क्या आपने कभी सोचा है कि "साइकिल स्टार्ट" बटन दबाने के बाद क्या होता है? जब आप ऑपरेशन पैनल पर हरा "साइकिल स्टार्ट" बटन दबाते हैं, तो मशीन टूल प्रोग्राम के अनुसार चलना शुरू कर देता है। पूरी प्रक्रिया "जादुई" लगती है - लेकिन इसके पीछे एक बहुत ही कठोर प्रणाली का सहयोग है: एक घटक प्रोग्राम को पढ़ता है, दूसरा निर्देशों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करता है, दूसरा मोटर को घुमाने के लिए चलाता है, दूसरा लगातार स्थिति प्रतिक्रिया का पता लगाता है, और दूसरा शीतलक और उपकरण परिवर्तन को नियंत्रित करता है...
ये "कुछ घटक" सीएनसी मशीन टूल्स की पांच मुख्य प्रणालियाँ हैं। इन पांच प्रणालियों को समझना केवल जिज्ञासा को संतुष्ट करने के लिए नहीं है - जब मशीन टूल खराब हो जाता है, तो आप मोटे तौर पर अनुमान लगा सकते हैं कि समस्या किस लिंक में है; जब आप गहन ज्ञान सीखते हैं, तो आपके पास नई सामग्री को समझने के लिए एक स्पष्ट रूपरेखा होगी।
सिस्टम 1: सीएनसी डिवाइस (सीएनसी नियंत्रक) - मशीन टूल का "मस्तिष्क"।
(छवि स्रोत: सीमेंस) सीएनसी डिवाइस संपूर्ण मशीन टूल का मूल है, जिसे हम अक्सर "सीएनसी सिस्टम" या सीएनसी नियंत्रक कहते हैं। इसकी कार्य प्रक्रिया इस प्रकार है:
प्रोग्राम पढ़ना: एनसी प्रोग्राम को मेमोरी, सीएफ कार्ड या नेटवर्क इंटरफेस से पढ़ें
डिकोडिंग: जी-कोड और एम-कोड जैसे निर्देशों का डेटा में "अनुवाद" करें जिसे सिस्टम आंतरिक रूप से संसाधित कर सकता है
इंटरपोलेशन गणना: गति निर्देशों के अनुसार, गणना करें कि प्रत्येक अक्ष को प्रत्येक समय इकाई में कितना स्थानांतरित करने की आवश्यकता है (यह सबसे मुख्य गणना है - "बिंदु ए से बिंदु बी तक" को अनगिनत छोटे चरणों में विघटित करना)
नियंत्रण निर्देश जारी करना: प्रत्येक अक्ष की गति राशि को विद्युत संकेतों के रूप में सर्वो प्रणाली को भेजें
सहायक कार्यों का समन्वय: स्पिंडल गति, उपकरण परिवर्तन और शीतलक जैसे एम-कोड कार्यों को नियंत्रित करें
सीएनसी डिवाइस न केवल प्रोग्राम को निष्क्रिय रूप से निष्पादित करता है, बल्कि प्रत्येक अक्ष से वास्तविक समय स्थिति प्रतिक्रिया भी प्राप्त करता है और किसी भी समय गति विचलन को सही करता है। आप आमतौर पर मशीन टूल पर जो ऑपरेशन पैनल और डिस्प्ले स्क्रीन देखते हैं, वह सीएनसी डिवाइस का मानव-कंप्यूटर इंटरैक्शन इंटरफ़ेस है - आप सीएनसी डिवाइस के साथ संचार करने के लिए इस इंटरफ़ेस के माध्यम से प्रोग्राम इनपुट करते हैं, पैरामीटर संशोधित करते हैं और निर्देशांक की जांच करते हैं।
सिस्टम 2: सर्वो सिस्टम - मशीन टूल की "मांसपेशियाँ"।
सीएनसी डिवाइस "एक्स-एक्सिस मूव्स 0.001 मिमी" का एक निर्देश जारी करता है, लेकिन इस निर्देश को सर्वो सिस्टम द्वारा वास्तविक यांत्रिक गति में परिवर्तित करने की आवश्यकता होती है। (छवि स्रोत: FANUC)
