सीएनसी मशीन टूल वर्गीकरण के लिए व्यापक गाइड

सीएनसी मशीन टूल्स की कई किस्में और विशिष्टताएं हैं, और वर्गीकरण के तरीके भी अलग-अलग हैं। आम तौर पर, उन्हें कार्य और संरचना के आधार पर निम्नलिखित चार सिद्धांतों के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है।

1. मशीन टूल आंदोलन के नियंत्रण प्रक्षेपवक्र द्वारा वर्गीकरण

⑴ प्वाइंट-नियंत्रित सीएनसी मशीन टूल प्वाइंट नियंत्रण के लिए केवल मशीन टूल के चलती भागों की एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक सटीक स्थिति की आवश्यकता होती है। बिंदुओं के बीच गति प्रक्षेप पथ की आवश्यकताएँ सख्त नहीं हैं। आंदोलन के दौरान कोई प्रसंस्करण नहीं किया जाता है, और समन्वय अक्षों के बीच आंदोलन असंबंधित है। तेज और सटीक स्थिति प्राप्त करने के लिए, दो बिंदुओं के बीच विस्थापन आंदोलन आम तौर पर पहले तेजी से चलता है और फिर स्थिति सटीकता सुनिश्चित करने के लिए धीरे-धीरे स्थिति बिंदु तक पहुंचता है। जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, यह बिंदु नियंत्रण का गति प्रक्षेपवक्र है।

पॉइंट कंट्रोल फ़ंक्शन वाले मशीन टूल्स में मुख्य रूप से सीएनसी ड्रिलिंग मशीन, सीएनसी मिलिंग मशीन, सीएनसी पंचिंग मशीन आदि शामिल हैं। सीएनसी तकनीक के विकास और सीएनसी सिस्टम की कीमतों में कमी के साथ, केवल पॉइंट कंट्रोल के लिए उपयोग किए जाने वाले सीएनसी सिस्टम दुर्लभ हैं।

⑵ रैखिक नियंत्रण सीएनसी मशीन टूल्स रैखिक नियंत्रण सीएनसी मशीन टूल्स को समानांतर नियंत्रण सीएनसी मशीन टूल्स भी कहा जाता है। उनकी विशेषता यह है कि नियंत्रण बिंदुओं के बीच सटीक स्थिति के अलावा, वे दो संबंधित बिंदुओं के बीच चलती गति और मार्ग (प्रक्षेपवक्र) को भी नियंत्रित करते हैं। हालाँकि, उनका संचलन मार्ग केवल मशीन उपकरण समन्वय अक्ष के समानांतर है; अर्थात्, एक ही समय में केवल एक समन्वय अक्ष नियंत्रित होता है (अर्थात, सीएनसी प्रणाली में इंटरपोलेशन गणना फ़ंक्शन की कोई आवश्यकता नहीं है)। विस्थापन प्रक्रिया के दौरान, उपकरण एक निर्दिष्ट फ़ीड गति पर काट सकता है और आम तौर पर केवल आयताकार और चरण-आकार वाले भागों को संसाधित कर सकता है। रैखिक नियंत्रण कार्यों वाले मशीन टूल्स में मुख्य रूप से अपेक्षाकृत सरल सीएनसी खराद, सीएनसी मिलिंग मशीन, सीएनसी ग्राइंडर आदि शामिल हैं। इस मशीन टूल की सीएनसी प्रणाली को रैखिक नियंत्रण सीएनसी प्रणाली भी कहा जाता है। इसी प्रकार, केवल रैखिक नियंत्रण के लिए उपयोग किए जाने वाले सीएनसी मशीन उपकरण दुर्लभ हैं।

⑶ कंटूर नियंत्रण सीएनसी मशीन टूल्स

 

