फानुकचा स्‍मार्ट सर्व्हो कंट्रोल

Udyam Prakashan Marathi    24-Feb-2020
Total Views |

1_1  H x W: 0 x
 
 
भारतामध्ये उत्पादन क्षेत्र हे उच्च विकासाच्या क्षेत्रांपैकी एक म्हणून उदयास आले आहे. देशाला ‘मॅन्युफॅक्चरिंग हब’ म्हणून जागतिक नकाशावर नेण्यासाठी आणि अर्थव्यवस्थेला जागतिक मान्यता देण्यासाठी भारत सरकारने ‘मेक इन इंडिया’ कार्यक्रम सुरू केला आहे. 2022 पर्यंत उत्पादनक्षेत्राचा जी.डी.पी.मधील हिस्सा सध्याच्या 15 टक्क्यांवरून 25 टक्क्यांपर्यंत वाढविण्याचे सरकारचे लक्ष्य आहे.
 
भारतीय उत्पादकांनी जर प्रगत उत्पादन प्रक्रिया स्वीकारली तरच हे स्वप्न साकार होऊ शकेल. त्यांना केवळ जागतिक बाजारपेठेच्या तुलनेत उत्पादन खर्चाच्या बाबतीतच नव्हे तर गुणवत्ता आणि संख्या (क्वालिटी अँड क्वान्टिटी) यांच्या दृष्टीनेसुद्धा स्पर्धात्मक होण्यास मदत होईल.
 
सी.एन.सी.मधील अद्ययावत मशिन टूल आणि तंत्रज्ञानातील प्रगतीमुळे जास्तीतजास्त उत्पादकता मिळविता येऊ शकते. यासाठी उपयोग करता येण्यासारखी अनेक वैशिष्ट्ये (फीचर) भारतीय उत्पादकांच्या हातात आली आहेत. फानुकसारख्या आघाडीच्या सी.एन.सी. उत्पादकांनी सी.एन.सी. नियंत्रकामध्ये (कंट्रोल) अनेक स्मार्ट वैशिष्ट्ये देऊ केली आहेत. त्यामुळे उत्पादनाच्या गुणवत्ता आणि संख्येमधील वाढीसाठी उपलब्ध मशिन टूलचा जास्तीतजास्त उपयोग करून घेण्यासाठी ही वैशिष्ट्ये उपयोगात आणणे गरजेचे आहे.
 
स्मार्ट सर्व्हो कंट्रोलची वैशिष्ट्ये
 
भार, तापमान, मशिनचे स्थान, झीज इत्यादी गोष्टींमधील बदलांमुळे मशिनची गुणवत्ता कालांतराने बदलते. मात्र, स्मार्ट सर्व्हो कंट्रोलमधील वैशिष्ट्यांमुळे मशिनच्या विविध नियंत्रण कार्यांमध्ये सुधारणा करता येते. मशिनच्या बदललेल्या परिस्थितिशी तत्क्षणी (रिअल टाइम) स्वयंचलितपणे जुळवून घेण्याच्या क्षमतेमुळे ही वैशिष्ट्ये स्मार्ट समजली जातात. पुढे दिलेल्या स्मार्ट वैशिष्ट्यांचा वापर करून कमीतकमी आवर्तन काळ, सर्वोच्च अचूकता आणि यंत्रणातील गुणवत्ता सातत्याने साधली जाऊ शकते.
 
• स्मार्ट स्पिंडल लोड मीटर
• स्मार्ट रिजिड टॅपिंग
• स्मार्ट फीड अक्सिस अक्सिलरेशन/ डेसिलरेशन
• स्मार्ट ओव्हरलॅप
• स्मार्ट बॅकलॅश कॉम्पेन्सेशन
• स्मार्ट मशिनिंग पॉइंट कंट्रोल
• स्मार्ट स्पिंडल लोड कंट्रोल
 
स्मार्ट मॅन्युफॅक्चरिंगवरील या लेखात वर दिलेल्या ‘स्मार्ट सर्व्हो कंट्रोल’च्या कार्यवैशिष्ट्यांची तपशीलवार माहिती दिली आहे. तसेच गुणवत्ता आणि संख्येबाबत मशिनची कामगिरी सुधारण्यासाठी याचा व्यवहारिक उपयोग कसा केला जातो, त्याबाबतही माहिती सांगितली आहे.
 
