सीएनसी मशीन्स म्हणजे काय?

सीएनसी मशीनचा इतिहास
ट्रॅव्हर्स सिटी, MI मधील पार्सन्स कॉर्पोरेशनचे जॉन टी. पार्सन्स (1913-2007) हे संख्यात्मक नियंत्रणाचे प्रणेते मानले जातात, जे आधुनिक CNC मशीनचे अग्रदूत आहेत.त्यांच्या कार्यासाठी, जॉन पार्सन्स यांना द्वितीय औद्योगिक क्रांतीचे जनक म्हटले जाते.त्याला जटिल हेलिकॉप्टर ब्लेड तयार करणे आवश्यक होते आणि त्वरीत लक्षात आले की उत्पादनाचे भविष्य मशीनला संगणकाशी जोडणे आहे.आज सीएनसी-निर्मित भाग जवळजवळ प्रत्येक उद्योगात आढळू शकतात.CNC मशिन्समुळे, आमच्याकडे कमी खर्चिक वस्तू आहेत, मजबूत राष्ट्रीय संरक्षण आणि उच्च राहणीमान हे गैर-औद्योगिक जगात शक्य आहे.या लेखात, आम्ही सीएनसी मशीनची उत्पत्ती, सीएनसी मशीनचे विविध प्रकार, सीएनसी मशीन प्रोग्राम आणि सीएनसी मशीन शॉप्सच्या सामान्य पद्धतींचा शोध घेऊ.

मशीन्स मीट कॉम्प्युटर
1946 मध्ये, "संगणक" या शब्दाचा अर्थ पंचकार्डवर चालणारे कॅलक्युलेशन मशीन असा होतो.जरी पार्सन्स कॉर्पोरेशनने यापूर्वी फक्त एक प्रोपेलर बनविला होता, जॉन पार्सन्सने सिकोर्स्की हेलिकॉप्टरला खात्री दिली की ते प्रोपेलर असेंब्ली आणि उत्पादनासाठी अत्यंत अचूक टेम्पलेट तयार करू शकतात.हेलिकॉप्टर रोटर ब्लेडवर पॉइंट्स काढण्यासाठी त्याने पंच-कार्ड संगणक पद्धतीचा शोध लावला.मग त्याने ऑपरेटर्सना सिनसिनाटी मिलिंग मशीनवर चाके त्या पॉइंट्सकडे वळवायला लावली.त्याने या नवीन प्रक्रियेच्या नावासाठी एक स्पर्धा आयोजित केली आणि "न्यूमेरिकल कंट्रोल" किंवा NC तयार करणाऱ्या व्यक्तीला $50 दिले.

1958 मध्ये त्यांनी संगणकाला मशीनशी जोडण्यासाठी पेटंट दाखल केले.त्याचा पेटंट अर्ज एमआयटीकडे तीन महिन्यांपूर्वी आला होता, जो त्याने सुरू केलेल्या संकल्पनेवर काम करत होता.MIT ने मूळ उपकरणे बनवण्यासाठी त्यांच्या संकल्पनांचा वापर केला आणि मिस्टर पार्सन्सचा परवानाधारक (बेंडिक्स) IBM, Fujitusu आणि GE, इतरांना उप-परवानाधारक.एनसी संकल्पना पुढे येण्यास मंद होती.मिस्टर पार्सन्सच्या म्हणण्यानुसार, कल्पना विकणारे लोक उत्पादक लोकांऐवजी संगणक लोक होते.तथापि, 1970 च्या दशकाच्या सुरुवातीस, यूएस सैन्याने स्वतः एनसी संगणकांचा वापर अनेक उत्पादकांना बांधून आणि भाड्याने देऊन लोकप्रिय केला.सीएनसी कंट्रोलर संगणकाच्या समांतर विकसित झाला, उत्पादन प्रक्रियेत, विशेषतः मशीनिंगमध्ये अधिकाधिक उत्पादकता आणि ऑटोमेशन चालवित आहे.

