कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल (सीएनसी) के रूप में जाना जाने वाला स्वचालित विनिर्माण उपकरण धातु, लकड़ी, फोम और प्लास्टिक सहित सामग्रियों को आकार देने और काटने के लिए प्रोग्राम किए गए कोड निर्देशों के माध्यम से संचालित होता है। सीएनसी उपकरण सेटअप और संचालन सीखने की प्रक्रिया में अध्ययन और अभ्यास दोनों की आवश्यकता होती है, फिर भी बुनियादी सीएनसी महारत शौकियों और पेशेवरों दोनों को सटीक भागों को कुशलतापूर्वक बनाने में सक्षम बनाती है।
यह गाइड उन शुरुआती लोगों के लिए चरण-दर-चरण शिक्षा प्रदान करता है जिनके पास मानक सीएनसी वर्कफ़्लो तैयारी और प्रोग्रामिंग और मशीनिंग और रखरखाव प्रक्रियाओं के विस्तृत स्पष्टीकरण के माध्यम से सीएनसी अनुभव की कमी है। लेख सीएनसी शब्दावली और उपकरण घटकों और सुरक्षा प्रोटोकॉल के बारे में आवश्यक जानकारी प्रदान करता है जिसे हर सीएनसी ऑपरेटर को सीखना चाहिए।
सीएनसी मशीनें ड्रिलिंग और कटिंग क्षमताओं के साथ स्वचालित मिलिंग और रूटिंग टूल के रूप में काम करती हैं जो स्टॉक सामग्रियों को कस्टम भागों और डिज़ाइनों में बदलने के लिए कम्प्यूटरीकृत नियंत्रण का उपयोग करती हैं। सीएनसी सिस्टम के माध्यम से मैनुअल मशीनिंग संचालन का स्वचालन मानव कारीगरों द्वारा प्राप्त की जा सकने वाली चीज़ों से परे दोहराव और जटिल क्षमताओं के साथ-साथ बढ़ी हुई सटीकता और गति प्रदान करता है।
मुख्य सीएनसी मशीन श्रेणियों में मिलिंग मशीन, लेथ, राउटर, लेजर कटर और प्लाज्मा कटर शामिल हैं। उन्नत 5-अक्ष सीएनसी मशीनें जटिल त्रि-आयामी कटिंग ऑपरेशन को निष्पादित करने की क्षमता है। शौकिया लोगों द्वारा उपयोग की जाने वाली अधिकांश सीएनसी मशीनें समायोज्य बेड या छोटे राउटर के साथ ऊर्ध्वाधर मिलिंग मशीनों के रूप में कार्य करती हैं।
● सीएनसी मिल - एक बहुमुखी कंप्यूटर नियंत्रित ऊर्ध्वाधर मिलिंग मशीन केंद्र, आम तौर पर एक चल मेज या बिस्तर के साथ जिस पर वर्कपीस सुरक्षित है। सामान्य विन्यास 3-अक्ष (एक्स, वाई, जेड गति) और 5-अक्ष (रोटरी अक्षों के साथ) नियंत्रित होते हैं।
● सीएनसी राउटर - एक गैन्ट्री स्टाइल मशीन जो स्थिर टेबल पर स्पिंडल को घुमाती है और लकड़ी या नरम सामग्री को रूट करने के लिए आदर्श है। Z-अक्ष को नियंत्रित किया जाता है, जिससे जटिल 2D और 2.5D आकार बनाने की अनुमति मिलती है।
● सीएनसी लेथ - अत्यधिक कठोर और सटीक कम्प्यूटरीकृत टर्निंग सेंटर जो भाग को घुमाता है जबकि काटने वाले उपकरण कार्य-वस्तु के किनारों पर जटिल पैटर्न को काटने के लिए रेडियल रूप से घूमते हैं।
● सीएनसी प्लाज्मा कटर - स्टेनलेस स्टील या एल्युमीनियम जैसी विद्युत प्रवाहकीय सामग्रियों को पिघलाने और काटने के लिए डिजिटल रूप से नियंत्रित प्लाज्मा आर्क का उपयोग करता है। सहनशीलता 1 मिमी तक।
