ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ટેકનોલોજી અને CNC મશીન ટૂલ્સ શું છે? CNC મશીન ટૂલ ઉત્પાદકો તમને જણાવશે.

ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ટેકનોલોજી અને સીએનસી મશીન ટૂલ્સ

ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ટેકનોલોજી, જેને સંક્ષિપ્તમાં NC (ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે ડિજિટલ માહિતીની મદદથી યાંત્રિક ગતિવિધિઓ અને પ્રક્રિયા પ્રક્રિયાઓને નિયંત્રિત કરવાનું એક માધ્યમ છે. હાલમાં, આધુનિક ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ સામાન્ય રીતે કમ્પ્યુટર નિયંત્રણ અપનાવે છે, તેથી તેને કોમ્પ્યુટરાઇઝ્ડ ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ (કોમ્પ્યુટરાઇઝ્ડ ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ - CNC) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

યાંત્રિક ગતિવિધિઓ અને પ્રક્રિયા પ્રક્રિયાઓના ડિજિટલ માહિતી નિયંત્રણને પ્રાપ્ત કરવા માટે, અનુરૂપ હાર્ડવેર અને સોફ્ટવેર સજ્જ હોવા આવશ્યક છે. ડિજિટલ માહિતી નિયંત્રણને અમલમાં મૂકવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા હાર્ડવેર અને સોફ્ટવેરના સરવાળાને સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલી (ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ સિસ્ટમ) કહેવામાં આવે છે, અને સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલીનો મુખ્ય ભાગ સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ ઉપકરણ (ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલર) છે.

સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ ટેકનોલોજી દ્વારા નિયંત્રિત મશીનોને CNC મશીન ટૂલ્સ (NC મશીન ટૂલ્સ) કહેવામાં આવે છે. આ એક લાક્ષણિક મેકાટ્રોનિક ઉત્પાદન છે જે કમ્પ્યુટર ટેકનોલોજી, ઓટોમેટિક કંટ્રોલ ટેકનોલોજી, ચોકસાઇ માપન ટેકનોલોજી અને મશીન ટૂલ ડિઝાઇન જેવી અદ્યતન તકનીકોને વ્યાપકપણે એકીકૃત કરે છે. તે આધુનિક ઉત્પાદન તકનીકનો પાયાનો પથ્થર છે. મશીન ટૂલ્સનું નિયંત્રણ એ સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ તકનીકનું સૌથી જૂનું અને સૌથી વધુ વ્યાપકપણે લાગુ પડતું ક્ષેત્ર છે. તેથી, CNC મશીન ટૂલ્સનું સ્તર મોટાભાગે વર્તમાન સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ તકનીકના પ્રદર્શન, સ્તર અને વિકાસ વલણનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

વિવિધ પ્રકારના CNC મશીન ટૂલ્સ છે, જેમાં ડ્રિલિંગ, મિલિંગ અને બોરિંગ મશીન ટૂલ્સ, ટર્નિંગ મશીન ટૂલ્સ, ગ્રાઇન્ડિંગ મશીન ટૂલ્સ, ઇલેક્ટ્રિકલ ડિસ્ચાર્જ મશીનિંગ મશીન ટૂલ્સ, ફોર્જિંગ મશીન ટૂલ્સ, લેસર પ્રોસેસિંગ મશીન ટૂલ્સ અને ચોક્કસ ઉપયોગો સાથેના અન્ય ખાસ હેતુવાળા CNC મશીન ટૂલ્સનો સમાવેશ થાય છે. સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ તકનીક દ્વારા નિયંત્રિત કોઈપણ મશીન ટૂલને NC મશીન ટૂલ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

રોટરી ટૂલ હોલ્ડર્સવાળા CNC લેથ્સ સિવાય, ઓટોમેટિક ટૂલ ચેન્જર ATC (ઓટોમેટિક ટૂલ ચેન્જર - ATC) થી સજ્જ CNC મશીન ટૂલ્સને મશીનિંગ સેન્ટર્સ (મશીન સેન્ટર - MC) તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. ટૂલ્સના ઓટોમેટિક રિપ્લેસમેન્ટ દ્વારા, વર્કપીસ એક જ ક્લેમ્પિંગમાં બહુવિધ પ્રોસેસિંગ પ્રક્રિયાઓ પૂર્ણ કરી શકે છે, પ્રક્રિયાઓની સાંદ્રતા અને પ્રક્રિયાઓના સંયોજનને પ્રાપ્ત કરે છે. આ અસરકારક રીતે સહાયક પ્રક્રિયા સમયને ઘટાડે છે અને મશીન ટૂલની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે. તે જ સમયે, તે વર્કપીસ ઇન્સ્ટોલેશન અને પોઝિશનિંગની સંખ્યા ઘટાડે છે, પ્રોસેસિંગ ચોકસાઈમાં વધારો કરે છે. મશીનિંગ સેન્ટર્સ હાલમાં સૌથી મોટા આઉટપુટ અને સૌથી પહોળા એપ્લિકેશનવાળા CNC મશીન ટૂલ્સના પ્રકાર છે.