सीएनसी मशीनिंग म्हणजे काय?
सीएनसी मशीन जगभरातील जवळजवळ प्रत्येक उद्योगासाठी भाग बनवत आहेत.ते प्लास्टिक, धातू, ॲल्युमिनियम, लाकूड आणि इतर अनेक कठीण पदार्थांपासून वस्तू तयार करतात.“CNC” या शब्दाचा अर्थ संगणक संख्यात्मक नियंत्रण आहे, परंतु आज प्रत्येकजण त्याला CNC म्हणतो.तर, सीएनसी मशीनची व्याख्या कशी करायची?सर्व ऑटोमेटेड मोशन कंट्रोल मशीनमध्ये तीन प्राथमिक घटक असतात - कमांड फंक्शन, ड्राइव्ह/मोशन सिस्टम आणि फीडबॅक सिस्टम.सीएनसी मशीनिंग ही संगणक-चालित मशीन टूल वापरून घन पदार्थाचा भाग वेगळ्या आकारात तयार करण्याची प्रक्रिया आहे.

सीएनसी सामान्यत: कॉम्प्युटर एडेड मॅन्युफॅक्चरिंग (सीएएम) किंवा कॉम्प्युटर एडेड डिझाइन (सीएडी) सॉफ्टवेअर सारख्या सॉलिडवर्क्स किंवा मास्टरकॅमवर बनवलेल्या डिजिटल सूचनांवर अवलंबून असते.सॉफ्टवेअर जी-कोड लिहितो जो CNC मशीनवरील कंट्रोलर वाचू शकतो.कंट्रोलरवरील संगणक प्रोग्राम डिझाइनचा अर्थ लावतो आणि वर्कपीसमधून इच्छित आकार कापण्यासाठी कटिंग टूल्स आणि/किंवा वर्कपीसला एकाधिक अक्षांवर हलवतो.ऑटोमेटेड कटिंग प्रक्रिया ही जुन्या उपकरणांवर लीव्हर आणि गीअर्सच्या सहाय्याने टूल्स आणि वर्कपीसच्या मॅन्युअल हालचालींपेक्षा खूप जलद आणि अधिक अचूक आहे.आधुनिक काळातील CNC मशीनमध्ये अनेक साधने असतात आणि अनेक प्रकारचे कट करतात.हालचालींच्या विमानांची संख्या (अक्ष) आणि मशीनिंग प्रक्रियेदरम्यान मशीन आपोआप प्रवेश करू शकणाऱ्या साधनांची संख्या आणि प्रकार CNC वर्कपीस किती जटिल बनवू शकतात हे निर्धारित करतात.

सीएनसी मशीन कसे वापरावे?
सीएनसी मशीनच्या शक्तीचा पुरेपूर वापर करण्यासाठी सीएनसी मशीनिस्टना प्रोग्रामिंग आणि मेटल-वर्किंग दोन्हीमध्ये कौशल्य प्राप्त करणे आवश्यक आहे.टेक्निकल ट्रेड स्कूल्स आणि ॲप्रेंटिसशिप प्रोग्राम अनेकदा विद्यार्थ्यांना मॅन्युअल लेथ्सवर सुरू करतात जेणेकरून मेटल कसे कापायचे याची जाणीव होईल.यंत्रकाराला तिन्ही आयामांची कल्पना करता आली पाहिजे.आज सॉफ्टवेअरमुळे जटिल भाग बनवणे पूर्वीपेक्षा सोपे झाले आहे, कारण भागाचा आकार अक्षरशः काढला जाऊ शकतो आणि नंतर ते भाग बनवण्यासाठी सॉफ्टवेअरद्वारे टूल मार्ग सुचवले जाऊ शकतात.