● सीएनसी लेजर कटर - एक CO2 लेजर बीम शीट स्टॉक को वेक्टर कटिंग आउटलाइन या रास्टरिंग पैटर्न द्वारा जलाता है। लकड़ी, ऐक्रेलिक, कपड़े और कागज में सटीक, साफ कटौती के लिए आदर्श।
● सीएनसी वॉटरजेट - अपघर्षक पदार्थों के साथ पानी की एक अत्यंत उच्च दबाव धारा, धातु, कांच, फोम, प्लास्टिक और मिश्रित वस्तुओं को बिना किसी ताप क्षति या धुएं के एक निर्धारित पथ पर काटती है।
संचालन का प्रयास करने से पहले सीएनसी मशीन के भौतिक घटकों और गति क्षमताओं को समझना महत्वपूर्ण है:
● कुल्हाड़ियों - X, Y, Z लेबल वाली गति दिशाएं, जिनके साथ समन्वित गति नियंत्रण का उपयोग करके उपकरण या भाग को स्थित किया जा सकता है।
● धुरा - विद्युत उच्च गति मोटर जो काटने वाले उपकरण या बिट को मशीनिंग के लिए पर्याप्त RPM पर घुमाती है।
● कोलिट - मशीन के स्पिंडल पर क्लैम्पिंग चक जो काटने वाले औजारों को पकड़ता और सुरक्षित रखता है।
● पीपों का चौपाया आधार - ब्रिज असेंबली जो नीचे के कार्यस्थान पर तकुओं या सामग्री की आवाजाही की अनुमति देती है।
● कार्य लिफाफा - प्रत्येक अक्ष पर मशीन की यात्रा के आधार पर अधिकतम भाग आकार क्षमता।
● नियंत्रक - कंप्यूटर और मॉनिटर जो CAM द्वारा उत्पन्न G-कोड को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करता है जो अक्ष स्टेपर मोटर्स को निर्देश देता है।
● स्टेपर मोटर्स - सटीक डिजिटल एक्ट्यूएटर जो इनपुट पल्स के आधार पर अक्ष या स्पिंडल गति को निर्धारित कर सकते हैं।
किसी भी कटिंग ऑपरेशन को सुरक्षित रूप से आगे बढ़ाने के लिए बिजली चालू करने से पहले सीएनसी डिवाइस को उचित सेटअप की आवश्यकता होती है। मशीन और कार्यस्थल को ठीक से सेट न करने से जोखिम पैदा होता है, जिसमें उपकरण क्षति से लेकर उड़ते मलबे और चिंगारियों से गंभीर चोट और अन्य संभावित खतरे शामिल हैं।
आपको अपने द्वारा संचालित सीएनसी मॉडल के लिए परिचालन मैनुअल और जोखिम आकलन दोनों की जांच करनी चाहिए क्योंकि इसमें अद्वितीय खतरे शामिल हैं। सामान्य सुरक्षा सुझावों में शामिल हैं:
● उपकरण चलाते समय अपनी आंखों को सुरक्षा चश्मे से तथा कानों को ईयर प्रोटेक्शन से सुरक्षित रखें तथा ऐसे जूते पहनें जो आपके पूरे पैर को ढकें।
● असमान फर्श सतह पर काम करते समय लेवलिंग फीट को समायोजित करने से पहले मशीन की स्थिरता की जांच करें।
● कार्य क्षेत्र में प्रवेश के लिए खुले रास्ते होने चाहिए तथा कोई फिसलन वाली सतह नहीं होनी चाहिए।
● लंबे बालों को सुरक्षित रखना चाहिए तथा सभी ढीले कपड़े, गहने और अन्य वस्तुओं को हटा देना चाहिए ताकि वे मशीन के भागों में फंसने से बच सकें।
● कार्य क्षेत्र में प्राथमिक चिकित्सा किट और अग्निशामक यंत्र आसानी से उपलब्ध रखें।
● मशीन ऑपरेटर को मशीन की विशिष्टताओं और सामग्री काटने की आवश्यकताओं के अनुसार जोखिम को कम करने वाली विधियां स्थापित करने की आवश्यकता होती है।
