संख्यात्मक नियंत्रण तंत्रज्ञान आणि सीएनसी मशीन टूल्स
संख्यात्मक नियंत्रण तंत्रज्ञान, ज्याचे संक्षिप्त रूप NC (न्यूमेरिकल कंट्रोल) असे आहे, हे डिजिटल माहितीच्या मदतीने यांत्रिक हालचाली आणि प्रक्रिया प्रक्रिया नियंत्रित करण्याचे एक साधन आहे. सध्या, आधुनिक संख्यात्मक नियंत्रण सामान्यतः संगणक नियंत्रणाचा अवलंब करत असल्याने, त्याला संगणकीकृत संख्यात्मक नियंत्रण (संगणकीकृत संख्यात्मक नियंत्रण - CNC) असेही म्हणतात.
यांत्रिक हालचाली आणि प्रक्रिया प्रक्रियांचे डिजिटल माहिती नियंत्रण साध्य करण्यासाठी, संबंधित हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअर सुसज्ज असणे आवश्यक आहे. डिजिटल माहिती नियंत्रण अंमलात आणण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअरच्या बेरीजला संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली (न्यूमेरिकल कंट्रोल सिस्टम) म्हणतात आणि संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीचा गाभा म्हणजे संख्यात्मक नियंत्रण उपकरण (न्यूमेरिकल कंट्रोलर).
संख्यात्मक नियंत्रण तंत्रज्ञानाद्वारे नियंत्रित केलेल्या मशीन्सना सीएनसी मशीन टूल्स (एनसी मशीन टूल्स) म्हणतात. हे एक सामान्य मेकाट्रॉनिक उत्पादन आहे जे संगणक तंत्रज्ञान, स्वयंचलित नियंत्रण तंत्रज्ञान, अचूक मापन तंत्रज्ञान आणि मशीन टूल डिझाइन यासारख्या प्रगत तंत्रज्ञानांना व्यापकपणे एकत्रित करते. हे आधुनिक उत्पादन तंत्रज्ञानाचा आधारस्तंभ आहे. मशीन टूल्स नियंत्रित करणे हे संख्यात्मक नियंत्रण तंत्रज्ञानाचे सर्वात जुने आणि सर्वात व्यापकपणे लागू केलेले क्षेत्र आहे. म्हणूनच, सीएनसी मशीन टूल्सची पातळी मोठ्या प्रमाणात सध्याच्या संख्यात्मक नियंत्रण तंत्रज्ञानाची कार्यक्षमता, पातळी आणि विकास ट्रेंड दर्शवते.
ड्रिलिंग, मिलिंग आणि बोरिंग मशीन टूल्स, टर्निंग मशीन टूल्स, ग्राइंडिंग मशीन टूल्स, इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग मशीन टूल्स, फोर्जिंग मशीन टूल्स, लेसर प्रोसेसिंग मशीन टूल्स आणि विशिष्ट वापरासह इतर विशेष-उद्देशीय सीएनसी मशीन टूल्ससह विविध प्रकारचे सीएनसी मशीन टूल्स आहेत. संख्यात्मक नियंत्रण तंत्रज्ञानाद्वारे नियंत्रित केलेले कोणतेही मशीन टूल एनसी मशीन टूल म्हणून वर्गीकृत केले जाते.
रोटरी टूल होल्डर्स असलेल्या सीएनसी लेथ्स वगळता, ऑटोमॅटिक टूल चेंजर एटीसी (ऑटोमॅटिक टूल चेंजर - एटीसी) ने सुसज्ज असलेल्या सीएनसी मशीन टूल्सना मशीनिंग सेंटर्स (मशीन सेंटर - एमसी) म्हणून परिभाषित केले जाते. टूल्सच्या ऑटोमॅटिक रिप्लेसमेंटद्वारे, वर्कपीसेस एकाच क्लॅम्पिंगमध्ये अनेक प्रक्रिया प्रक्रिया पूर्ण करू शकतात, ज्यामुळे प्रक्रियांची एकाग्रता आणि प्रक्रियांचे संयोजन साध्य होते. हे प्रभावीपणे सहाय्यक प्रक्रिया वेळ कमी करते आणि मशीन टूलची कार्यक्षमता सुधारते. त्याच वेळी, ते वर्कपीस इंस्टॉलेशन्स आणि पोझिशनिंगची संख्या कमी करते, प्रक्रिया अचूकता वाढवते. मशीनिंग सेंटर्स सध्या सर्वात मोठे आउटपुट आणि सर्वात विस्तृत अनुप्रयोग असलेले सीएनसी मशीन टूल्सचे प्रकार आहेत.