CNC મશીન ટૂલ્સ પર આધારિત, મલ્ટી-વર્કટેબલ (પેલેટ) ઓટોમેટિક એક્સચેન્જ ડિવાઇસ (ઓટો પેલેટ ચેન્જર - APC) અને અન્ય સંબંધિત ડિવાઇસ ઉમેરીને, પરિણામી પ્રોસેસિંગ યુનિટને ફ્લેક્સિબલ મેન્યુફેક્ચરિંગ સેલ (ફ્લેક્સિબલ મેન્યુફેક્ચરિંગ સેલ - FMC) કહેવામાં આવે છે. FMC માત્ર પ્રક્રિયાઓની સાંદ્રતા અને પ્રક્રિયાઓના સંયોજનને જ નહીં, પણ વર્કટેબલ (પેલેટ) ના ઓટોમેટિક એક્સચેન્જ અને પ્રમાણમાં સંપૂર્ણ ઓટોમેટિક મોનિટરિંગ અને કંટ્રોલ ફંક્શન સાથે, ચોક્કસ સમયગાળા માટે માનવરહિત પ્રક્રિયા કરી શકે છે, જેનાથી સાધનોની પ્રોસેસિંગ કાર્યક્ષમતામાં વધુ સુધારો થાય છે. FMC એ માત્ર ફ્લેક્સિબલ મેન્યુફેક્ચરિંગ સિસ્ટમ FMS (ફ્લેક્સિબલ મેન્યુફેક્ચરિંગ સિસ્ટમ) નો આધાર નથી પણ તેનો ઉપયોગ સ્વતંત્ર ઓટોમેટેડ પ્રોસેસિંગ સાધનો તરીકે પણ થઈ શકે છે. તેથી, તેની વિકાસ ગતિ ખૂબ ઝડપી છે.

FMC અને મશીનિંગ સેન્ટરોના આધારે, લોજિસ્ટિક્સ સિસ્ટમ્સ, ઔદ્યોગિક રોબોટ્સ અને સંબંધિત સાધનો ઉમેરીને, અને કેન્દ્રીય નિયંત્રણ સિસ્ટમ દ્વારા કેન્દ્રિત અને એકીકૃત રીતે નિયંત્રિત અને સંચાલિત કરીને, આવી ઉત્પાદન પ્રણાલીને લવચીક ઉત્પાદન પ્રણાલી FMS (ફ્લેક્સિબલ મેન્યુફેક્ચરિંગ સિસ્ટમ) કહેવામાં આવે છે. FMS લાંબા સમય સુધી માનવરહિત પ્રક્રિયા જ નહીં પરંતુ વિવિધ પ્રકારના ભાગો અને ઘટક એસેમ્બલીની સંપૂર્ણ પ્રક્રિયા પણ પ્રાપ્ત કરી શકે છે, જેનાથી વર્કશોપ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાનું ઓટોમેશન પ્રાપ્ત થાય છે. તે એક અત્યંત સ્વચાલિત અદ્યતન ઉત્પાદન પ્રણાલી છે.

વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીની સતત પ્રગતિ સાથે, બજારની માંગની બદલાતી પરિસ્થિતિને અનુરૂપ થવા માટે, આધુનિક ઉત્પાદન માટે, વર્કશોપ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાના ઓટોમેશનને પ્રોત્સાહન આપવું જરૂરી નથી, પરંતુ બજાર આગાહી, ઉત્પાદન નિર્ણય-નિર્માણ, ઉત્પાદન ડિઝાઇન, ઉત્પાદન ઉત્પાદનથી લઈને ઉત્પાદન વેચાણ સુધી વ્યાપક ઓટોમેશન પ્રાપ્ત કરવું પણ જરૂરી છે. આ જરૂરિયાતોને એકીકૃત કરીને રચાયેલી સંપૂર્ણ ઉત્પાદન અને ઉત્પાદન પ્રણાલીને કમ્પ્યુટર-સંકલિત ઉત્પાદન પ્રણાલી (કમ્પ્યુટર ઇન્ટિગ્રેટેડ મેન્યુફેક્ચરિંગ સિસ્ટમ - CIMS) કહેવામાં આવે છે. CIMS લાંબા ઉત્પાદન અને વ્યવસાય પ્રવૃત્તિને સજીવ રીતે એકીકૃત કરે છે, વધુ કાર્યક્ષમ અને વધુ લવચીક બુદ્ધિશાળી ઉત્પાદન પ્રાપ્ત કરે છે, જે આજની સ્વચાલિત ઉત્પાદન તકનીકના વિકાસના ઉચ્ચતમ તબક્કાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. CIMS માં, માત્ર ઉત્પાદન સાધનોનું એકીકરણ જ નહીં, પરંતુ વધુ અગત્યનું, ટેકનોલોજી એકીકરણ અને કાર્ય એકીકરણ માહિતી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. કમ્પ્યુટર એ એકીકરણ સાધન છે, કમ્પ્યુટર-સહાયિત સ્વચાલિત એકમ તકનીક એકીકરણનો આધાર છે, અને માહિતી અને ડેટાનું વિનિમય અને શેરિંગ એકીકરણનો પુલ છે. અંતિમ ઉત્પાદનને માહિતી અને ડેટાના ભૌતિક અભિવ્યક્તિ તરીકે ગણી શકાય.

સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલી અને તેના ઘટકો

સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલીના મૂળભૂત ઘટકો

CNC મશીન ટૂલની સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલી એ તમામ સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ ઉપકરણોનો મુખ્ય ભાગ છે. સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલીનો મુખ્ય નિયંત્રણ પદાર્થ સંકલન અક્ષોનું વિસ્થાપન છે (જેમાં ગતિ, દિશા, સ્થિતિ, વગેરેનો સમાવેશ થાય છે), અને તેની નિયંત્રણ માહિતી મુખ્યત્વે સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રક્રિયા અથવા ગતિ નિયંત્રણ કાર્યક્રમોમાંથી આવે છે. તેથી, સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલીના સૌથી મૂળભૂત ઘટકોમાં શામેલ હોવું જોઈએ: પ્રોગ્રામ ઇનપુટ/આઉટપુટ ઉપકરણ, સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ ઉપકરણ અને સર્વો ડ્રાઇવ.

ઇનપુટ/આઉટપુટ ડિવાઇસની ભૂમિકા આંકડાકીય નિયંત્રણ પ્રક્રિયા અથવા ગતિ નિયંત્રણ કાર્યક્રમો, ડેટા પ્રક્રિયા અને નિયંત્રણ, મશીન ટૂલ પરિમાણો, સંકલન અક્ષ સ્થિતિ અને શોધ સ્વીચોની સ્થિતિ જેવા ડેટાને ઇનપુટ અને આઉટપુટ કરવાની છે. કીબોર્ડ અને ડિસ્પ્લે એ કોઈપણ આંકડાકીય નિયંત્રણ સાધનો માટે જરૂરી સૌથી મૂળભૂત ઇનપુટ/આઉટપુટ ઉપકરણો છે. વધુમાં, આંકડાકીય નિયંત્રણ સિસ્ટમના આધારે, ફોટોઇલેક્ટ્રિક રીડર્સ, ટેપ ડ્રાઇવ્સ અથવા ફ્લોપી ડિસ્ક ડ્રાઇવ્સ જેવા ઉપકરણો પણ સજ્જ કરી શકાય છે. પેરિફેરલ ડિવાઇસ તરીકે, કમ્પ્યુટર હાલમાં સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ઇનપુટ/આઉટપુટ ઉપકરણોમાંનું એક છે.

ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ડિવાઇસ એ ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ સિસ્ટમનો મુખ્ય ઘટક છે. તેમાં ઇનપુટ/આઉટપુટ ઇન્ટરફેસ સર્કિટ, કંટ્રોલર્સ, એરિથમેટિક યુનિટ્સ અને મેમરીનો સમાવેશ થાય છે. ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ડિવાઇસની ભૂમિકા ઇનપુટ ડિવાઇસ દ્વારા ઇનપુટ ડિવાઇસ દ્વારા ડેટા ઇનપુટનું સંકલન, ગણતરી અને પ્રક્રિયા કરવાની છે, અને મશીન ટૂલના વિવિધ ભાગોને નિયંત્રિત કરવા માટે વિવિધ પ્રકારની માહિતી અને સૂચનાઓ આઉટપુટ કરવાની છે જેથી ચોક્કસ ક્રિયાઓ કરી શકાય.

આ નિયંત્રણ માહિતી અને સૂચનાઓમાં, સૌથી મૂળભૂત માહિતી ફીડ ગતિ, ફીડ દિશા અને ફીડ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ સૂચનાઓ છે. તે ઇન્ટરપોલેશન ગણતરીઓ પછી જનરેટ થાય છે, જે સર્વો ડ્રાઇવને પૂરી પાડવામાં આવે છે, ડ્રાઇવર દ્વારા વિસ્તૃત થાય છે, અને અંતે કોઓર્ડિનેટ અક્ષોના વિસ્થાપનને નિયંત્રિત કરે છે. આ સાધન અથવા કોઓર્ડિનેટ અક્ષોના ગતિ માર્ગને સીધી રીતે નક્કી કરે છે.

વધુમાં, સિસ્ટમ અને સાધનો પર આધાર રાખીને, ઉદાહરણ તરીકે, CNC મશીન ટૂલ પર, સ્પિન્ડલની પરિભ્રમણ ગતિ, દિશા, શરૂઆત/રોકાણ; ટૂલ પસંદગી અને વિનિમય સૂચનાઓ; ઠંડક અને લ્યુબ્રિકેશન ઉપકરણોની શરૂઆત/રોકાણ સૂચનાઓ; વર્કપીસ ઢીલું કરવા અને ક્લેમ્પિંગ સૂચનાઓ; વર્કટેબલનું ઇન્ડેક્સિંગ અને અન્ય સહાયક સૂચનાઓ જેવી સૂચનાઓ પણ હોઈ શકે છે. સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલીમાં, તે ઇન્ટરફેસ દ્વારા સિગ્નલોના સ્વરૂપમાં બાહ્ય સહાયક નિયંત્રણ ઉપકરણને પ્રદાન કરવામાં આવે છે. સહાયક નિયંત્રણ ઉપકરણ ઉપરોક્ત સિગ્નલો પર જરૂરી સંકલન અને તાર્કિક કામગીરી કરે છે, તેમને વિસ્તૃત કરે છે, અને સૂચનો દ્વારા ઉલ્લેખિત ક્રિયાઓ પૂર્ણ કરવા માટે મશીન ટૂલના યાંત્રિક ઘટકો, હાઇડ્રોલિક અને ન્યુમેટિક સહાયક ઉપકરણોને ચલાવવા માટે અનુરૂપ એક્ટ્યુએટર્સને ચલાવે છે.