सीएनसी मशीनिंग के लिए CAD सॉफ़्टवेयर से उत्पन्न डिजिटल डिज़ाइन फ़ाइल की आवश्यकता होती है जो वांछित भाग ज्यामिति को परिभाषित करती है। सामान्य फ़ाइल प्रकार .DXF फ़ाइलें या टूलपाथ जानकारी के साथ CAM विशिष्ट फ़ाइलें हैं। ऑपरेटर को उन्हें भौतिक रूप से दोहराने का प्रयास करने से पहले ब्लूप्रिंट या मॉडल में बताए गए महत्वपूर्ण आयामों, ज्यामिति, किसी भी डेटा संदर्भ या अन्य विशिष्टताओं को पूरी तरह से समझना चाहिए।
आवश्यक छेद आकार, सतह खत्म, सहनशीलता, या सेटअप निर्देश या मशीनिंग चरणों को स्पष्ट करने वाले नोट्स के बारे में बारीक विवरणों पर ध्यान दें। आवश्यक फिक्सचर निर्माण या वर्कहोल्डिंग विकल्पों के लिए भी योजना की आवश्यकता हो सकती है।
कच्चे माल के रिक्त स्थान को कटिंग योजना में निर्दिष्ट प्रकार और आयामों से मेल खाना चाहिए। सुनिश्चित करें कि पूरे काम या उत्पादन के लिए पर्याप्त स्टॉक उपलब्ध है, साथ ही संभावित स्क्रैप और दोषों को ध्यान में रखते हुए जिन्हें त्यागने की आवश्यकता है। स्थिर शीट माल को उचित पकड़ की अनुमति देने के लिए अगर मुड़ा हुआ है तो उसे समतल किया जाना चाहिए।
उपकरण की विफलता या क्षति के जोखिम के बिना कुशलतापूर्वक सामग्री हटाने के लिए उपयुक्त काटने वाले उपकरणों का चयन करना भी अनिवार्य है। उपकरण तैयार करते समय इन कारकों पर विचार करें:
● इष्टतम चिप लोड के आधार पर फ्लूट गिनती, हेलिक्स कोण, लंबाई, व्यास
● विशिष्ट सामग्री कठोरता और रन अवधि के लिए उपकरण कोटिंग स्थायित्व
● प्रभावी कतरनी क्रिया के लिए आकार और कोण समायोजित करें
● कंपन और विक्षेपण को न्यूनतम करने के लिए उपकरण की बाहरी सीमा
स्वच्छ, सटीक कटौती और अनुकूलित मशीन प्रदर्शन के लिए तेज और अक्षत टूलींग आवश्यक है।
एक बार जब आवश्यक सुरक्षा कदम उठा लिए जाते हैं और काम को प्रोग्राम और उपकरण से लैस कर लिया जाता है, तो हाथों से सीएनसी संचालन शुरू किया जा सकता है। निम्नलिखित प्रक्रियात्मक चेकलिस्ट उन प्रमुख उपयोग चरणों का सारांश देती है जो सामान्य छोटे पैमाने के सीएनसी वर्कफ़्लो पावर-ऑन से लेकर तैयार भागों तक का पालन करते हैं।
मास्टर इलेक्ट्रिकल डिस्कनेक्ट स्विच का पता लगाएँ और डिवाइस को चालू करने के लिए इसे "चालू" पर सेट करें। फिर कंट्रोल पैनल और ऑपरेटिंग सिस्टम को आरंभ करने के लिए ऑपरेशनल पावर बटन को टॉगल करें। इस स्टार्टअप सिंक्रोनाइज़ेशन के हिस्से के रूप में स्टेपर मोटर्स को अपनी स्थिति को अनुक्रमित करने की आवश्यकता होगी।
निर्माता के मार्गदर्शन के अनुसार, कुछ महत्वपूर्ण मशीन घटकों को काटने की शुरुआत से पहले स्थिर-अवस्था ऑपरेटिंग तापमान तक पहुँचने के लिए समय की आवश्यकता हो सकती है। स्पिंडल बियरिंग, बॉलस्क्रू और इलेक्ट्रॉनिक्स को सही ढंग से और मज़बूती से काम करने के लिए उचित ताप स्तर और स्नेहक चिपचिपाहट की आवश्यकता होती है।
