സി‌എൻ‌സി മെഷീൻ അടിസ്ഥാനങ്ങളിലേക്കുള്ള ഒരു ഹ്രസ്വ ഗൈഡ്

എന്താണ് ഒരു സി‌എൻ‌സി മെഷീൻ?

A സിഎൻ‌സി മെഷീൻ ഓൺബോർഡ് കമ്പ്യൂട്ടറിന്റെ അധിക സവിശേഷതയുള്ള ഒരു സംഖ്യാ നിയന്ത്രണ യന്ത്ര ഉപകരണമാണ്. കമ്പ്യൂട്ടറിനെ മെഷീൻ കൺട്രോൾ യൂണിറ്റ് (MCU) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഒരു ഭാഗം നിർമ്മിക്കാൻ ആവശ്യമായ സംഖ്യാ ഡാറ്റ ഒരു പ്രോഗ്രാമിന്റെ രൂപത്തിൽ മെഷീനിലേക്ക് നൽകുന്നു. മെഷീൻ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്ന മോട്ടോറുകളിലേക്ക് ഇൻപുട്ട് ചെയ്യുന്നതിനായി പ്രോഗ്രാം ഉചിതമായ വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളിലേക്ക് വിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു.

മെഷീൻ ഫ്രെയിം ബെഡ് എന്നത് സി‌എൻ‌സി മെഷീനിന്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഘടനയാണ്, കൂടാതെ ഇത് പ്രധാന ഡ്രൈവ് സിസ്റ്റം, ഫീഡ് ഡ്രൈവ് സിസ്റ്റം, ബെഡ്, വർക്ക്ബെഞ്ച്, ഓക്സിലറി മോഷൻ ഉപകരണങ്ങൾ, ഹൈഡ്രോളിക്, ന്യൂമാറ്റിക് സിസ്റ്റങ്ങൾ, ലൂബ്രിക്കേഷൻ സിസ്റ്റങ്ങൾ, കൂളിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ, ചിപ്പ് നീക്കംചെയ്യൽ, സംരക്ഷണ സംവിധാനങ്ങൾ, മറ്റ് ഭാഗങ്ങൾ എന്നിവയും ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. എന്നാൽ സംഖ്യാ നിയന്ത്രണത്തിന്റെ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിനും മെഷീൻ ടൂളിന്റെ പ്രകടനത്തിന് പൂർണ്ണമായ പ്ലേ നൽകുന്നതിനും, മൊത്തത്തിലുള്ള ലേഔട്ട്, രൂപം, ട്രാൻസ്മിഷൻ സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഘടന, ടൂൾ സിസ്റ്റം, ഓപ്പറേറ്റിംഗ് പ്രകടനം എന്നിവയിൽ ഇത് വലിയ മാറ്റങ്ങൾക്ക് വിധേയമായിട്ടുണ്ട്. സി‌എൻ‌സി മെഷീനുകളുടെ മെക്കാനിക്കൽ ഭാഗങ്ങളിൽ ബെഡ്, ബോക്സ്, കോളം, ഗൈഡ് റെയിൽ, വർക്ക്ടേബിൾ, സ്പിൻഡിൽ, ഫീഡ് മെക്കാനിസം, ടൂൾ എക്സ്ചേഞ്ച് മെക്കാനിസം എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ഒരു സി‌എൻ‌സി മെഷീൻ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കും?