સર્વો ડ્રાઇવમાં સામાન્ય રીતે સર્વો એમ્પ્લીફાયર (જેને ડ્રાઇવરો, સર્વો યુનિટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) અને એક્ટ્યુએટર્સ હોય છે. CNC મશીન ટૂલ્સ પર, હાલમાં AC સર્વો મોટર્સનો ઉપયોગ એક્ટ્યુએટર્સ તરીકે થાય છે; અદ્યતન હાઇ-સ્પીડ મશીનિંગ મશીન ટૂલ્સ પર, રેખીય મોટર્સનો ઉપયોગ થવા લાગ્યો છે. વધુમાં, 1980 ના દાયકા પહેલા ઉત્પાદિત CNC મશીન ટૂલ્સ પર, DC સર્વો મોટર્સનો ઉપયોગ કરવાના કિસ્સાઓ હતા; સરળ CNC મશીન ટૂલ્સ માટે, સ્ટેપર મોટર્સનો પણ એક્ટ્યુએટર્સ તરીકે ઉપયોગ થતો હતો. સર્વો એમ્પ્લીફાયરનું સ્વરૂપ એક્ટ્યુએટર પર આધાર રાખે છે અને તેનો ઉપયોગ ડ્રાઇવ મોટર સાથે જોડાણમાં થવો જોઈએ.

ઉપરોક્ત સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલીના સૌથી મૂળભૂત ઘટકો છે. સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ તકનીકના સતત વિકાસ અને મશીન ટૂલ પ્રદર્શન સ્તરમાં સુધારો સાથે, સિસ્ટમ માટેની કાર્યાત્મક આવશ્યકતાઓ પણ વધી રહી છે. વિવિધ મશીન ટૂલ્સની નિયંત્રણ આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવા, સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલીની અખંડિતતા અને એકરૂપતા સુનિશ્ચિત કરવા અને વપરાશકર્તાના ઉપયોગને સરળ બનાવવા માટે, સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી અદ્યતન સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલીઓમાં સામાન્ય રીતે મશીન ટૂલના સહાયક નિયંત્રણ ઉપકરણ તરીકે આંતરિક પ્રોગ્રામેબલ નિયંત્રક હોય છે. વધુમાં, મેટલ કટીંગ મશીન ટૂલ્સ પર, સ્પિન્ડલ ડ્રાઇવ ઉપકરણ પણ સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલીનો એક ઘટક બની શકે છે; બંધ-લૂપ CNC મશીન ટૂલ્સ પર, માપન અને શોધ ઉપકરણો પણ સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલી માટે અનિવાર્ય છે. અદ્યતન સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલીઓ માટે, કેટલીકવાર કમ્પ્યુટરનો ઉપયોગ સિસ્ટમના માનવ-મશીન ઇન્ટરફેસ તરીકે અને ડેટા મેનેજમેન્ટ અને ઇનપુટ/આઉટપુટ ઉપકરણો માટે થાય છે, જેનાથી સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલીના કાર્યો વધુ શક્તિશાળી બને છે અને પ્રદર્શન વધુ સંપૂર્ણ બને છે.

નિષ્કર્ષમાં, સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલીની રચના નિયંત્રણ પ્રણાલીના પ્રદર્શન અને ઉપકરણોની ચોક્કસ નિયંત્રણ આવશ્યકતાઓ પર આધાર રાખે છે. તેના રૂપરેખાંકન અને રચનામાં નોંધપાત્ર તફાવત છે. પ્રોસેસિંગ પ્રોગ્રામના ઇનપુટ/આઉટપુટ ઉપકરણના ત્રણ સૌથી મૂળભૂત ઘટકો, સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ ઉપકરણ અને સર્વો ડ્રાઇવ ઉપરાંત, વધુ નિયંત્રણ ઉપકરણો હોઈ શકે છે. આકૃતિ 1-1 માં ડેશ કરેલ બોક્સ ભાગ કમ્પ્યુટર સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલીનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

NC, CNC, SV અને PLC ના ખ્યાલો

NC (CNC), SV, અને PLC (PC, PMC) એ સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ સાધનોમાં ખૂબ જ સામાન્ય રીતે વપરાતા અંગ્રેજી સંક્ષેપો છે અને વ્યવહારિક ઉપયોગોમાં જુદા જુદા પ્રસંગોએ તેમના અલગ અલગ અર્થ હોય છે.