टेबल की सतह या सबप्लेट को डीग्रीज करें और साफ करें जहां वर्कपीस को माउंट किया जाएगा। चिप और कूलेंट रनऑफ को मैनेज करते हुए भागों को सुरक्षित रूप से रखने के लिए उपयुक्त विज़, क्लैम्प, टो क्लैम्प या कस्टम फिक्सचरिंग सॉल्यूशन चुनें।
अनुचित तरीके से संरेखित भागों से उपकरण के टकराने, आयामी त्रुटियाँ, अवांछित कंपन और अन्य तकनीकी समस्याओं का जोखिम होता है। डायल टेस्ट इंडिकेटर जैसे संकेतकों से पुष्टि करें कि वर्कपीस स्थिर है और मशीन की शून्य स्थिति के सापेक्ष ठीक से उन्मुख है।
.NC फ़ाइलों में मशीन की गतिविधियों और कार्यों को निर्देशित करने के लिए संख्यात्मक नियंत्रण निर्देश होते हैं। CNC या TAP जैसे अन्य एक्सटेंशन भी कोडित कटिंग डेटा संग्रहीत करते हैं। CAM सॉफ़्टवेयर 3D मॉडल को स्वचालित रूप से G-कोड टूलपाथ में परिवर्तित करता है।
ऑफ़लाइन बनाई गई प्रोग्राम फ़ाइलों को CNC सिस्टम के मेमोरी स्टोरेज स्थान पर अपलोड करने के लिए USB ड्राइव, ईथरनेट नेटवर्क या कंट्रोलर इंटरफ़ेस का उपयोग करें। परिचालन संबंधी समस्याओं से बचने के लिए उचित फ़ाइल नाम और स्टोरेज पथ की पुष्टि करें।
कटिंग बिट्स को मशीन के कॉलेट या चक में सावधानी से डालें, नाजुक फ्लूट्स के संपर्क से बचें। मिलान किए गए रिंच साइज़ के साथ उचित टॉर्क विनिर्देशों के अनुसार कसें।
टूल लाइब्रेरी ऑफ़सेट रजिस्टर में रिकॉर्ड करने के लिए प्रत्येक टूल के रेडियल आयाम और टिप लंबाई मानों को इनपुट या डिजिटाइज़ करें। यह प्रोग्राम रन टाइम के दौरान अंतर के लिए क्षतिपूर्ति की अनुमति देता है।
डायल-इन और प्रविष्टियों को मान्य करने के लिए वास्तविक छेद ड्रिलिंग, सरफेसिंग या प्रोफ़ाइल कटिंग का परीक्षण करें। अंतिम प्रोग्राम शुरू करने से पहले टूल व्यवहार से संतुष्ट होने तक लगातार ऑफ़सेट डेटा को परिष्कृत करें।
सीएनसी नियंत्रक सभी आदेशित स्थिति, तीव्र चाल और कटिंग पास को वर्कपीस स्थान और स्टॉक सीमाओं से जुड़ी एक परिभाषित समन्वय प्रणाली के लिए उन्मुख करता है।
मशीन को टच ऑफ पॉइंट्स तक जाने का निर्देश दें, जिससे वाइस या फिक्सचर निर्देशांक को रिपोर्ट की गई कार्यस्थान अक्ष स्थितियों से सहसंबंधित करने में मदद मिले। यह "शून्यीकरण प्रक्रिया" प्रोग्रामिंग परिप्रेक्ष्य को वास्तविक टूल टिप प्लेसमेंट के साथ सिंक करती है।
हमेशा बिना किसी कटिंग के तेज़ गति से पूर्ण G-कोड प्रोग्राम निष्पादन का अनुकरण करें। स्थिति को मान्य करने, किसी भी दुर्घटना को पकड़ने के लिए गंभीर जोखिम और देयता में कमी लाने वाला कदम।
कई उन्नत सीएनसी नियंत्रकों में संपूर्ण मशीनिंग अनुक्रम को प्रस्तुत करने वाला यथार्थवादी 3D ग्राफ़िकल वातावरण शामिल होता है। प्रोग्राम व्यवहार को देखने में मदद के लिए उपयोग करें।
