وحدة التحكم في السيرفو CNC

أنواع وحدات التحكم ذات المحركات المتزامنة CNC

وفقًا للتقديرات، بلغت قيمة سوق وحدات التحكم CNC العالمية أكثر من 2.3 مليار دولار في عام 2021، ومن المتوقع أن تصل إلى 4.5 مليار دولار بحلول عام 2031، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 6.8% من عام 2022 إلى عام 2031. يمكن أن يُعزى جزء أساسي من نمو السوق إلى الأنواع المختلفة من وحدات التحكم ذات المحركات المتزامنة CNC المتاحة للاستخدام.

تُدير وحدة التحكم CNC (التحكم العددي بالحاسوب) حركة أدوات القطع في الآلة وتنسق حركة المحاور المتعددة. تُنظم وحدة التحكم ذات المحركات المتزامنة CNC سرعة المحور وموقعه وعزم الدوران أو قدرته، وتتوسع مسؤوليتها لتشمل إدارة المحركات مع مشفرات. فيما يلي بعض أنواع وحدات التحكم:

• التحكم ذو الحلقة المفتوحة: يشير التحكم ذو الحلقة المفتوحة إلى نوع من التحكم حيث تُخبر أوامر الإدخال الآلة بما يجب فعله، لكنها لا تتلقى أي تعليقات حول مدى أدائها. فكر في الأمر مثل اتباع وصفة دون التحقق مما إذا كان الطعام ينضج بشكل صحيح. التحكم ذو الحلقة المفتوحة بسيط وغير مكلف، لكنه لا يمكنه تعديل نفسه إذا حدث خطأ أو تغيرت الظروف. من المهم ملاحظة أن هذه الفكرة تختلف عن التحكم ذو الحلقة المغلقة، حيث يتلقى النظام تعليقات لتحسين أدائه.
• التحكم الهجين: تجمع وحدة التحكم الهجين في مجال الروبوتات والأتمتة بين نوعين مختلفين من وحدات التحكم: وحدة تحكم ذات حلقة مفتوحة ووحدة تحكم ذات حلقة مغلقة. يصدر الجزء ذو الحلقة المفتوحة من وحدة التحكم الهجين أوامر للآلة دون التحقق مما إذا كانت تعمل. من ناحية أخرى، يستخدم الجزء ذو الحلقة المغلقة التغذية الراجعة لمراقبة النظام وتعديله لتحسين التحكم. من خلال الجمع بين مكونات الحلقة المفتوحة والحلقة المغلقة، تهدف وحدات التحكم الهجين إلى تعزيز الأداء والمرونة والكفاءة في التحكم في الأنظمة الروبوتية والعمليات الآلية.
• التحكم المستند إلى Ethernet: يشير التحكم المستند إلى Ethernet إلى نوع من التحكم في الآلات يستخدم تقنية Ethernet للاتصال والتواصل. يسمح ذلك للأجهزة بتبادل المعلومات وأوامر التحكم باستخدام شبكات Ethernet القياسية. مع سرعة نقل البيانات السريعة وربط الأجهزة المتعددة، يوفر التحكم المستند إلى Ethernet خيارًا مرنًا لإدارة الآلات والمعدات. يعني ذلك أنه يمكن استخدامه في مجالات مختلفة لإدارة الأنظمة الآلية الصناعية بكفاءة.
• وحدة تحكم ذات محركات متزامنة CNC بالليزر: وحدة تحكم ذات محركات متزامنة CNC بالليزر هي جهاز رقمي يتحكم في حركة رأس القطع في الآلة. يستخدم التحكم العددي بالحاسوب لتوجيه مسار رأس القطع بدقة، مما يسمح له بقص مواد مختلفة. يتغير شعاع الليزر في وضعه وشكل من أشكال وفقًا لاحتياجاته لعمل القطع المطلوبة. بهذه الطريقة، يمكن للآلة قص مواد مختلفة بدقة باتباع تصاميم وأنماط محددة.

مواصفات وحدة التحكم ذات المحركات المتزامنة CNC وصيانتها

من المهم أن نفهم أن مواصفات وحدة التحكم ذات المحركات المتزامنة CNC قد تختلف حسب العلامات التجارية والنماذج والتطبيقات. تلخص الجدول أدناه بعض المواصفات الشائعة.