सीएनसी मशीन टूल्सवर आधारित, मल्टी-वर्कटेबल (पॅलेट) ऑटोमॅटिक एक्सचेंज डिव्हाइसेस (ऑटो पॅलेट चेंजर - एपीसी) आणि इतर संबंधित डिव्हाइसेस जोडून, परिणामी प्रोसेसिंग युनिटला फ्लेक्सिबल मॅन्युफॅक्चरिंग सेल (फ्लेक्सिबल मॅन्युफॅक्चरिंग सेल - एफएमसी) म्हणतात. एफएमसी केवळ प्रक्रियांची एकाग्रता आणि प्रक्रियांचे संयोजन लक्षात घेत नाही तर वर्कटेबल (पॅलेट्स) च्या स्वयंचलित एक्सचेंज आणि तुलनेने पूर्ण ऑटोमॅटिक मॉनिटरिंग आणि कंट्रोल फंक्शन्ससह, विशिष्ट कालावधीसाठी मानवरहित प्रक्रिया करू शकते, ज्यामुळे उपकरणांची प्रक्रिया कार्यक्षमता आणखी सुधारते. एफएमसी केवळ लवचिक मॅन्युफॅक्चरिंग सिस्टम एफएमएस (फ्लेक्सिबल मॅन्युफॅक्चरिंग सिस्टम) चा आधार नाही तर स्वतंत्र ऑटोमेटेड प्रोसेसिंग उपकरण म्हणून देखील वापरता येते. म्हणून, त्याची विकास गती खूपच वेगवान आहे.
एफएमसी आणि मशीनिंग सेंटर्सच्या आधारावर, लॉजिस्टिक्स सिस्टम्स, औद्योगिक रोबोट्स आणि संबंधित उपकरणे जोडून आणि केंद्रीय नियंत्रण प्रणालीद्वारे केंद्रीकृत आणि एकत्रित पद्धतीने नियंत्रित आणि व्यवस्थापित करून, अशा उत्पादन प्रणालीला लवचिक उत्पादन प्रणाली एफएमएस (फ्लेक्सिबल मॅन्युफॅक्चरिंग सिस्टम) म्हणतात. एफएमएस केवळ दीर्घ कालावधीसाठी मानवरहित प्रक्रिया करू शकत नाही तर विविध प्रकारच्या भागांची आणि घटकांच्या असेंब्लीची संपूर्ण प्रक्रिया देखील साध्य करू शकते, ज्यामुळे कार्यशाळेच्या उत्पादन प्रक्रियेचे ऑटोमेशन साध्य होते. ही एक अत्यंत स्वयंचलित प्रगत उत्पादन प्रणाली आहे.
विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या सततच्या प्रगतीसह, बाजारातील मागणीच्या बदलत्या परिस्थितीशी जुळवून घेण्यासाठी, आधुनिक उत्पादनासाठी, केवळ कार्यशाळेच्या उत्पादन प्रक्रियेच्या ऑटोमेशनला प्रोत्साहन देणे आवश्यक नाही तर बाजार अंदाज, उत्पादन निर्णय घेणे, उत्पादन डिझाइन, उत्पादन उत्पादन ते उत्पादन विक्रीपर्यंत व्यापक ऑटोमेशन साध्य करणे देखील आवश्यक आहे. या आवश्यकता एकत्रित करून तयार केलेल्या संपूर्ण उत्पादन आणि उत्पादन प्रणालीला संगणक-एकात्मिक उत्पादन प्रणाली (कॉम्प्युटर इंटिग्रेटेड मॅन्युफॅक्चरिंग सिस्टम - CIMS) म्हणतात. CIMS सेंद्रियपणे दीर्घ उत्पादन आणि व्यवसाय क्रियाकलाप एकत्रित करते, अधिक कार्यक्षम आणि अधिक लवचिक बुद्धिमान उत्पादन साध्य करते, जे आजच्या स्वयंचलित उत्पादन तंत्रज्ञानाच्या विकासाच्या सर्वोच्च टप्प्याचे प्रतिनिधित्व करते. CIMS मध्ये, केवळ उत्पादन उपकरणांचे एकत्रीकरणच नाही तर त्याहूनही महत्त्वाचे म्हणजे, तंत्रज्ञानाचे एकत्रीकरण आणि कार्य एकत्रीकरण माहितीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे. संगणक हे एकात्मीकरण साधन आहे, संगणक-सहाय्यित स्वयंचलित युनिट तंत्रज्ञान हे एकात्मतेचा आधार आहे आणि माहिती आणि डेटाची देवाणघेवाण आणि देवाणघेवाण हा एकात्मतेचा पूल आहे. अंतिम उत्पादन माहिती आणि डेटाचे भौतिक प्रकटीकरण म्हणून मानले जाऊ शकते.
संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली आणि त्याचे घटक
संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीचे मूलभूत घटक
सीएनसी मशीन टूलची संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली ही सर्व संख्यात्मक नियंत्रण उपकरणांचा गाभा असते. संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीचा मुख्य नियंत्रण उद्देश निर्देशांक अक्षांचे विस्थापन (हालचालीचा वेग, दिशा, स्थिती इत्यादींसह) आहे आणि त्याची नियंत्रण माहिती प्रामुख्याने संख्यात्मक नियंत्रण प्रक्रिया किंवा गती नियंत्रण कार्यक्रमांमधून येते. म्हणून, संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीच्या सर्वात मूलभूत घटकांमध्ये हे समाविष्ट असावे: प्रोग्राम इनपुट/आउटपुट डिव्हाइस, संख्यात्मक नियंत्रण डिव्हाइस आणि सर्वो ड्राइव्ह.
इनपुट/आउटपुट डिव्हाइसची भूमिका म्हणजे संख्यात्मक नियंत्रण प्रक्रिया किंवा गती नियंत्रण कार्यक्रम, प्रक्रिया आणि नियंत्रण डेटा, मशीन टूल पॅरामीटर्स, समन्वय अक्ष स्थिती आणि शोध स्विचची स्थिती यासारख्या डेटा इनपुट आणि आउटपुट करणे. कीबोर्ड आणि डिस्प्ले हे कोणत्याही संख्यात्मक नियंत्रण उपकरणासाठी आवश्यक असलेले सर्वात मूलभूत इनपुट/आउटपुट डिव्हाइस आहेत. याव्यतिरिक्त, संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीवर अवलंबून, फोटोइलेक्ट्रिक रीडर, टेप ड्राइव्ह किंवा फ्लॉपी डिस्क ड्राइव्ह सारखी उपकरणे देखील सुसज्ज केली जाऊ शकतात. परिधीय उपकरण म्हणून, संगणक सध्या सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या इनपुट/आउटपुट डिव्हाइसपैकी एक आहे.
संख्यात्मक नियंत्रण उपकरण हे संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीचा मुख्य घटक आहे. त्यात इनपुट/आउटपुट इंटरफेस सर्किट, नियंत्रक, अंकगणित युनिट आणि मेमरी असते. संख्यात्मक नियंत्रण उपकरणाची भूमिका अंतर्गत लॉजिक सर्किट किंवा नियंत्रण सॉफ्टवेअरद्वारे इनपुट डिव्हाइसद्वारे डेटा इनपुट संकलित करणे, गणना करणे आणि प्रक्रिया करणे आणि निर्दिष्ट क्रिया करण्यासाठी मशीन टूलच्या विविध भागांवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी विविध प्रकारची माहिती आणि सूचना आउटपुट करणे आहे.
या नियंत्रण माहिती आणि सूचनांपैकी, सर्वात मूलभूत माहिती म्हणजे निर्देशांक अक्षांच्या फीड गती, फीड दिशा आणि फीड विस्थापन सूचना. त्या इंटरपोलेशन गणनांनंतर तयार केल्या जातात, सर्वो ड्राइव्हला प्रदान केल्या जातात, ड्रायव्हरद्वारे वाढवल्या जातात आणि शेवटी निर्देशांक अक्षांचे विस्थापन नियंत्रित करतात. हे थेट साधन किंवा निर्देशांक अक्षांच्या हालचालीचा मार्ग निश्चित करते.
याव्यतिरिक्त, सिस्टम आणि उपकरणांवर अवलंबून, उदाहरणार्थ, सीएनसी मशीन टूलवर, स्पिंडलची फिरण्याची गती, दिशा, सुरुवात/थांबणे; टूल निवड आणि देवाणघेवाण सूचना; कूलिंग आणि स्नेहन उपकरणांच्या सुरुवात/थांबण्याच्या सूचना; वर्कपीस सैल करणे आणि क्लॅम्पिंग सूचना; वर्कटेबलची अनुक्रमणिका आणि इतर सहाय्यक सूचना देखील असू शकतात. संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीमध्ये, ते इंटरफेसद्वारे सिग्नलच्या स्वरूपात बाह्य सहाय्यक नियंत्रण उपकरणाला प्रदान केले जातात. सहाय्यक नियंत्रण उपकरण वरील सिग्नलवर आवश्यक संकलन आणि तार्किक ऑपरेशन्स करते, त्यांना वाढवते आणि सूचनांद्वारे निर्दिष्ट केलेल्या क्रिया पूर्ण करण्यासाठी मशीन टूलचे यांत्रिक घटक, हायड्रॉलिक आणि वायवीय सहाय्यक उपकरणे चालविण्यासाठी संबंधित अ‍ॅक्च्युएटर्सना चालवते.
