کاربرد کنترلر روی cnc و انواع دستگاه های صنعتی

کنترلر از یک قسمت سخت افزاری و یک قسمت نرم افزاری ساخته میشود. کاربرد کنترلر روی cnc  برای مدیریت دستگاه های سی ان سی می باشد و به عنوان هسته ی اصلی دستگاه به حساب می آید .

کنترلر سی ان سی جزو مهمترین قطعات دستگاه می باشد . کنترلر تمام فرامین اپراتور را بصورت جی کد (G-Code) و ام کد (M-Code) دریافت کرده و با تبدیل آن ها به زبان ماشین ، آن ها را برای دستگاه قابل قهم می نماید .

کسی نمی تواند منکر این واقعیت شود که استفاده از قطعات برند با کیفیت و با توان های عملیاتی بالا می تواند ما را در داشتن یک دستگاه سی ان سی خوب کمک کنند .

اما وجود تمامی این موارد با داشتن یک کنترلر رده پایین که سرعت ارسال داده ها در آن کم بوده و نمیتواند از حداکثر توان قطعات بصورت بهینه کمک بگیرد به نوعی هزینه های گزافی که کاربر برای دستگاه کرده است بی بهره می نمایاند .

کنترلر چیست

کنترلر از پر اهمیت ترین قطعات بر روی دستگاه های صنعتی در چند دهه ی اخیر می باشد . در یک مثال ساده تر ، کنترلر رابط سخت افزار و نرم افزار می باشد و به بیانی ساده تر قطعات سخت افزاری را با برنامه های نرم افزاری با همدیگر در جهت درخواست کاربر در یک مسیر قرار میدهد .

به جرات میتوان کنترلر دستگاه سی ان سی را به مانند ویندوز در یک سیستم کامپیتوری معمولی دانست . انعطاف و کیفیت کار سخت افزار بسیار اهمیت دارد ولی اگر این سخت افزار با یک سیستم نرم افزاری خوب و بهینه شه هدایت نشوند کاربرد خود را ازدست خواهند داد

کنترلر ها به مانند عامل ارتباطی شما به دستگاه هایتان می باشد و به کمک آن ها می توانید با دستگاه خود سخن بگویید و یا به عبارتی کنترلر (controller) به مانند مغز متفکر یک  پردازش صنعتی است. یک کنترلر تمامی فرمان هایی را که یک متخصص در نظر دارد اعمال کند تا پروسه‌ی جریان استاندارد خود را در پیش گیرد و نهایتا پاسخ مطلوب حاصل شود از طریق کنترلر به سیستم می فهماند.

به  واقع هروقت  پروسه‌های صنعتی به تنهایی و بدون استفاده از کنترل‌کننده در حلقه‌ی کنترل قرار گیرند معمولا پاسخ‌های مطلوبی را به لحاظ ویژگی‌های گذرا یا ماندگار  نمی دهند. ولذا انتخاب و برنامه‌ریزی یک کنترلر مناسب از مهم‌ترین مراحل یک پروسه صنعتی است. انتخاب کنترلر با توجه به درجه اهمیت پاسخ گذرا یا ماندگار و یا هردو و همچنین ملاحظات اقتصادی ویژه صورت می‌پذیرد.

نمونه ای از کنترلر های موجود

• کارت گرافیک یک کارت مدار یکپارچه در یک کامپیوتر یا در برخی موارد مانیتوری است که امکان تبدیل دیجیتال به آنالوگ، RAM ویدیویی و یک کنترلر ویدیویی را فراهم می کند تا داده ها به صفحه نمایش رایانه ارسال شوند.
• کنترلر بازی وسیله ای برای پخش بازی ها است.
• کارت رابط شبکه (NIC) یک برد مدار رایانه یا کارت است که در یک کامپیوتر نصب شده است تا بتواند به یک شبکه وصل شود.
• کارت رابط WAN (WIC) یک کارت تخصصی رابط شبکه است که به دستگاه ها امکان اتصال به یک شبکه گسترده را می دهد.
• فلش کنترلر بخشی از فلش مموری است که با دستگاه host ارتباط برقرار می کند و دایرکتوری فایل فلش را مدیریت می کند.
• controller مدیریت baseboard (BMC) یک پردازنده خدمات تخصصی است که با استفاده از سنسورها وضعیت فیزیکی رایانه ، سرور شبکه یا سایر تجهیزات سخت افزاری را کنترل می کند و از طریق یک ارتباط مستقل با مدیر سیستم ارتباط برقرار می کند.
• Controller SBC وسیله یا برنامه ای است که بر نحوه برقراری تماس نظارت می کند، در یک شبکه VoIP (Voice over Internet Protocol) آغاز، اجرا و خاتمه می یابد.
• کنترل کننده دامنه اولیه (PDC) و کنترل کننده دامنه پشتیبان (BDC) نقش هایی هستند که می توانند برای مدیریت دسترسی به مجموعه ای از منابع شبکه (برنامه ها ، چاپگرها و موارد دیگر) برای یک گروه از کاربران به یک سرور اختصاص دهند.

