التحكم الرقمي ونظرية التجميع الآلي

أهمية التركيز على التحكم الرقمي:

يعتبر التحكم الرقمي (العددي) من أحد أشكال الأتمتة القابلة للبرمجة، حيث يتم التحكم في الآلة بواسطة أرقام (ورموز أخرى) تم ترميزها على شريط ورقي مثقوب أو وسيط تخزين بديل، كما كان التطبيق الأولي للتحكم العددي في “صناعة الأدوات الآلية”، وذلك للتحكم في موضع أداة القطع بالنسبة إلى جزء العمل الذي يتم تشكيله.

كما يمثل برنامج جزء (NC) مجموعة تعليمات التشغيل للجزء المعين، بحيث تحدد الأرقام المشفرة في البرنامج إحداثيات (x-y-z) في نظام المحور الديكارتي، كما وتحدد المواضع المختلفة لأداة القطع فيما يتعلق بجزء العمل.

ومن خلال تسلسل هذه المواضع في البرنامج، يتم توجيه أداة الآلة لإنجاز معالجة الجزء، كما يتم استخدام نظام التحكم في ردود الفعل في الموقع في معظم أجهزة التحكم عن بعد للتحقق من أن التعليمات المشفرة قد تم تنفيذها بشكل صحيح.

وفي الوقت الحاضر، يتم استخدام جهاز كمبيوتر صغير كوحدة تحكم في أداة آلة (NC)، كما ويتم تشغيل البرنامج من ذاكرة الكمبيوتر بدلاً من “الشريط الورقي المثقوب”، ومع ذلك؛ فإن الإدخال الأولي للبرنامج في ذاكرة الكمبيوتر لا يزال يتم غالباً باستخدام شريط مثقوب.

ونظراً لأن هذا الشكل من التحكم العددي يتم تنفيذه بواسطة الكمبيوتر؛ فإنه يسمى التحكم العددي بالكمبيوتر أو (CNC)، كما أن هناك اختلاف آخر في تنفيذ التحكم العددي يتضمن إرسال برامج جزئية عبر خطوط الاتصالات السلكية واللاسلكية من كمبيوتر مركزي إلى أدوات آلية فردية في المصنع، وبالتالي القضاء على استخدام الشريط المثقوب تماماً، حيث يسمى هذا الشكل من أشكال التحكم العددي بالتحكم العددي المباشر أو (DNC).

مراحل تطور التحكم الرقمي بما ينسجم مع المتطلبات:

تم تطوير العديد من تطبيقات التحكم العددي منذ استخدامه الأولي للتحكم في أدوات الماكينة، بحيث تشمل الآلات الأخرى التي تستخدم التحكم العددي آلات إدخال المكونات المستخدمة في تجميع الإلكترونيات و”آلات الصياغة” التي تعد الرسومات الهندسية وآلات القياس المنسقة التي تقوم بعمليات فحص دقيقة للأجزاء وآلات القطع باللهب والأجهزة المماثلة.

وفي هذه التطبيقات، لا يتم استخدام مصطلح التحكم العددي دائمًا بشكل صريح، ولكن مبدأ التشغيل هو نفسه، كما يتم استخدام البيانات الرقمية المشفرة للتحكم في موضع الأداة أو رأس العمل بالنسبة إلى كائن ما.

ومن أجل هذه التطبيقات البديلة للتحكم العددي، سيتم النظر والبحث في آلة إدخال المكونات، حيث تُستخدم هذه الآلة لوضع المكونات الإلكترونية (على سبيل المثال، وحدات شرائح أشباه الموصلات) على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

كما أنه في الأساس هناك جدول تحديد الموضع (x-y)، والذي يحرك لوحة الدائرة المطبوعة بالنسبة إلى رأس إدخال الجزء، والذي يضع المكون الفردي في موضعه على اللوحة، بحيث تحتوي لوحة الدوائر المطبوعة النموذجية على عشرات المكونات الفردية التي يجب وضعها على سطحها.

وفي كثير من الحالات؛ فإنه يجب إدخال أسلاك التوصيل للمكونات في ثقوب صغيرة في اللوحة، مما يتطلب دقة كبيرة بواسطة آلة الإدخال، حيث يشير البرنامج الذي يتحكم في الماكينة إلى المكونات التي سيتم وضعها على السبورة ومواقعها، كما توجد هذه المعلومات في قاعدة بيانات تصميم المنتج ويتم توصيلها عادةً مباشرةً من الكمبيوتر إلى آلة الإدراج.

التجميع الآلي ومراحل التطور:

جرت العادة على إجراء عمليات التجميع يدوياً، إما في محطات عمل تجميع فردية أو على خطوط تجميع بمحطات متعددة، ونظراً لارتفاع محتوى العمالة والتكلفة العالية للعمل اليدوي، تم إيلاء اهتمام أكبر في السنوات الأخيرة لاستخدام الأتمتة لأعمال التجميع.

كما يمكن أتمتة عمليات التجميع باستخدام مبادئ خط الإنتاج إذا كانت الكميات كبيرة وكان المنتج صغيراً وكان التصميم بسيطاً (على سبيل المثال، أقلام الرصاص الميكانيكية والأقلام وولاعات السجائر)، وخاصةً بالنسبة للمنتجات التي لا تستوفي هذه الشروط؛ فإن التجميع اليدوي مطلوب بشكل عام.

تم تطوير آلات التجميع الآلي التي تعمل بطريقة مشابهة لخطوط نقل الآلات، وذلك مع اختلاف أن عمليات التجميع تكون بدلاً من المعالجة الآلية، حيث تتم في محطات العمل، بحيث تتكون آلة التجميع النموذجية من عدة محطات، كل منها مزود بمكونات وآلية لتوصيل المكونات في مكانها للتجميع.

كما يقوم رأس العمل في كل محطة بتنفيذ المرفق الفعلي للمكون، حيث تتضمن رؤوس العمل النموذجية مفكات البراغي الآلية وآلات التثبيت أو التثبيت ورؤوس اللحام وأجهزة الربط الأخرى، كما يتم إضافة مكون جديد إلى المنتج المكتمل جزئياً في كل محطة عمل، وبالتالي، بناء المنتج تدريجياً أثناء تقدمه عبر الخط.

كما تعتبر آلات التجميع من هذا النوع أمثلة على الأتمتة الثابتة، وذلك لأنها مهيأة بشكل عام لمنتج معين مصنوع بكميات كبيرة، كما يتم تمثيل آلات التجميع القابلة للبرمجة بواسطة آلات إدخال المكونات المستخدمة في صناعة الإلكترونيات.