स्मार्ट स्पिंडल लोड मीटर
 
सोप्या शब्दात सांगायचे झाले तर पारंपरिक स्पिंडल लोड मीटर, स्पिंडलवरील तात्कालिक लोड दाखवितो. पारंपरिक स्पिंडल लोड मीटरद्वारे केवळ स्पिंडल भाराचे निरीक्षण करून ड्राइव्हवर अतिरिक्त भार असल्याचे समजते. परंतु, पारंपरिक स्पिंडल लोड मीटर स्पिंडलची गती आणि स्पिंडलची अखंड (कंटिन्युअस) किंवा अधिकतम शक्ती (पॉवर) यांच्यातील संबंध हा महत्त्वाचा पैलू दर्शवित नाही. स्पिंडल पॉवर गतीनुसार बदलत असल्याने हा फार महत्त्वाचा पैलू आहे. तथापि फानुकचा स्मार्ट स्पिंडल लोड मीटर अधिकतम उत्पादनक्षमता मिळवून देण्यासाठी ऑपरेटरला मदत करतो.
 
फानुकच्या स्मार्ट स्पिंडल लोड मीटरची संकल्पना समजून घेण्यासाठी प्रथम आपण स्पिंडल मोटरची स्पीड टॉर्क वैशिष्ट्ये आणि त्यातील काही महत्त्वाचे पारिभाषिक शब्द समजून घेऊया. हे स्पिंडल मोटरसाठी परिभाषित केलेले वेगवेगळ्या प्रकारचे रेटेड आउटपुट आहेत.
 
S1 कंटिन्युअस रेटेड आउटपुट
S1 कंटिन्युअस रेटेड आउटपुट या रेटिंगवर सूचित केलेल्या आउटपुटसह मोटर सतत वापरली जाऊ शकते.
 
S2 30 मिनिट रेटेड आउटपुट
मोटर सामान्य तापमानावर (रूम टेम्परेचर) असताना सूचित केलेल्या वेळेसाठी वापरला जाऊ शकणारा आउटपुट. जर आउटपुट पुन्हा वापरायचा असेल, तर मोटर अगोदर सामान्य तापमानावर परत जाणे आवश्यक आहे.
 
S3 25% रेटेड आउटपुट
एका आवर्तनात सूचित आवर्तन धारणा (सायकल रिटेन्शन) टक्केवारीसाठी (25%) वापरला जाऊ शकेल असा आउटपुट. आवर्तन कालावधी 10 मिनिटे.
 
S6 25% रेटेड आउटपुट
रोटेशन चालू ठेवून एकाच आवर्तनात सूचित आवर्तन धारणा टक्केवारीसाठी (25%) वापरला जाऊ शकेल असा आउटपुट. आवर्तन कालावधी 10 मिनिटे.
 
थोडक्यात S2/S3/S6 वैशिष्ट्ये कंटिन्युअस रेटेड आउटपुटच्या वरची स्पिंडल ओव्हरलोडिंग दर्शवितात. βiI3/12000-B या फानुक स्पिंडल मोटरच्या स्पिंडल मोटर आउटपुट
वैशिष्ट्यांचे उदाहरण पाहू. ही स्पिंडल मोटर पुढील आउटपुट देऊ शकते, असे दिसून येते. 
 