सर्वो ड्राइव्हमध्ये सामान्यतः सर्वो अॅम्प्लिफायर (ड्रायव्हर्स, सर्वो युनिट्स म्हणूनही ओळखले जातात) आणि अ‍ॅक्च्युएटर असतात. सीएनसी मशीन टूल्समध्ये, सध्या एसी सर्वो मोटर्स सामान्यतः अ‍ॅक्च्युएटर म्हणून वापरले जातात; प्रगत हाय-स्पीड मशीनिंग मशीन टूल्सवर, रेषीय मोटर्स वापरण्यास सुरुवात झाली आहे. याव्यतिरिक्त, १९८० च्या दशकापूर्वी उत्पादित सीएनसी मशीन टूल्समध्ये, डीसी सर्वो मोटर्स वापरण्याचे प्रकार होते; साध्या सीएनसी मशीन टूल्ससाठी, स्टेपर मोटर्स देखील अ‍ॅक्च्युएटर म्हणून वापरले जात होते. सर्वो अॅम्प्लिफायरचे स्वरूप अ‍ॅक्च्युएटरवर अवलंबून असते आणि ते ड्राइव्ह मोटरसह वापरले पाहिजे.
वरील घटक संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीचे सर्वात मूलभूत घटक आहेत. संख्यात्मक नियंत्रण तंत्रज्ञानाच्या सतत विकासासह आणि मशीन टूल कार्यप्रदर्शन पातळीत सुधारणा झाल्यामुळे, प्रणालीसाठी कार्यात्मक आवश्यकता देखील वाढत आहेत. वेगवेगळ्या मशीन टूल्सच्या नियंत्रण आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी, संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीची अखंडता आणि एकरूपता सुनिश्चित करण्यासाठी आणि वापरकर्त्यांचा वापर सुलभ करण्यासाठी, सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या प्रगत संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालींमध्ये मशीन टूलच्या सहाय्यक नियंत्रण उपकरण म्हणून अंतर्गत प्रोग्राम करण्यायोग्य नियंत्रक असतो. याव्यतिरिक्त, मेटल कटिंग मशीन टूल्सवर, स्पिंडल ड्राइव्ह डिव्हाइस देखील संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीचा एक घटक बनू शकते; बंद-लूप सीएनसी मशीन टूल्सवर, मापन आणि शोध उपकरणे देखील संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीसाठी अपरिहार्य असतात. प्रगत संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालींसाठी, कधीकधी संगणकाचा वापर सिस्टमच्या मानवी-मशीन इंटरफेस म्हणून आणि डेटा व्यवस्थापन आणि इनपुट/आउटपुट डिव्हाइसेससाठी केला जातो, ज्यामुळे संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीची कार्ये अधिक शक्तिशाली होतात आणि कार्यक्षमता अधिक परिपूर्ण होते.
शेवटी, संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीची रचना नियंत्रण प्रणालीच्या कामगिरीवर आणि उपकरणांच्या विशिष्ट नियंत्रण आवश्यकतांवर अवलंबून असते. त्याच्या कॉन्फिगरेशन आणि रचनेत लक्षणीय फरक आहेत. प्रोसेसिंग प्रोग्रामच्या इनपुट/आउटपुट डिव्हाइसच्या तीन सर्वात मूलभूत घटकांव्यतिरिक्त, संख्यात्मक नियंत्रण डिव्हाइस आणि सर्वो ड्राइव्ह, अधिक नियंत्रण डिव्हाइस असू शकतात. आकृती 1-1 मधील डॅश केलेला बॉक्स भाग संगणक संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीचे प्रतिनिधित्व करतो.
एनसी, सीएनसी, एसव्ही आणि पीएलसीच्या संकल्पना
NC (CNC), SV, आणि PLC (PC, PMC) हे संख्यात्मक नियंत्रण उपकरणांमध्ये सामान्यतः वापरले जाणारे इंग्रजी संक्षेप आहेत आणि व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये वेगवेगळ्या प्रसंगी त्यांचे वेगवेगळे अर्थ आहेत.
