बुनियादी बातों से परे: सीएनसी मशीन टूल्स को समझना और इष्टतम परिशुद्धता के लिए ऑपरेशन पैनलों को नेविगेट करना

आप सीएनसी मशीन टूल्स के वर्गीकरण के बारे में कितना जानते हैं?

सीएनसी मशीन टूल्स का वर्गीकरण कार्य, संरचना और अनुप्रयोग पर आधारित है।

अब हम विभिन्न वर्गीकरणों को देखेंगे:

कार्य पर आधारित

टर्निंग मशीनें:ये मशीनें मुख्य रूप से बेलनाकार या शंक्वाकार घटकों पर टर्निंग ऑपरेशन करती हैं।

इन मशीनों का उपयोग सपाट या जटिल सतहों को पीसने के लिए किया जा सकता है।

संरचना के आधार पर

क्षैतिज मशीनिंग केंद्र:स्पिंडल और वर्कपीस को एक मेज पर क्षैतिज रूप से रखा गया है।

लंबवत मशीनिंग केंद्र:स्पिंडल और वर्कपीस को एक मेज पर लंबवत रखा गया है।

बहु-अक्ष मशीनें:ये मशीनें कई अक्षों (3 या अधिक) से सुसज्जित हैं, जो उन्हें सटीक और जटिल संचालन करने की अनुमति देती हैं।

आवेदन के आधार पर

ड्रिलिंग मशीनें ऐसी मशीनें हैं जो मुख्य रूप से ड्रिलिंग कार्य करती हैं।

पीसने वाली मशीनें:इन मशीनों का उपयोग धातु को पीसने और चमकाने के लिए किया जा सकता है।

लेजर काटने की मशीनें:विभिन्न सामग्रियों को काटने के लिए लेजर तकनीक का उपयोग किया जाता है।

इलेक्ट्रो-डिस्चार्ज मशीनें (ईडीएम):ये मशीनें विद्युत प्रवाहकीय सामग्री को आकार देती हैं और ड्रिल करती हैं।

सीएनसी मशीनों के वर्गीकरण के तरीके अलग-अलग हैं।इसके कई प्रकार और विशिष्टताएँ हैं।इसे उपरोक्त वर्गीकरण विधियों के साथ-साथ कार्य और संरचना के चार सिद्धांतों का उपयोग करके वर्गीकृत किया जा सकता है।

1. मशीन टूल्स का उनके नियंत्रण प्रक्षेपवक्र के अनुसार वर्गीकरण

1) प्वाइंट कंट्रोल सीएनसी मशीनें

बिंदु नियंत्रण के लिए एकमात्र आवश्यकता एक मशीन उपकरण से दूसरे तक भागों को ले जाने की सटीक स्थिति है।गति के लिए बिंदुओं के बीच प्रक्षेप पथ की आवश्यकताएँ बहुत सख्त नहीं हैं।आंदोलन के दौरान, कोई प्रसंस्करण नहीं किया जाता है।यह महत्वपूर्ण नहीं है कि प्रत्येक समन्वय अक्ष के बीच गति कैसे होती है।सटीक और तेज़ स्थिति प्राप्त करने के लिए, पहले दो बिंदुओं के बीच की दूरी को तेज़ी से बढ़ाना महत्वपूर्ण है, फिर सटीकता सुनिश्चित करने के लिए धीरे-धीरे स्थिति बिंदु तक पहुँचें।गति प्रक्षेपवक्र नीचे दिखाया गया है।

सीएनसी मिलिंग मशीन और सीएनसी पंचिंग मशीन उन मशीन टूल्स के उदाहरण हैं जिनमें बिंदु नियंत्रण क्षमताएं होती हैं।सीएनसी प्रणालियाँ जो केवल बिंदु नियंत्रण के लिए उपयोग की जाती हैं, सीएनसी प्रौद्योगिकी की प्रगति के कारण दुर्लभ हो गई हैं।

