گزارش کاراموزی بررسی ماشین های تراش و تراشكاری در 67 صفحه ورد قابل ویرایش

تاریخچه ماشین تراش

در سالهای 1800 و 1830 در ایالات متحده امریکا ماشینهای تراشی ساخته شد که با بدنه چوبی و پایه آهنی مجهز بود. در سال 1836 شخصی به نام پانتون در ماساچوست آمریکا ماشین تراشی با میله پیچ بری ساخت. در سال 1853 شخصی به نام فریلند در نیویورک ماشین تراشی با ریلهایی بطول 20 فوت که کارهایی به قطر 10 اینچ را می توانست بتراشد ساخت بدنه آهنی و درشت آن جایگاه چرخ دنده های تعویضی بود.

 بعد از مدتی ماشینهای بهتری از نظر قدرت و دورهای بیشتری ساخته شد که بنام ماشینهای تراش جعبه دنده ای معروف است . این ماشینها دارای جعبه دنده دور و نیز جعبه بار می باشد. که به آسانی می توان ماشین را خودکار نمود و کارهای مختلف را تراشید.

 

قسمتهای مهم کنترل و تنظیم کننده ماشین تراش

چرخ دستی حامل سوپرت طول

این چرخ دستی در قسمت جلو قوطی دستگاه حامل سوپرت طولی قرار دارد که می توان بوسیله آن  دستگاه حامل سوپرت طولی را در طول بین دستگاه مرغک و دستگاه حرکت داد. وظیفه اصلی این چرخ دستی تنظیم و قرار دادن ابزار برش در هر قسمت دلخواه است، قبل از اینکه به کار بار خود کار داده شود.

 

 

شکل (1-1) چرخ دستی حامل سوپرت طول

 

چرخ دستی دستگاه مرغک

بوسیله چرخ دستی دستگاه مرغک می توان محور آنرا تغییر مکان داد. چرخش آن معمولا با دست صورت  می گیرد. با چرخاندن چرخ دستی ، مرغک ثابت محور می تواند داخل جا مرغک که در پیشانی سمت راست قطعه کار قرار دارد جابگیرد. بعلاوه چرخش چرخ دستی موافق عقربه ساعت نیز سبب می گردد که محور (مرغک در داخل محور محکم شود.) بسمت قطعه کار جلو برود. از طرف دیگر در صورت سوار کردن مته در داخل محور دستگاه مرغک ضمن چرخاندن دسته آن می توان، در پیشانی کار سوراخ و یا مته مرغک زد .

 

 

شکل (1-2) چرخ دستی دستگاه مرغک

 

کنترل بار

در روی قاب قوطی دستگاه حامل سوپرت، دسته بار خود کار وجود دارد که با آن بار طولی و عرضی رنده تراش را تنظیم می نمایند. بعلاوه بوسیله دست هم می توان، دسته بار عرضی در عرض کار نیز بار داد. مقدار بار را با استفاده ازحلقه مدرجی که روی ابتدای پیچ سوپرت عرضی قرار داردبطور دقیق تنظیم کرد. برای تنظیم بار خودکار ابتدا مقدار پیشروی قلم برای سوپرت عرضی و طولی تعیین می گردد، و سپس این مقدار روی جعبه دنده بار تنظیم می شود. بعد اهرم روی بار خودکار قرار می گیرد تا عمل تراش انجام شود.

 البته باید توجه داشت که برای پرداخت کاری بایستی قلم در طول یا عرض کار کم و برای خشن تراشی مقدار آن نسبتا زیاد باشد.

 

شکل (1-3) اهرم کنترل بار

سوپرت دستی

سوپرت دستی که روی سوپرت عرضی قرار دارد بوسیله دست قابل کنترل و بار دادن است از طرفی در زیر آن صفحه صاف و مدوری قرار دارد که محیط آن بین صفر تا 180 درجه مدرج شده است. با باز کردن پیچهای  آن می شود سوپرت دستی را حول محور خود 360 درجه چرخاند. با این دستگاه می توان مخروطهای کوتاه داخلی و خارجی و مخروطهای کامل را نیز تراشید، و در ضمن جهت روتراشی هم از آن استفاده کرد روی پیچ این دستگاه حلقه مردجی وجود دارد که برای تنظیم بار دقیق مورد استفاه قرار می گیرد. با این طریق در صورتیکه بار بسیار کمی برای پرداخت کاری مورد نیاز باشد قابل تنظیم است. البته در پیچ تراشی ، خشن تراشی و برداشتن بار زیاد نیز از آن استفاده می شود.

 

صفحه مخروطی تغییر محور اصلی  

صفحه مخروطی تغییر سرعت محور اصلی روی جعبه دنده سرعت قرار گرفته است، که با چرخاندن آن بوسیله دست هریک از دورهای لازم را که قبلا تعیین شده می توان بدست آورد. سرعت ماشین برحسب اندازه و نوع قطعه کار و نوع دنده تراشی که بکار برده میشود تعیین می گردد. بطور کلی سرعت ماشین بعد از اینکه  قطعه کار و دنده تراش روی ماشین قرار گرفته تنظیم و ضمنا سرعت ماشین برحسب دور در دقیقه منظور می گردد.