ഡിജിറ്റൽ പ്രോഗ്രാം നിയന്ത്രണത്തിന്റെ സാങ്കേതികവിദ്യ സാക്ഷാത്കരിക്കാൻ സി‌എൻ‌സി മെഷീനുകൾ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉപകരണത്തിന്റെ ചലന ട്രാക്കിന്റെ സീക്വൻഷ്യൽ ലോജിക് കൺട്രോൾ ഫംഗ്‌ഷനും മുൻകൂട്ടി സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന നിയന്ത്രണ പ്രോഗ്രാമിന് അനുസൃതമായി പെരിഫറലുകളുടെ പ്രവർത്തനവും നിർവ്വഹിക്കുന്നതിന് ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഒരു കമ്പ്യൂട്ടർ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഹാർഡ്‌വെയർ ലോജിക് സർക്യൂട്ടുകൾ അടങ്ങിയ യഥാർത്ഥ സംഖ്യാ നിയന്ത്രണ ഉപകരണം മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാൻ ഒരു കമ്പ്യൂട്ടർ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ, ഇൻപുട്ട് ഓപ്പറേഷൻ നിർദ്ദേശങ്ങളുടെ സംഭരണം, പ്രോസസ്സിംഗ്, കണക്കുകൂട്ടൽ, ലോജിക്കൽ വിധി, മറ്റ് നിയന്ത്രണ പ്രവർത്തനങ്ങൾ എന്നിവ കമ്പ്യൂട്ടർ സോഫ്റ്റ്‌വെയർ വഴി സാക്ഷാത്കരിക്കാനും പ്രോസസ്സിംഗ് സൃഷ്ടിക്കുന്ന സൂക്ഷ്മ നിർദ്ദേശങ്ങൾ കൈമാറാനും കഴിയും. സി‌എൻ‌സി മെഷീൻ പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ മോട്ടോർ അല്ലെങ്കിൽ ഹൈഡ്രോളിക് ആക്യുവേറ്ററുകൾ സെർവോ ഡ്രൈവ് ഉപകരണത്തിലേക്ക് ഓടിക്കുക.

ഒരു സി‌എൻ‌സി മെഷീൻ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിന്, നിങ്ങൾക്ക് ഇനിപ്പറയുന്ന ഘട്ടങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോകാം:

ഘട്ടം 1. മെഷീൻ ചെയ്ത ഭാഗത്തിന്റെ ഡ്രോയിംഗ്, പ്രോസസ്സ് പ്ലാൻ അനുസരിച്ച്, ഉപകരണത്തിന്റെ ചലന പാത, പ്രോസസ്സിംഗ് പ്രക്രിയ, പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകൾ, കട്ടിംഗ് തുക എന്നിവ സി‌എൻ‌സി സിസ്റ്റത്തിന് തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയുന്ന നിർദ്ദേശ ഫോമിലേക്ക് പ്രോഗ്രാം ചെയ്യുന്നതിന് നിർദ്ദിഷ്ട കോഡും പ്രോഗ്രാം ഫോർമാറ്റും ഉപയോഗിക്കുക, അതായത്, പ്രോസസ്സിംഗ് പ്രോഗ്രാം എഴുതുക.

ഘട്ടം 2. പ്രോഗ്രാം ചെയ്ത പ്രോസസ്സിംഗ് പ്രോഗ്രാം സി‌എൻ‌സി ഉപകരണത്തിലേക്ക് നൽകുക.

ഘട്ടം 3. സി‌എൻ‌സി ഉപകരണം ഇൻ‌പുട്ട് പ്രോഗ്രാം (കോഡ്) ഡീകോഡ് ചെയ്യുകയും പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ മെഷീൻ ടൂളിന്റെ ഓരോ ഭാഗത്തിന്റെയും ചലനം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് ഓരോ കോർഡിനേറ്റ് അച്ചുതണ്ടിന്റെയും സെർവോ ഡ്രൈവ് ഉപകരണത്തിലേക്കും ഓക്സിലറി ഫംഗ്ഷൻ കൺട്രോൾ ഉപകരണത്തിലേക്കും അനുബന്ധ നിയന്ത്രണ സിഗ്നലുകൾ അയയ്ക്കുന്നു.

ഘട്ടം 4. ചലന പ്രക്രിയയിൽ, സി‌എൻ‌സി സിസ്റ്റം ഏത് സമയത്തും സി‌എൻ‌സി മെഷീനിന്റെ കോർഡിനേറ്റ് ആക്സിസ് സ്ഥാനം, യാത്രാ സ്വിച്ചിന്റെ അവസ്ഥ മുതലായവ കണ്ടെത്തേണ്ടതുണ്ട്, കൂടാതെ യോഗ്യതയുള്ള ഒരു ഭാഗം പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നതുവരെ അടുത്ത പ്രവർത്തനം നിർണ്ണയിക്കുന്നതിന് പ്രോഗ്രാമിന്റെ ആവശ്യകതകളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്.