कंटूर कंट्रोल सीएनसी मशीन टूल्स को निरंतर नियंत्रण सीएनसी मशीन टूल्स भी कहा जाता है। उनकी नियंत्रण विशेषताएँ यह हैं कि वे एक साथ दो या दो से अधिक गति निर्देशांकों के विस्थापन और गति को नियंत्रित कर सकते हैं। आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कि वर्कपीस समोच्च के साथ उपकरण का सापेक्ष गति प्रक्षेपवक्र वर्कपीस प्रसंस्करण समोच्च से मिलता है, प्रत्येक समन्वय गति के विस्थापन नियंत्रण और गति नियंत्रण को निर्धारित आनुपातिक संबंध के अनुसार सटीक रूप से समन्वित किया जाना चाहिए। इसलिए, इस प्रकार के नियंत्रण में, सीएनसी डिवाइस में एक इंटरपोलेशन फ़ंक्शन होना आवश्यक है। तथाकथित इंटरपोलेशन प्रोग्राम द्वारा बुनियादी डेटा इनपुट के अनुसार सीएनसी सिस्टम में इंटरपोलेशन ऑपरेटर के गणितीय प्रसंस्करण के माध्यम से एक सीधी रेखा या चाप के आकार का वर्णन करना है (जैसे कि एक सीधी रेखा के समापन बिंदु निर्देशांक, समापन बिंदु) एक चाप के निर्देशांक और केंद्र निर्देशांक या त्रिज्या)। गणना करते समय, गणना परिणामों के अनुसार प्रत्येक समन्वय अक्ष नियंत्रक को दालों को वितरित किया जाता है ताकि आवश्यक समोच्च के अनुरूप प्रत्येक समन्वय अक्ष के लिंकेज विस्थापन को नियंत्रित किया जा सके। आंदोलन के दौरान, उपकरण लगातार वर्कपीस की सतह को काटता है, और विभिन्न सीधी रेखाओं, चापों और वक्रों को संसाधित किया जा सकता है। समोच्च नियंत्रण मशीनिंग प्रक्षेपवक्र। इस प्रकार के मशीन टूल में मुख्य रूप से शामिल हैसीएनसी खराद, सीएनसी मिलिंग मशीन, सीएनसी तार काटने की मशीन, मशीनिंग केंद्र, आदि और इसके संबंधित सीएनसी डिवाइस को समोच्च नियंत्रण कहा जाता है। इसके द्वारा नियंत्रित लिंकेज समन्वय अक्षों की विभिन्न संख्या के अनुसार, सीएनसी प्रणाली को निम्नलिखित रूपों में विभाजित किया जा सकता है:

① दो-अक्ष लिंकेज: मुख्य रूप से घूर्णन सतहों को संसाधित करने के लिए सीएनसी खराद के लिए उपयोग किया जाता हैसीएनसी मिलिंगघुमावदार सिलेंडरों को संसाधित करने के लिए मशीनें।

② दो-अक्ष अर्ध-लिंकेज: मुख्य रूप से तीन से अधिक अक्षों वाले मशीन टूल्स के नियंत्रण के लिए उपयोग किया जाता है, जिसमें दो अक्षों को जोड़ा जा सकता है, और अन्य अक्ष को समय-समय पर खिलाया जा सकता है।

③ तीन-अक्ष लिंकेज: आम तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है, एक तीन रैखिक समन्वय अक्षों एक्स/वाई/जेड का लिंकेज है, जो सीएनसी मिलिंग मशीनों, मशीनिंग केंद्रों आदि में अधिक सामान्यतः उपयोग किया जाता है। X/Y/Z में दो रैखिक निर्देशांकों को नियंत्रित करते हुए, यह एक साथ रैखिक समन्वय अक्षों में से एक के चारों ओर घूमने वाले घूर्णन समन्वय अक्ष को भी नियंत्रित करता है। उदाहरण के लिए, एक टर्निंग मशीनिंग केंद्र में, अनुदैर्ध्य (जेड-अक्ष) और अनुप्रस्थ (एक्स-अक्ष) रैखिक समन्वय अक्षों के लिंकेज के अलावा, इसे एक साथ घूमने वाले स्पिंडल (सी-अक्ष) के लिंकेज को भी नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। Z-अक्ष के आसपास.

