सीएनसी मिलिंग मशीन्ससाठी अचूक नियंत्रण, ३सी उद्योगात

बारा वर्षांच्या अनुभवासह प्रक्रिया अभियंता म्हणून काम करताना, मी सूक्ष्म धातू प्रक्रिया कारखान्यांना समर्थन दिले आहे. मी 3C उत्पादनांच्या CNC मिलिंगशी संबंधित असंख्य तांत्रिक समस्यांचे निराकरण केले आहे. पातळ भिंतीचे अॅल्युमिनियम फ्रेम, लहान जोडणी छिद्रे आणि जटिल वक्र पृष्ठभाग यांना बहुतेक यांत्रिक भागांपेक्षा कठोर टॉलरन्स आवश्यकता असतात. बरेच लहान आणि मध्यम आकाराचे प्रक्रिया केंद्रे नमुना भाग योग्यरित्या पूर्ण करू शकतात, परंतु लांब वेळ चालू उत्पादनानंतर आकारमानात अस्थिर विचलन निर्माण होते. 3C उत्पादनांमध्ये व्यापकपणे वापरले जाणारे अॅल्युमिनियम धातूंचा उष्णता प्रसाराचा गुणांक जास्त असतो; म्हणून लहान तापमान बदलामुळे पूर्ण झालेल्या घटकांच्या आकारमानात मोजता येणारा बदल होतो. Modern Machine Shop च्या तज्ञांनी नमूद केले आहे की, 3C कार्यशाळांमध्ये नाकारलेल्या भागांपैकी सहासहा टक्के भाग अनियंत्रित उष्णतेमुळे होणाऱ्या विकृती आणि यंत्राच्या अपुर्या कठोरतेमुळे नाकारले जातात, तर चुकीच्या प्रोग्रामिंग क्रियापद्धतीमुळे नाही. कार्यशाळेतील कामगार सामान्यतः सूक्ष्मतेच्या नियंत्रणाच्या पद्धतशीर विचारसरांची दखल घेत नाहीत आणि फक्त टॉलरन्सबाहेरच्या समस्यांचे तात्पुरते निराकरण करण्यासाठी कटिंग पॅरामीटर्समध्ये बदल करतात, ज्यामुळे पुनरावृत्ती होणाऱ्या बॅच गुणवत्ता धोक्यांचे मूलभूत निराकरण होऊ शकत नाही. इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनांच्या बॅचमध्ये स्थिर मायक्रॉन-स्तरीय सूक्ष्मता सुनिश्चित करण्यासाठी यंत्राची रचना, उष्णता संबंधित संतुलन, ऑनलाइन तपासणी आणि मानकीकृत उत्पादन वातावरण या प्रत्येक घटकांचे समन्वय करणे आवश्यक आहे.

सर्व विश्वासार्ह अचूक नियंत्रण उपायांची सुरुवात दृढ यंत्र यांत्रिक रचनेपासून होते, जी आंतरराष्ट्रीय यंत्रमाग अचूकता मानकांमधील आयएसओ३०७० च्या चाचणी नियमांना पूर्णपणे अनुसरते. ३सी उत्पादनासाठी वापरल्या जाणाऱ्या पात्र मिलिंग उपकरणांमध्ये संपूर्ण नैसर्गिक वयोवृद्धीचे उपचार केलेले एकत्रित ढोल लोहाचे बेड वापरले जातात, ज्यामुळे आंतरिक ढोल ताण काढला जातो. पातळ वेल्डेड फ्रेम संरचना लांब कालावधीसाठी उच्च वेगाच्या स्पिंडल ऑपरेशननंतर सूक्ष्म संरचनात्मक विकृती निर्माण करतात आणि स्थिर स्थाननिश्चिती अचूकता तोडतात. सममित दुहेरी स्तंभ रचना आणि बलवर्धित मार्गदर्शक मार्गाचा पाया इलेक्ट्रॉनिक शेल प्रक्रियेसाठी प्रारूपित उच्च पुरवठा हलक्या कटिंग कार्यांदरम्यान कंपन विरोधी कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणावर सुधारतो. स्पिंडल अॅसेंब्लीही मुख्य अचूकता निर्गमन ठरवते. परिसंचरण शीतलन प्रणालीसह उच्च वेगाचे स्पिंडल लांब कालावधीच्या चालू भाराखाली स्थिर त्रिज्या रनआउट राखतात, ज्यामुळे अॅल्युमिनियम दिसायच्या भागांवरील पृष्ठभागावरील लहरदार खुणा टाळल्या जातात. माझ्या सहकार्यातील एका ३सी प्रक्रिया ग्राहकाने दोन मिलिंग मशिन मॉडेल्सवर सतत कटिंग तुलना केली. अनुकूलित कठोर संरचना असलेल्या युनिट्सनी मापनाच्या चढ-उतारांना स्वीकार्य मायक्रॉन श्रेणीत ठेवले, तर सामान्य जोडलेल्या उपकरणांमध्ये सतत उत्पादन चक्रांनंतर स्पष्ट सहनसीमा विचलन निर्माण झाले.