ഘട്ടം 5. ഓപ്പറേറ്റർക്ക് എപ്പോൾ വേണമെങ്കിലും സി‌എൻ‌സി മെഷീനിന്റെ പ്രോസസ്സിംഗ് അവസ്ഥകളും പ്രവർത്തന നിലയും നിരീക്ഷിക്കാനും പരിശോധിക്കാനും കഴിയും. ആവശ്യമെങ്കിൽ, മെഷീൻ ടൂളിന്റെ സുരക്ഷിതവും വിശ്വസനീയവുമായ പ്രവർത്തനം ഉറപ്പാക്കാൻ സി‌എൻ‌സി മെഷീൻ പ്രവർത്തനവും പ്രോസസ്സിംഗ് പ്രോഗ്രാമും ക്രമീകരിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.

കാർട്ടീഷ്യൻ കോർഡിനേറ്റ് സിസ്റ്റം

ഒരു പരമ്പരാഗത യന്ത്രോപകരണത്തിൽ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയുന്ന മിക്കവാറും എല്ലാം ഒരു കമ്പ്യൂട്ടർ സംഖ്യാ നിയന്ത്രണ യന്ത്രോപകരണത്തിൽ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും, അതിന് നിരവധി ഗുണങ്ങളുണ്ട്. ഒരു ഉൽപ്പന്നം നിർമ്മിക്കുന്നതിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന യന്ത്രോപകരണ ചലനങ്ങൾ 2 അടിസ്ഥാന തരങ്ങളാണ്: പോയിന്റ്-ടു-പോയിന്റ് (നേർരേഖ ചലനങ്ങൾ), തുടർച്ചയായ പാത (കോണ്ടറിംഗ് ചലനങ്ങൾ).

ഫ്രഞ്ച് ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞനും തത്ത്വചിന്തകനുമായ റെനെ ഡെസ്കാർട്ടസ് ആണ് കാർട്ടീഷ്യൻ അഥവാ ദീർഘചതുരാകൃതിയിലുള്ള കോർഡിനേറ്റ് സിസ്റ്റം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്. ഈ സംവിധാനത്തിലൂടെ, 3 ലംബ അക്ഷത്തിലൂടെയുള്ള മറ്റേതൊരു പോയിന്റിൽ നിന്നും ഏതൊരു നിർദ്ദിഷ്ട പോയിന്റിനെയും ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി വിവരിക്കാൻ കഴിയും. ഈ ആശയം യന്ത്ര ഉപകരണങ്ങൾക്ക് തികച്ചും അനുയോജ്യമാണ്, കാരണം അവയുടെ നിർമ്മാണം സാധാരണയായി 3 ചലന അച്ചുതണ്ടുകൾ (X, Y, Z) കൂടാതെ ഭ്രമണ അച്ചുതണ്ടും അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. ഒരു പ്ലെയിൻ ലംബ മില്ലിംഗ് മെഷീനിൽ, X അക്ഷം പട്ടികയുടെ തിരശ്ചീന ചലനമാണ് (വലത്തോട്ടോ ഇടത്തോട്ടോ), Y അക്ഷം ടേബിൾ ക്രോസ് ചലനമാണ് (കോളത്തിലേക്ക് അല്ലെങ്കിൽ അകലെ), Z അക്ഷം കാൽമുട്ടിന്റെയോ സ്പിൻഡിലിന്റെയോ ലംബ ചലനമാണ്. പ്രോഗ്രാമർക്ക് ഒരു ജോലിയിലെ ഓരോ പോയിന്റും കൃത്യമായി കണ്ടെത്താൻ കഴിയുന്നതിനാൽ സി‌എൻ‌സി സിസ്റ്റങ്ങൾ ചതുരാകൃതിയിലുള്ള കോർഡിനേറ്റുകളുടെ ഉപയോഗത്തെ വളരെയധികം ആശ്രയിക്കുന്നു. പോയിന്റുകൾ ഒരു വർക്ക്പീസിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുമ്പോൾ, 2 നേരായ വിഭജിക്കുന്ന രേഖകൾ, ഒരു ലംബവും ഒരു തിരശ്ചീനവും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ രേഖകൾ പരസ്പരം ലംബ കോണുകളിലായിരിക്കണം, അവ കടന്നുപോകുന്ന പോയിന്റിനെ ഉത്ഭവം അല്ലെങ്കിൽ പൂജ്യം പോയിന്റ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു (ചിത്രം 1)