2_1  H x W: 0 x 
 
स्पिंडल गती-टॉर्क गुणवैशिष्ट्ये (कॅरेक्टरिस्टिक) अखंड निर्धारित (रेटेड) आउटपुट (S1) दर्शवितात, तसेच S2/S3/S6 गुणवैशिष्ट्ये अखंड निर्धारित आउटपुटवरचे स्पिंडल ओव्हरलोडिंग दर्शवितात. स्पिंडल मोटर S1 या निर्धारित मूल्यावर ओव्हरलोड करता येते. परंतु त्यासाठी मोटर ओव्हरलोड झाल्यानंतर तिला वातावरणातील तापमानापर्यंत येऊन थंड होण्यासाठी पुरेसा वेळ देणे आवश्यक असते.
 
उदाहरणार्थ, 3.7 Kw अखंड निर्धारित आउटपुट असलेल्या स्पिंडलवर 7.5 Kw पॉवर आवश्यक आहे, असे यंत्रणाचे कार्यदेखील करता येते. परंतु, स्पिंडल वातावरणीय तापमानापर्यंत थंड होण्यासाठी पुरेसा वेळ मिळेल, अशी काळजी घेऊन अतिशय थोड्या कालावधीसाठी तसे यंत्रण करू शकतो.
 
वरील वर्णनावरून हे काम अतिशय सरळ आणि सोपे वाटत असले, तरी स्पिंडल मोटरच्या गती-टॉर्क गुणवैशिष्ट्यांवरून स्पिंडल ओव्हरलोडची गणना करणे आणि त्यानंतर स्पिंडल किती वेळ चालवायचे/बंद ठेवायचे हे ठरविणे ऑपरेटरला प्रत्यक्षात शक्य नसते.
 
सामान्यतः ऑपरेटर/सी.एन.सी. प्रोग्रॅमर त्यांच्या स्वतःच्या अनुमानानुसार स्पिंडल लोडच्या बाबतीत थोडेसे हातचे राखून काम करतात. पारंपरिक स्पिंडल लोड मीटरवरील रीडिंग, स्पिंडलच्या अधिकतम आउटपुटच्या 60 ते 70 टक्के मूल्यापर्यंत सीमित ठेवतात. S2/S3/S6 गुणवैशिष्ट्यांचा विचार करता प्रत्यक्षात ते स्पिंडल त्यापेक्षा बरीच अधिक गती आणि वेळ देण्यास सक्षम असू शकतात. आवर्तन काळ वाढणे, उत्पादनक्षमता कमी होणे आणि भांडवलाच्या गुंतवणुकीचा कमी उपयोग, असे याचे परिणाम असतात.
 
या सर्व गोष्टी लक्षात घेऊन फानुकने स्पिंडल स्मार्ट लोड मीटर विकसित केले आहे. सर्व नवीन फानुक सी.एन.सी.मध्ये हा स्मार्ट लोड मीटर एक स्टँडर्ड फीचर म्हणून समाविष्ट असून फानुक स्पिंडल स्मार्ट लोड मीटर पुढील गोष्टी दर्शवितो.
 
प्रेझेंट : लोड मीटरचे वर्तमान मूल्य (फानुक स्पिंडल स्मार्ट लोड मीटर नेहमीच अखंड निर्धारित आउटपुट 100% असल्याचे गृहित धरतो.)
अधिकतम : वर्तमान गतीसाठी लोडचे अधिकतम मूल्य
उर्वरित कालावधी : वर्तमान लोडवर यंत्रणासाठी लागणारा वेळ.
चित्र क्र. 1 मध्ये सी.एन.सी. स्क्रीनवर फानुक स्पिंडल स्मार्ट लोड मीटर कसा दिसतो ते दाखविले आहे. लोड मीटर पुढील प्रकारे पाहता येतो.
• बार ग्राफ फॉर्मॅट
• सांख्यिक मूल्य फॉर्मॅट
 
‘बार ग्राफ फॉर्मॅट’ वर्तमान लोड फिकट निळ्या रंगात निर्देशित करते, तर 100% (अखंड आउटपुट) निर्देशित करणारा निळा बार स्पिंडल गतीनुसार बदलत राहतो.
 
