सीएनसी मशीनें क्या हैं?

सीएनसी मशीनों का इतिहास
ट्रैवर्स सिटी, एमआई में पार्सन्स कॉरपोरेशन के जॉन टी. पार्सन्स (1913-2007) को संख्यात्मक नियंत्रण का अग्रणी, आधुनिक सीएनसी मशीन का अग्रदूत माना जाता है।उनके कार्य के लिए जॉन पार्सन्स को दूसरी औद्योगिक क्रांति का जनक कहा जाता है।उन्हें जटिल हेलीकॉप्टर ब्लेड बनाने की ज़रूरत थी और उन्हें जल्द ही एहसास हुआ कि विनिर्माण का भविष्य मशीनों को कंप्यूटर से जोड़ना है।आज सीएनसी-निर्मित हिस्से लगभग हर उद्योग में पाए जा सकते हैं।सीएनसी मशीनों के कारण, हमारे पास कम महंगे सामान, मजबूत राष्ट्रीय रक्षा और गैर-औद्योगिक दुनिया की तुलना में उच्च जीवन स्तर है।इस लेख में, हम सीएनसी मशीन की उत्पत्ति, विभिन्न प्रकार की सीएनसी मशीनों, सीएनसी मशीन कार्यक्रमों और सीएनसी मशीन की दुकानों द्वारा सामान्य प्रथाओं का पता लगाएंगे।

मशीनें कंप्यूटर से मिलती हैं
1946 में, "कंप्यूटर" शब्द का अर्थ एक पंच कार्ड संचालित गणना मशीन था।भले ही पार्सन्स कॉरपोरेशन ने पहले केवल एक प्रोपेलर बनाया था, जॉन पार्सन्स ने सिकोरस्की हेलीकॉप्टर को आश्वस्त किया कि वे प्रोपेलर असेंबली और विनिर्माण के लिए बेहद सटीक टेम्पलेट तैयार कर सकते हैं।उन्होंने हेलीकॉप्टर रोटर ब्लेड पर बिंदुओं की गणना करने के लिए एक पंच-कार्ड कंप्यूटर विधि का आविष्कार किया।फिर उन्होंने ऑपरेटरों से सिनसिनाटी मिलिंग मशीन के पहियों को उन बिंदुओं पर घुमाने को कहा।उन्होंने इस नई प्रक्रिया के नाम के लिए एक प्रतियोगिता आयोजित की और "न्यूमेरिकल कंट्रोल" या एनसी को गढ़ने वाले व्यक्ति को 50 डॉलर दिए।

1958 में, उन्होंने कंप्यूटर को मशीन से जोड़ने के लिए एक पेटेंट दायर किया।उनका पेटेंट आवेदन एमआईटी से तीन महीने पहले आया, जो उस अवधारणा पर काम कर रहा था जिसे उन्होंने शुरू किया था।एमआईटी ने मूल उपकरण बनाने के लिए उनकी अवधारणाओं का उपयोग किया और मिस्टर पार्सन्स लाइसेंसधारी (बेंडिक्स) को आईबीएम, फुजितुसु और जीई सहित अन्य को उप-लाइसेंस दिया।एनसी अवधारणा को पकड़ने में धीमी गति थी।श्री पार्सन्स के अनुसार, इस विचार को बेचने वाले लोग विनिर्माण करने वाले लोगों के बजाय कंप्यूटर से जुड़े लोग थे।हालाँकि, 1970 के दशक की शुरुआत में, अमेरिकी सेना ने स्वयं एनसी कंप्यूटरों का निर्माण और उन्हें कई निर्माताओं को पट्टे पर देकर उनके उपयोग को लोकप्रिय बनाया।सीएनसी नियंत्रक कंप्यूटर के समानांतर विकसित हुआ, जिससे विनिर्माण प्रक्रियाओं, विशेषकर मशीनिंग में अधिक से अधिक उत्पादकता और स्वचालन हुआ।

सीएनसी मशीनिंग क्या है?
सीएनसी मशीनें दुनिया भर में लगभग हर उद्योग के लिए हिस्से बना रही हैं।वे प्लास्टिक, धातु, एल्यूमीनियम, लकड़ी और कई अन्य कठोर सामग्रियों से चीज़ें बनाते हैं।"सीएनसी" शब्द का अर्थ कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल है, लेकिन आज हर कोई इसे सीएनसी कहता है।तो, आप सीएनसी मशीन को कैसे परिभाषित करते हैं?सभी स्वचालित गति नियंत्रण मशीनों में तीन प्राथमिक घटक होते हैं - एक कमांड फ़ंक्शन, एक ड्राइव/मोशन सिस्टम और फीडबैक सिस्टम।सीएनसी मशीनिंग एक कंप्यूटर-चालित मशीन टूल का उपयोग करके ठोस सामग्री से एक अलग आकार में एक भाग का उत्पादन करने की प्रक्रिया है।