ചിത്രം 1 വിഭജിക്കുന്ന രേഖകൾ മട്ടകോണുകൾ രൂപപ്പെടുത്തുകയും പൂജ്യം ബിന്ദു സ്ഥാപിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ചിത്രം 2 CNC-യിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ത്രിമാന കോർഡിനേറ്റ് തലങ്ങൾ (അക്ഷം).

ത്രിമാന കോർഡിനേറ്റ് തലങ്ങൾ ചിത്രം 3-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. X, Y തലങ്ങൾ (അക്ഷം) തിരശ്ചീനമാണ്, അവ തിരശ്ചീന മെഷീൻ ടേബിൾ ചലനങ്ങളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. Z തലം അല്ലെങ്കിൽ അക്ഷം ലംബ ഉപകരണ ചലനത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. പ്ലസ് (+) ഉം മൈനസ് (-) ചിഹ്നങ്ങളും ചലനത്തിന്റെ അക്ഷത്തിൽ പൂജ്യം പോയിന്റിൽ (ഉത്ഭവം) നിന്നുള്ള ദിശയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. XY അക്ഷം എതിർ ഘടികാരദിശയിൽ ക്രോസ് ചെയ്യുമ്പോൾ രൂപം കൊള്ളുന്ന 2 ക്വാഡ്രന്റുകൾ (ചിത്രം 4). ക്വാഡ്രന്റ് 3-ൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന എല്ലാ സ്ഥാനങ്ങളും പോസിറ്റീവ് (X+) ഉം പോസിറ്റീവ് (Y+) ഉം ആയിരിക്കും. രണ്ടാമത്തെ ക്വാഡ്രന്റിൽ, എല്ലാ സ്ഥാനങ്ങളും നെഗറ്റീവ് X (X-) ഉം പോസിറ്റീവ് (Y+) ഉം ആയിരിക്കും. മൂന്നാമത്തെ ക്വാഡ്രന്റിൽ, എല്ലാ സ്ഥാനങ്ങളും നെഗറ്റീവ് X (X-) ഉം നെഗറ്റീവ് (Y-) ഉം ആയിരിക്കും. നാലാമത്തെ ക്വാഡ്രന്റിൽ, എല്ലാ സ്ഥാനങ്ങളും പോസിറ്റീവ് X (X+) ഉം നെഗറ്റീവ് Y (Y-) ഉം ആയിരിക്കും.

ചിത്രം 3 X, Y അക്ഷങ്ങൾ ക്രോസ് ചെയ്യുമ്പോൾ രൂപം കൊള്ളുന്ന ക്വാഡ്രന്റുകൾ X/Y പൂജ്യത്തിൽ നിന്നുള്ള പോയിന്റുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഉത്ഭവ പോയിന്റിൽ നിന്നുള്ള പോയിന്റുകൾ കൃത്യമായി കണ്ടെത്താൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ചിത്രം 3-ൽ, പോയിന്റ് A, Y അക്ഷത്തിന്റെ വലതുവശത്ത് 2 യൂണിറ്റും X അക്ഷത്തിന് മുകളിൽ 2 യൂണിറ്റും ആയിരിക്കും. ഓരോ യൂണിറ്റും 1.000 ആണെന്ന് കരുതുക. പോയിന്റ് A യുടെ സ്ഥാനം X + 2.000 ഉം Y + 2.000 ഉം ആയിരിക്കും. പോയിന്റ് B യ്ക്ക്, സ്ഥാനം X + 1.000 ഉം Y - 2.000 ഉം ആയിരിക്കും. സി‌എൻ‌സി പ്രോഗ്രാമിംഗിൽ പ്ലസ് (+) മൂല്യങ്ങൾ അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ സൂചിപ്പിക്കേണ്ടതില്ല. എന്നിരുന്നാലും, മൈനസ് (-) മൂല്യങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കണം. ഉദാഹരണത്തിന്, A യുടെയും B യുടെയും സ്ഥാനങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ സൂചിപ്പിക്കും:

ഒരു X2.000 Y2.000

ബി X1.000 Y-2.000

സെൻസറുകളും ഇലക്ട്രിക്കൽ ഡ്രൈവുകളും അടങ്ങുന്ന ഒരു കമ്പ്യൂട്ടർ സിസ്റ്റം മെഷീനുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. പ്രോഗ്രാം മെഷീനിന്റെ അച്ചുതണ്ടിന്റെ ചലനങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു.

ഏറ്റവും സാധാരണമായ സി‌എൻ‌സി മെഷീനുകൾ ഏതൊക്കെയാണ്?

ആദ്യകാല യന്ത്ര ഉപകരണങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരുന്നത്, കൺട്രോളുകൾ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുമ്പോൾ ഓപ്പറേറ്റർ മെഷീനിന്റെ മുന്നിൽ നിൽക്കുന്ന രീതിയിലായിരുന്നു. സിഎൻസിയിൽ ഓപ്പറേറ്റർ ഇനി മെഷീൻ ടൂൾ ചലനങ്ങൾ നിയന്ത്രിക്കാത്തതിനാൽ ഈ ഡിസൈൻ ഇനി ആവശ്യമില്ല. പരമ്പരാഗത യന്ത്ര ഉപകരണങ്ങളിൽ, മെറ്റീരിയൽ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി ഏകദേശം 20 ശതമാനം സമയമേ ചെലവഴിച്ചുള്ളൂ. ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രണങ്ങൾ ചേർത്തതോടെ, ലോഹം നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി ചെലവഴിക്കുന്ന യഥാർത്ഥ സമയം 80 ശതമാനമായി വർദ്ധിച്ചു, അതിലും കൂടുതലാണ്. ഓരോ മെഷീനിംഗ് സ്ഥാനത്തേക്കും കട്ടിംഗ് ടൂൾ കൊണ്ടുവരാൻ ആവശ്യമായ സമയവും ഇത് കുറച്ചിട്ടുണ്ട്.

വിവിധ വ്യവസായങ്ങളിൽ കാണപ്പെടുന്ന 10 ഏറ്റവും സാധാരണമായ തരം സി‌എൻ‌സി മെഷീനുകളുണ്ട്.

1. സിഎൻസി മില്ലിംഗ് മെഷീനുകൾ (സി‌എൻ‌സി മിൽസ്)

2. സിഎൻസി റൂട്ടർ മെഷീനുകൾ (സി‌എൻ‌സി റൂട്ടറുകൾ)

3. സിഎൻസി ലേസർ മെഷീനുകൾ (ലേസർ കട്ടറുകൾ, ലേസർ എൻഗ്രേവറുകൾ, ലേസർ വെൽഡറുകൾ)

4. സിഎൻസി ലാത്ത് മെഷീനുകൾ (സി‌എൻ‌സി ലാതെസ്)

5. സിഎൻസി ഡ്രില്ലിംഗ് മെഷീനുകൾ (സിഎൻസി ഡ്രില്ലുകൾ)

6. സിഎൻസി ബോറിംഗ് മെഷീനുകൾ

7. സിഎൻസി ഗ്രൈൻഡിംഗ് മെഷീനുകൾ (സിഎൻസി ഗ്രൈൻഡറുകൾ)

8. ഇലക്ട്രിക്കൽ ഡിസ്ചാർജ് മെഷീനുകൾ (EDM)

9. സിഎൻസി പ്ലാസ്മ കട്ടിംഗ് മെഷീനുകൾ (സി‌എൻ‌സി പ്ലാസ്മ കട്ടറുകൾ)

10. 3D പ്രിന്ററുകൾ