NC (CNC): NC અને CNC એ અનુક્રમે ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ અને કોમ્પ્યુટરાઇઝ્ડ ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલના સામાન્ય અંગ્રેજી સંક્ષેપ છે. આધુનિક ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ બધા કમ્પ્યુટર કંટ્રોલને અપનાવે છે તે જોતાં, એવું માની શકાય છે કે NC અને CNC ના અર્થ સંપૂર્ણપણે સમાન છે. એન્જિનિયરિંગ એપ્લિકેશન્સમાં, ઉપયોગના પ્રસંગના આધારે, NC (CNC) ના સામાન્ય રીતે ત્રણ અલગ અલગ અર્થ હોય છે: વ્યાપક અર્થમાં, તે નિયંત્રણ તકનીકનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે - ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ટેકનોલોજી; સંકુચિત અર્થમાં, તે નિયંત્રણ પ્રણાલીના એક એન્ટિટીનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે - ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ સિસ્ટમ; વધુમાં, તે ચોક્કસ નિયંત્રણ ઉપકરણનું પણ પ્રતિનિધિત્વ કરી શકે છે - ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ડિવાઇસ.

SV: SV એ સર્વો ડ્રાઇવ (સર્વો ડ્રાઇવ, જેને સર્વો તરીકે સંક્ષિપ્તમાં કહેવામાં આવે છે) નું સામાન્ય અંગ્રેજી સંક્ષેપ છે. જાપાનીઝ JIS સ્ટાન્ડર્ડના નિર્ધારિત શબ્દો અનુસાર, તે "એક નિયંત્રણ પદ્ધતિ છે જે ઑબ્જેક્ટની સ્થિતિ, દિશા અને સ્થિતિને નિયંત્રણ જથ્થા તરીકે લે છે અને લક્ષ્ય મૂલ્યમાં મનસ્વી ફેરફારોને ટ્રેક કરે છે." ટૂંકમાં, તે એક નિયંત્રણ ઉપકરણ છે જે લક્ષ્ય સ્થિતિ જેવા ભૌતિક જથ્થાઓને આપમેળે અનુસરી શકે છે.

CNC મશીન ટૂલ્સ પર, સર્વો ડ્રાઇવની ભૂમિકા મુખ્યત્વે બે પાસાઓમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે: પ્રથમ, તે સંકલન અક્ષોને સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ ઉપકરણ દ્વારા આપવામાં આવેલી ગતિએ કાર્ય કરવા સક્ષમ બનાવે છે; બીજું, તે સંકલન અક્ષોને સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ ઉપકરણ દ્વારા આપવામાં આવેલી સ્થિતિ અનુસાર સ્થિત કરવા સક્ષમ બનાવે છે.

સર્વો ડ્રાઇવના નિયંત્રણ પદાર્થો સામાન્ય રીતે મશીન ટૂલના કોઓર્ડિનેટ અક્ષોનું વિસ્થાપન અને ગતિ હોય છે; એક્ટ્યુએટર એક સર્વો મોટર છે; જે ભાગ ઇનપુટ કમાન્ડ સિગ્નલને નિયંત્રિત કરે છે અને વિસ્તૃત કરે છે તેને ઘણીવાર સર્વો એમ્પ્લીફાયર (ડ્રાઇવર, એમ્પ્લીફાયર, સર્વો યુનિટ, વગેરે તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) કહેવામાં આવે છે, જે સર્વો ડ્રાઇવનો મુખ્ય ભાગ છે.

સર્વો ડ્રાઇવનો ઉપયોગ ફક્ત ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ડિવાઇસ સાથે જ થઈ શકતો નથી, પરંતુ તેનો ઉપયોગ પોઝિશન (સ્પીડ) સાથેની સિસ્ટમ તરીકે પણ થઈ શકે છે. તેથી, તેને ઘણીવાર સર્વો સિસ્ટમ પણ કહેવામાં આવે છે. શરૂઆતના ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ સિસ્ટમમાં, પોઝિશન કંટ્રોલ ભાગ સામાન્ય રીતે CNC સાથે સંકલિત હતો, અને સર્વો ડ્રાઇવ ફક્ત સ્પીડ કંટ્રોલ કરતી હતી. તેથી, સર્વો ડ્રાઇવને ઘણીવાર સ્પીડ કંટ્રોલ યુનિટ કહેવામાં આવતું હતું.

PLC: PC એ પ્રોગ્રામેબલ કંટ્રોલરનું અંગ્રેજી સંક્ષેપ છે. પર્સનલ કમ્પ્યુટર્સની વધતી જતી લોકપ્રિયતા સાથે, પર્સનલ કમ્પ્યુટર્સ (જેને PC પણ કહેવાય છે) સાથે મૂંઝવણ ટાળવા માટે, પ્રોગ્રામેબલ કંટ્રોલર્સને હવે સામાન્ય રીતે પ્રોગ્રામેબલ લોજિક કંટ્રોલર્સ (Programmalbe Logic Controller – PLC) અથવા પ્રોગ્રામેબલ મશીન કંટ્રોલર્સ (Programmable Machine Controller – PMC) કહેવામાં આવે છે. તેથી, CNC મશીન ટૂલ્સ પર, PC, PLC અને PMC નો અર્થ બરાબર સમાન છે.