सीएनसी मशीनिंग प्रक्रियेत सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या सॉफ्टवेअरचा प्रकार
कॉम्प्युटर एडेड ड्रॉइंग (CAD)
CAD सॉफ्टवेअर बहुतेक CNC प्रकल्पांसाठी प्रारंभिक बिंदू आहे.अनेक भिन्न CAD सॉफ्टवेअर पॅकेजेस आहेत, परंतु ते सर्व डिझाइन तयार करण्यासाठी वापरले जातात.लोकप्रिय CAD प्रोग्राम्समध्ये AutoCAD, SolidWorks आणि Rhino3D यांचा समावेश होतो.क्लाउड-आधारित CAD सोल्यूशन्स देखील आहेत आणि काही CAM क्षमता देतात किंवा CAM सॉफ्टवेअरसह इतरांपेक्षा चांगले समाकलित करतात.

कॉम्प्युटर एडेड मॅन्युफॅक्चरिंग (सीएएम)
CNC मशिन अनेकदा CAM सॉफ्टवेअरद्वारे तयार केलेले प्रोग्राम वापरतात.CAM वापरकर्त्यांना वर्कफ्लो आयोजित करण्यासाठी, टूल पथ सेट करण्यासाठी आणि मशीनने कोणतेही वास्तविक कटिंग करण्यापूर्वी कटिंग सिम्युलेशन रन करण्यासाठी "जॉब ट्री" सेट करण्याची परवानगी देते.बऱ्याचदा सीएएम प्रोग्राम्स सीएडी सॉफ्टवेअरमध्ये ॲड-ऑन म्हणून काम करतात आणि जी-कोड तयार करतात जे सीएनसी टूल्स आणि वर्कपीस हलवणारे भाग कुठे जायचे हे सांगतात.सीएएम सॉफ्टवेअरमधील विझार्ड्स सीएनसी मशीन प्रोग्राम करणे नेहमीपेक्षा सोपे करतात.लोकप्रिय CAM सॉफ्टवेअरमध्ये मास्टरकॅम, एजकॅम, वनसीएनसी, एचएसएमवर्क्स आणि सॉलिडकॅमचा समावेश आहे.2015 च्या अहवालानुसार मास्टरकॅम आणि एजकॅमचा उच्च-अंत CAM बाजारातील हिस्सा जवळजवळ 50% आहे.

वितरित संख्यात्मक नियंत्रण म्हणजे काय?
डायरेक्ट न्यूमेरिक कंट्रोल जे डिस्ट्रिब्युट न्यूमेरिक कंट्रोल (DNC) बनले
NC प्रोग्राम आणि मशीन पॅरामीटर्स व्यवस्थापित करण्यासाठी डायरेक्ट न्यूमेरिक कंट्रोल्सचा वापर केला गेला.याने प्रोग्रामला नेटवर्कवरून मध्यवर्ती संगणकावरून मशीन कंट्रोल युनिट्स (MCU) म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या ऑनबोर्ड संगणकावर जाण्याची परवानगी दिली.मूलतः "डायरेक्ट न्यूमेरिक कंट्रोल" असे म्हटले जाते, याने कागदाच्या टेपची आवश्यकता टाळली, परंतु जेव्हा संगणक खाली गेला तेव्हा त्याची सर्व मशीन खाली गेली.

डिस्ट्रिब्युटेड न्यूमेरिकल कंट्रोल सीएनसीला प्रोग्राम फीड करून एकाधिक मशीनच्या ऑपरेशनचे समन्वय करण्यासाठी संगणकांचे नेटवर्क वापरते.CNC मेमरी प्रोग्राम धारण करते आणि ऑपरेटर प्रोग्राम गोळा करू शकतो, संपादित करू शकतो आणि परत करू शकतो.