सर्वो प्रणाली में दो भाग होते हैं:
सर्वो ड्राइव: सीएनसी डिवाइस द्वारा भेजे गए नियंत्रण सिग्नल को प्राप्त करता है, इसे बढ़ाता है, और मोटर को चलाने के लिए इसे विद्युत शक्ति में परिवर्तित करता है। यह एक सटीक "पावर एम्पलीफायर" के बराबर है।
सर्वो मोटर: विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक घूर्णी गति में परिवर्तित करता है। सर्वो मोटर और साधारण मोटर के बीच अंतर यह है कि सर्वो मोटर में एक अंतर्निहित स्थिति एनकोडर होता है, जो रोटेशन कोण को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकता है, और इसकी प्रतिक्रिया गति बेहद तेज होती है - यह मिलीसेकंड में गति को शुरू, रोक या बदल सकती है।
सीएनसी मशीन टूल्स में आमतौर पर सर्वो सिस्टम के कई सेट होते हैं:
एक्स-अक्ष, वाई-अक्ष और जेड-अक्ष में से प्रत्येक के लिए एक फ़ीड सर्वो: टूल और वर्कटेबल की गति को नियंत्रित करता है
स्पिंडल सर्वो: स्पिंडल (उपकरण) की घूर्णन गति को नियंत्रित करता है
स्पिंडल सर्वो और फ़ीड सर्वो का फोकस थोड़ा अलग है: फ़ीड सर्वो स्थिति सटीकता का पीछा करता है (आंदोलन की मात्रा सटीक होनी चाहिए), और स्पिंडल सर्वो गति स्थिरता का पीछा करता है (काटने के दौरान गति स्थिर होनी चाहिए, और काटने के बल में परिवर्तन के कारण उतार-चढ़ाव नहीं हो सकता)। पांच-अक्ष मशीन टूल्स के लिए, रोटेशन अक्षों (ए/बी/सी अक्ष) को नियंत्रित करने के लिए सर्वो सिस्टम के दो अतिरिक्त सेट होते हैं, और एक ही समय में काम करने वाले सर्वो के 5 से 6 सेट हो सकते हैं।
सिस्टम 3: मशीन टूल मैकेनिकल बॉडी - कंकाल और जोड़
सर्वो मोटर घूर्णी गति उत्पन्न करती है, लेकिन मशीन उपकरण उपकरण की रैखिक गति और घूर्णी स्थिति उत्पन्न करता है। मोटर रोटेशन को मशीन टूल के विभिन्न भागों की सटीक गति में परिवर्तित करना आवश्यक है, जो यांत्रिक शरीर पर निर्भर करता है। यांत्रिक निकाय के मुख्य घटक:
बिस्तर/फ़्रेम: मशीन उपकरण की मूल संरचना, आमतौर पर कच्चा लोहा या वेल्डेड स्टील प्लेट से बनी होती है। एक अच्छे बिस्तर में उच्च कठोरता और अच्छा कंपन प्रतिरोध होता है, जो प्रसंस्करण सटीकता सुनिश्चित करने का आधार है। (दो-लाइन और एक-हार्ड तीन-अक्ष ऑप्टिकल मशीन)
रैखिक गाइड / रास्ता: "ट्रैक" जो वर्कटेबल और स्पिंडल हेड को एक विशिष्ट दिशा में जाने के लिए मार्गदर्शन करता है। आधुनिक मशीनिंग केंद्र आम तौर पर रैखिक रोलिंग गाइड को अपनाते हैं, जिनमें छोटा घर्षण, उच्च परिशुद्धता और तेज़ प्रतिक्रिया होती है। उच्च परिशुद्धता मशीन टूल्स लगभग शून्य घर्षण के साथ हाइड्रोस्टैटिक गाइड का उपयोग करेंगे।