(2) रैखिक नियंत्रण सीएनसी मशीन टूल्स

समानांतर नियंत्रण सीएनसी मशीनों को रैखिक नियंत्रण सीएनसी मशीनों के रूप में भी जाना जाता है।इसकी विशेषता यह है कि यह न केवल बिंदुओं के बीच सटीक स्थिति को नियंत्रित करता है, बल्कि दो बिंदुओं के बीच गति और मार्ग (प्रक्षेपवक्र) की गति को भी नियंत्रित करता है।इसकी गति केवल मशीन टूल के समन्वय अक्षों के समानांतर चलने से संबंधित है।इसका मतलब यह है कि एक समय में केवल एक ही निर्देशांक नियंत्रित होता है।उपकरण का उपयोग स्थानांतरण प्रक्रिया के दौरान निर्दिष्ट फ़ीड दर पर कटौती करने के लिए किया जा सकता है।इसका उपयोग आम तौर पर केवल आयताकार और चरणबद्ध घटकों को संसाधित करने के लिए किया जा सकता है।

   सीएनसी खरादरैखिक नियंत्रण के साथ मुख्य रूप से सीएनसी मिलिंग मशीनें और सीएनसी ग्राइंडर हैं।इस मशीन टूल के सीएनसी सिस्टम को लीनियर-कंट्रोल सीएनसी सिस्टम के रूप में भी जाना जाता है।उसी तरह, सीएनसी मशीनें जो विशेष रूप से रैखिक नियंत्रण के लिए उपयोग की जाती हैं, दुर्लभ हैं।

(3) 3डी कंटूर नियंत्रण सीएनसी मशीन टूल्स

सतत नियंत्रण सीएनसी मशीनों को समोच्च नियंत्रण सीएनसी मशीनों के रूप में भी जाना जाता है।इस मशीन की नियंत्रण विशेषता एक साथ दो या दो से अधिक गति निर्देशांकों को नियंत्रित करने की क्षमता है।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि वर्कपीस समोच्च पर उपकरण की सापेक्ष गति वर्कपीस के मशीनिंग समोच्च के अनुसार है, निर्धारित आनुपातिक संबंध के अनुसार प्रत्येक समन्वित गति के विस्थापन और गति को सटीक रूप से समन्वयित करना आवश्यक है।

इस नियंत्रण विधि का उपयोग करने के लिए, एक सीएनसी डिवाइस में इंटरपोलेशन फ़ंक्शन होना चाहिए।इंटरपोलेशन सीएनसी प्रणाली में इंटरपोलेशन ऑपरेटरों द्वारा निष्पादित गणितीय प्रसंस्करण द्वारा एक सीधी रेखा या चाप के आकार का वर्णन करता है।यह प्रोग्राम द्वारा इनपुट किए गए बुनियादी डेटा पर आधारित है, जैसे एक सीधी रेखा के अंतिम बिंदुओं के लिए निर्देशांक, एक चाप के अंतिम बिंदुओं के लिए निर्देशांक, या त्रिज्या या केंद्र निर्देशांक।गणना करते समय, परिणामों के अनुसार समन्वय अक्ष के प्रत्येक नियंत्रक को दालें निर्दिष्ट करें।यह वांछित समोच्च के अनुरूप प्रत्येक समन्वय के लिए लिंकेज विस्थापन को नियंत्रित करता है।गति के दौरान, उपकरण वर्कपीस की सतह को लगातार काटता है, जो विभिन्न प्रसंस्करण जैसे सीधी रेखाएं, वक्र और चाप की अनुमति देता है।कंटूर-नियंत्रित मशीनिंग प्रक्षेपवक्र।

इन मशीन टूल्स में सीएनसी लेथ और मिलिंग मशीन के साथ-साथ सीएनसी वायर-कटिंग मशीन, मशीनिंग सेंटर आदि शामिल हैं। सीएनसी डिवाइस जो उनके अनुरूप हैं उन्हें कंटूर कंट्रोल सिस्टम कहा जाता है।इसे नियंत्रित करने वाली अक्षों की संख्या के आधार पर इसे तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है: रूप

1 दो-अक्ष लिंक:मुख्य रूप से सीएनसी खराद के लिए उपयोग किया जाता है जो घूमने वाली सतहों को संसाधित करता है, या सीएनसी मिलिंग मशीनों के लिए उपयोग किया जाता है जो घुमावदार बेलनाकार सतहों को संसाधित करता है।