सीएनसी आमतौर पर कंप्यूटर एडेड मैन्युफैक्चरिंग (सीएएम) या कंप्यूटर एडेड डिजाइन (सीएडी) सॉफ्टवेयर जैसे सॉलिडवर्क्स या मास्टरकैम पर बने डिजिटल निर्देशों पर निर्भर करता है।सॉफ्टवेयर जी-कोड लिखता है जिसे सीएनसी मशीन पर नियंत्रक पढ़ सकता है।नियंत्रक पर कंप्यूटर प्रोग्राम डिज़ाइन की व्याख्या करता है और वर्कपीस से वांछित आकार को काटने के लिए काटने वाले उपकरण और/या वर्कपीस को कई अक्षों पर ले जाता है।स्वचालित काटने की प्रक्रिया पुराने उपकरणों पर लीवर और गियर के साथ किए जाने वाले टूल और वर्कपीस के मैन्युअल मूवमेंट की तुलना में बहुत तेज और अधिक सटीक है।आधुनिक समय की सीएनसी मशीनें कई उपकरण रखती हैं और कई प्रकार के कट बनाती हैं।गति के तलों (कुल्हाड़ियों) की संख्या और उपकरणों की संख्या और प्रकार जिन तक मशीन मशीनिंग प्रक्रिया के दौरान स्वचालित रूप से पहुंच सकती है, यह निर्धारित करती है कि एक सीएनसी वर्कपीस को कितना जटिल बना सकता है।

सीएनसी मशीन का उपयोग कैसे करें?
सीएनसी मशीन की शक्ति का पूरा उपयोग करने के लिए सीएनसी मशीनिस्टों को प्रोग्रामिंग और मेटल-वर्किंग दोनों में कौशल हासिल करना चाहिए।तकनीकी व्यापार स्कूल और प्रशिक्षुता कार्यक्रम अक्सर छात्रों को धातु काटने का तरीका जानने के लिए मैनुअल लेथ पर शुरू करते हैं।मशीनिस्ट को तीनों आयामों की कल्पना करने में सक्षम होना चाहिए।आज सॉफ़्टवेयर जटिल भागों को बनाना पहले से कहीं अधिक आसान बना देता है, क्योंकि भाग का आकार वस्तुतः खींचा जा सकता है और फिर उन भागों को बनाने के लिए सॉफ़्टवेयर द्वारा टूल पथ सुझाए जा सकते हैं।

सीएनसी मशीनिंग प्रक्रिया में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सॉफ़्टवेयर का प्रकार
कंप्यूटर एडेड ड्राइंग (सीएडी)
सीएडी सॉफ्टवेयर अधिकांश सीएनसी परियोजनाओं के लिए शुरुआती बिंदु है।कई अलग-अलग CAD सॉफ़्टवेयर पैकेज हैं, लेकिन सभी का उपयोग डिज़ाइन बनाने के लिए किया जाता है।लोकप्रिय CAD कार्यक्रमों में ऑटोकैड, सॉलिडवर्क्स और Rhino3D शामिल हैं।क्लाउड-आधारित CAD समाधान भी हैं, और कुछ CAM क्षमताएँ प्रदान करते हैं या दूसरों की तुलना में CAM सॉफ़्टवेयर के साथ बेहतर ढंग से एकीकृत होते हैं।

कंप्यूटर सहायता प्राप्त विनिर्माण (सीएएम)
सीएनसी मशीनें अक्सर सीएएम सॉफ्टवेयर द्वारा बनाए गए प्रोग्राम का उपयोग करती हैं।सीएएम उपयोगकर्ताओं को मशीन द्वारा कोई वास्तविक कटिंग करने से पहले वर्कफ़्लो को व्यवस्थित करने, टूल पथ सेट करने और कटिंग सिमुलेशन चलाने के लिए "जॉब ट्री" स्थापित करने की अनुमति देता है।अक्सर सीएएम प्रोग्राम सीएडी सॉफ्टवेयर में ऐड-ऑन के रूप में काम करते हैं और जी-कोड उत्पन्न करते हैं जो सीएनसी टूल और वर्कपीस मूविंग पार्ट्स को बताता है कि कहां जाना है।CAM सॉफ़्टवेयर में विज़ार्ड CNC मशीन को प्रोग्राम करना पहले से कहीं अधिक आसान बनाते हैं।लोकप्रिय सीएएम सॉफ्टवेयर में मास्टरकैम, एजकैम, वनसीएनसी, एचएसएमवर्क्स और सॉलिडकैम शामिल हैं।2015 की एक रिपोर्ट के अनुसार मास्टरकैम और एजकैम का हाई-एंड सीएएम बाजार में लगभग 50% हिस्सा है।