बॉल स्क्रू: मुख्य भाग जो सर्वो मोटर की घूर्णी गति को कार्यबल की रैखिक गति में परिवर्तित करता है। बॉल स्क्रू बेहद छोटे घर्षण के साथ, आंतरिक स्टील गेंदों के रोलिंग के माध्यम से बल संचारित करता है, और माइक्रोन-स्तरीय स्थिति सटीकता प्राप्त कर सकता है।
स्पिंडल: मुख्य घटक जो उपकरण को जकड़ता है और तेज़ गति से घूमता है। स्पिंडल की सटीकता (रनआउट) सीधे प्रसंस्करण सटीकता को प्रभावित करती है, और स्पिंडल की अधिकतम गति उस गति को निर्धारित करती है जिस पर आप प्रक्रिया कर सकते हैं। हाई-स्पीड स्पिंडल 40,000 आरपीएम या इससे भी अधिक तक पहुंच सकते हैं। (छवि स्रोत: लुओयी)
सिस्टम 4: जांच और फीडबैक सिस्टम - बंद-लूप नियंत्रण की आंखें
यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रणाली है जिसके बारे में कई शुरुआती लोग ज्यादा नहीं जानते हैं। सीएनसी प्रणाली सर्वो मोटर को "10 मोड़ घुमाने" के लिए कहती है, लेकिन यह कैसे पता चलता है कि मोटर वास्तव में ठीक 10 चक्कर घुमा चुकी है? क्या उपकरण वास्तव में आपके द्वारा अनुरोधित दूरी तय कर चुका है? यह डिटेक्शन और फीडबैक सिस्टम पर निर्भर करता है, जिसका कार्य वास्तविक समय में वास्तविक स्थिति को मापना और इसे सीएनसी डिवाइस पर वापस फीड करना है, जिससे सिस्टम त्रुटि के अनुसार विचलन को स्वचालित रूप से सही करने की अनुमति देता है।
"निर्देश जारी करना → निष्पादित करना → वास्तविक मूल्यों का पता लगाना → विचलन की तुलना करना → निर्देशों को सही करना" के इस चक्र को बंद-लूप नियंत्रण कहा जाता है, जो सीएनसी सटीकता सुनिश्चित करने के लिए मुख्य तंत्र है।
आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले पहचान घटक दो प्रकार के होते हैं:
रोटरी एनकोडर: मोटर रोटेशन कोण का पता लगाने के लिए सर्वो मोटर शाफ्ट पर स्थापित किया गया। चूंकि यह वर्कटेबल अंत के बजाय मोटर अंत का पता लगाता है, फिर भी स्क्रू इलास्टिक विरूपण जैसी त्रुटियां होती हैं, जो अर्ध-बंद-लूप नियंत्रण से संबंधित है। अधिकांश मशीनिंग केंद्र इस योजना को अपनाते हैं, और स्थिति सटीकता आमतौर पर ±0.005~0.01 मिमी होती है।
रैखिक स्केल: कार्य तालिका के वास्तविक रैखिक विस्थापन को मापने के लिए सीधे मशीन टूल गाइड रेल के बगल में स्थापित किया गया है। क्योंकि यह सीधे वर्कटेबल की स्थिति को मापता है, यह उच्च सटीकता (±0.001 मिमी तक) के साथ पूर्ण-बंद-लूप नियंत्रण से संबंधित बॉल स्क्रू जैसे ट्रांसमिशन लिंक में त्रुटियों को समाप्त करता है। उच्च-परिशुद्धता मशीन टूल्स और सटीक पांच-अक्ष मशीन टूल्स आम तौर पर रैखिक तराजू से सुसज्जित होते हैं। (रेनिशॉ रैखिक स्केल)
सिस्टम 5: सहायक फ़ंक्शन सिस्टम - मशीन टूल को "कार्य" करने में सक्षम बनाना