NC (CNC): NC आणि CNC हे अनुक्रमे न्यूमेरिकल कंट्रोल आणि कॉम्प्युटराइज्ड न्यूमेरिकल कंट्रोलचे सामान्य इंग्रजी संक्षेप आहेत. आधुनिक न्यूमेरिकल कंट्रोल सर्व संगणक नियंत्रणाचा अवलंब करतात हे लक्षात घेता, असे मानले जाऊ शकते की NC आणि CNC चे अर्थ पूर्णपणे सारखेच आहेत. अभियांत्रिकी अनुप्रयोगांमध्ये, वापराच्या प्रसंगानुसार, NC (CNC) चे सहसा तीन भिन्न अर्थ असतात: व्यापक अर्थाने, ते नियंत्रण तंत्रज्ञानाचे प्रतिनिधित्व करते - न्यूमेरिकल कंट्रोल टेक्नॉलॉजी; अरुंद अर्थाने, ते नियंत्रण प्रणालीच्या अस्तित्वाचे प्रतिनिधित्व करते - न्यूमेरिकल कंट्रोल सिस्टम; याव्यतिरिक्त, ते विशिष्ट नियंत्रण उपकरणाचे देखील प्रतिनिधित्व करू शकते - न्यूमेरिकल कंट्रोल डिव्हाइस.
SV: SV हा सर्वो ड्राइव्हचा सामान्य इंग्रजी संक्षेप आहे (सर्व्हो ड्राइव्ह, ज्याला सर्वो असे संक्षिप्त रूप दिले जाते). जपानी JIS मानकांच्या निर्धारित अटींनुसार, ते "एक नियंत्रण यंत्रणा आहे जी एखाद्या वस्तूची स्थिती, दिशा आणि स्थिती नियंत्रण प्रमाण म्हणून घेते आणि लक्ष्य मूल्यातील अनियंत्रित बदलांचा मागोवा घेते." थोडक्यात, हे एक नियंत्रण उपकरण आहे जे लक्ष्य स्थितीसारख्या भौतिक प्रमाणांचे स्वयंचलितपणे अनुसरण करू शकते.
सीएनसी मशीन टूल्समध्ये, सर्वो ड्राइव्हची भूमिका प्रामुख्याने दोन पैलूंमध्ये प्रतिबिंबित होते: पहिले, ते अंकीय नियंत्रण उपकरणाने दिलेल्या वेगाने निर्देशांक अक्षांना कार्य करण्यास सक्षम करते; दुसरे, ते अंकीय नियंत्रण उपकरणाने दिलेल्या स्थितीनुसार निर्देशांक अक्षांना स्थानबद्ध करण्यास सक्षम करते.
सर्वो ड्राइव्हचे नियंत्रण ऑब्जेक्ट्स सहसा मशीन टूलच्या निर्देशांक अक्षांचे विस्थापन आणि वेग असतात; अ‍ॅक्च्युएटर एक सर्वो मोटर आहे; इनपुट कमांड सिग्नल नियंत्रित आणि वाढवणारा भाग बहुतेकदा सर्वो अॅम्प्लिफायर (ड्रायव्हर, अॅम्प्लिफायर, सर्वो युनिट इत्यादी म्हणून देखील ओळखला जातो) म्हणतात, जो सर्वो ड्राइव्हचा गाभा आहे.
सर्वो ड्राइव्हचा वापर केवळ संख्यात्मक नियंत्रण उपकरणासोबतच करता येत नाही तर तो केवळ स्थिती (वेग) सोबत असलेल्या प्रणाली म्हणून देखील करता येतो. म्हणूनच, याला अनेकदा सर्वो सिस्टम असेही म्हणतात. सुरुवातीच्या संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालींमध्ये, स्थिती नियंत्रण भाग सामान्यतः CNC सोबत एकत्रित केला जात असे आणि सर्वो ड्राइव्ह फक्त गती नियंत्रण करत असे. म्हणून, सर्वो ड्राइव्हला अनेकदा गती नियंत्रण युनिट म्हटले जात असे.
पीएलसी: पीसी हा प्रोग्रामेबल कंट्रोलरचा इंग्रजी संक्षेप आहे. पर्सनल कॉम्प्युटरच्या वाढत्या लोकप्रियतेसह, पर्सनल कॉम्प्युटर (ज्याला पीसी देखील म्हणतात) यांच्याशी गोंधळ टाळण्यासाठी, प्रोग्रामेबल कंट्रोलर्सना आता सामान्यतः प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (प्रोग्रामॅल्बे लॉजिक कंट्रोलर - पीएलसी) किंवा प्रोग्रामेबल मशीन कंट्रोलर (प्रोग्रामेबल मशीन कंट्रोलर - पीएमसी) असे म्हणतात. म्हणून, सीएनसी मशीन टूल्सवर, पीसी, पीएलसी आणि पीएमसीचा अर्थ अगदी सारखाच आहे.