अब एक सिद्ध, जाँचे-परखे टूलपाथ प्रोग्राम के साथ, सावधानीपूर्वक पूर्ण उत्पादन रन शुरू करें। किसी भी अलार्म स्थिति या असामान्यता के लिए लगातार निगरानी करें जिसके लिए तत्काल फ़ीड होल्ड या पूर्ण स्टॉप की आवश्यकता हो। कोई भी अप्राप्य संचालन न करें।
लक्ष्य फिनिश गुणवत्ता प्राप्त करने और उपकरण टूटने को रोकने के लिए फ़ीड दरों, स्पिंडल गति और अन्य महत्वपूर्ण मापदंडों को नियंत्रित करना प्रोग्राम सेटिंग्स और उपकरण क्षमताओं दोनों से मेल खाना चाहिए। एक रूढ़िवादी दृष्टिकोण स्मार्ट प्रारंभिक अभ्यास है।
बिना किसी एक्सिस ओवरट्रैवल त्रुटि के सभी एनकोडेड ऑपरेशन पूरी तरह से पूरा करने पर, CNC मशीन काम पूरा होने की स्थिति का संकेत देगी। हटाने से पहले मशीन के अंदर तैयार हिस्से का निरीक्षण करें।
बिजली बंद होने के बाद, बिना किसी नुकसान के, फिक्सचर या वाइस से वर्कपीस को सावधानीपूर्वक हटाएँ। साथ ही, संचय को रोकने के लिए, वे कवर के पास मूविंग कंपोनेंट्स से टूल मलबे और मशीनिंग डिट्रिटस को भी साफ़ करें।
मशीनी वर्कपीस की मैन्युअल रूप से समीक्षा की गई ताकि किसी भी शेष गड़गड़ाहट, कास्टिंग फ्लैश या अवांछनीय सतह असंगतियों के लिए बेंच ग्राइंडिंग या सैंडिंग तकनीकों का उपयोग करके सुधार की आवश्यकता हो। एज राउंडिंग दरार प्रसार के खिलाफ घटकों को मजबूत करने में भी मदद करता है।
द्वितीयक संचालन या ग्राहक डिलीवरी के लिए आगे बढ़ने से पहले सभी महत्वपूर्ण कार्य आयामों और 3D ज्यामितियों की इंजीनियरिंग आवश्यकताओं और उत्पाद विनिर्देशों से मेल खाने की पुष्टि करें। डेटा प्रवृत्तियों को रिकॉर्ड करें।
सटीकता के लिए तैयार टुकड़ों का निरीक्षण करते समय इन ज्ञात सीएनसी मशीनिंग दोष मोडों पर पूरा ध्यान दें:
● चटर निशान - काटने के दौरान अपर्याप्त कठोरता
● पतली दीवारें - अनुचित तरीके से ट्राम्ड या संरेखित मशीन अक्ष
● फर्श में कदम - कम चिप लोड के साथ सुस्त कटर
● ओवरकट रेडी - अत्यधिक उपकरण बाहर निकलना और विक्षेपण
संतोषजनक सहनशीलता और सतह परिष्करण क्षमता प्राप्त होने तक परिचालन मापदंडों और यांत्रिक समायोजन को ध्यानपूर्वक ट्यून करें। मूल कारण को समाप्त करें - केवल एक बार के लक्षणों का इलाज न करें।
नियमित रूप से निर्धारित निवारक रखरखाव करने से CNC उपकरणों की उत्पादकता और जीवनकाल बढ़ता है। सफाई विधियों, स्नेहक और घटक प्रतिस्थापन अंतराल के लिए OEM अनुशंसाओं का पालन करें।
● परिचालन के बाद संपीड़ित हवा का उपयोग करके गतिशील घटकों के पास से धातु के टुकड़े और मलबे को उड़ा दें
● संवेदनशील पंपों और टूलींग को जाम होने से बचाने के लिए शीतलक टैंकों और चिप कन्वेयरों को वैक्यूम करें
● कंपन के कारण मशीन संरचना बोल्टों में किसी भी प्रकार की ढील की जांच करें
● निर्देशानुसार रैखिक रेल, बॉलस्क्रू और गियर केस को लुब्रिकेट करें
● चूहों या नमी से होने वाले नुकसान के लिए मशीन की वायरिंग का निरीक्षण करें