आरडब्ल्यूटीएच आखेन विद्यापीठाच्या संशोधन संघाने पुष्टी केली आहे की उच्च वेगाच्या सीएनसी कार्यशाळांमध्ये सर्व यांत्रिक अचूकतेच्या त्रुटींमध्ये उष्णतेमुळे होणाऱ्या त्रुटींचा वाटा सर्वात मोठा आहे. स्पिंडल घर्षण, कापण्याची उष्णता आणि वातावरणातील तापमानातील बदल यामुळे यंत्राच्या घटकांचे आणि अॅल्युमिनियम कामाचे असमान प्रसारण होते, ज्यामुळे ३सी उत्पादनाच्या मोठ्या प्रमाणावर आकारातील विचलन अप्रतिमान झाले जातात. अग्रणी मिलिंग मशीन निर्मात्यांनी बहु-बिंदू तापमान संवेदना मॉड्यूल्स आणि बुद्धिमान उष्णता भरपाई अल्गोरिदम्स नियंत्रण प्रणालीत एकत्रित केले आहेत. ही प्रणाली स्पिंडल, बॉल स्क्रू आणि बेड पृष्ठभागावरून वास्तविक वेळेत तापमानाचे डेटा गोळा करते, आणि नंतर उष्णतेमुळे होणाऱ्या प्रसारणाच्या प्रभावावर मात करण्यासाठी अक्षांच्या स्थान निश्चितीच्या मूल्यांमध्ये स्वयंचलित बदल करते, ज्यासाठी कोणतीही हस्तप्रेरित पॅरामीटर बदलाची आवश्यकता नसते. स्थिर तापमानाच्या कार्यशाळा नसलेल्या कारखान्यांसाठी, अंतर्गत सक्रिय उष्णता भरपाई ही नाकारता येणारी कार्यक्षमता बनते, ज्यामुळे नाकारलेल्या घटकांचे प्रमाण कमी होते. अशा भरपाई मॉड्यूल्स नसलेल्या उपकरणांना वारंवार थांबवून पुन्हा कॅलिब्रेशन करावे लागते, ज्यामुळे उत्पादनाचा वेळ वाया जातो आणि सतत ३सी घटकांच्या ऑर्डर्ससाठी कामगार खर्चात वाढ होते.