 

 

شکل (1-4) صفحه مخروطی تغییر محور اصلی

 

جدول مقدار پیشروی رنده

برای تعیین مقدار بار یعنی پیشروی رنده هنگام تراش از جعبه دنده ای که در زیر جعبه دنده محور اصلی قرار گرفته است که شامل جفت چرخ دنده هایی با نسبتهای معینی می باشد استفاده می گردد مقدار پیشروی (بار) 0.002 تا 0.130 اینچ (0.5 تا 3.3 میلیمتر) در نظر گرفته شده مقدار بار لازم بوسیله دسته روی پوسته با جابجایی آن مشخص می شود.

 

شکل (1-5)

 

وظیفه اصلی ماشین تراش

وظیفه اصلی ماشین تراش تغییر در  اندازه قطعات، فرم آنها، پرداخت کاری قطعات با یک یا چند عمل برش با تنظیم رنده تراش است. با سوار کردن وسائل و دستگاه های یدکی روی ماشینهای تراش دامنه فعالیت آن بسیار گسترش پیدا کرده بطوریکه میتوان بوسیله آنها عملیات مختلفی انجام داد مثلا با قرار دادن ابزارهایی مانند برقو، قلاویز و مته عملیاتی چون برقوکاری، قلاویز زنی و سوراخکاری روی ماشین تراش بسادگی انجام پذیر می باشد.

 

اساس ماشینهای تراش

بطور کلی اصول اساسی ماشینهای تراش بر مبنای عمل فلز تراش پایه گذاری شده است و نیز عمل فلز تراشی با ماشینهای تراش سبب برداشت براده توسط لبه برش دنده و حرکت براده ها در طول سطح براده رنده می باشد. در تمام عملیات فلز تراشی مانند تراشکاری، سوراخکاری، فرزکاری و یا اره کاری براده تولید خواهد شد. در این حالت نیرویی برابر بیست تن بر اینچ مربع وارد می شود، که این مقدار نیروی زیاد باعث کشش و تغییر فرم فلز و میز ایجاد حرارت می شود و حرکت براده در طول سطح برش سبب اصطکاک شده و این مقدار اصطکاک در لبه برش رنده تولید حرارت می کند، که این خود یک عامل مهم در هنگام براده برداری است.

 

نیروهائی که بر ابزار برش اثر می گذارند:

در موقع  تراش سه نیروی مختلف بر لبه برش ابزار برش اثر خواهد گذاشت این سه نیرو بطور ساده بصورت زیر بیان می شود.

    نیروی محوری
    نیروی شعاعی
    نیروی عمودی (مماسی)

 

سرعت برش مناسب برای هر ماشین به عوامل زیر بستگی دارد: 

    نوع رنده
    نوع کاریکه تراشیده می شود (از نظر نرمی)
    مقدار عمق براده
    نوع تراشیکه داده می شود(خشن یا پرداختکاری)
    سن و وضعیت ماشین
    مواد خنک کننده (محلول آب و روغن)

 

 اصولا مسئله برش در ماشینهای افزار بخاطر پیدا کردن سرعت مناسبی برای هر نوع ماشین می باشد. زیرا وقتیکه سرعت برش بیش از حد لازم باشد باعث مستهلک شدن سریع ابزار و خراب شدن کار می گردد. سرعت برش کمتر از حد مجاز موجب کندی کار و در نتیجه عدم تولید محصول بطور سریع خواهد بود.

 

مقدار سرعت برش از فرمول زیر به دست می آید. 

(1) سرعت برش برحسب متر در دقیقه                                        

 

(2) سرعت برش برحسب فوت در دقیقه                                                              

که در رابطه (1) D مقدار قطر کار برحسب میلی متر و n تعداد دور در دقیقه و  سرعت برش برحسب متر در دقیقه می باشد.

در رابطه (2)D  قطر کار برحسب اینچ و  برحسب فوت در دقیقه خواهد بود.

 

حل یک مثال

مثال 1- میله ای از فولاد معمولی که قطر آن 28 میلیمتر و تعداد دور ماشین برابر 250 دور در دقیقه است سرعت برش آنرا برحسب متر در دقیقه و فوت در دقیقه تعیین کنید. 

حل:

سرعت برش متر در دقیقه                                                         

سرعت برش فوت در دقیقه                                                          

ضمنا مقدار سرعت برش برای تمام فلزات و نیز نوع رنده ایکه بکار برده می شود در جدولهای مخصوص مشخص شده پس چون سرعت برش همیشه معین است با داشتن آن میتوان مقدار دور ماشین را بدست آورد.

 

تعیین دور ماشین توسط دیاگرام

برای اینکه در وقت صرفه جوئی شده و از محاسبه جلوگیری گردد. در اکثر کارخانجات عدد دور ماشین را از روی دیاگرام تعیین می کنند معمولا تابلوهایی روی بیشتر ماشینهای تراش نصب شده است که بسادگی تعداد دور ماشین را برای قطرهای مختلف کار نشان می دهد.

 

حل یک مثال

مثال(2): می خواهیم قطعه ای را که قطر آن برابر 140 میلیمتر است با سرعت برش 42 متر در دقیقه بتراشیم تعداد دور ماشین را از روی دیاگرام بدست آورید.

 

حل: روی محور افقی قطر 140 میلی متر را پیدا کرده و از آن نقطه عمودی بطرف بالا استخراج نموده تا امتداد سرعت برش را که از نقطه 42  خط افقی کشیده شده است قطع کند و در این صورت محل تقاطع خط عمودی از نقطه 140 با خط افقی از نقطه 42 تعداد دور ماشین را تعیین می کند. که برابر است با n5 یعنی تقریبا برابر است با 100 دور در دقیقه.