पीएलसीमध्ये जलद प्रतिसाद, विश्वासार्ह कामगिरी, सोयीस्कर वापर, सोपे प्रोग्रामिंग आणि डीबगिंग हे फायदे आहेत आणि ते काही मशीन टूल इलेक्ट्रिकल उपकरणे थेट चालवू शकते. म्हणून, संख्यात्मक नियंत्रण उपकरणांसाठी ते सहायक नियंत्रण उपकरण म्हणून मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. सध्या, बहुतेक संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालींमध्ये सीएनसी मशीन टूल्सच्या सहाय्यक सूचनांवर प्रक्रिया करण्यासाठी अंतर्गत पीएलसी असते, ज्यामुळे मशीन टूलचे सहाय्यक नियंत्रण उपकरण मोठ्या प्रमाणात सोपे होते. याव्यतिरिक्त, अनेक प्रसंगी, पीएलसीच्या अक्ष नियंत्रण मॉड्यूल आणि पोझिशनिंग मॉड्यूल सारख्या विशेष कार्यात्मक मॉड्यूलद्वारे, पीएलसीचा थेट वापर पॉइंट पोझिशन नियंत्रण, रेषीय नियंत्रण आणि साधे समोच्च नियंत्रण साध्य करण्यासाठी केला जाऊ शकतो, विशेष सीएनसी मशीन टूल्स किंवा सीएनसी उत्पादन लाइन तयार करतो.
सीएनसी मशीन टूल्सची रचना आणि प्रक्रिया तत्व
सीएनसी मशीन टूल्सची मूलभूत रचना
सीएनसी मशीन टूल्स ही सर्वात सामान्य संख्यात्मक नियंत्रण उपकरणे आहेत. सीएनसी मशीन टूल्सची मूलभूत रचना स्पष्ट करण्यासाठी, भागांवर प्रक्रिया करण्यासाठी सीएनसी मशीन टूल्सच्या कार्य प्रक्रियेचे विश्लेषण करणे प्रथम आवश्यक आहे. सीएनसी मशीन टूल्सवर, भागांवर प्रक्रिया करण्यासाठी, खालील चरणे अंमलात आणता येतात:
प्रक्रिया करायच्या भागांच्या रेखाचित्रे आणि प्रक्रिया योजनांनुसार, निर्धारित कोड आणि प्रोग्राम फॉरमॅट वापरून, साधनांच्या हालचालीचा मार्ग, प्रक्रिया प्रक्रिया, प्रक्रिया पॅरामीटर्स, कटिंग पॅरामीटर्स इत्यादी संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीद्वारे ओळखल्या जाणाऱ्या सूचना स्वरूपात लिहा, म्हणजेच प्रक्रिया कार्यक्रम लिहा.
अंकीय नियंत्रण उपकरणात लेखी प्रक्रिया कार्यक्रम इनपुट करा.
संख्यात्मक नियंत्रण उपकरण इनपुट प्रोग्राम (कोड) डीकोड करते आणि प्रक्रिया करते आणि मशीन टूलच्या प्रत्येक घटकाच्या हालचाली नियंत्रित करण्यासाठी प्रत्येक निर्देशांक अक्षाच्या सर्वो ड्राइव्ह डिव्हाइसेस आणि सहाय्यक फंक्शन नियंत्रण डिव्हाइसेसना संबंधित नियंत्रण सिग्नल पाठवते.
हालचाली दरम्यान, संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीला मशीन टूलच्या निर्देशांक अक्षांची स्थिती, ट्रॅव्हल स्विचेसची स्थिती इत्यादी कोणत्याही वेळी शोधणे आवश्यक आहे आणि पात्र भागांवर प्रक्रिया होईपर्यंत पुढील कृती निश्चित करण्यासाठी प्रोग्रामच्या आवश्यकतांशी त्यांची तुलना करणे आवश्यक आहे.
ऑपरेटर कधीही मशीन टूलच्या प्रक्रिया परिस्थिती आणि कामकाजाच्या स्थितीचे निरीक्षण आणि तपासणी करू शकतो. आवश्यक असल्यास, मशीन टूलचे सुरक्षित आणि विश्वासार्ह ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी मशीन टूल कृती आणि प्रक्रिया कार्यक्रमांमध्ये समायोजन देखील आवश्यक आहे.
सीएनसी मशीन टूलची मूलभूत रचना म्हणून, त्यात हे समाविष्ट असावे असे दिसून येते: इनपुट/आउटपुट डिव्हाइसेस, संख्यात्मक नियंत्रण डिव्हाइसेस, सर्वो ड्राइव्ह आणि फीडबॅक डिव्हाइसेस, सहाय्यक नियंत्रण डिव्हाइसेस आणि मशीन टूल बॉडी.