वितरित संख्यात्मक नियंत्रण क्या है?
प्रत्यक्ष संख्यात्मक नियंत्रण जो वितरित संख्यात्मक नियंत्रण (DNC) बन गया
एनसी कार्यक्रमों और मशीन मापदंडों को प्रबंधित करने के लिए प्रत्यक्ष संख्यात्मक नियंत्रण का उपयोग किया गया था।इसने प्रोग्रामों को एक केंद्रीय कंप्यूटर से ऑनबोर्ड कंप्यूटर पर मशीन नियंत्रण इकाइयों (एमसीयू) के रूप में जाने वाले नेटवर्क पर स्थानांतरित करने की अनुमति दी।मूल रूप से इसे "डायरेक्ट न्यूमेरिक कंट्रोल" कहा जाता था, इसने पेपर टेप की आवश्यकता को दरकिनार कर दिया, लेकिन जब कंप्यूटर बंद हो गया, तो इसकी सभी मशीनें बंद हो गईं।

वितरित संख्यात्मक नियंत्रण सीएनसी में एक प्रोग्राम फीड करके कई मशीनों के संचालन को समन्वयित करने के लिए कंप्यूटर के एक नेटवर्क का उपयोग करता है।सीएनसी मेमोरी प्रोग्राम को रखती है और ऑपरेटर प्रोग्राम को एकत्र, संपादित और वापस कर सकता है।

आधुनिक डीएनसी प्रोग्राम निम्नलिखित कार्य कर सकते हैं:
● संपादन - एक एनसी प्रोग्राम चला सकते हैं जबकि अन्य संपादित किए जा रहे हैं।
● तुलना करें - मूल और संपादित एनसी कार्यक्रमों की एक साथ तुलना करें और संपादन देखें।
● पुनरारंभ करें - जब कोई टूल टूट जाता है तो प्रोग्राम को रोका जा सकता है और जहां उसने छोड़ा था वहीं से पुनः प्रारंभ किया जा सकता है।
● नौकरी ट्रैकिंग - उदाहरण के लिए, ऑपरेटर नौकरियों पर नज़र रख सकते हैं और सेटअप और रनटाइम को ट्रैक कर सकते हैं।
● चित्र प्रदर्शित करना - उपकरण, फिक्स्चर और फिनिश भागों की तस्वीरें, सीएडी चित्र दिखाएं।
● उन्नत स्क्रीन इंटरफेस - वन टच मशीनिंग।
● उन्नत डेटाबेस प्रबंधन - डेटा को व्यवस्थित और बनाए रखता है जहां इसे आसानी से पुनर्प्राप्त किया जा सकता है।

विनिर्माण डेटा संग्रह (एमडीसी)
एमडीसी सॉफ्टवेयर में डीएनसी सॉफ्टवेयर के सभी कार्य शामिल हो सकते हैं और साथ ही अतिरिक्त डेटा एकत्र किया जा सकता है और समग्र उपकरण प्रभावशीलता (ओईई) के लिए इसका विश्लेषण किया जा सकता है।समग्र उपकरण प्रभावशीलता निम्नलिखित पर निर्भर करती है: गुणवत्ता - उत्पादित सभी उत्पादों में से गुणवत्ता मानकों को पूरा करने वाले उत्पादों की संख्या उपलब्धता - नियोजित समय का प्रतिशत जब निर्दिष्ट उपकरण काम कर रहा है या भागों का उत्पादन कर रहा है प्रदर्शन - नियोजित या आदर्श चलने की तुलना में वास्तविक चलने की गति उपकरण की दर.