 

انواع ماشین های تراش و ساختمان آنها

    ماشین تراش کوچک مرغک دار
    ماشین تراش ابزارسازی
    ماشین تراش معمولی نرم شده
    ماشین تراش پیشانی تراش
    5.           ماشین تراش عمودی

 

1.ماشین تراش کوچک مرغک دار:

 

این نوع ماشین تراش برای آموزش و تراش کارهای کوچک مورد استفاده قرار می گیرد و چون اغلب کارها را بین دو مرغک می تراشند بهمین جهت آنرا ماشین تراش مرغک دار می گویند. بعلاوه چون از این ماشین برای

 آموزش و کارهای کوچک استفاده می شود اغلب دستگاه انتقال حرکت آنها بصورت چرخ تسمه ای ساخته می شوند.

از نظر اندازه، به دو شکل تقسیم می شوند؛ ماشین تراش کوچک رومیزی و ماشین تراش کوچک پایه دار.

 

شکل (1-6) ماشین تراش کوچک مرغک دار

 

2.ماشین های تراش ابزار سازی:

اختلاف این نوع ماشینها با سایرین در این است که ماشینهای ابزار سازی دارای دقت بیشتری نسبت به سایر ماشین ها داشته و نیز بعضی از آنها با دستگاههای مخصوص جهت تراشیدن کارهای دقیقتر مجهز می باشند. وظیفه اصلی این ماشینها تهیه ابزار و شابلن برای کارخانجات تولیدی و ماشینهای تراش تولیدی است. و چون از آنها برای کارهای کوچک و بزرگ استفاده می شود معمولا آنها را به دو صورت رومیزی و پایه دار در دسترس قرار می دهند. از نوع رومیزی آن برای تراش قطعات کوچک و کوتاه که دارای قطر کم هستند استفاده می شود.

ماشین تراش پایه دار بصورت یک ماشین تراش دقیق و نسبتا بزرگ که دارای سرعتهای مختلف است ساخته شده اند بعلاوه با دستگاه ترمز دقیق برای قطع و کنترل کردن سرعت مجهز می باشد. این ماشین بوسائل دیگری جهت تهیه سایر ابزارها و کارهاییکه احیانا مورد نیاز کارگاه می باشد خواهد بود.

 

3- ماشینهای تراش معمولی نرم شده:

از این ماشینها اغلب در کارهای تولیدی استفاده می گردد زیرا که قدرت تولیدی آنها زیاد بوده و نیز قدری سنگین تر ساخته می  شوند. از طرفی چون برای انجام کارهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند بدینجهت دارای مراحل سرعت بیشتر و نیز با بیشتر می باشد که برای انجام کارهای بزرگ بسیار مناسب است، و از نظر استحکام بر سایر ماشینها نیز برتری داشته و می توان برای تولیدهای کم مورد استفاده قرار داد.

 

4- ماشین های تراش با قطر کارگیر و طول زیاد:

این نوع ماشینها برای تراش کارهایی که قطر آنها بزرگ و نیز دارای طول زیاد هستند مورد استفاده قرار می گیرند زیرا که میز آنها بزرگ و ارتفاع محور اصلی ماشین تا روی ریل نسبتا زیاد است. در بعضی از ماشینهای تراش که دارای طول زیاد می باشند برای اینکه بتوان از حداکثر قطر کارگیر استفاده شود، نزدیک محور اصلی در قسمت ریل یک قطعه جاگذاری شده است هنگامیکه لازم باشد می توان قطعه را از روی ریل جدا کرده و سپس قطعات با قطر زیاد را تراشید و نیز برای تراش کارهای مخصوص مورد استفاده قرار می گیرد.

معمولا این نوع ماشینها را با دورهای بسیار زیاد طراحی نمی کنند و از طرفی استحکام و قدرت برش آنها بسیار زیاد است، بدینجهت میتوان با آنها حجم براده بیشتری را در یک زمان معین برداشت.

 

- ماشین فرز مخصوص

اگر چه بعضی از عملیات اصلی فرزکاری به وسیله ماشینهای فرز زانوئی ستونی انجام گرفته است ولی قابل فهم و درک است که بر اثر توسعه یافتن مهارتها سازندگان ماشینها انواع ماشینهای فرز مخصوص دیگری را به بازار عرضه نموده، زیرا که برای اجراء کارهای پیچیده و مهم نیاز به ماشینهای پیچیده تر بوده تا بتوان با آنها با صرف وقت کمتری انجام داد. بنابراین این اصل بحث ما درباره ماشین فرز زانوئی ستونی تمرکز خواهد یافت.

?  ماشین فرز زانویی و ستونی:

این نوع ماشین فرز یک نوع ماشین فرز استاندارد شده است. که بر اساس دو جزء اصلی که قبلاً

طراحی شده نامگذاری می گردد.

1- ستون که فرم قاب شکلی دارد.

2- زانو که در جلو ستون قرار گرفته که دارای شیارهای دم چلچله ای برای قرار گرفتن میز می باشد.