आधुनिक DNC प्रोग्राम खालील गोष्टी करू शकतात:
● संपादन – इतर संपादित केले जात असताना एक NC प्रोग्राम चालवू शकतो.
● तुलना करा – मूळ आणि संपादित NC कार्यक्रमांची शेजारी-बाजुला तुलना करा आणि संपादने पहा.
● रीस्टार्ट करा - जेव्हा एखादे साधन खंडित होते तेव्हा प्रोग्राम थांबवला जाऊ शकतो आणि तो जिथे सोडला होता तिथे रीस्टार्ट होऊ शकतो.
● जॉब ट्रॅकिंग – ऑपरेटर नोकऱ्यांमध्ये घड्याळ घालू शकतात आणि सेटअप आणि रनटाइम ट्रॅक करू शकतात, उदाहरणार्थ.
● रेखाचित्रे दाखवणे – फोटो दाखवा, टूल्सचे CAD ड्रॉइंग, फिक्स्चर आणि फिनिश भाग.
● प्रगत स्क्रीन इंटरफेस – एक स्पर्श मशीनिंग.
● प्रगत डेटाबेस व्यवस्थापन – डेटा व्यवस्थित आणि देखरेख ठेवतो जिथे तो सहजपणे पुनर्प्राप्त केला जाऊ शकतो.

मॅन्युफॅक्चरिंग डेटा कलेक्शन (MDC)
MDC सॉफ्टवेअरमध्ये DNC सॉफ्टवेअरची सर्व कार्ये समाविष्ट असू शकतात तसेच अतिरिक्त डेटा गोळा करणे आणि एकूण उपकरणाच्या परिणामकारकतेसाठी (OEE) त्याचे विश्लेषण करणे.एकूण उपकरणांची परिणामकारकता खालील गोष्टींवर अवलंबून असते: गुणवत्ता – उत्पादित केलेल्या सर्व उत्पादनांपैकी गुणवत्ता मानकांची पूर्तता करणाऱ्या उत्पादनांची संख्या उपलब्धता – नियोजित वेळेची टक्केवारी जेव्हा निर्दिष्ट उपकरणे काम करत आहेत किंवा भाग तयार करत आहेत कामगिरी – नियोजित किंवा आदर्श धावण्याच्या तुलनेत वास्तविक धावण्याचा वेग उपकरणाचा दर.

OEE = गुणवत्ता x उपलब्धता x कार्यप्रदर्शन
अनेक मशीन शॉप्ससाठी OEE हे की परफॉर्मन्स मेट्रिक (KPI) आहे.

मशीन मॉनिटरिंग सोल्यूशन्स
मशीन मॉनिटरिंग सॉफ्टवेअर डीएनसी किंवा एमडीसी सॉफ्टवेअरमध्ये तयार केले जाऊ शकते किंवा स्वतंत्रपणे खरेदी केले जाऊ शकते.मशीन मॉनिटरिंग सोल्यूशन्ससह, मशीन डेटा जसे की सेटअप, रनटाइम आणि डाउनटाइम स्वयंचलितपणे संकलित केला जातो आणि मानवी डेटासह एकत्रित केला जातो जसे की नोकऱ्या कशा चालतात याबद्दल ऐतिहासिक आणि वास्तविक दोन्ही समज प्रदान करण्यासाठी कारण कोड.आधुनिक CNC मशिन तब्बल 200 प्रकारचा डेटा संकलित करतात आणि मशीन मॉनिटरिंग सॉफ्टवेअर तो डेटा दुकानाच्या मजल्यापासून वरच्या मजल्यापर्यंत प्रत्येकासाठी उपयुक्त ठरू शकतो.Memex सारख्या कंपन्या सॉफ्टवेअर (Tempus) ऑफर करतात जे कोणत्याही प्रकारच्या CNC मशीनमधून डेटा घेतात आणि एका प्रमाणित डेटाबेस फॉरमॅटमध्ये ठेवतात जे अर्थपूर्ण चार्ट आणि आलेखांमध्ये प्रदर्शित केले जाऊ शकतात.बहुतेक मशीन मॉनिटरिंग सोल्यूशन्सद्वारे वापरल्या जाणाऱ्या डेटा स्टँडर्डला यूएसएमध्ये महत्त्व प्राप्त झाले आहे, त्याला MTConnect म्हणतात.आज अनेक नवीन CNC मशीन टूल्स या फॉरमॅटमध्ये डेटा प्रदान करण्यासाठी सज्ज आहेत.जुनी मशीन अजूनही अडॅप्टरसह मौल्यवान माहिती देऊ शकतात.सीएनसी मशीनसाठी मशीन मॉनिटरिंग गेल्या काही वर्षांतच मुख्य प्रवाहात आले आहे आणि नवीन सॉफ्टवेअर सोल्यूशन्स नेहमीच विकसित होत असतात.