पहले चार सिस्टम मिलकर यह सुनिश्चित करते हैं कि उपकरण सटीक रूप से चल सके। लेकिन वास्तव में प्रसंस्करण को पूरा करने के लिए, सहायक कार्यों की एक श्रृंखला की आवश्यकता होती है:
स्वचालित उपकरण परिवर्तक (एटीसी): मशीनिंग केंद्रों की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक। टूल मैगज़ीन कई टूल संग्रहीत करता है, और टूल परिवर्तन के दौरान मैनिपुलेटर स्वचालित रूप से पूरी प्रक्रिया को पूरा करता है, आमतौर पर केवल कुछ सेकंड लगते हैं। टूल मैगजीन की क्षमता 8 से लेकर 100 से अधिक टूल तक होती है।
शीतलन प्रणाली: प्रसंस्करण के दौरान उपकरण और वर्कपीस के बीच बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न होती है। शीतलक शीतलन, चिकनाई और चिप हटाने के लिए जिम्मेदार है। सामान्य तरीकों में बाहरी स्प्रे कूलिंग, आंतरिक कूलिंग (स्पिंडल और टूल सेंटर होल के माध्यम से काटने वाले क्षेत्र पर सीधे छिड़काव) आदि शामिल हैं।
वायवीय/हाइड्रोलिक प्रणाली: उन कार्यों के लिए उपयोग किया जाता है जिनके लिए बड़े बल की आवश्यकता होती है जैसे कि क्लैंपिंग वर्कपीस, टूल परिवर्तन क्रियाएं और स्पिंडल टूल रिलीज़।
पीएलसी (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर): सीएनसी डिवाइस केवल गति नियंत्रण का प्रबंधन करता है, जबकि मशीन टूल (टूल चेंज, कूलेंट स्विच, प्रोटेक्टिव डोर इंटरलॉक, आदि) पर बड़ी संख्या में स्विच मात्रा नियंत्रण अंतर्निहित पीएलसी द्वारा नियंत्रित किया जाता है। पीएलसी और सीएनसी डिवाइस एक संपूर्ण मशीन टूल नियंत्रण प्रणाली बनाने के लिए सहयोग करते हैं।
पांच कोर सिस्टम का सिग्नल प्रवाह (एक नज़र में समझें)
पूरे सिस्टम की कार्य प्रक्रिया को एक सिग्नल श्रृंखला के साथ समझा जा सकता है: यह वह सब कुछ है जो "चक्र प्रारंभ को दबाने" के बाद होता है, एक सटीक बंद-लूप नियंत्रण प्रक्रिया जो प्रति सेकंड हजारों बार दोहराई जाती है।
मुख्यधारा सीएनसी सिस्टम ब्रांडों का परिचय
सीएनसी डिवाइस की भूमिका को समझने के बाद, आइए बाजार में उपलब्ध मुख्य ब्रांडों के बारे में जानें:
FANUC: सबसे बड़ी वैश्विक बाजार हिस्सेदारी और घरेलू कारखानों में अत्यधिक उच्च अधिभोग दर वाला एक जापानी ब्रांड। संपूर्ण तकनीकी पारिस्थितिकी तंत्र के साथ प्रणाली स्थिर और विश्वसनीय है, जो इसे प्रवेश स्तर की शिक्षा के लिए पहली पसंद बनाती है (इस श्रृंखला में बाद के ऑपरेशन उदाहरण मुख्य रूप से FANUC पर केंद्रित होंगे)।
सीमेंस सिनुमेरिक: एक जर्मन ब्रांड, यूरोपीय शैली के मशीन टूल्स का मुख्यधारा विन्यास। SINUMERIK ONE शक्तिशाली कार्यों और सही पांच-अक्ष समर्थन के साथ एक उच्च-स्तरीय मशीन टूल इंस्टॉलेशन सिस्टम है, लेकिन सीखने की अवस्था कठिन है। इसका उपयोग घरेलू ऑटोमोटिव और एयरोस्पेस क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता है।