जब सहनशीलता कम होने लगे या फिनिश की गुणवत्ता खराब होने लगे तो कटिंग बिट्स को तुरंत बदलें या फिर से तेज करें। घिसे हुए औजार गर्मी और बल बढ़ाते हैं, जिससे घटक थकान में तेजी आती है। टूलिंग की स्थिति का सक्रिय रूप से प्रबंधन करने से नुकसान के झरनों को रोका जा सकता है।
बग्स को ठीक करने और नई क्षमताओं को अनलॉक करने के लिए विक्रेताओं से अपडेट किए गए जी-कोड पोस्टप्रोसेसर, मशीन इंटरफेस और मोटर कंट्रोल फर्मवेयर आयात करें। हालाँकि, उत्पादन के लिए भरोसा करने से पहले किसी भी संशोधन का सावधानीपूर्वक परीक्षण करें।
यद्यपि CAD फाइलों से अनुकूलित टूलपाथ तैयार करने में विशेष CAM सॉफ्टवेयर विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है, लेकिन शुरुआती लोग इन अवधारणाओं के साथ बुनियादी बातें सीखना शुरू कर सकते हैं:
ये निर्देश सेट अक्ष गति, स्पिंडल क्रिया, शीतलक अवस्था और अन्य CNC कार्यों को नियंत्रित करने के लिए अल्फ़ान्यूमेरिक प्रारूपों का उपयोग करते हैं। कोड संरचनाओं में महारत हासिल करने से ऑपरेटरों को मैन्युअल रूप से प्रोग्राम करने या फ़ाइलों का समस्या निवारण करने में मदद मिलती है।
फ्यूज़न 360, मास्टरकैम और सॉलिडवर्क्स जैसे शक्तिशाली इंटरफ़ेस प्रोग्राम 3D मॉडल को मशीनिंग ऑपरेशन में बदल देते हैं, जिसमें फिक्स्चर, टूल्स और स्टॉक का हिसाब-किताब होता है। आउटपुट सिम्युलटेबल जी-कोड है।
कोड फ़ाइलों के भीतर गति, फ़ीड, टूल चयन को संशोधित करने का तरीका समझने से चक्र समय, गुणवत्ता कारक और टूल लोड को परिष्कृत करने की अनुमति मिलती है। लेकिन अगर अंतर्निहित गणनाओं से अपरिचित हैं तो परिवर्तन नई समस्याएं भी पैदा कर सकते हैं।
सीएनसी मशीनिंग केंद्रों को सुरक्षित और कुशलतापूर्वक संचालित करना सीखने के लिए कटिंग करने से पहले समन्वय प्रणाली और जी-कोड प्रोग्रामिंग जैसी प्रमुख अवधारणाओं का अध्ययन करना आवश्यक है। इसके अतिरिक्त, कच्चे माल को ठीक से तैयार करना, जुड़नार बनाना और उपयुक्त कटिंग टूल का चयन करना सफलता के लिए महत्वपूर्ण है।
मशीन ज़ीरो को परिभाषित करने, वर्कपीस को माउंट करने, लोडिंग प्रोग्राम और ऑफ़सेट को कैलिब्रेट करने जैसी महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के माध्यम से सावधानीपूर्वक कदम उठाने से समय के साथ मुख्य दक्षताओं का निर्माण होगा। धीरे-धीरे गति और फ़ीड दरों को लागू करें जो फ़िनिश गुणवत्ता या सटीकता से समझौता किए बिना चक्र समय को अनुकूलित करते हैं।
सीएनसी उपकरणों का लगातार रखरखाव करना और त्रुटियों के लिए भागों का निरीक्षण करना, इष्टतम प्रदर्शन की दिशा में सहनशीलता और सतह की फिनिश को लगातार डायल करने की अनुमति देता है। सीएनसी उपयोग के इन मूलभूत सिद्धांतों में महारत हासिल करना चुनौतीपूर्ण है, लेकिन बहुत फायदेमंद है।