• المحركات المتوافقة: يتم مطابقة وحدة تحكم CNC مع نوع معين من المحركات المتزامنة. لهذا السبب، فهي مُصممة في المقام الأول للعمل مع محركات متزامنة إما AC أو DC.
• تقييم الطاقة: عادةً ما تتراوح قدرة خرج وحدة تحكم CNC من بضع مئات من الوات إلى عدة كيلووات. سيعتمد ذلك في النهاية على حجم وتطبيق الآلة المعنية.
• بروتوكول الاتصال: تتواصل وحدات التحكم ذات المحركات المتزامنة CNC مع الآلة التي تُتحكم بها باستخدام بروتوكولات معينة. الخيارات النموذجية هي بروتوكولات EtherCAT و CANopen و RS-232/485، على سبيل المثال لا الحصر.
• إشارات الإدخال / الإخراج: بشكل عام، ستستخدم وحدة تحكم ذات محركات متزامنة CNC العديد من إشارات الإدخال والإخراج. قد تشمل هذه الإشارات إشارات التغذية الراجعة من المشفر وإدخالات مفتاح الحد وأوامر الإشارات من آلة CNC.
• تحكم المحور: يمكن لوحدة تحكم ذات محركات متزامنة CNC إدارة حركات المحاور المختلفة. عادةً ما تشمل ميزات تحكم المحور إعدادات لتسريع وتباطؤ المحرك والتحكم في السرعة والموضع والربط بين النقاط.
• مقاومة الغبار والماء: عادةً ما يتم تصنيف مواصفات وحدة تحكم ذات محركات متزامنة CNC مقاومة الغبار / الماء باستخدام معيار IP. على سبيل المثال، يشير تصنيف IP65 إلى أن الجهاز مُحكم تمامًا ضد الغبار ومُحمي ضد رذاذ الماء من الفوهات في جميع الاتجاهات.

الصيانة

بشكل عام، تُطيل وحدة تحكم ذات محركات متزامنة CNC جيدة الصيانة عمر آلة CNC. فيما يلي بعض النصائح البسيطة ولكن الفعالة لصيانة وحدة تحكم آلة CNC.

• التنظيف: يساعد تنظيف سطح وحدة التحكم بانتظام في إبقاء الحطام والغبار بعيدًا. اعتاد على استخدام قطعة قماش ناعمة وخالية من الوبر لمسح الأسطح. بالنسبة للأوساخ الصعبة، استخدم محلول تنظيف أوصت به الشركة المصنعة.
• تحكم البيئة: يمكن أن تتأثر أداء وحدة تحكم آلة CNC بسهولة بالعوامل البيئية. نتيجة لذلك، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تآكل مبكر - وبالتالي المساس بسلامة الآلة. لذلك، يُنصح بإبقاء وحدة تحكم CNC في بيئة مثالية. على سبيل المثال، يجب أن تكون درجة حرارة الغرفة ضمن النطاق الذي أوصت به الشركة المصنعة. سيسمح ذلك للجهاز بالعمل بكفاءة وأمان.
• التفتيش المنتظم: خصص بعض الوقت لفحص وحدة تحكم CNC بانتظام بحثًا عن أي ضرر أو اتصالات فضفاضة أو علامات تآكل. عند ملاحظة أي مشكلات، عالجها بسرعة لتجنب تصعيد احتياجات الإصلاح أو توقف تشغيل الآلة المحتمل.
• تحديثات البرامج: إذا كان لدى وحدة تحكم آلة CNC مكون برنامج، فتأكد من التحقق بانتظام من وجود تحديثات. إذا كان الأمر كذلك، ففكر في تنزيلها وتثبيتها. في معظم الحالات، ستُحسِّن التحديثات الوظائف وتحسن الأمان.

تطبيقات وحدات التحكم ذات المحركات المتزامنة CNC

تتمتع وحدات التحكم ذات المحركات المتزامنة CNC بمجموعة واسعة من التطبيقات في العديد من الصناعات المختلفة. فيما يلي بعضها.

• قص وتثقيب المعادن

  تستخدم وحدات التحكم لآلات تثقيب CNC وحدة التحكم ذات المحركات المتزامنة لتوجيه محور التثقيب بدقة وثقب صفائح معدنية في الأشكال المطلوبة بدرجة عالية من الدقة.

• قص الليزر CNC:

  تُكلف وحدات التحكم بالليزر بتوجيه رأس القطع المُشعِّع بالليزر وحركته في الفضاء ثلاثي الأبعاد. يمكن لهذه الليزر قص مواد مختلفة، مثل البلاستيك والخشب والمعادن. مثال ممتاز على ذلك هو وحدة تحكم ذات محركات متزامنة CNC للمعادن.

• آلات CNC:

  تُوجِّه هذه وحدات التحكم جهاز التوجيه لعمل نقوش أو حفر أو قص مجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك البلاستيك والخشب والمواد المركبة، وفقًا لمتطلبات التصميم المحددة. تعتبر وحدة تحكم ذات محركات متزامنة CNC للخشب مثالًا رائعًا على ذلك.

• آلات CNC:

  تعمل وحدات التحكم ذات المحركات المتزامنة CNC المسؤولة عن الطحن والتقطيع ثنائي وثلاثي الأبعاد للمعادن والخشب والبلاستيك حاليًا تحت توجيه نظام التحكم العددي بالحاسوب نفسه. تُكلف وحدات التحكم بحركات المحور والمغزل المطلوبة لعملية التصنيع بالإضافة إلى تحديد أبعاد المواد وتعديل شكلها.

• آلات CNC ودوران الخيوط:

  يوجد سيناريو تطبيق حيث تقوم وحدات التحكم CNC بتنفيذ عمليات الدوران ودوران الخيوط على أنظمة محور واحد أو متعدد المحاور لتشكيل المواد في أشكال أسطوانية أو مجدولة.