معمولاً این ماشینها در دو نوع مختلف ساخته و در بازار کار وجود دارد که عبارتند از:
1- ماشین فرز افقی ساده

در این ماشینها میز در جهت طولی حرکت رفت و برگشت داشته و محور اصلی روی کشوئی که در روی ستون به صورت افقی قرار دارد حرکت عرضی می کند. علاوه بر آن محور که در جلو کشوی عرضی نیز به صورت عمودی قرار دارد می تواند به سمت میز ماشین دارای حرکت عمودی بالا و پایین داشته باشد. این حرمت نیز به وسیله هیدرولیک کنترل می گردد. همچنین این ماشین نیز با دستگاه کپی مجهز است که برای تولید قطعات نرم دار طراحی شده است دقت آنها زیاد و ماشینهای بسیار حساسی است.

نوع دیگر ماشینهای فرز با بدنه ثابت که با دستگاههای کپی مجهز می باشند که از این ماشین نیز برای تولید زیاد و همچنین قطعات فرم دار استفاده می گردد. عموماً این نوع ماشینها را با دستگاههای هیدورلیکی انتقال حرکت مجهز می نمایند. قطعه کپی (مدل) در سمت راست میز ماشین کپی قرار گرفته و میله هدایت که در روی مدل قرار گرفته حرکت از مدل به قطعه مورد تراش منتقل شده و فرزکاری قطعات صورت می گیرد.

ماشین فرز با بدنه ثابت برای تولید قطعات به صورت انبوه طراحی شده است. میز ماشین مستقیماً در روی ریل قرار دارد و فقط می تواند حرکت طولی داشه اشد. محورهای ماشین که به صورت افقی جاسازی شده می تواند حرکت عرضی و نیز حرکت عمودی داشته باشد.

 

 

 2- ماشین فرز عمودی

ماشین فرز عمودی تفاوت کلی با سایر ماشینهای فرز دارد. این نوع ماشینها دارای محور عمودی است که تیغ فرز به صورت عمودی در داخل محور اصلی قرار گرفته و محکم می گردد. البته تیغ فرز را در داخل محور که خود دارای دنباله مخروطی است قرار داده و سپس آنها را در داخل محور اصلی که در داخل دستگاه سر عمودی بوده جاگذاری نموده و محکم می نمایند.

محور اصلی که تیغ فرز در داخل آن قرار گرفته به وسیله چرخ دستی به سمت پائین و یا بالا حرکت می کند، که می توان با این عمل به کار بار داد. در بعضی از ماشینهای فرز عمودی بار عمودی ممکن است به صورت خودکار صورت گیرد.

محور ماشین فرز عمودی درست مثل ماشینهای مته است که در همان سمتی که میز قرار دارد قرار گرفته است. ابزار برش (تیغ فرز) در داخل محور بسته شده بنابراین در این نوع ماشینها از محور تیغ فرز استفاده نمی گردد. بلکه به جای آن از گیره فشنگی

 

 

 

به طور کلی ماشینهای فرز عمودی مانند سایر ماشینها دارای سرعتهای مختلف بوده که برای انواع تراش فلزات با انواع تیغ فرزهای انگشتی و یا تیغ فرزهای پیشانی تراش استفاده می گردد.

قسمت های‌ مهم این دونوع ‌دستگاه ‌را كه از متداولترین آنهاست می توان چنین معرفی كرد:

1- پایه میز

 2- فلكه تنظیم ارتفاع میز (فلكه حركت عمودی میز(

 3-كشوی حركت عرضی میز

 4- فلكه تنظیم حركت عرضی میز

 5- میز اصلی ماشین

 6- دسته حركت طولی میز ماشین

 7- اهرم حركت اتومات میز

 8- سردستگاه (درفرز افقی ) وكلگی ماشین (در فرز عمودی )كه قابل تنظیم است

 9- ضامن كلگی (درفرز افقی ) وفلكه تنظیم حركت عمودی محور (درفرز عمودی )

 10- محور كار یا درن (درفرز افقی ) ومحوركار یا گلویی (درفرز عمودی )

 11- اهرم تغییر عده دوران

 12- اهرم تنظیم مقدار پیشروی

 13- محدود كننده های حركت اتومات میز

مخفف computer numerical control می باشد در ایران این ماشین ها CNC خالی خوانده میشوند ولی نام آنها به فارسی ماشین های (دستگاه های ) کنترل عددی ترجمه می شود.

نسل اول این دستگاه ها NC ها بوده اند یعنی کامپیوتر را نداشته است و دستگاه طبق منطقی خاص دستورات را درک می کرده مثلا با استفاده از کارت های پانچ شده.

 

 

 

به عنوان مثال در دستگاه تراش برای دستور پیشروی بدین صورت عمل می شود که قسمت ساپورت دستگاه را بوسیله دسته چرخان به جلو میبریم در ماشین های NC این کار توسط یک سری دستورات پانچ شده بر روی نوار پانچ صورت می گرفت در دستگاه های CNC امروزین اینکار توسط یک کد صورت می گیرد.

پس یک دستگاه CNC عملا همان همان دستگاه دستی ساده می باشد که قابلیت فرمان پذیری از طریق کد ها و منطق ریاضیاتی را دارد در این دستگاه حضور کاربر (اپراتور) برای کار با دستگاه محدود به ایستادن این فرد پشت بخش کنترل کننده دستگاه می باشد و نوشتن برنامه های حرکتی آنهم فقط برای یکبار ، دیگر دستگاه این عمل را بصورت خودکار هر چند بار که بخواهیم تکرار می نمایدالبته بدون حضور کاربر.