वास्तविक वेळेत कामाच्या तुकड्याची तपासणी नसल्यास खुल्या लूप नियंत्रणाद्वारे ३सी यंत्रणेत लांब श्रेणीत स्थिर परिशुद्धता राखता येत नाही. इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनासाठी जुळवलेल्या उच्च-श्रेणीच्या सीएनसी मिलिंग मशिनांमध्ये उच्च परिशुद्धतेचे रेखीय ग्रेटिंग रूलर्स आणि वायरलेस प्रोब डिटेक्शन मॉड्यूल्स बसवले जातात, ज्यामुळे पूर्ण बंद लूप त्रुटी सुधारणा तर्कशास्त्र तयार होतो. ग्रेटिंग रूलर्स अक्षाच्या हालचालीची स्थिती नेहमीच प्रतिक्रिया देतात, ज्यामुळे पारंपारिक एन्कोडर-फक्त नियंत्रणाच्या तुलनेत स्थाननिर्धारणातील त्रुटी कमी होते. मशिनवरील प्रोब्स प्रत्येक प्रक्रिया चक्रापूर्वी साधनाच्या घिसाऊटीची आणि कामाच्या तुकड्याच्या मूळ बेंचमार्कची स्वयंचलित तपासणी पूर्ण करतात. जेव्हा सातत्याने होणारी साधनाची घिसाऊट आकारमानाच्या परिशुद्धतेवर परिणाम करू लागते, तेव्हा प्रणाली आधीचे इशारे देते आणि संपूर्ण उत्पादन ओळ थांबविल्याशिवाय स्वयंचलित साधन ऑफसेट भरपाई सक्रिय करते. ही बंद लूप तपासणी वास्तुसंरचना एक सामान्य उद्योगाची समस्या सोडवते, जिथे नमुना भाग तपासणी पास करतात पण नंतरचे श्रेणीचे कामाचे तुकडे सहनसीमेच्या बाहेर जातात, ज्यामुळे मोठ्या प्रमाणात दैनंदिन उत्पादन करणाऱ्या ३सी उत्पादकांचे एकूण फेकलेले उत्पादन खूप कमी होते.

फक्त हार्डवेअर रचना यामुळे दीर्घकालीन अचूकता स्थिरता राखता येत नाही, जर त्यास मानकीकृत उत्पादन व्यवस्थापन नियमांचा समर्थन नसेल. ३सी घटकांच्या प्रक्रियेसाठी अॅल्युमिनियम मिश्रधातूंच्या ग्रेड, भिंतीची जाडी आणि पृष्ठभागाच्या समतेच्या आवश्यकतांनुसार वर्गीकृत केलेल्या छेदन पॅरामीटर डेटाबेसची आवश्यकता असते. स्तरित प्रकाश खोली छेदन रणनीती कमी जाडीच्या भिंतीच्या भागांच्या उडी विकृतीला कमी करते, जी इलेक्ट्रॉनिक हाऊसिंग्जवर असमान पृष्ठभागाची बनावट निर्माण करते. एकसमान फिक्सचर स्थाननिर्धारण साधनांमुळे पुन्हा जडणघडणीचा वेळ कमी होतो आणि अनेकदा विघटन करण्यामुळे होणाऱ्या मापदंड विस्थापन त्रुटींचा नायास करता येतो. कारखान्यातील संघांनी मार्गदर्शक मार्गावर चिकणता, स्पिंडल स्वच्छता आणि ग्रेटिंग रूलरवरून धूळ काढणे यासह नियमित यंत्र देखभालीचे वेळापत्रक तयार करावे. एसपीसी सांख्यिकीय प्रक्रिया नियंत्रण हे पूर्ण झालेल्या भागांच्या मापांचे डेटा ट्रॅक करू शकते आणि अचूकतेतील सूक्ष्म बदलांचे प्रारंभिक टप्प्यातच निरीक्षण करू शकते. हार्डवेअर कामगिरी आणि मानकीकृत कार्यप्रवाह यांच्या संयोजनामुळे संपूर्ण अचूकता नियंत्रण तर्कशास्त्र तयार होते, जे आधुनिक ३सी इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगाच्या लहान प्रमाणातील जलद स्विचिंग उत्पादन पद्धतीस अनुकूल आहे.

सानुकूलित ३सी मशीनिंग उपकरणांसाठी उत्पादकाची एकत्रित संशोधन आणि उत्पादन क्षमता