2 सेमी-लिंकेज 2 अक्ष:इसका उपयोग मुख्य रूप से उन मशीन टूल्स को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है जिनमें 3 से अधिक अक्ष होते हैं।दो अक्षों को जोड़ा जा सकता है और तीसरा अक्ष समय-समय पर फीडिंग कर सकता है।

3 तीन-अक्ष लिंकेज:यह एक लिंकेज है जिसमें तीन रैखिक समन्वय अक्ष शामिल होते हैं, आमतौर पर एक्स/वाई/जेड, और सीएनसी मिलिंग मशीन, मशीन सेंटर इत्यादि द्वारा उपयोग किया जाता है। दूसरा प्रकार आपको एक्स/वाई/जेड में एक साथ दो रैखिक निर्देशांक को नियंत्रित करने की अनुमति देता है, जैसे साथ ही घूर्णन समन्वय अक्ष जो रैखिक समन्वय अक्षों के चारों ओर घूमता है।

उदाहरण के लिए, एक टर्निंग मशीन केंद्र में, दो रैखिक समन्वय अक्षों (अनुदैर्ध्य दिशा में एक्स-अक्ष और जेड-अक्ष) के बीच के लिंकेज को स्पिंडल (सी-अक्ष) के लिंकेज के साथ-साथ नियंत्रित किया जाना चाहिए, जो जेड अक्ष के चारों ओर घूमता है। .

4 चार-अक्ष लिंकेज:एक घूर्णी समन्वय अक्ष से जुड़े रहने के लिए तीन रैखिक निर्देशांक X, Y और Z को एक साथ नियंत्रित करें।

5 पांच-अक्ष लिंकेज:यह आपको एक साथ तीन समन्वय अक्षों, X/Y/Z के लिंकिंग को नियंत्रित करने की अनुमति देता है।यह उपकरण एबी और सी समन्वय अक्षों में से दो को एक साथ नियंत्रित करता है जो इन रैखिक अक्षों के चारों ओर घूमते हैं।इससे कुल पाँच अक्ष मिलते हैं।उपकरण को अब अंतरिक्ष में कहीं भी स्थित किया जा सकता है।

उपकरण को x और y दोनों अक्षों के चारों ओर एक साथ घूमने के लिए नियंत्रित किया जा सकता है, इसलिए यह हमेशा समोच्च सतह के समान दिशा में कटता है।यह सतह की चिकनाई और सटीकता सुनिश्चित करता है।मशीनी सतह चिकनी होती है, जिससे कार्यक्षमता बढ़ती है।

2. सर्वो-नियंत्रित प्रणालियों का वर्गीकरण

1) ओपन-लूप सीएनसी मशीन टूल्स

इस प्रकार के मशीन टूल में एक ओपन-लूप फ़ीड सर्वो होता है, जिसका अर्थ है कि कोई फीडबैक डिटेक्शन डिवाइस नहीं है।इसकी ड्राइव मोटर आमतौर पर स्टेपर होती है।स्टेपर मोटर की मुख्य विशेषता यह है कि जब भी नियंत्रण प्रणाली पल्स सिग्नल बदलती है तो यह एक पूरा चरण घुमाती है।मोटर में सेल्फ-लॉकिंग सुविधा है और इसका उपयोग दूरी कोण को समायोजित करने के लिए किया जा सकता है।

पल्स वितरक सीएनसी सिस्टम से फीड कमांड सिग्नल का उपयोग करके ड्राइव सर्किट को नियंत्रित करता है।समन्वय विस्थापन, विस्थापन गति या विस्थापन को नियंत्रित करने के लिए पल्स की संख्या और पल्स आवृत्ति को बदला जा सकता है।दिशा।

इस पद्धति की मुख्य विशेषताएं इसकी सादगी, उपयोग में आसानी और कम लागत हैं।नियंत्रण प्रणाली में कोई अस्थिरता की समस्या नहीं है क्योंकि सीएनसी प्रणाली केवल एकतरफा सिग्नल भेजती है।हालाँकि, विस्थापन की सटीकता कम है, क्योंकि यांत्रिक ट्रांसमिशन त्रुटि को फीडबैक के माध्यम से ठीक नहीं किया जाता है।