بدنه این دستگاه تقریبا شبیه دستگاه های دستی می باشند یک CNC فرز عملا همان بدنه سخت افزاری فرز دستی را دارد همینطور برای CNC تراش و CNC سنگ و...
تنها تفاوت اضافه شدن بخش کنترل گر میباشد (البته این تفاوت بصورت عام می باشد ولی به صورت خاص مطمئنا بخش الکترونیکی هم تغییر کرده است)

اما بخش کنترلگر ،این بخش ،بخش اصلی یک دستگاه CNC می باشد در صنعت این بخش با نام کنترلر CONTROLER خوانده می شود یک دستگاه CNC از هر نوع (تراش،فرز ،سنگ،ابزار تیز کن،تزریق ،پرس ،و...)بیشتربا نوع کنترلرش شناخته شده است مطمئنا آموزشی که به افراد داده میشود در اصل براساس کنترلر این دستگا ه ها می باشد
?  تفاوت بین مدلهای مختلف دستگاههای CNC
کنترلر های مختلفی برای دستگاه های CNC موجود میباشد مانند فانوک – هایدن هاین، زیمنس – C39 - 2P22 –C15 – فاگورو میتسوبیشی و...
زیمنس و هایدن هاین از مارک هایی می باشند که در ایران فراوان استفاده می شوند اما تفاوت بین این مدلها چیست.
منطق در یافت اطلاعات بصورت کد هائی می باشد که با G شروع می شوند به عنوان مثال کد G01 حرکت خطی است G02 و G03 حرکت دورانی می باشند و G90 نوع مختصات را از نظر مطلق بودن یا نسبی بودن مشخص می نماید.
کدهای عنوان شده کدهای عمومی می باشند و در کدهای خاص با توجه به نوع کنترلر شاید شماره کد فرق تماید به عنوان مثال G20 در زیمنس منظور انتخاب سیستم اندازه گیری متریک می باشد ولی این در هایدن هاین کد G70 این کار را امجام میدهد پس همانطور که گفته شد آموزش کدها باید با توجه به نوع کنترلر صورت گیرد خدا را شکر که استاد بنده در دانشگاه کد نویسی را تحت زیمنس و مدل های بالای این مارک به ما یاد داد.

 

 



ولی واقعا باید در دانشگاه چه چیزی را از این دستگاهها باید اموخت

· اصول اولیه از بدنه دستگاه و فرمت آنها

· اصول اولیه ای از کدها به عنوان مثال کدها چگونه عمل می نمایند ساده ترین مثال باز هم کد G01 می باشد

مثلا در خط فرمان دستگاه تراش تایپ می شود(         ( G01 X20 Z-30 F10 S100 M7  دستگاه ابزار را به این نقطه ،با سرعت 10 با هر واخد از پیش تعیین شده با سرعت اسپیندل هزار و...می برد

· آشنائی اولیه با منطق ها مثلا باید انتخاب شود که سیستم اندازه گیری مطلق باشد یا نسبی و یا حتی قطبی متریک باشد یا نه کدهای جانبی برای مشخص کردن سرعت و غیره
· چگونه زیر گروه کاری انتخاب می شود مثلا برنامه ای نوشته شود که دستگاه باید به نقاط مختلف برود و بعد از انجام عملیات در ان محل یک عمل با یک گروه عمل خاص را تکرار کند مثلا برای این کار یک زیر برنامه نوشته میشود که باید هربار دستگاه در ان موقعیت آنها را انجام دهد · معرفی M کدها که کارهای جانبی مانند روشن کردن پمپ ماده خنک کننده و..

· حل چند مثال از قطعات مختلف در تراش و فرزو حتی الامکان در یک دستگاه دیگر نظیر سنگ یا پرس،مثال ها باید به گونه ای باشد که کاربر به سادگی درکی از نحوه انجام کار بدست بیاورد.

گزارش کاراموزی ابزار دقیق، تراشكاری،جوشكاری در 34 صفحه ورد قابل ویرایش

اهمیت کنترل اتوماتیک در صنایع و زندگی روزمره عصر حاضر بر هیچکس پوشیده نیست و بجرات
می توان گفت که یکی از مهمترین بخشهای صنایع پیشرفته امروزی را سیستمهای کنترل اتوماتیک
تشکیل می دهد.  کاربرد کنترل اتوماتیک موجب بالا رفتن کیفیت و کمیت تولید محصولات و همچنین
ایمنی محیطهای صنعتی را بطور چشمگیری افزایش داده است.
در شرکتها و موسسات بزرگ که با فرایندهای پیچیده سروکار دارند ادوات و تجهیزاتی که وظیفه کنترل
اتوماتیک را بر عهده دارند بسیار زیاد استفاده شده است.
رشته علمی که با این ادوات سروکار دارد تا نسبت به رفع عیب و تنظیم و ارتقا کاری ان ادوات اقدام کند
در اکثر شرکتها به نام واحد ابزار دقیق شناخته می شوند. و رشته دانشگاهی هم به نام کنترل و
ابزار دقیق نیز در این سالها در دانشگاهها بوجود آمده است و استادان مشغول تدریس در این زمینه
هستند. در این وبلاگ سعی می شود که اطلاعات جامع و مفیدی در زمینه ابزار دقیق مخصوصا بصورت
کاربردی که در صنایع بزرگی مانند پالایشگاهها استفاده میشود ارائه شود تا دوستداران که به این رشته
علاقمند هستند از آن استفاده کنند.
سعی ما بر این است ابتدا از مباحث پایه ایی و اصلی در این زمینه شروع کنیم و بعد از اینکه این مباحث
مطرح شد در ادامه بتوانیم مباحث جالبی از کنترل توربین های گازی و بویلرها و سیستمهای کنترلی با
PLC   را اگر توانی بود و خداوند یاری كرد ارائه كنیم.    
 