हेडेनहैन टीएनसी: एक जर्मन ब्रांड जो मिलिंग मशीनिंग केंद्रों पर ध्यान केंद्रित करता है, जिसमें सबसे परिष्कृत पांच-अक्ष फ़ंक्शन समर्थन और एयरोस्पेस और सटीक मोल्ड क्षेत्रों में उच्च प्रतिष्ठा है।
हाल के वर्षों में घरेलू ब्रांड तेजी से विकसित हुए हैं, और मुख्य प्रतिनिधि इस प्रकार हैं:
| ब्रांड | संबद्ध कंपनी | मुख्य लाभ | बाज़ार स्थिति | पांच-अक्ष समर्थन |
| हुआज़ोंग प्रकार 9 | हुआज़ोंग सीएनसी | घरेलू सीपीयू, स्वतंत्र और नियंत्रणीय | मध्य से निम्न अंत, घरेलू प्रतिस्थापन | सामान्य |
| जीएसके | गुआंगज़ौ सीएनसी | मूल्य लाभ, पूर्ण सहायक सुविधाएँ | किफायती मशीन टूल्स | सामान्य |
| केडे जीएनसी62 | केडे सीएनसी | पांच-अक्ष लिंकेज और टर्न-मिल समग्र प्रसंस्करण | मध्य से उच्च अंत बाजार | अच्छा |
| सिन्टेक | सिन्टेक टेक्नोलॉजी | मजबूत सीएएम अनुकूलता, उपयोगकर्ता के अनुकूल इंटरफेस | मध्य-अंत, पांच-अक्ष क्षेत्र में सबसे तेजी से बढ़ रहा है | अच्छा |
विशेष फोकस: सिंटेक सिस्टम - घरेलू पांच-अक्ष की मुख्य शक्ति
कई घरेलू सीएनसी प्रणालियों में, सिंटेक ने हाल के वर्षों में पांच-अक्ष प्रसंस्करण क्षेत्र में विशेष रूप से प्रमुख प्रदर्शन किया है और घरेलू पांच-अक्ष मशीन टूल्स की उच्चतम स्थापना दर वाले सिस्टम में से एक बन गया है।
सिंटेक के मुख्य लाभ हैं: बेहद मजबूत सीएएम सॉफ्टवेयर अनुकूलता, लगभग सभी मुख्यधारा सीएएम सॉफ्टवेयर के पोस्ट-प्रोसेसिंग आउटपुट का समर्थन करना; जी-कोड मूल रूप से FANUC सीएनसी सिस्टम के साथ संगत है, ऑपरेशन इंटरफ़ेस शुरुआती लोगों के लिए उपयोगकर्ता के अनुकूल है, और सीखने की लागत पारंपरिक यूरोपीय और अमेरिकी प्रणालियों की तुलना में कम है; साथ ही, यह पांच-अक्ष आरटीसीपी और टूल अक्ष नियंत्रण जैसे प्रमुख कार्यों में स्थिरतापूर्वक प्रदर्शन करता है, जो एक महत्वपूर्ण कारण है कि बड़ी संख्या में पांच-अक्ष मशीन टूल निर्माता सिंटेक को मानक कॉन्फ़िगरेशन सिस्टम के रूप में चुनते हैं।
यदि आप या आपकी कंपनी घरेलू पांच-अक्ष मशीन टूल खरीदने की योजना बना रही है, या घरेलू सिस्टम की विकास स्थिति को समझना चाहते हैं, तो आप सिंटेक सिस्टम पर ध्यान दे सकते हैं, जिसमें ऑनलाइन सीखने के प्रचुर संसाधन भी हैं। इस श्रृंखला के बाद के व्यावहारिक संचालन प्रदर्शनों में, हम सिंटेक प्रणाली के संचालन उदाहरणों को जोड़ने पर भी विचार करेंगे।
इस आलेख का सारांश
· सीएनसी डिवाइस: मस्तिष्क, जो प्रोग्राम पढ़ता है, इंटरपोलेशन गणना करता है, और गति निर्देश जारी करता है
· सर्वो प्रणाली: मांसपेशियाँ, जो प्रत्येक अक्ष मोटर की सटीक गति को संचालित करती हैं
· यांत्रिक निकाय: बिस्तर, गाइड रेल, बॉल स्क्रू और स्पिंडल सहित कंकाल
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