه بالا: یکی از بزرگ‌ترین معایب سیستم‌های فانوک، هزینه اولیه بالا برای خرید و نصب آن‌ها است. این سیستم‌ها معمولاً گران‌تر از رقبای دیگر خود در بازار هستند که این امر ممکن است برای شرکت‌های کوچک و یا کسب‌وکارهایی که بودجه محدودی دارند، مشکل‌ساز باشد.
- نیاز به آموزش تخصصی: علی‌رغم رابط کاربری ساده، سیستم‌های فانوک به دلیل قابلیت‌های پیشرفته و پیچیدگی‌های فنی، نیازمند آموزش تخصصی برای اپراتورها و تکنسین‌ها هستند. این امر می‌تواند به زمان و هزینه اضافی برای آموزش نیروی کار منجر شود.
- مشکلات سازگاری با برخی نرم‌افزارها و سخت‌افزارها: در برخی موارد سیستم‌های فانوک ممکن است با برخی از نرم‌افزارها یا دستگاه‌های دیگر سازگار نباشند. این امر می‌تواند باعث ایجاد مشکلاتی در ارتباط میان دستگاه‌ها و کاهش کارایی کل سیستم شود.
- پیچیدگی تعمیرات: در صورت بروز خرابی در سیستم‌های فانوک، نیاز به تعمیرات و نگهداری تخصصی وجود دارد. تعمیر و نگهداری این سیستم‌ها می‌تواند زمان‌بر و پرهزینه باشد زیرا نیاز به تکنسین‌های با تجربه و قطعات یدکی خاص دارد.
- وابستگی به تأمین‌کننده: بسیاری از قطعات یدکی و خدمات پشتیبانی برای سیستم‌های فانوک از سوی شرکت سازنده تأمین می‌شود. این وابستگی ممکن است موجب بروز مشکلاتی در خصوص تأمین قطعات و خدمات پس از فروش شود.
- فضای نصب محدود: برخی از سیستم‌های فانوک ممکن است برای محیط‌های صنعتی با فضای محدود مناسب نباشند. نیاز به فضای فیزیکی بیشتر برای نصب دستگاه‌های CNC با کنترل فانوک می‌تواند یک محدودیت در برخی کارخانه‌ها باشد.
- مشکلات نرم‌افزاری: بعضی کاربران گزارش داده‌اند که نرم‌افزارهای کنترل فانوک در برخی شرایط ممکن است با مشکلاتی مانند کندی عملکرد و یا نیاز به به‌روزرسانی‌های مکرر مواجه شوند.
مزایا و معایب کنترل فانوک (FANUC) در دستگاه CNC
پارامترهای کنترل فانوک
پارامترهای کنترل فانوک به تنظیمات و ویژگی‌های خاصی اشاره دارند که به سیستم کنترل عددی (CNC) امکان می‌دهند عملکرد دقیق و بهینه‌ای را در فرآیندهای ماشین‌کاری ارائه دهد. این پارامترها معمولاً برای تنظیم رفتار دستگاه‌های CNC از جمله فرزها، تراش‌ها و ربات‌ها استفاده می‌شوند. تنظیم دقیق این پارامترها باعث بهبود کارایی، دقت و ایمنی دستگاه‌های CNC می‌شود. از مهم‌ترین پارامترهای سیستم فانوک می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- سرعت اسپینل (Spindle Speed): سرعت چرخش ابزار بر اساس نیاز به برش و جنس قطعه کار تنظیم می‌شود. این پارامتر تأثیر زیادی در کیفیت سطح و عمر ابزار دارد.
- سرعت حرکت (Feedrate): سرعت حرکت ابزار یا قطعه کار به سمت مسیر برش مشخص می‌شود. تنظیم دقیق این پارامتر برای جلوگیری از خرابی ابزار و رسیدن به کیفیت مطلوب ضروری است.
- پوزیشنینگ (Positioning): این پارامتر مربوط به دقت مکان‌یابی ابزار است. سیستم فانوک می‌تواند موقعیت دقیق ابزار را در هر لحظه کنترل کند.