مقدمه ایی در مورد ابزار دقیق

ابزار دقیق رشته جدیدی است كه امروزه جای خود را در میان رشتهای دیگر در صنایع ایران باز می كند.


ابزار دقیق از سه قسمت اساسی زیر تشكیل شده است كه عبارتد از :


?.اندازگیری                 ?.كنترل                    ?. محركها(ادوات خروجی)


این سه مجموعه در كنار یكدیگر مكمل یك سیستمی به نام سیستمهای كنترل اتوماتیك می باشند كه این سیستم كنترل اتوماتیك وظیفه انجام كنترل فرایندی را در یك مجموعه عملیاتی بر عهده دارد .

?.اندازه گیرها
قسمت اندازه گیر مقدار واقعی عنصر مورد نظر را اندازه گیری می كند.پارامترهای مختلفی در صنایع برای كنترل اندازه گیری می شود مهمترین پارامترهایی كه در صنعت برای كنترل اندازه گیری می شوند عبارتند از :
?.اندازه گیری فشار                                                           measuroment of the pressure
?.اندازه گیری جریانات سیالات                                                   measuroment of the flow  
?.اندازه گیری درجه حرارت                                               measuroment of the temprature  
?.اندازه گیری ارتفاع مایعات                                                       measuroment of the level  
 

علاوه بر این پارامترهایی که در بالا ذکر شد عوامل دیگری برای اندازه گیری و کنترل وجود دارند و مهم هستند اما بعلت استفاده محدودتر از این پارامترها فقط به بیان نام آنها اکتفا می شود و در ادامه اگر فرصتی بود توضیحاتی در مورد آنها داده می شود این پارامترها عبارتند از :


انازه گیری سرعت ـ اندازه گیری لرزش ـ آشکار سازهای دود و شعله ـ دستگاههای آنالایزر


?.کنترل کننده ها


 قسمت دوم ابزار دقیق بخش کنترل می باشد در ابتدای شروع صنعت که کنترل بصورت امروزی نبود کنترل بوسیله عوامل انسانی انجام می شد سپس با پیشرفت علم سیستم کنترل اتوماتیک با بوجود آمدن ادوات نیوماتیکی (بادی) وارد مرحله جدیدی شد. بعد از مدتی با اختراع ترانزیستور استفاده از کارتهای الکترونیکی برای کنترل آغاز شد با بوجود آمدن این قطعات کنترلی استفاده از عوامل انسانی برای کنترل کمتر می شد.در ادامه پیشرفت  علم  کامپوترهای صنعتی با نام plc وارد صنعت شدند بوسیله این plc ها واحدها به آسانی کنترل می شدند وتغییرات نیز به آسانی در واحدها انجام می گرفت
امروزه کنترل کنندهای جدید تری بنام DCS  (سیستم کنترل کننده توزیع پذیر) و کنترل کننده های فازی وظیفه کنترل را در واحدهای صنعتی بر عهده دارند.


?.محرکها (ادوات خروجی)


محرکها ادواتی هستند که سیگنال خروجی را از قسمت کنترل کننده می گیرد و متناسب با این سیگنالها  عمل می کند. از عمده ادوات خروجی می توان به شیرهای کنترل و الکتروموتورها اشاره کرد. این ادوات با عملکرد خود باعث کنترل پارامترهای اندازه گیری شده در مقدار مطلوب و مورد نظر    می شوند . این ادوات گستره تنوعی زیادی دارند که در بحث ادوات خروجی به توضیح در مورد آن خواهیم پرداخت.
تا این قسمت به معرفی اجمالی رشته ابزار دقیق پرداختیم و قسمتهای کاری مختلف این رشته گفته شد. از بخشهای دیگر وارد جزییات هر یک از بخشها می شویم و به توضیحات در مورد این ادوات        می پردازیم.در ادامه با یک مثال به توضیح یک حلقه کنترلی برای کنترل دمای آب خروجی بویلر( دیگ بخار) توضیح داده می شود.
 

انواع جوشكاری


جوشكاری اصطكاكی


مقدمه


در تكنولوژی پیشرفته امروزی اتصال قعات فلزی بیكدیگر بوسیله روشهای مختلف جوشكاری نقش اساسی دارد .
انتخاب روش جوشكاری به عوامل مختلف از قبیل جنس و شكل دو قطعه مورد اتصال . هزینة ساخت ، سرعت عمل و غیره بستگی دارد . گاهی در صنعت لازم است یك فرآورده دارای قسمتهائی با مشخصات فیزیكی مختلف مثل فولاد سخت و فولاد معمولی باشد كه بوسیلة جوشكاری یكپارچه شوند و در برخی موارد لازم است حتی دو قطعه فلز غیرهمجنس مثل آلومینیوم به فولاد و یا مس به فولاد و یا فولاد به تنگستن بوسیله جوشكاری با كیفیت رضایتبخش اتصال یابند .
برای اتصال دو یا چند قطعه در مواردی كه در بالا ذكر شد از جوشكاری اصطكاكی استفاده می شود در این مقاله اصول جوشكاری اصطكاكی تشریح شده و مثالهائی از موارد استعمال این نوع جوشكاری درج گردیده است تا ضمن آشنائی با جوشكاری اصطكاكی ، اهمیت و گسترش آن در رشته های مختلف صنایع روشن گردد .