PLC માં ઝડપી પ્રતિભાવ, વિશ્વસનીય કામગીરી, અનુકૂળ ઉપયોગ, સરળ પ્રોગ્રામિંગ અને ડિબગીંગના ફાયદા છે, અને તે કેટલાક મશીન ટૂલ ઇલેક્ટ્રિકલ ઉપકરણોને સીધા ચલાવી શકે છે. તેથી, તેનો ઉપયોગ સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ ઉપકરણો માટે સહાયક નિયંત્રણ ઉપકરણ તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે. હાલમાં, મોટાભાગની સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલીઓમાં CNC મશીન ટૂલ્સની સહાયક સૂચનાઓ પર પ્રક્રિયા કરવા માટે આંતરિક PLC હોય છે, જેનાથી મશીન ટૂલના સહાયક નિયંત્રણ ઉપકરણને મોટા પ્રમાણમાં સરળ બનાવવામાં આવે છે. વધુમાં, ઘણા કિસ્સાઓમાં, PLC ના અક્ષ નિયંત્રણ મોડ્યુલ અને પોઝિશનિંગ મોડ્યુલ જેવા ખાસ કાર્યાત્મક મોડ્યુલો દ્વારા, PLC નો સીધો ઉપયોગ પોઇન્ટ પોઝિશન નિયંત્રણ, રેખીય નિયંત્રણ અને સરળ સમોચ્ચ નિયંત્રણ પ્રાપ્ત કરવા માટે પણ થઈ શકે છે, જેનાથી ખાસ CNC મશીન ટૂલ્સ અથવા CNC ઉત્પાદન લાઇનો બને છે.

CNC મશીન ટૂલ્સની રચના અને પ્રક્રિયા સિદ્ધાંત

સીએનસી મશીન ટૂલ્સની મૂળભૂત રચના

CNC મશીન ટૂલ્સ એ સૌથી લાક્ષણિક સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ સાધનો છે. CNC મશીન ટૂલ્સની મૂળભૂત રચનાને સ્પષ્ટ કરવા માટે, ભાગોની પ્રક્રિયા માટે CNC મશીન ટૂલ્સની કાર્ય પ્રક્રિયાનું વિશ્લેષણ કરવું સૌ પ્રથમ જરૂરી છે. CNC મશીન ટૂલ્સ પર, ભાગોની પ્રક્રિયા કરવા માટે, નીચેના પગલાં અમલમાં મૂકી શકાય છે:

પ્રક્રિયા કરવાના ભાગોના રેખાંકનો અને પ્રક્રિયા યોજનાઓ અનુસાર, નિર્ધારિત કોડ્સ અને પ્રોગ્રામ ફોર્મેટનો ઉપયોગ કરીને, ટૂલ્સની ગતિવિધિ, પ્રક્રિયા પ્રક્રિયા, પ્રક્રિયા પરિમાણો, કટીંગ પરિમાણો, વગેરેને સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલી દ્વારા ઓળખી શકાય તેવા સૂચના સ્વરૂપમાં લખો, એટલે કે, પ્રોસેસિંગ પ્રોગ્રામ લખો.

લેખિત પ્રક્રિયા કાર્યક્રમને સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ ઉપકરણમાં દાખલ કરો.

ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ડિવાઇસ ઇનપુટ પ્રોગ્રામ (કોડ) ને ડીકોડ કરે છે અને પ્રક્રિયા કરે છે અને મશીન ટૂલના દરેક ઘટકની ગતિવિધિને નિયંત્રિત કરવા માટે દરેક કોઓર્ડિનેટ અક્ષના સર્વો ડ્રાઇવ ડિવાઇસ અને સહાયક ફંક્શન કંટ્રોલ ડિવાઇસને અનુરૂપ કંટ્રોલ સિગ્નલો મોકલે છે.

ચળવળ દરમિયાન, સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ પ્રણાલીને કોઈપણ સમયે મશીન ટૂલના સંકલન અક્ષોની સ્થિતિ, ટ્રાવેલ સ્વીચોની સ્થિતિ વગેરે શોધવાની જરૂર છે, અને યોગ્ય ભાગો પ્રક્રિયા ન થાય ત્યાં સુધી આગળની ક્રિયા નક્કી કરવા માટે પ્રોગ્રામની આવશ્યકતાઓ સાથે તેમની તુલના કરવાની જરૂર છે.

ઓપરેટર કોઈપણ સમયે મશીન ટૂલની પ્રોસેસિંગ પરિસ્થિતિઓ અને કાર્યકારી સ્થિતિનું અવલોકન અને નિરીક્ષણ કરી શકે છે. જો જરૂરી હોય તો, મશીન ટૂલની સલામત અને વિશ્વસનીય કામગીરી સુનિશ્ચિત કરવા માટે મશીન ટૂલ ક્રિયાઓ અને પ્રોસેસિંગ પ્રોગ્રામ્સમાં ગોઠવણો પણ જરૂરી છે.

એવું જોઈ શકાય છે કે CNC મશીન ટૂલની મૂળભૂત રચના તરીકે, તેમાં શામેલ હોવું જોઈએ: ઇનપુટ/આઉટપુટ ઉપકરણો, સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ ઉપકરણો, સર્વો ડ્રાઇવ્સ અને પ્રતિસાદ ઉપકરણો, સહાયક નિયંત્રણ ઉપકરણો અને મશીન ટૂલ બોડી.