④ चार-अक्ष लिंकेज: एक साथ तीन रैखिक समन्वय अक्षों X/Y/Z और एक घूर्णन समन्वय अक्ष के लिंकेज को नियंत्रित करें।

⑤ पांच-अक्ष लिंकेज: तीन रैखिक समन्वय अक्षों X/Y/Z के लिंकेज को एक साथ नियंत्रित करने के अलावा। यह एक साथ दो समन्वय अक्षों, ए, बी और सी को भी नियंत्रित करता है, जो इन रैखिक समन्वय अक्षों के चारों ओर घूमते हैं, जिससे पांच-अक्ष लिंकेज का एक साथ नियंत्रण होता है। इस समय उपकरण को अंतरिक्ष में किसी भी दिशा में सेट किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, उपकरण को एक ही समय में x-अक्ष और y-अक्ष के चारों ओर घूमने के लिए नियंत्रित किया जाता है ताकि उपकरण हमेशा सामान्य दिशा बनाए रखे और इसके काटने के बिंदु पर समोच्च सतह को संसाधित किया जा सके ताकि इसकी चिकनाई सुनिश्चित हो सके। संसाधित सतह इसकी प्रसंस्करण सटीकता और प्रसंस्करण दक्षता में सुधार करती है और संसाधित सतह की खुरदरापन को कम करती है।

 

2. सर्वो नियंत्रण विधि द्वारा वर्गीकरण

⑴ ओपन-लूप नियंत्रण सीएनसी मशीन टूल्स की फ़ीड सर्वो ड्राइव ओपन-लूप है; यानी कोई डिटेक्शन फीडबैक डिवाइस नहीं है। आम तौर पर, इसकी ड्राइविंग मोटर एक स्टेपर मोटर होती है। स्टेपर मोटर की मुख्य विशेषता यह है कि जब भी नियंत्रण सर्किट कमांड पल्स सिग्नल बदलता है तो मोटर एक स्टेप एंगल घुमाता है, और मोटर में स्वयं-लॉकिंग क्षमता होती है। सीएनसी प्रणाली द्वारा फ़ीड कमांड सिग्नल आउटपुट पल्स वितरक के माध्यम से ड्राइव सर्किट को नियंत्रित करता है। यह दालों की संख्या को बदलकर समन्वय विस्थापन को नियंत्रित करता है, दालों की आवृत्ति को बदलकर विस्थापन गति को नियंत्रित करता है, और दालों के वितरण क्रम को बदलकर विस्थापन की दिशा को नियंत्रित करता है। इसलिए, इस नियंत्रण विधि की सबसे बड़ी विशेषताएं सुविधाजनक नियंत्रण, सरल संरचना और कम कीमत हैं। सीएनसी प्रणाली द्वारा जारी कमांड सिग्नल प्रवाह यूनिडायरेक्शनल है, इसलिए नियंत्रण प्रणाली के लिए कोई स्थिरता समस्या नहीं है। हालाँकि, क्योंकि मैकेनिकल ट्रांसमिशन की त्रुटि को फीडबैक द्वारा ठीक नहीं किया जाता है, विस्थापन सटीकता अधिक नहीं है। प्रारंभिक सीएनसी मशीन टूल्स ने इस नियंत्रण पद्धति को अपनाया, लेकिन विफलता दर अपेक्षाकृत अधिक थी। वर्तमान में, ड्राइव सर्किट में सुधार के कारण, इसका अभी भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से मेरे देश में, सामान्य आर्थिक सीएनसी प्रणालियाँ और पुराने उपकरणों का सीएनसी परिवर्तन ज्यादातर इस नियंत्रण पद्धति को अपनाते हैं। इसके अलावा, इस नियंत्रण विधि को सिंगल-चिप माइक्रो कंप्यूटर या सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर के साथ सीएनसी डिवाइस के रूप में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जिससे पूरे सिस्टम की कीमत कम हो जाती है।

 