اصول جوشكاری


در جوشكاری اصطكاكی یكی از دو قطعه مورد جوشكاری نسبت بدیگری چرخانده میشود و سپس دو قطعه با یك نیروی محوری بیكدیگر فشرده میشوند در اثر اصطكاك بین دو سطح كه بیكدیگر مالیده می شوند حرارتی ایجاد می شود كه باعث نرم شدن ( پلاستیكی شدن ) دو قطعه می گردد . آن وقت دو قطعه نرم شده بیكدیگر فشرده شده و در جهت شعاعی تغییر فرم می دهد .
پس از مدتی ضمن اینكه دو قطعه بهم فشرده شده اند دوران قطعه متحرك متوقف میشود و بدین ترتیب دو قطعه پس از سرد شدن بیكدیگر جوش خورده و یكپارچه میشوند . مطالعات نشان داده است كه درجه حرارت متوسط سطوح تماس همیشه كمتر از نقطه ذوب هر دو قطعه مورد اتصال میباشد و بنابراین اتصال دو قطعه در جوشكاری اصطكاكی از طریق نفوذ بیشتر از طریقه ذوب صورت میگیرد یعنی ماده در تماس بحالت پلاستیكی در می آید ولی ذوب نمی شود و بهمین جهت می توان گفت جوشكاری در فاز جامد صورت می گیرد .


ساختمان و طرز كار دستگاه


ماشین جوش اصطكاكی از سه قسمت اصلی تشكیل میشود .


1ـ گیرنده ثابت برای گرفتن یك قطعه جنس مورد نظر
2ـ سه نظام دوار برای گرفتن و چرخاندن قطعه دیگر جسم مورد جوشكاری .
3ـ دنده هائی كه بطور اتوماتیك و هیدرولیكی برای بوجود آوردن نیروی لازم جهت فشار دادن دو قطعه جسم بیكدیگر و ایجاد اصطكاك و حرارت جوش بكار می آیند .


دو قطعه جسم بترتیب به سه نظام و گیره ثابت محكم شده در حالیكه گیره ثابت بجلو رانده میشود سه نظام شروع بچرخاندن قطعه دیگر می كند . وقتی دو قطعه جسم بیكدیگر برخورد می كند ابتدا اكسیده ها كثافات و برجستگی های دو سطح بریده و از بین می رود و در اثر ازدیاد فشار و اصطكاك حرارت دو سطح بالا رفته و بلافاصله سطح دو قطعه بحالت پلاستیكی میرسد .


ابزارهای برشی و نگهدارندة ابزار

برای به كار گیری مؤثر از یك ماشین تراش،ماشین كار باید معلومات كافی دربارة ابزارهای برشی و تیز كدن آنها برای تراشكاری مواد مختلف داشته باشد.برای براده برداری از قطعه كار باید لبة برشی ابزار در تماس با قطعه كار در حال گردش قرار داده شود.در بسیاری موارد،از ابزارهای برشی یك لبه HSS برای براده برداری استفاده می شود.

ابزارهای برشی HSS كوچك را معمولاً در یك ابزار گیر می بندند.این گونه ابزارگیرها در مدلهای صاف،راست تراش و چپ تراش ساخته می شوند.برای تشخیص یك ابزار گیر راست تراش از چپ تراش،ابزار گیر را در دست گرفته و به نوك ابزار نگاه كنید.اگر نوك ابزار به طرف راست تمایل دارد،آن را راست تراش و اگر نوك آن به طرف چپ تمایل دارد،آن را چپ تراش می نامند.در اغلب ماشین های تراش از یك پایه ابزار گیر چند طرفه گردان برای نصب ابزار برشی استفاده می گردد.این پایه،برجك یا تارت(Turret) نیز نامیده می شود.پایه های ابزار گیر معمولاً چهار طرفه هستند و می توان حداكثر چهار ابزار برشی روی آن نصب كرد.با شل كردن اهرم گردان روی پایه می توان آن را چرخاند تا لبة برشی مورد نظر در موضع براده برداری قرار گیرد.سپس باید اهرم را مجدداً محكم نمود.
ابزارهای خشن تراش

وقتی در تراشكاری عمق براده برداری زیاد باشد و حجم براده زادی از قطعه كار برداشته شود،به این عمل خشن تراشی می گویند.در ابزارهای HSS خشن تراش،لبه برشی صاف است و نوك آن كمی گرد شده است.با این فرم لبه برشی می توان عمق براده زیادی را با سرعت پیشروی زیاد تراشكاری كرد.زاویه آزاد جانبی اندك در این ابزار سبب می شود كه پشت لبة برشی بخوبی تقویت شده باشد.

واضح است كه یك ابزار خشن و چپ تراش در جهت چپ به راست به خوبی براده برداری می كند.همجنین یك ابزار راست تراش خشن در جهت مخالف،یعنی راست به چپ باید به كار گرفته شود.
ابزارهای ظریف تراش

نوك یك ابزار ظریف تراش گردتر از نوك یك ابزار خشن تراش است.اگر لبه برشی این ابزار پس از سنگ زدن،با سنگ پرداخت كاری دستی پرداخت شود،سطح تراشكاری شده با این ابزار كاملاص صیقلی خواهد بود.برای ظریف تراشی با این ابزار باید عمق براده كم و سرعت پیشروی نیز كم باشد.همانند ابزارهای خشن تراش،این ابزار را نیز به صورت راست تراش و چپ تراش می توان آماده كرد.

