بسياري از قطعات در حين فرايند توليد نياز به فرزكاري و حكاكي ليزر با سيستم كنترلي CNC دارند. براي هر يك از اين عميلاتها امروزه يك دستگاه مجزا ساخته شده است. بنابراين هر دستگاه داراي شاسي، ميز، هد (فرز يا ليزر)، سيستم برقي و كنترلي مجزا مي باشد كه هم هزينه بالايي دارند و هم براي توليد يك قطعه، نياز است كه قطعه روي هر دو دستگاه به ترتيب بسته شود و تنظيم شود. در ايده ارائه شده، از يك دستگاه استفاده مي شود كه قابليت فرزكاري و حكاكي ليزر را دارا مي باشد و با يك بار بستن قطعه كار بر روي ميز، هر دو عمليات فرزكاري و حكاكي ليزر روي آن انجام مي شود.

دقت يكي از پارامترهاي حياتي در دستگاه‌هاي كنترل عددي كامپيوتري (CNC) به شمار مي‌رود. افزايش دقت در اين دستگاه‌ها منجر به توليد محصولات با كيفيت بالاتر و دستيابي به تلورانس‌هاي ابعادي بسيار كم را مي¬شود. به همين دليل، انتخاب سيستم محركه مناسب از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. سروو موتورهاي هيدروليكي به دليل ويژگي‌هاي مكانيكي و پاسخ‌گويي سريع، دقت بيشتري نسبت به موتورهاي الكتريكي فراهم مي‌كنند و اين امر تأثير بسزايي در كيفيت نهايي محصولات توليدي دارد. همچنين، دستگاه از سامانه‌هاي كنترلي پيشرفته‌اي بهره مي‌برد كه امكان تنظيم دقيق ابعاد و فرايندهاي ماشين‌كاري را به طرز موثري فراهم مي‌آورد. اين سامانه‌ها مي‌توانند پارامترهاي مختلف نظير سرعت و نيروي فشار را به صورت آني و بهينه‌سازي شده تنظيم كنند. همچنين استفاده از سيستم‌هاي هيدروليكي؛ سبب كاهش زمان پاسخ‌دهي دستگاه به ورودي‌هاي كنترلي، تقويت قدرت و توانمندي دستگاه و كاهش حرارت توليد شده توسط موتورها مي‌شود. در ايده ارائه شده، يك دستگاه CNC با سروو موتورهاي هيدروليكي معرفي شده است كه به طور مداوم با مخزن هيدروليك تغذيه مي‌شود. اين موتورهاي هيدروليكي به همراه بردهاي الكترونيكي CNC به‌گونه‌اي طراحي شده‌اند كه كنترل دقيق و ثبات بالايي را در عمليات فرزكاري فراهم كنند

خلاصه توصيف اختراع:يكي از چالش‌هاي اصلي فرزكاري قطعات در دستگاه CNC سه محور، محدوديت حركتي ابزار جهت دستيابي به تمامي سطوح قطعه كار است. در اين موارد مي بايست قطعه كار را از روي گيره باز كرد و مجددا در جهت ديگري آن را تثبيت كرد تا بتوان قسمتهاي مختلف قطعه را ماشينكاري كرد. اين امر منجر به كاهش دقت نهايي و افزايش زمان غيرمفيد ماشينكاري مي شود.. در دستگاه CNC معرفي‌شده، با اضافه شدن محور چهارم (مرغك و سه نظام)، امكان فرزكاري بر روي قطعات دوار فراهم شده و مي توان در زواياي مختلف، قطعه‌كار را به‌طور دقيق ماشينكاري كرد. با افزودن اين قابليت، نه‌تنها سرعت توليد افزايش مي يابد، بلكه كيفيت نهايي محصول نيز افزايش مي يابد و امكان ايجاد طرح‌هاي پيچيده‌تر مهيا مي شود.

يكي از چالشهاي جدي دستگاههاي CNC براي توليد قطعاتي كه زمان توليد طولاني دارند (گاهي بيش از 24 ساعت)، قطعي برق است. در اين صورت ارتباط كابل شبكه و ابزار قطع شده و ابزار نقطه صفر تنظيمي را گم مي كند. به اين معنا كه ابزار موقعيت فعلي خود را نمي شناسد. در اين حالت عمليات ماشينكاري به اتمام نرسيده و ادامه آن نيز عملاً ممكن نيست و با خطا همراه است و خسارت زيادي را به همراه دارد. از طريق اختراع حاضر به‌طور هوشمند و خودكار، در هنگام قطع برق شهري، انرژي الكتريكي مورد نياز دستگاه CNC تأمين مي¬شود. در اين سامانه، هنگام وجود برق شهري، انرژي توليدشده توسط پنل خورشيدي به باتري ذخيره‌ساز منتقل مي‌شود و ذخيره‌سازي انرژي براي مواقع اضطراري صورت مي‌گيرد. كنترلر PLC به عنوان مغز سامانه، عمليات سوييچ خودكار بين برق شهري و برق اضطراري را مديريت مي‌كند. اين فرآيند به صورت غيرمداخله‌اي و بدون نياز به دخالت كاربر انجام مي‌شود تا بهره‌وري دستگاه و فرايند توليد افزايش يابد.

اختراع حاضر مربوط به فيكسچرهاي صنعتي و سامانه‌هاي نگهدارنده قطعه در عمليات توليد است. مشكل اصلي فيكسچرهاي سنتي، عدم انعطاف‌پذيري و نياز به طراحي مجدد براي هر شكل هندسي قطعه مي‌باشد كه دقت و سرعت توليد را كاهش مي‌دهد. راه‌حل ارائه‌شده شامل فيكسچري است كه مجهز به مجموعه‌اي از ميله‌هاي مستقل فيكس‌كننده مي‌باشد، هر ميله به صورت جداگانه توسط نيروي هيدروليكي كنترل مي‌شود. اين ميله‌ها با حركت خطي و قفل مكانيكي در تماس كامل با سطح قطعه قرار مي‌گيرند و تثبيت دقيق و يكنواخت قطعه را امكان‌پذير مي‌سازند. اين روش باعث افزايش دقت، صرفه‌جويي در زمان و هزينه، و تطبيق‌پذيري بالا در فيكس كردن قطعات با هندسه پيچيده مي‌شود.