⑵ क्लोज्ड-लूप कंट्रोल मशीन टूल्स इस प्रकार के सीएनसी मशीन टूल्स की फीड सर्वो ड्राइव क्लोज्ड-लूप फीडबैक कंट्रोल मोड में काम करती है। इसकी ड्राइव मोटर डीसी या एसी सर्वो मोटर्स का उपयोग कर सकती है और इसे स्थिति फीडबैक और स्पीड फीडबैक के साथ कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता है। प्रसंस्करण के दौरान किसी भी समय चलती भागों के वास्तविक विस्थापन का पता लगाया जाता है, और इसे समय पर सीएनसी प्रणाली में तुलनित्र में वापस भेज दिया जाता है। इसकी तुलना इंटरपोलेशन ऑपरेशन द्वारा प्राप्त कमांड सिग्नल से की जाती है, और अंतर का उपयोग सर्वो ड्राइव के नियंत्रण सिग्नल के रूप में किया जाता है, जो विस्थापन त्रुटि को खत्म करने के लिए विस्थापन घटक को चलाता है। स्थिति फीडबैक डिटेक्शन तत्व और उपयोग किए गए फीडबैक डिवाइस की स्थापना स्थान के अनुसार, इसे दो नियंत्रण मोड में विभाजित किया गया है: पूर्ण-बंद लूप और अर्ध-बंद लूप।

① पूर्ण बंद-लूप नियंत्रण जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, इसकी स्थिति फीडबैक डिवाइस मशीन टूल की सैडल पर स्थापित एक रैखिक विस्थापन पहचान तत्व (वर्तमान में आम तौर पर एक झंझरी शासक) का उपयोग करती है, यानी सीधे मशीन टूल के रैखिक विस्थापन का पता लगाती है। निर्देशांक मोटर से मशीन टूल सैडल तक संपूर्ण मैकेनिकल ट्रांसमिशन श्रृंखला में ट्रांसमिशन त्रुटि को फीडबैक के माध्यम से समाप्त किया जा सकता है, जिससे मशीन टूल की उच्च स्थैतिक स्थिति सटीकता प्राप्त हो सकती है। हालाँकि, चूंकि संपूर्ण नियंत्रण लूप में कई यांत्रिक ट्रांसमिशन लिंक की घर्षण विशेषताएँ, कठोरता और निकासी अरेखीय हैं, इसलिए संपूर्ण यांत्रिक ट्रांसमिशन श्रृंखला का गतिशील प्रतिक्रिया समय विद्युत प्रतिक्रिया समय की तुलना में बहुत बड़ा है। इससे संपूर्ण बंद-लूप सिस्टम की स्थिरता सुधार में बड़ी कठिनाइयां आती हैं, और सिस्टम का डिज़ाइन और समायोजन भी काफी जटिल होता है। इसलिए, यह पूर्ण बंद-लूप नियंत्रण विधि मुख्य रूप से सीएनसी समन्वय मशीनों के लिए उपयोग की जाती हैसीएनसी परिशुद्धताउच्च परिशुद्धता आवश्यकताओं के साथ ग्राइंडर।

② अर्ध-बंद-लूप नियंत्रण जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, इसकी स्थिति प्रतिक्रिया एक कोण पहचान तत्व (वर्तमान में मुख्य रूप से एनकोडर, आदि) का उपयोग करती है, जो सीधे सर्वो मोटर या लीड स्क्रू के अंत पर स्थापित होती है। चूंकि अधिकांश मैकेनिकल ट्रांसमिशन लिंक सिस्टम के बंद-लूप लूप में शामिल नहीं हैं, इसलिए इसे अधिक स्थिर नियंत्रण विशेषता प्राप्त करने के लिए कहा जाता है। लीड स्क्रू जैसी मैकेनिकल ट्रांसमिशन त्रुटियों को फीडबैक के माध्यम से किसी भी समय ठीक नहीं किया जा सकता है, लेकिन उनकी सटीकता में उचित सुधार के लिए सॉफ्टवेयर निरंतर क्षतिपूर्ति विधियों का उपयोग किया जा सकता है। वर्तमान में, अधिकांश सीएनसी मशीन टूल्स अर्ध-बंद लूप नियंत्रण विधियों का उपयोग करते हैं

 