सीएनसी मशीनचे विविध प्रकार कोणते आहेत?
आज सीएनसी मशीनचे असंख्य प्रकार आहेत.सीएनसी मशीन ही मशीन टूल्स आहेत जी वर वर्णन केल्याप्रमाणे कंट्रोलरवर प्रोग्राम केल्याप्रमाणे सामग्री कापतात किंवा हलवतात.कटिंगचा प्रकार प्लाझ्मा कटिंगपासून लेझर कटिंग, मिलिंग, राउटिंग आणि लेथपर्यंत बदलू शकतो.सीएनसी मशीन असेंब्ली लाईनवर आयटम उचलू आणि हलवू शकतात.

खाली सीएनसी मशीनचे मूलभूत प्रकार आहेत:
लेथ:या प्रकारचे सीएनसी वर्कपीस वळवते आणि कटिंग टूल वर्कपीसवर हलवते.मूलभूत लेथ 2-अक्ष आहे, परंतु कट शक्य तितक्या जटिलतेसाठी आणखी बरेच अक्ष जोडले जाऊ शकतात.सामग्री स्पिंडलवर फिरते आणि ग्राइंडल किंवा कोरीव उपकरणावर दाबली जाते ज्यामुळे इच्छित आकार बनतो.गोलाकार, शंकू किंवा सिलेंडर यांसारख्या सममितीय वस्तू तयार करण्यासाठी लेथचा वापर केला जातो.अनेक सीएनसी मशीन मल्टी-फंक्शन आहेत आणि सर्व प्रकारचे कटिंग एकत्र करतात.

राउटर:सीएनसी राउटर सहसा लाकूड, धातू, पत्रके आणि प्लॅस्टिकमधील मोठे आकार कापण्यासाठी वापरले जातात.मानक राउटर 3-अक्ष समन्वयावर कार्य करतात, त्यामुळे ते तीन आयामांमध्ये कट करू शकतात.तथापि, आपण प्रोटोटाइप मॉडेल आणि जटिल आकारांसाठी 4,5 आणि 6-अक्ष मशीन देखील खरेदी करू शकता.

दळणे:मॅन्युअल मिलिंग मशीन वर्कपीसवर कटिंग टूल जोडण्यासाठी हँडव्हील्स आणि लीड स्क्रू वापरतात.सीएनसी मिलमध्ये, सीएनसी उच्च अचूकतेचे बॉल स्क्रू त्याऐवजी प्रोग्राम केलेल्या अचूक निर्देशांकांवर हलवते.मिलिंग सीएनसी मशीन विविध आकार आणि प्रकारांमध्ये येतात आणि अनेक अक्षांवर चालू शकतात.

प्लाझ्मा कटर:CNC प्लाझ्मा कटर कापण्यासाठी शक्तिशाली लेसर वापरतो.बहुतेक प्लाझ्मा कटर शीट किंवा प्लेटमधून प्रोग्राम केलेले आकार कापतात.

3D प्रिंटर:एक 3D प्रिंटर इच्छित आकार तयार करण्यासाठी सामग्रीचे लहान तुकडे कोठे ठेवावे हे सांगण्यासाठी प्रोग्राम वापरतो.थर वाढत असताना द्रव किंवा शक्ती घट्ट करण्यासाठी 3D भाग लेसरच्या सहाय्याने थराने बांधले जातात.