सीएनसी मशीन टूल्सची रचना
मशीन टूल होस्टचे प्रक्रिया नियंत्रण साध्य करण्यासाठी संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली वापरली जाते. सध्या, बहुतेक संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली संगणक संख्यात्मक नियंत्रण (म्हणजेच, CNC) वापरतात. आकृतीमध्ये इनपुट/आउटपुट डिव्हाइस, संख्यात्मक नियंत्रण डिव्हाइस, सर्वो ड्राइव्ह आणि अभिप्राय डिव्हाइस एकत्रितपणे मशीन टूल संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली बनवतात आणि त्याची भूमिका वर वर्णन केली आहे. खालील इतर घटकांची थोडक्यात ओळख करून देतो.
मापन अभिप्राय उपकरण: हे बंद-लूप (अर्ध-बंद-लूप) सीएनसी मशीन टूलचा शोध दुवा आहे. त्याची भूमिका पल्स एन्कोडर, रिझोल्वर्स, इंडक्शन सिंक्रोनायझर्स, ग्रेटिंग्ज, मॅग्नेटिक स्केल आणि लेसर मापन यंत्रे यासारख्या आधुनिक मापन घटकांद्वारे अ‍ॅक्च्युएटर (जसे की टूल होल्डर) किंवा वर्कटेबलच्या वास्तविक विस्थापनाचा वेग आणि विस्थापन शोधणे आणि त्यांना सर्वो ड्राइव्ह डिव्हाइस किंवा संख्यात्मक नियंत्रण डिव्हाइसवर परत फीड करणे आणि गती यंत्रणेची अचूकता सुधारण्याच्या उद्देशाने अ‍ॅक्च्युएटरच्या फीड गती किंवा गती त्रुटीची भरपाई करणे आहे. डिटेक्शन डिव्हाइसची स्थापना स्थिती आणि डिटेक्शन सिग्नल परत दिले जाणारे स्थान संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीच्या संरचनेवर अवलंबून असते. सर्वो बिल्ट-इन पल्स एन्कोडर, टॅकोमीटर आणि रेखीय जाळी हे सामान्यतः वापरले जाणारे शोध घटक आहेत.
प्रगत सर्व्हो डिजिटल सर्व्हो ड्राइव्ह तंत्रज्ञानाचा वापर करतात (ज्याला डिजिटल सर्व्हो म्हणतात), सर्व्हो ड्राइव्ह आणि संख्यात्मक नियंत्रण उपकरण यांच्यातील कनेक्शनसाठी सहसा बस वापरली जाते; बहुतेक प्रकरणांमध्ये, फीडबॅक सिग्नल सर्व्हो ड्राइव्हशी जोडला जातो आणि बसद्वारे संख्यात्मक नियंत्रण उपकरणात प्रसारित केला जातो. फक्त काही प्रसंगी किंवा अॅनालॉग सर्व्हो ड्राइव्ह (सामान्यतः अॅनालॉग सर्व्हो म्हणून ओळखले जाते) वापरताना, फीडबॅक डिव्हाइस थेट संख्यात्मक नियंत्रण उपकरणाशी जोडलेले असणे आवश्यक आहे.
सहाय्यक नियंत्रण यंत्रणा आणि फीड ट्रान्समिशन यंत्रणा: हे संख्यात्मक नियंत्रण उपकरण आणि मशीन टूलच्या यांत्रिक आणि हायड्रॉलिक घटकांमध्ये स्थित आहे. त्याची मुख्य भूमिका संख्यात्मक नियंत्रण उपकरणाद्वारे स्पिंडल गती, दिशा आणि प्रारंभ/थांबवण्याच्या सूचना आउटपुट प्राप्त करणे आहे; साधन निवड आणि देवाणघेवाण सूचना; कूलिंग आणि स्नेहन उपकरणांच्या प्रारंभ/थांबवण्याच्या सूचना; वर्कपीस आणि मशीन टूल घटकांचे सैल करणे आणि क्लॅम्पिंग करणे, वर्कटेबलचे अनुक्रमणिका आणि मशीन टूलवरील शोध स्विचचे स्थिती सिग्नल यासारखे सहाय्यक सूचना सिग्नल. आवश्यक संकलन, तार्किक निर्णय आणि पॉवर अॅम्प्लिफिकेशन नंतर, संबंधित अ‍ॅक्च्युएटर्स सूचनांद्वारे निर्दिष्ट केलेल्या क्रिया पूर्ण करण्यासाठी मशीन टूलचे यांत्रिक घटक, हायड्रॉलिक आणि वायवीय सहाय्यक उपकरणे चालविण्यासाठी थेट चालविले जातात. ते सहसा पीएलसी आणि मजबूत करंट कंट्रोल सर्किटने बनलेले असते. पीएलसी सीएनसी इन स्ट्रक्चर (बिल्ट-इन पीएलसी) किंवा तुलनेने स्वतंत्र (बाह्य पीएलसी) सह एकत्रित केले जाऊ शकते.