⑶ हाइब्रिड नियंत्रण सीएनसी मशीन टूल्स हाइब्रिड नियंत्रण योजना बनाने के लिए उपरोक्त नियंत्रण विधियों की विशेषताओं को चुनिंदा रूप से केंद्रित करते हैं। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, चूंकि ओपन-लूप नियंत्रण विधि में अच्छी स्थिरता, कम लागत, खराब सटीकता है, और पूर्ण बंद-लूप स्थिरता खराब है, एक दूसरे की क्षतिपूर्ति करने और कुछ मशीन टूल्स की नियंत्रण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, एक हाइब्रिड नियंत्रण विधि अपनाई जानी चाहिए। दो सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधियाँ ओपन-लूप क्षतिपूर्ति प्रकार और अर्ध-बंद-लूप क्षतिपूर्ति प्रकार हैं

 

3. सीएनसी प्रणाली के कार्यात्मक स्तर द्वारा वर्गीकरण

सीएनसी प्रणाली के कार्यात्मक स्तर के अनुसार, सीएनसी प्रणाली को आमतौर पर तीन श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: निम्न, मध्यम और उच्च। यह वर्गीकरण पद्धति मेरे देश में अधिक प्रचलित है। निम्न, मध्यम और उच्च के तीन स्तरों की सीमाएँ सापेक्ष हैं, और वर्गीकरण मानक अलग-अलग अवधियों में भिन्न होंगे। विकास के वर्तमान स्तर को देखते हुए, कुछ कार्यों और संकेतकों के अनुसार, विभिन्न प्रकार की सीएनसी प्रणालियों को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: निम्न, मध्यम और उच्च। उनमें से, मध्यम और उच्च-अंत को आम तौर पर पूर्ण-फ़ंक्शन सीएनसी या मानक सीएनसी कहा जाता है।

 

⑴ मेटल कटिंग से तात्पर्य सीएनसी मशीन टूल्स से है जो टर्निंग, मिलिंग, इम्पैक्ट, रीमिंग, ड्रिलिंग, ग्राइंडिंग और प्लानिंग जैसी विभिन्न कटिंग प्रक्रियाओं का उपयोग करते हैं। इसे निम्नलिखित दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है।

① साधारण सीएनसी मशीन उपकरण, जैसे सीएनसी खराद, सीएनसी मिलिंग मशीन, सीएनसी ग्राइंडर, आदि।

② मशीनिंग केंद्र की मुख्य विशेषता स्वचालित उपकरण परिवर्तन तंत्र के साथ टूल लाइब्रेरी है; वर्कपीस को एक बार क्लैंप किया जाता है। क्लैंपिंग के बाद, विभिन्न उपकरण स्वचालित रूप से बदल दिए जाते हैं, और मिलिंग (टर्निंग), रीमिंग, ड्रिलिंग और टैपिंग जैसी विभिन्न प्रक्रियाएं वर्कपीस की प्रत्येक प्रसंस्करण सतह पर एक ही मशीन टूल पर लगातार की जाती हैं, जैसे (बिल्डिंग/मिलिंग) मशीनिंग केंद्र , मोड़ केंद्र, ड्रिलिंग केंद्र, आदि।

 

⑵ धातु निर्माण से तात्पर्य सीएनसी मशीन टूल्स से है जो एक्सट्रूज़न, पंचिंग, प्रेसिंग और ड्राइंग जैसी निर्माण प्रक्रियाओं का उपयोग करते हैं। आमतौर पर उपयोग की जाने वाली मशीनों में सीएनसी प्रेस, सीएनसी बेंडिंग मशीन, सीएनसी पाइप बेंडिंग मशीन, सीएनसी स्पिनिंग मशीन आदि शामिल हैं।

⑶ विशेष प्रसंस्करण में मुख्य रूप से सीएनसी तार ईडीएम, सीएनसी ईडीएम बनाने वाली मशीनें, सीएनसी लौ काटने वाली मशीनें, सीएनसी लेजर प्रसंस्करण मशीनें आदि शामिल हैं।

⑷ माप और ड्राइंग उत्पादों में मुख्य रूप से तीन-समन्वय मापने वाली मशीनें, सीएनसी उपकरण सेटिंग मशीन, सीएनसी प्लॉटर आदि शामिल हैं।