इस नियंत्रण विधि का उपयोग सभी प्रारंभिक सीएनसी मशीनों द्वारा किया गया था, लेकिन इसकी विफलता दर उच्च थी।ड्राइव सर्किट में सुधार के बावजूद, इस नियंत्रण पद्धति का आज भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।यह नियंत्रण विधि, विशेष रूप से हमारे देश में सामान्य सीएनसी प्रणालियों के लिए उपयोग की जाती है जो किफायती हैं और सीएनसी का उपयोग करके पुराने उपकरणों को बदलने के लिए उपयोग की जाती हैं।यह नियंत्रण विधि सिंगल चिप कंप्यूटर या सिंगल बोर्ड कंप्यूटर को सीएनसी मशीन के रूप में कॉन्फ़िगर करने की भी अनुमति देती है, जिससे सिस्टम की लागत कम हो जाती है।

बंद-लूप नियंत्रण वाली मशीन टूल्स

इस प्रकार की सीएनसी मशीन टूल बंद-लूप नियंत्रण का उपयोग करती है।मोटर ड्राइव या तो डीसी या एसी हो सकती है और प्रसंस्करण के दौरान किसी भी बिंदु पर चलती हिस्से के किसी भी वास्तविक आंदोलन का पता लगाने के लिए स्थिति प्रतिक्रिया और वेग प्रतिक्रिया दोनों को कॉन्फ़िगर किया जाना चाहिए।सीएनसी प्रणाली वास्तविक समय में राशि को तुलनित्र को वापस भेज देती है।कमांड सिग्नल इंटरपोलेशन के माध्यम से प्राप्त किया जाता है और राशि की तुलना की जाती है।फिर अंतर का उपयोग सर्वोड्राइव को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, जो त्रुटि को खत्म करने के लिए विस्थापन घटक को चलाता है।

स्थिति फीडबैक डिटेक्टर के स्थान और फीडबैक डिवाइस के आधार पर, दो मोड हैं: बंद लूप (पूर्ण) और अर्ध-बंद लूप (अर्ध-बंद लूप)।

1 बंद लूप नियंत्रण

स्थिति फीडबैक डिवाइस, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, एक रैखिक दूरी का पता लगाने वाले तत्व का उपयोग करता है।(वर्तमान में, ग्रेटिंग नियम का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है) इसे मशीन टूल की सैडल पर लगाया जाता है।यह मशीन उपकरण निर्देशांक में सीधे रैखिक विस्थापन का पता लगाता है।फीडबैक के जरिए मोटर से सिग्नल को खत्म किया जा सकता है।मैकेनिकल ट्रांसमिशन श्रृंखला में ट्रांसमिशन त्रुटि कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप मशीन की स्थिर स्थिति के लिए उच्च सटीकता प्राप्त होती है।

समग्र रूप से यांत्रिक संचरण श्रृंखला की गतिशील प्रतिक्रिया विद्युत प्रतिक्रिया से कहीं अधिक लंबी होती है।संपूर्ण बंद-लूप नियंत्रण प्रणाली को स्थिर करना बहुत कठिन है, और इसका डिज़ाइन और समायोजन काफी जटिल हैं।नियंत्रण की यह बंद-लूप विधि मुख्य रूप से सीएनसी समन्वय मशीनों, सीएनसी परिशुद्धता पीसने वाली मशीनों आदि के लिए उपयोग की जाती है, जिनके लिए उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है।

2 अर्ध-बंद लूप नियंत्रण

स्थिति फीडबैक कोण पहचान घटकों पर आधारित है, जो वर्तमान में मुख्य रूप से एनकोडर हैं।सर्वो मोटर या स्क्रू कोण पहचान घटकों (वर्तमान में मुख्य रूप से एनकोडर) से सुसज्जित हैं।सिस्टम की नियंत्रण विशेषताएँ अधिक स्थिर हैं क्योंकि अधिकांश यांत्रिक ट्रांसमिशन लिंक बंद-लूप में नहीं हैं।सॉफ़्टवेयर निश्चित मूल्य मुआवजा यांत्रिक ट्रांसमिशन त्रुटियों, जैसे स्क्रू त्रुटि, की सटीकता में सुधार कर सकता है।अधिकांश सीएनसी मशीनें अर्ध-बंद लूप मोड का उपयोग करती हैं।