मशीन टूल बॉडी, म्हणजेच सीएनसी मशीन टूलची यांत्रिक रचना, मुख्य ड्राइव्ह सिस्टम, फीड ड्राइव्ह सिस्टम, बेड, वर्कटेबल्स, ऑक्झिलरी मोशन डिव्हाइसेस, हायड्रॉलिक आणि न्यूमॅटिक सिस्टम्स, स्नेहन सिस्टम्स, कूलिंग डिव्हाइसेस, चिप रिमूव्हल, प्रोटेक्शन सिस्टम्स आणि इतर भागांनी बनलेली असते. तथापि, संख्यात्मक नियंत्रणाच्या आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी आणि मशीन टूलच्या कामगिरीला पूर्ण खेळ देण्यासाठी, एकूण लेआउट, देखावा डिझाइन, ट्रान्समिशन सिस्टम स्ट्रक्चर, टूल सिस्टम आणि ऑपरेटिंग परफॉर्मन्सच्या बाबतीत त्यात महत्त्वपूर्ण बदल झाले आहेत. मशीन टूलच्या यांत्रिक घटकांमध्ये बेड, बॉक्स, कॉलम, गाइड रेल, वर्कटेबल, स्पिंडल, फीड मेकॅनिझम, टूल एक्सचेंज मेकॅनिझम इत्यादींचा समावेश आहे.
सीएनसी मशीनिंगचे तत्व
पारंपारिक मेटल कटिंग मशीन टूल्सवर, भागांवर प्रक्रिया करताना, ऑपरेटरला ड्रॉइंगच्या आवश्यकतांनुसार टूलच्या हालचालीचा मार्ग आणि हालचालीचा वेग यासारखे पॅरामीटर्स सतत बदलावे लागतात, जेणेकरून टूल वर्कपीसवर कटिंग प्रक्रिया करू शकेल आणि शेवटी पात्र भागांवर प्रक्रिया करू शकेल.
सीएनसी मशीन टूल्सची प्रक्रिया मूलत: "डिफरेंशियल" तत्व लागू करते. त्याचे कार्य तत्व आणि प्रक्रिया थोडक्यात खालीलप्रमाणे वर्णन करता येईल:
प्रक्रिया कार्यक्रमासाठी आवश्यक असलेल्या साधन मार्गक्रमणानुसार, संख्यात्मक नियंत्रण उपकरण मशीन टूलच्या संबंधित निर्देशांक अक्षांसह मार्गक्रमण किमान हालचाली रकमेसह (नाडी समतुल्य) (आकृती १-२ मध्ये △X, △Y) वेगळे करते आणि प्रत्येक निर्देशांक अक्षाला हलविण्यासाठी आवश्यक असलेल्या डाळींची संख्या मोजते.
संख्यात्मक नियंत्रण उपकरणाच्या "इंटरपोलेशन" सॉफ्टवेअर किंवा "इंटरपोलेशन" कॅल्क्युलेटरद्वारे, आवश्यक मार्ग "किमान हालचाल युनिट" च्या युनिटमध्ये समतुल्य पॉलीलाइनसह बसवला जातो आणि सैद्धांतिक मार्गाच्या सर्वात जवळची बसवलेली पॉलीलाइन आढळते.
बसवलेल्या पॉलीलाइनच्या मार्गानुसार, संख्यात्मक नियंत्रण उपकरण संबंधित निर्देशांक अक्षांना सतत फीड पल्स वाटप करते आणि मशीन टूलच्या निर्देशांक अक्षांना सर्वो ड्राइव्हद्वारे वाटप केलेल्या पल्सनुसार हालचाल करण्यास सक्षम करते.
हे पाहिले जाऊ शकते की: प्रथम, जोपर्यंत सीएनसी मशीन टूलची किमान हालचाल रक्कम (पल्स समतुल्य) पुरेशी लहान आहे, तोपर्यंत वापरलेली फिट केलेली पॉलीलाइन सैद्धांतिक वक्रसाठी समतुल्यपणे बदलली जाऊ शकते. दुसरे, जोपर्यंत निर्देशांक अक्षांची पल्स वाटप पद्धत बदलली जाते, तोपर्यंत फिट केलेल्या पॉलीलाइनचा आकार बदलला जाऊ शकतो, ज्यामुळे प्रक्रिया मार्ग बदलण्याचा उद्देश साध्य होतो. तिसरे, जोपर्यंत वारंवारता…