- ارتفاع ابزار (Tool Height): تنظیم دقیق ارتفاع ابزار برای جلوگیری از برخورد ابزار با قطعه کار، بسیار ضروری است.
- پارامترهای مربوط به کالیبراسیون (Calibration Parameters): این پارامترها برای تطبیق دقیق دستگاه با نیازهای خاص کار مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- پارامترهای ایمنی (Safety Parameters): برای جلوگیری از حوادث و آسیب‌های احتمالی، سیستم فانوک دارای تنظیمات ایمنی برای کنترل حداکثری خطرات است.
اپراتوری تراش cnc کنترل فانوک
اپراتوری تراش CNC با کنترل فانوک شامل مجموعه‌ای از مراحل و تنظیمات است که اپراتور برای برش دقیق قطعات مختلف در دستگاه تراش CNC انجام می‌دهد. اولین گام در این فرآیند، تنظیمات اولیه دستگاه است که شامل نصب ابزار مناسب و تنظیم پارامترهای مربوط به سرعت اسپینل، سرعت حرکت (feed rate) و مسیر حرکت ابزار می‌شود.
اپراتور باید ابتدا برنامه G-code را وارد سیستم فانوک کند که شامل دستوراتی برای حرکت دقیق ابزار است. این برنامه معمولاً توسط نرم‌افزارهای CAM طراحی شده و در دستگاه بارگذاری می‌شود. سیستم فانوک با دریافت این دستورات، ابزار را در راستای محورهای مختلف (Z ، Y ، X) حرکت داده و عملیات برش را انجام می‌دهد. در طول این فرآیند اپراتور باید به دقت وضعیت ابزار و قطعه کار را نظارت کند و در صورت نیاز تنظیمات سرعت، عمق برش و دیگر پارامترها را تغییر دهد. همچنین لازم است که اپراتور سیستم‌های ایمنی را بررسی کرده و از کارکرد صحیح دستگاه اطمینان حاصل کند.
سیکل‌های تراش cnc فانوک
سیکل‌های تراش CNC فانوک مجموعه‌ای از دستورات از پیش‌تنظیم‌شده هستند که برای انجام عملیات خاص بر روی قطعه کار در دستگاه تراش CNC استفاده می‌شوند. این سیکل‌ها به طور خودکار عملیات مختلف مانند برش، حفاری، بورینگ و رزوه‌زنی را انجام می‌دهند و برای افزایش دقت و کاهش زمان برنامه‌نویسی کاربرد دارند. در سیستم کنترل فانوک، سیکل‌های تراش به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
- سیکل‌های پایه (Basic Cycles): این سیکل‌ها شامل دستوراتی مانند G00 (حرکت سریع)، G01 (حرکت خطی)، G02 و G03 (حرکت دایره‌ای) برای انجام برش‌های ساده هستند. این سیکل‌ها برای تنظیم اولیه و انجام عملیات اصلی مانند برش‌های مستقیم یا دایره‌ای استفاده می‌شوند.
- سیکل‌های پیشرفته (Canned Cycles): این سیکل‌ها برای انجام عملیات پیچیده‌تر مانند حفاری، بورینگ، رزوه‌زنی و تراشکاری خودکار طراحی شده‌اند. به عنوان مثال سیکل G81 برای حفاری، G82 برای حفاری با توقف در انتها و G85 برای بورینگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سیکل‌ها به اپراتور این امکان را می‌دهند که بدون نیاز به نوشتن کدهای پیچیده، عملیات خود را به طور خودکار انجام دهد.
استفاده از این سیکل‌ها باعث کاهش خطا، افزایش سرعت و بهره‌وری در تولید می‌شود و فرآیند ماشین‌کاری را ساده‌تر و دقیق‌تر می‌کند.
مشاوره رایگان و تخصصی
در شرکت کنکاش طرح نوین، خدمات فرز CNC و منوال و تراشکاری CNC و منوال قطعات صنعتی، به صورت تخصصی و در تهران انجام می‌شود.
برای دریافت مشاوره رایگان با شماره 02166803043 یا 09121095695 تماس حاصل فرمایید.