3 आयामी हाइब्रिड नियंत्रण सीएनसी मशीनें

एक हाइब्रिड नियंत्रण प्रणाली बनाने के लिए, प्रत्येक नियंत्रण विधि की विशेषताओं को चुनिंदा रूप से केंद्रित किया जा सकता है।कुछ मशीन टूल्स की आवश्यकताओं को पूरा करने और दो तरीकों के बीच अंतर की भरपाई करने के लिए, यह अनुशंसा की जाती है कि एक हाइब्रिड नियंत्रण योजना का उपयोग किया जाए।दो सामान्य विधियाँ ओपन-लूप क्षतिपूर्ति प्रकार और अर्ध-बंद लूप क्षतिपूर्ति प्रकार हैं।

3. सीएनसी सिस्टम को उनके कार्यात्मक स्तर के अनुसार वर्गीकृत किया गया है

सीएनसी प्रणालियों को उनके कार्यात्मक स्तर के आधार पर तीन श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है: निम्न, मध्यम और उच्च।वर्गीकरण की यह विधि हमारे देश में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।वर्गीकरण मानक एक अवधि से दूसरी अवधि में भिन्न होते हैं।वर्तमान विकास स्तर के अनुसार, विभिन्न प्रकार के सीएनसी सिस्टम को कुछ कार्यों और संकेतकों के आधार पर तीन श्रेणियों में विभाजित किया गया है।मध्यम और उच्च-स्तरीय सीएनसी सिस्टम को अक्सर पूर्ण-फ़ंक्शन या मानक सीएनसी के रूप में जाना जाता है।

(1) धातु काटना

यह सीएनसी मशीनों को संदर्भित करता है जो विभिन्न कटिंग ऑपरेशन करती हैं जैसे किसीएनसी टर्निंग एवं मिलिंग.इसे दो मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है।

सीएनसी मशीनें जैसे लेथ और मिलिंग मशीन।

एक मशीनिंग केंद्र की मुख्य विशेषता इसकी टूल लाइब्रेरी है, जिसमें एक स्वचालित टूल-चेंजिंग तंत्र होता है।यह वर्कपीस को केवल एक बार मशीन से गुजारता है।वर्कपीस को क्लैंप करने के बाद, काटने के उपकरण स्वचालित रूप से बदल दिए जाते हैं।मिलिंग (टर्निंग), चाबियाँ, रीमिंग (ड्रिलिंग), और थ्रेड टेपिंग सहित विभिन्न प्रक्रियाएं एक ही मशीन पर टुकड़े की प्रत्येक सतह पर लगातार की जाती हैं, उदाहरण के लिए, (बिल्डिंग/मिलिंग)।केंद्र, मोड़ केंद्र, ड्रिलिंग केंद्र, आदि।

(2) धातु फ़ोरमिंग

सीएनसी मशीनों को संदर्भित करता है जिनका उपयोग एक्सट्रूज़न, पंचिंग और प्रेसिंग के साथ-साथ ड्राइंग और अन्य निर्माण कार्यों के लिए किया जाता है।सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली कुछ सीएनसी मशीनों में सीएनसी प्रेस और सीएनसी पाइप बेंडर्स शामिल हैं।

(3) विशेष प्रसंस्करण श्रेणी

सीएनसी तार ईडीएम मशीनें सबसे आम हैं, इसके बादसीएनसी धातु काटनामशीनें और सीएनसी लेजर प्रसंस्करण मशीनें।

(4)मापना और रेखांकन करना

इस श्रेणी में मुख्य रूप से त्रि-आयामी समन्वय माप उपकरण, सीएनसी टूल सेटर, सीएनसी प्लॉटर आदि शामिल हैं।

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