સીએનસી મશીન ટૂલ્સની રચના

મશીન ટૂલ હોસ્ટના પ્રોસેસિંગ કંટ્રોલને પ્રાપ્ત કરવા માટે ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ સિસ્ટમનો ઉપયોગ થાય છે. હાલમાં, મોટાભાગની ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ કમ્પ્યુટર ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ (એટલે ​​કે, CNC) અપનાવે છે. આકૃતિમાં ઇનપુટ/આઉટપુટ ડિવાઇસ, ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ડિવાઇસ, સર્વો ડ્રાઇવ અને ફીડબેક ડિવાઇસ મળીને મશીન ટૂલ ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ સિસ્ટમ બનાવે છે, અને તેની ભૂમિકા ઉપર વર્ણવવામાં આવી છે. નીચે અન્ય ઘટકોનો ટૂંકમાં પરિચય આપે છે.

માપન પ્રતિસાદ ઉપકરણ: તે બંધ-લૂપ (અર્ધ-બંધ-લૂપ) CNC મશીન ટૂલની શોધ લિંક છે. તેનું કાર્ય આધુનિક માપન તત્વો જેમ કે પલ્સ એન્કોડર્સ, રિઝોલ્વર્સ, ઇન્ડક્શન સિંક્રોનાઇઝર્સ, ગ્રેટિંગ્સ, મેગ્નેટિક સ્કેલ અને લેસર માપન સાધનો દ્વારા એક્ટ્યુએટર (જેમ કે ટૂલ હોલ્ડર) અથવા વર્કટેબલના વાસ્તવિક વિસ્થાપનની ગતિ અને વિસ્થાપન શોધવાનું છે, અને તેમને સર્વો ડ્રાઇવ ડિવાઇસ અથવા ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ડિવાઇસ પર પાછા ફીડ કરવાનું છે, અને ગતિ મિકેનિઝમની ચોકસાઈ સુધારવાના હેતુને પ્રાપ્ત કરવા માટે એક્ટ્યુએટરની ફીડ ગતિ અથવા ગતિ ભૂલની ભરપાઈ કરવાનું છે. ડિટેક્શન ડિવાઇસની ઇન્સ્ટોલેશન સ્થિતિ અને ડિટેક્શન સિગ્નલને ફીડ બેક કરવામાં આવે છે તે સ્થિતિ ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ સિસ્ટમની રચના પર આધાર રાખે છે. સર્વો બિલ્ટ-ઇન પલ્સ એન્કોડર્સ, ટેકોમીટર અને રેખીય ગ્રેટિંગ્સ સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ડિટેક્શન ઘટકો છે.

અદ્યતન સર્વો ડિજિટલ સર્વો ડ્રાઇવ ટેકનોલોજી (જેને ડિજિટલ સર્વો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) અપનાવે છે તે હકીકતને કારણે, સર્વો ડ્રાઇવ અને ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ડિવાઇસ વચ્ચે જોડાણ માટે સામાન્ય રીતે બસનો ઉપયોગ થાય છે; મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, ફીડબેક સિગ્નલ સર્વો ડ્રાઇવ સાથે જોડાયેલ હોય છે અને બસ દ્વારા ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ડિવાઇસમાં ટ્રાન્સમિટ થાય છે. ફક્ત થોડા કિસ્સાઓમાં અથવા એનાલોગ સર્વો ડ્રાઇવ (સામાન્ય રીતે એનાલોગ સર્વો તરીકે ઓળખાય છે) નો ઉપયોગ કરતી વખતે, ફીડબેક ડિવાઇસને ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ડિવાઇસ સાથે સીધું કનેક્ટ કરવાની જરૂર છે.

સહાયક નિયંત્રણ મિકેનિઝમ અને ફીડ ટ્રાન્સમિશન મિકેનિઝમ: તે સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ ઉપકરણ અને મશીન ટૂલના યાંત્રિક અને હાઇડ્રોલિક ઘટકો વચ્ચે સ્થિત છે. તેનું મુખ્ય કાર્ય સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ ઉપકરણ દ્વારા સ્પિન્ડલ ગતિ, દિશા અને શરૂઆત/રોકો સૂચનાઓ આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરવાનું છે; સાધન પસંદગી અને વિનિમય સૂચનાઓ; ઠંડક અને લ્યુબ્રિકેશન ઉપકરણોની શરૂઆત/રોકો સૂચનાઓ; વર્કપીસ અને મશીન ટૂલ ઘટકોને છૂટા કરવા અને ક્લેમ્પિંગ કરવા, વર્કટેબલનું ઇન્ડેક્સિંગ અને મશીન ટૂલ પર શોધ સ્વીચોના સ્થિતિ સંકેતો જેવા સહાયક સૂચના સંકેતો. જરૂરી સંકલન, તાર્કિક નિર્ણય અને પાવર એમ્પ્લીફિકેશન પછી, અનુરૂપ એક્ટ્યુએટર્સને સૂચનાઓ દ્વારા ઉલ્લેખિત ક્રિયાઓ પૂર્ણ કરવા માટે મશીન ટૂલના યાંત્રિક ઘટકો, હાઇડ્રોલિક અને ન્યુમેટિક સહાયક ઉપકરણોને ચલાવવા માટે સીધા ચલાવવામાં આવે છે. તે સામાન્ય રીતે PLC અને મજબૂત વર્તમાન નિયંત્રણ સર્કિટથી બનેલું હોય છે. PLC ને CNC સ્ટ્રક્ચર (બિલ્ટ-ઇન PLC) અથવા પ્રમાણમાં સ્વતંત્ર (બાહ્ય PLC) સાથે સંકલિત કરી શકાય છે.