OEE = गुणवत्ता x उपलब्धता x प्रदर्शन
OEE कई मशीन दुकानों के लिए एक प्रमुख प्रदर्शन मीट्रिक (KPI) है।

मशीन निगरानी समाधान
मशीन मॉनिटरिंग सॉफ़्टवेयर को DNC या MDC सॉफ़्टवेयर में बनाया जा सकता है या अलग से खरीदा जा सकता है।मशीन मॉनिटरिंग समाधानों के साथ, सेटअप, रनटाइम और डाउनटाइम जैसे मशीन डेटा को स्वचालित रूप से एकत्र किया जाता है और मानव डेटा जैसे कारण कोड के साथ जोड़ा जाता है ताकि नौकरियां कैसे चलती हैं, इसकी ऐतिहासिक और वास्तविक समय दोनों समझ प्रदान की जा सके।आधुनिक सीएनसी मशीनें 200 प्रकार के डेटा एकत्र करती हैं, और मशीन मॉनिटरिंग सॉफ़्टवेयर उस डेटा को दुकान के फर्श से लेकर शीर्ष मंजिल तक सभी के लिए उपयोगी बना सकता है।मेमेक्स जैसी कंपनियां सॉफ्टवेयर (टेम्पस) पेश करती हैं जो किसी भी प्रकार की सीएनसी मशीन से डेटा लेती है और एक मानकीकृत डेटाबेस प्रारूप में डालती है जिसे सार्थक चार्ट और ग्राफ़ में प्रदर्शित किया जा सकता है।अधिकांश मशीन मॉनिटरिंग समाधानों द्वारा उपयोग किया जाने वाला डेटा मानक जिसने संयुक्त राज्य अमेरिका में लोकप्रियता हासिल की है, उसे MTConnect कहा जाता है।आज कई नई सीएनसी मशीन टूल्स इस प्रारूप में डेटा प्रदान करने के लिए सुसज्जित हैं।पुरानी मशीनें अभी भी एडॉप्टर के साथ बहुमूल्य जानकारी प्रदान कर सकती हैं।सीएनसी मशीनों के लिए मशीन मॉनिटरिंग पिछले कुछ वर्षों में मुख्यधारा बन गई है, और नए सॉफ्टवेयर समाधान हमेशा विकास में रहते हैं।

सीएनसी मशीनों के विभिन्न प्रकार क्या हैं?
आज अनगिनत विभिन्न प्रकार की सीएनसी मशीनें हैं।सीएनसी मशीनें मशीन उपकरण हैं जो नियंत्रक पर प्रोग्राम किए गए अनुसार सामग्री को काटती या स्थानांतरित करती हैं, जैसा कि ऊपर वर्णित है।कटिंग का प्रकार प्लाज्मा कटिंग से लेकर लेजर कटिंग, मिलिंग, रूटिंग और लेथ तक भिन्न हो सकता है।सीएनसी मशीनें असेंबली लाइन पर वस्तुओं को उठा और स्थानांतरित भी कर सकती हैं।

सीएनसी मशीनों के बुनियादी प्रकार नीचे दिए गए हैं:
खराद:इस प्रकार का सीएनसी वर्कपीस को घुमाता है और काटने वाले उपकरण को वर्कपीस में ले जाता है।एक मूल खराद 2-अक्ष वाला होता है, लेकिन कट की जटिलता को बढ़ाने के लिए कई और अक्षों को जोड़ा जा सकता है।सामग्री एक धुरी पर घूमती है और इसे पीसने या नक्काशी करने वाले उपकरण के खिलाफ दबाया जाता है जो वांछित आकार बनाता है।खराद का उपयोग गोले, शंकु या सिलेंडर जैसी सममित वस्तुएं बनाने के लिए किया जाता है।कई सीएनसी मशीनें बहु-कार्यात्मक हैं और सभी प्रकार की कटिंग को जोड़ती हैं।

राउटर:सीएनसी राउटर का उपयोग आमतौर पर लकड़ी, धातु, चादरें और प्लास्टिक में बड़े आयामों को काटने के लिए किया जाता है।मानक राउटर 3-अक्ष समन्वय पर काम करते हैं, इसलिए वे तीन आयामों में कटौती कर सकते हैं।हालाँकि, आप प्रोटोटाइप मॉडल और जटिल आकृतियों के लिए 4,5 और 6-अक्ष मशीनें भी खरीद सकते हैं।

मिलिंग:मैनुअल मिलिंग मशीनें वर्कपीस पर काटने के उपकरण को जोड़ने के लिए हैंडव्हील और लीड स्क्रू का उपयोग करती हैं।सीएनसी मिल में, सीएनसी उच्च सटीकता वाले बॉल स्क्रू को प्रोग्राम किए गए सटीक निर्देशांक तक ले जाता है।मिलिंग सीएनसी मशीनें विभिन्न आकारों और प्रकारों में आती हैं और कई अक्षों पर चल सकती हैं।