• قص البلازما CNC:

  تُكلف هذه وحدات التحكم CNC بتشغيل مشعل قص البلازما وتوجيه حركة طاولة العمل أو قطعة العمل التي يتم قصها استجابة للتصميم المحدد مسبقًا. وهي مُصممة خصيصًا للعمل مع مواد معدنية.

كيفية اختيار وحدة تحكم ذات محركات متزامنة CNC

• التوافق مع الآلة:

  يجب أن تتوافق وحدة تحكم آلة cnc والمحرك المتزامن. ضع في اعتبارك عدد المحاور وبروتوكولات الاتصال وتقييمات الجهد وواجهات الاتصال الفيزيائية. قارن تطبيق وحدة التحكم المقصود باحتياجات المستخدم المحددة. على سبيل المثال، قد تتطلب آلات cnc المعقدة ذات 5 محاور وحدة تحكم متطورة ذات برمجة متقدمة للأنابيب. في المقابل، قد تعمل أجهزة التوجيه البسيطة ذات 3 محاور بشكل جيد مع وحدة تحكم أساسية.

• المحركات المدعومة:

  تدعم وحدات تحكم cnc المختلفة أنواعًا ونماذج محددة من المحركات المتزامنة. تأكد من أن وحدة التحكم المختارة يمكنها إدارة المحركات المتزامنة المخطط لها للاستخدام في تطبيق.

• واجهة الاتصال:

  تُعد واجهة الاتصال بين وحدة تحكم cnc والحاسوب لإدخال الأوامر أمرًا بالغ الأهمية للتواصل الفعال بين الأجهزة. تشمل الطرق الشائعة USB و Ethernet و Wi-Fi. ستحدد احتياجات المستخدم وبيئة العمل الأنسب. على سبيل المثال، قد يكون الإعداد القائم على Ethernet أفضل إذا تم ربط أجهزة متعددة معًا للسيطرة المركزية.

• برنامج سهل الاستخدام:

  تُزوَّد وحدات التحكم غالبًا ببرمجيات للبرمجة والتشغيل تختلف في سهولة الاستخدام. بعضها يحتوي على واجهات بشرية وآلة (HMIs) أكثر قوة من غيرها. خصص بعض الوقت لتجربة خيارات مختلفة لمعرفة أيها أكثر بديهية وتناسب احتياجات سير العمل بشكل أفضل. يمكن لواجهة HMI المصممة جيدًا تبسيط إعداد الوظائف والمراقبة والتحكم في الآلة. تأكد من توافق البرنامج مع نظام الحاسوب الخاص بالمستخدم.

• التوثيق والدعم:

  التوثيق الدقيق أمر بالغ الأهمية للتثبيت الناجح والاستخدام. ابحث عن أدلة تفصيلية ورسومات أسلاك ودلائل تحري الخلل وإصلاحه وأمثلة برمجة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للدعم الفني سريع الاستجابة من الشركة المصنعة أن يساعد في حل المشكلات. عندما تكون الوثائق والدعم متاحة بسهولة، يمنح ذلك المستخدمين مزيدًا من الثقة في نظام التحكم الخاص بهم.

أسئلة وأجوبة حول وحدة التحكم ذات المحركات المتزامنة CNC

س1: هل يمكن لشخص ما استخدام محرك خطوي مع وحدة تحكم ذات محركات متزامنة CNC؟

ج1: لا، لن يعمل. تعمل المحركات الخطوية والمحركات المتزامنة بشكل مختلف. كلاهما له وحدات تحكم فريدة من نوعها. على الرغم من أنهم قد يكون لديهم اتصالات وأشكال قابس متشابهة، إلا أن مزجهم أمر خطير وقد يتلف الأجهزة.

س2: هل يمكن للمستخدمين بناء وحدة تحكم CNC الخاصة بهم؟

ج2: نعم. من الناحية النظرية، يمكن للمستخدم إنشاء وحدة تحكم CNC الخاصة به. ومع ذلك، سيتطلب ذلك معرفة وفهم عميق للدوائر الإلكترونية والبرمجة. سيجعل استخدام المكونات مُعدة مسبقًا العملية أسهل.

س3: كيف تعرف وحدة تحكم CNC أين تقطع؟

ج3: لا تقوم وحدة تحكم CNC بالقطع بنفسها. يعتمد على برامج CAD و CAM لترجمة الرسم الرقمي للكائن إلى سلسلة من الأوامر. ستقدم الأوامر تعليمات حول ما يجب قطعه وكيفية قطعه.

س4: هل يمكن ترقية وحدة تحكم CNC؟

ج4: نعم، في بعض الحالات، يمكن ترقية وحدة تحكم CNC. عادةً ما تتضمن الترقية إضافة ميزات جديدة أو تحسين سرعة ودقة الآلة. قد تُحسِّن الترقية خيارات الاتصال مثل Bluetooth أو Wi-Fi.