पिक आणि प्लेस मशीन:सीएनसी "पिक अँड प्लेस" मशीन सीएनसी राउटरप्रमाणेच काम करते, परंतु सामग्री कापण्याऐवजी, मशीनमध्ये अनेक लहान नोझल असतात जे व्हॅक्यूम वापरून घटक उचलतात, त्यांना इच्छित ठिकाणी हलवतात आणि खाली ठेवतात.हे टेबल, कॉम्प्युटर मदरबोर्ड आणि इतर इलेक्ट्रिकल असेंब्ली बनवण्यासाठी वापरले जातात (इतर गोष्टींबरोबरच.)

सीएनसी मशीन अनेक गोष्टी करू शकतात.आज संगणक तंत्रज्ञान केवळ कल्पना करण्यायोग्य मशीनवर ठेवले जाऊ शकते.सीएनसी इच्छित परिणाम मिळविण्यासाठी मशीनचे भाग हलविण्यासाठी आवश्यक असलेल्या मानवी इंटरफेसची जागा घेते.आजचे सीएनसी कच्च्या मालापासून सुरुवात करण्यास सक्षम आहेत, स्टीलच्या ब्लॉकप्रमाणे, आणि अचूक सहनशीलता आणि आश्चर्यकारक पुनरावृत्तीक्षमतेसह एक अतिशय जटिल भाग बनवण्यास सक्षम आहेत.

हे सर्व एकत्र ठेवणे: CNC मशीन शॉप्स कसे भाग बनवतात
CNC चालवण्यामध्ये संगणक (कंट्रोलर) आणि भौतिक सेटअप दोन्ही समाविष्ट असतात.एक सामान्य मशीन शॉप प्रक्रिया यासारखी दिसते:

डिझाईन अभियंता सीएडी प्रोग्राममध्ये डिझाइन तयार करतो आणि सीएनसी प्रोग्रामरला पाठवतो.प्रोग्रामर सीएएम प्रोग्राममध्ये आवश्यक असलेल्या साधनांवर निर्णय घेण्यासाठी आणि सीएनसीसाठी एनसी प्रोग्राम तयार करण्यासाठी फाइल उघडतो.तो किंवा ती NC प्रोग्राम CNC मशीनला पाठवतो आणि ऑपरेटरला योग्य टूलिंग सेटअपची सूची प्रदान करतो.सेटअप ऑपरेटर निर्देशित केल्यानुसार टूल्स लोड करतो आणि कच्चा माल (किंवा वर्कपीस) लोड करतो.तो किंवा ती नंतर नमुन्याचे तुकडे चालवतात आणि सीएनसी मशीन स्पेसिफिकेशननुसार भाग बनवत असल्याची पडताळणी करण्यासाठी गुणवत्तेची खात्री करण्याच्या साधनांसह त्यांचे मोजमाप करतात.सामान्यतः, सेटअप ऑपरेटर गुणवत्ता विभागाला पहिला लेख प्रदान करतो जो सेटअपवरील सर्व परिमाणे आणि चिन्हे सत्यापित करतो.सीएनसी मशिन किंवा संबंधित मशिनमध्ये हव्या त्या प्रमाणात तुकडे करण्यासाठी पुरेसा कच्चा माल भरलेला असतो आणि मशिन चालू राहते याची खात्री करण्यासाठी एक मशीन ऑपरेटर उभा असतो आणि त्याचे भाग विशिष्टतेनुसार बनवतात.आणि कच्चा माल आहे.नोकरीच्या आधारावर, ऑपरेटर नसताना सीएनसी मशीन "लाइट-आउट" चालवणे शक्य आहे.तयार झालेले भाग आपोआप नियुक्त केलेल्या भागात हलवले जातात.

आजचे उत्पादक पुरेसा वेळ, संसाधने आणि कल्पनाशक्ती दिल्यास जवळजवळ कोणतीही प्रक्रिया स्वयंचलित करू शकतात.कच्चा माल मशिनमध्ये जाऊ शकतो आणि पूर्ण झालेले भाग पॅक-टू-गो बाहेर येऊ शकतात.वस्तू जलद, अचूक आणि किफायतशीरपणे बनवण्यासाठी उत्पादक सीएनसी मशीनच्या विस्तृत श्रेणीवर अवलंबून असतात.