प्लाज्मा कटर:सीएनसी प्लाज्मा कटर काटने के लिए एक शक्तिशाली लेजर का उपयोग करता है।अधिकांश प्लाज़्मा कटर शीट या प्लेट से क्रमादेशित आकृतियों को काटते हैं।

थ्री डी प्रिण्टर:एक 3डी प्रिंटर प्रोग्राम का उपयोग यह बताने के लिए करता है कि वांछित आकार बनाने के लिए सामग्री के छोटे टुकड़े कहां रखे जाएं।जैसे-जैसे परतें बढ़ती हैं, तरल या शक्ति को ठोस बनाने के लिए लेजर की मदद से 3डी भागों को परत दर परत बनाया जाता है।

पिक एंड प्लेस मशीन:एक सीएनसी "पिक एंड प्लेस" मशीन सीएनसी राउटर के समान काम करती है, लेकिन सामग्री को काटने के बजाय, मशीन में कई छोटे नोजल होते हैं जो वैक्यूम का उपयोग करके घटकों को उठाते हैं, उन्हें वांछित स्थान पर ले जाते हैं और नीचे रख देते हैं।इनका उपयोग टेबल, कंप्यूटर मदरबोर्ड और अन्य विद्युत असेंबलियों (अन्य चीजों के अलावा) बनाने के लिए किया जाता है।

सीएनसी मशीनें कई काम कर सकती हैं।आज कंप्यूटर तकनीक को लगभग मशीन पर कल्पना के लायक इस्तेमाल किया जा सकता है।सीएनसी वांछित परिणाम प्राप्त करने के लिए मशीन के हिस्सों को स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक मानव इंटरफ़ेस को प्रतिस्थापित करता है।आज के सीएनसी स्टील के ब्लॉक जैसे कच्चे माल से शुरू करने और सटीक सहनशीलता और अद्भुत दोहराव के साथ एक बहुत ही जटिल हिस्सा बनाने में सक्षम हैं।

यह सब एक साथ रखना: सीएनसी मशीन की दुकानें कैसे पार्ट्स बनाती हैं
सीएनसी को संचालित करने में कंप्यूटर (नियंत्रक) और भौतिक सेटअप दोनों शामिल होते हैं।एक सामान्य मशीन शॉप प्रक्रिया इस प्रकार दिखती है:

एक डिज़ाइन इंजीनियर CAD प्रोग्राम में डिज़ाइन बनाता है और इसे CNC प्रोग्रामर को भेजता है।प्रोग्रामर आवश्यक उपकरणों पर निर्णय लेने और सीएनसी के लिए एनसी प्रोग्राम बनाने के लिए सीएएम प्रोग्राम में फ़ाइल खोलता है।वह एनसी प्रोग्राम को सीएनसी मशीन पर भेजता है और ऑपरेटर को सही टूलींग सेटअप की एक सूची प्रदान करता है।एक सेटअप ऑपरेटर निर्देशानुसार उपकरण लोड करता है और कच्चा माल (या वर्कपीस) लोड करता है।फिर वह नमूना टुकड़े चलाता है और उन्हें गुणवत्ता आश्वासन उपकरणों के साथ मापता है ताकि यह सत्यापित किया जा सके कि सीएनसी मशीन विनिर्देश के अनुसार हिस्से बना रही है।आमतौर पर, सेटअप ऑपरेटर गुणवत्ता विभाग को पहला लेख प्रदान करता है जो सभी आयामों को सत्यापित करता है और सेटअप पर हस्ताक्षर करता है।सीएनसी मशीन या संबंधित मशीनों में वांछित संख्या में टुकड़े बनाने के लिए पर्याप्त कच्चा माल भरा जाता है, और एक मशीन ऑपरेटर यह सुनिश्चित करने के लिए खड़ा रहता है कि मशीन चलती रहे, और विशिष्ट भागों का निर्माण करती रहे।और कच्चा माल है.काम के आधार पर, सीएनसी मशीनों को बिना किसी ऑपरेटर के "लाइट-आउट" चलाना अक्सर संभव होता है।तैयार हिस्सों को स्वचालित रूप से एक निर्दिष्ट क्षेत्र में ले जाया जाता है।

आज के निर्माता पर्याप्त समय, संसाधन और कल्पना के साथ लगभग किसी भी प्रक्रिया को स्वचालित कर सकते हैं।कच्चा माल मशीन में जा सकता है और तैयार हिस्से तैयार रूप में पैक करके बाहर आ सकते हैं।निर्माता चीजों को जल्दी, सटीक और लागत प्रभावी ढंग से बनाने के लिए सीएनसी मशीनों की एक विस्तृत श्रृंखला पर निर्भर करते हैं।