پیشانی تراشی قطعه ای كه بر روی گیره نظام بسته شده است.

یك ابزار برشی مناسب كه نوك آن گردی كمی داشته باشد،برای پیشانی تراشی استفاده می گردد.ساپورت مركب به اندازة 30 درجه به طرف راست چرخانده شده و بدنه ابزار برشی را با زاویه ای كمتر از 90 درجه نسبت به پیشانی قطعه كار تنظیم كنید.برای پیشانی تراشی،نوك ابزار باید دقیقاً در مركز تنظیم گردد.ابزار برشی را با حركت دادن ساپورت طولی به موضع تراشكاری جابجا كرده و ساپورت طولی را در این موضع قفل كنید.

پیشانی تراشی را می توان در هر دو جهت انجام داد.می توان نوك ابزار را در مركز قطعه كار قرار داده و پیشروی را به طرف بیرون هدایت كرد و یا برعكس این.رایج است كه ابزار را در مركز قرار داده و پیشروی ابزار را به طرف بیرون انجام داد.اگر قطر قطعه كار بیشتر از (38 mm) “2/11 باشد،می توان از پیشروی اتوماتیك ابزار استفاده كرد.

با پیشروی ابزار پیشانی تراش از مركز به طرف بیرون،كیفیت پرداخت سطحی خوبی به دست می آید.اگر نوك ابزار كمی بالاتر ار مركز باشد،یك زائده كروی در مركز قطعه كار باقی خواهد ماند.اگر نوك ابزار كمی پایین تر تنظیم شود،یك زائده استوانه ای در مركز قطعه كار باقی می ماند.اگر زائده اضافی در پیشانی تراشی به وجود آید،باید نوك ابزار را تنظیم كرده و كار را مجدداً انجام داد.
روتراشی ساده و پله تراشی

روتراشی و پله تراشی یك قطعه كه درون گیره نظام بسته شده،همانند قطعه ای كه بین دو مرغك مهار شده است،انجام می شود.برای جلوگیری از خم شدن قطعه كار به هنگام روتراشی،لازم است قطعات بلند را ابتدا مته مرغك زده و سپس توسط مجموعه مرغك از طرف دیگر مهار نمود.
مخروط تراشی

قسمتی از یك قطعه كار را هنگامی مخروطی می نامند كه قطر آن با یك نرخ ثابت در طول قطعه كار افزایش یا كاهش یابد.
مخروط تراشی با ساپورت مركب

با این روش می توان هم مخروط داخلی و هم مخروط خارجی تراشید.طول مخروط تراشی در این روش محدود است،زیرا كورس حركتی ساپورت مركب محدود است.با توجه به اینكه صفحة مدرج زیر ساپورت مرکب بر حسب درجه مدرج شده  دقت مخروط تراشی در این روش در حد درجه است و بنابراین شیب مورد نظر را باید به صورت درجه گرد كرد.یك جدول تبدیل زاویه به شیب در هر فوت ارائه شده است.
ماشین های تراش

اساسی ترین ماشین های ابزار محسوب می شود.ابزار برشی در ماشین تراش قابل كنترل است و می توان آن را در جهت طولی بر روی بستر ماشین و در جهت عرضی توسط ساپورت عرضی و یا تحت زاویه خاص به حركت درآورد.
اندازه یك ماشین تراش

اندازه یك ماشین تراش بر اساس قطر كارگیر و طبق بستر ماشین تعیین می گردد.قطر كارگیر عبارت است از حداكثر قطر قطعه كار كه می تواند بر روی بستر ماشین بچرخد.طول بستر یك ماشین تراش،به صورت كلی و از ابتدا تا انتهای آن در نظر گرفته می شود.

طول بستر یك ماشین تراش را نباید با طول كارگیر (حداكثر طول قطعه كار كه بین مردمك و سه نظام قرار می گیرد) اشتباه گرفت.طول كارگیر عبارت است از طول بستر ماشین منهای طولهایی كه توسط مجموعه مرغك و سه نظام اشغال می شود.
قسمت های اصلی ماشین تراش

وظیفه اصلی هر ماشین تراش،صرف نظر از میزان پیچیدگی آن،به گردش درآوردن قطعه كار در برابر لبه برشی یك ابزار می باشد.هر قطعه ای از ماشین تراش را می توان جزو یكی از مجموعه های زیر به حساب آورد:

    مجموعه محركه ماشین ابزار،
    مجموعه نگهدارنده و گردش قطعه كار و
    مجموعه نگهدارنده،محركه و هدایت ابزار برشی.

سیستم محركه یك ماشین تراش

در ماشین های تراش،قدرت موتور توسط یك گیربكس یا با استفاده از تسمه به مكانیزم محركه ماشین منتقل می شود.سرعت گردش اسپیندل به روشهای زیر قابل تغییر است:

    جا به جایی چرخ دنده ها در گیربكس.
    تنظیم پولیهای تنظیم شونده به یك وضعیت جدید.
    جا به جا كردن تسمه بر روی پولیهای مختلف.
    كنترل سرعت به صورت هیدرولیكی