મશીન ટૂલ બોડી, એટલે કે, CNC મશીન ટૂલનું યાંત્રિક માળખું, મુખ્ય ડ્રાઇવ સિસ્ટમ્સ, ફીડ ડ્રાઇવ સિસ્ટમ્સ, બેડ, વર્કટેબલ્સ, સહાયક ગતિ ઉપકરણો, હાઇડ્રોલિક અને ન્યુમેટિક સિસ્ટમ્સ, લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમ્સ, કૂલિંગ ડિવાઇસ, ચિપ રિમૂવલ, પ્રોટેક્શન સિસ્ટમ્સ અને અન્ય ભાગોથી બનેલું છે. જો કે, સંખ્યાત્મક નિયંત્રણની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા અને મશીન ટૂલના પ્રદર્શનને સંપૂર્ણ રમત આપવા માટે, તેમાં એકંદર લેઆઉટ, દેખાવ ડિઝાઇન, ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ સ્ટ્રક્ચર, ટૂલ સિસ્ટમ અને ઓપરેટિંગ કામગીરીના સંદર્ભમાં નોંધપાત્ર ફેરફારો થયા છે. મશીન ટૂલના યાંત્રિક ઘટકોમાં બેડ, બોક્સ, કોલમ, ગાઇડ રેલ, વર્કટેબલ, સ્પિન્ડલ, ફીડ મિકેનિઝમ, ટૂલ એક્સચેન્જ મિકેનિઝમ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

CNC મશીનિંગનો સિદ્ધાંત

પરંપરાગત મેટલ કટીંગ મશીન ટૂલ્સ પર, ભાગોની પ્રક્રિયા કરતી વખતે, ઓપરેટરને ડ્રોઇંગની જરૂરિયાતો અનુસાર ટૂલની હિલચાલની ગતિ અને ગતિ જેવા પરિમાણોને સતત બદલવાની જરૂર પડે છે, જેથી ટૂલ વર્કપીસ પર કટીંગ પ્રોસેસિંગ કરે અને અંતે યોગ્ય ભાગો પર પ્રક્રિયા કરે.

CNC મશીન ટૂલ્સની પ્રક્રિયા મૂળભૂત રીતે "વિભેદક" સિદ્ધાંત લાગુ કરે છે. તેના કાર્ય સિદ્ધાંત અને પ્રક્રિયાને સંક્ષિપ્તમાં નીચે મુજબ વર્ણવી શકાય છે:

પ્રોસેસિંગ પ્રોગ્રામ દ્વારા જરૂરી ટૂલ ટ્રેજેક્ટરી અનુસાર, ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ડિવાઇસ મશીન ટૂલના અનુરૂપ કોઓર્ડિનેટ અક્ષો સાથેના ટ્રેજેક્ટરીને ન્યૂનતમ હિલચાલ રકમ (પલ્સ સમકક્ષ) (આકૃતિ 1-2 માં △X, △Y) સાથે અલગ પાડે છે અને દરેક કોઓર્ડિનેટ અક્ષને ખસેડવા માટે જરૂરી પલ્સની સંખ્યાની ગણતરી કરે છે.

ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ ડિવાઇસના "ઇન્ટરપોલેશન" સોફ્ટવેર અથવા "ઇન્ટરપોલેશન" કેલ્ક્યુલેટર દ્વારા, જરૂરી ટ્રેજેક્ટરીને "લઘુત્તમ ગતિ એકમ" ના એકમોમાં સમકક્ષ પોલીલાઇન સાથે ફીટ કરવામાં આવે છે અને સૈદ્ધાંતિક ટ્રેજેક્ટરીની સૌથી નજીક ફીટ થયેલ પોલીલાઇન મળી આવે છે.

ફીટ કરેલી પોલીલાઇનના માર્ગ અનુસાર, સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ ઉપકરણ સતત ફીડ પલ્સને અનુરૂપ કોઓર્ડિનેટ અક્ષોને ફાળવે છે અને મશીન ટૂલના કોઓર્ડિનેટ અક્ષોને સર્વો ડ્રાઇવ દ્વારા ફાળવેલ પલ્સ અનુસાર ખસેડવા સક્ષમ બનાવે છે.

તે જોઈ શકાય છે કે: પ્રથમ, જ્યાં સુધી CNC મશીન ટૂલની ન્યૂનતમ ગતિ રકમ (પલ્સ સમકક્ષ) પૂરતી નાની હોય, ત્યાં સુધી વપરાયેલી ફીટ કરેલી પોલીલાઇનને સૈદ્ધાંતિક વળાંક માટે સમાન રીતે બદલી શકાય છે. બીજું, જ્યાં સુધી કોઓર્ડિનેટ અક્ષોની પલ્સ ફાળવણી પદ્ધતિ બદલાય છે, ત્યાં સુધી ફીટ કરેલી પોલીલાઇનનો આકાર બદલી શકાય છે, જેનાથી પ્રક્રિયા માર્ગ બદલવાનો હેતુ પ્રાપ્ત થાય છે. ત્રીજું, જ્યાં સુધી… ની આવર્તન