کاربرد کنترلر روی cnc چوب و فلزات

در دستگاه‌های سی ان سی، کنترلر نقش اساسی را ایفا می‌کند. وجود کنترلر به عنوان مغز دستگاه، باعث شده که برای خرید یک دستگاه سی ان سی،  به کنترلر آن توجه ویژه‌ای شود و گاه شخصیت دستگاه را با نام و مدل کنترلر آن شناسایی می‌کنند.

سیستم‌های CNC دارای مدل و عملکرد‌های متفاوتی می‌باشند. سیستم‌های CNC به‌طور معمول شامل توابع اولیه و توابع انتخابی می‌باشند.

تابع اولیه یک تابع اساسی از سیستم‌های کنترل CNC است. توابع انتخابی یک تابع برای کاربران با توجه به ویژگی‌ها و استفاده از دستگاه است. سیستم‌های CNC به طور عمده منعکس‌کننده‌‌ی جی‌کدها (G Codes)  می‌باشند.

انواع کنترلر

کامپیوتری (Pc Based)

کنترلر‌هایی هستند که پردازش در کامپیوتر صورت می‌گیرد. این کنترلر‌ها با نام نرم‌افزار‌شان شناخته می‌شوند؛ در این نوع کنترلر در صورت قطع ارتباط کنترلر با کامپیوتر، کار متوقف می‌شود.

سرعت خروجی در این کنترلرها بسیار کم بوده و تابع سرعت کامپیوتر می‌باشند. این نرم‌افزارها با مشکل تعداد ورودی و خروجی‌ها جهت میکروسوئیچ‌ها، امرجنسی (Emergency) و غیره، روبرو هستند.

برای استفاده از این کنترلر‌ها از بورد واسط الکترونیکی نیز استفاده می‌کنند. این بورد در حقیقت نوعی افزایش‌دهنده‌ی تعداد ورودی و خروجی‌ها و همچنین نوعی بافر جهت کمک به تسریع و یکنواختی انتقال دیتا می‌باشد.

نیمه‌کامپیوتری (Semi Pc Based)

 کنترلر‌هایی هستند که از بورد‌های الکترونیکی طراحی شده استفاده می‌کنند. در این کنترلر‌ها عموماً از میکرو‌ها به عنوان پردازشگر بین ورودی و خروجی‌ها و همچنین درگاه‌های سروو موتور و استپ موتورها استفاده می‌شود.

در این نوع کنترلر عمده‌ی پردازش توسط برد صورت می‌گیرد. این کنترلر‌ها عموما توسط پورت‌های usb و یا سریال پورت به کامپیوتر وصل بوده و در حین عملکرد دستگاه این اتصال نباید قطع شود .

به دلیل اینکه پاره‌ای از محاسبات داخل کامپیوتر انجام می‌شود. ورودی و خروجی‌ها مانند میکروسوئیچ‌های محورها، امرجنسی و … در کنترلر بررسی می‌شود. سرعت این کنترلر‌ها بالا‌تر از مدل‌های قبلی می‌باشد و قیمتشان به مراتب بالاتر است.

بدون نیاز به کامپیوتر (Stand alone)

این دسته از کنترلر‌ها که جزء قدرتمندترین کنترلر‌ها محسوب می‌شوند، دارای پردازشگر داخلی هستند و با کامپیوتر ارتباط مستقیم ندارند. اکثر توابع در این کنترلرها به صورت سخت‌افزاری ایجاد شده‌اند؛ لذا دارای سرعت بسیار بالایی می‌باشند. ساختار داخلی این کنترلرها PLC می‌باشد

امروزه بیشتر دستگاه‌های CNC دارای کنترل pc based  می‌باشند و از فرمت استاندار صنعتی ISO G-Code و یا HPGL استفاده می‌کنند.

سرعت پردازش داده‌ها نیز یک عامل بسیار مهم، به ویژه برای سرعت یا حجم محصول بالا و یا کار پیچیده‌ی سه‌بعدی است که در آن به طور معمول فایل‌های toolpath حجیم استفاده می‌شود.

همچنین، دستگاه‌های جدید دارای پورت‌های یو‌اس‌بی (USB) برای گرفتن G-codeها بوده و اغلب دارای صفحه‌ای لمسی هستند.