‘सांख्यिक मूल्य फॉर्मॅट’ स्पिंडलवरील वर्तमान लोडसोबत त्या गतीवर शक्य असलेला अधिकतम आउटपुट निर्देशित करतो. यातून ऑपरेटरला वर्तमान लोड आणि अधिकतम लोड यांच्यातील गुणोत्तर स्पष्टपणे समजू शकते. या व्यतिरिक्त त्यातून स्पिंडल वर्तमान लोडवर चालविण्यासाठी अजून किती वेळ उरला आहे, तेही निर्देशित केले जाते. जेव्हा स्पिंडल 100 टक्क्यांवर म्हणजे S2/S3/S6 गुणवैशिष्ट्यांमध्ये चालविले जात असते, तेव्हाच उर्वरित वेळ दाखविला जातो.
 

3_1  H x W: 0 x 
 
स्पिंडल स्मार्ट लोड मीटर असला की, कोणत्याही गतीवर लोडची स्थिती अचूकपणे लक्षात येते. वर्तमान आउटपुट आणि अखंड निर्धारित आउटपुट यांचे गुणोत्तर आणि वर्तमान आउटपुट आणि अधिकतम आउटपुट यांचे गुणोत्तर एकत्रपणे पाहता येते. अशा सुस्पष्ट मार्गदर्शक सूचनांच्या मदतीने ऑपरेटर स्पिंडलवरील अधिकतम लोड तसेच ओव्हरलोड स्थितीत चालवू शकणारा वेळ सहजपणे मशिनवरच निश्चित करू शकतो आणि अधिकतम उत्पादनक्षमता सहजपणे मिळवू शकतो.
 
डिस्प्लेचा उपयोग 
 
स्पिंडल स्मार्ट लोड मीटर वापरून यंत्रणास लागणारा वेळ (चित्र क्र. 2 आणि 3) पुढीलप्रमाणे कमी करता येऊ शकतो.
 

4_1  H x W: 0 x 
 

5_1  H x W: 0 x 
 
1.सर्वाधिक मटेरियल काढावी लागणारी आणि सर्वाधिक वेळ लागणारी कामे प्रथम जाणून घ्या. उदाहरणार्थ, डाय मशिनिंगमधील रफिंग अथवा टर्निंग सेंटरवरील जास्त मटेरियल काढणारी कामे.
2.2. या कामासाठी एका योग्य टूलची निवड करा आणि इन्सर्ट/ टूलनुसार यंत्रणाचे पॅरामीटर ठरवून घ्या.
अ. स्पिंडल गती
ब. कापाची खोली
क. मशिनिंग फीडरेट
3.वरील यंत्रणाच्या पॅरामीटरनुसार टर्निंग, मिलिंग अशा कामांसाठी योग्य सूत्रांचा वापर करून स्पिंडल भाराची गणना करता येईल.
4.गणना केलेल्या मूल्याचा संदर्भ घेऊन यंत्रणाचे काम सुरू करा. अधिक प्रमाणात मटेरियल बाहेर काढण्याच्या कामात पृष्ठीय फिनिश आवश्यक नसतो, परंतु कमी सायकल टाइम हे ध्येय असते. त्यामुळे कापाची खोली अथवा यंत्रणाचा फीडरेट वाढवून हे ध्येय साधता येते. मात्र, हे करताना पॅरामीटर कटिंग टूलच्या स्पेसिफिकेशनच्या बाहेर जाणार नाही याची खबरदारी घेणे गरजेचे असते.
5.त्यानंतर स्मार्ट लोड मीटरचा उपयोग करून त्या वेगावर स्पिंडलला पुढीलप्रमाणे क्रमाक्रमाने ओव्हरलोड करावे.
अ. कापाची खोली वाढवून
ब. यंत्रणाचा सरकवेग वाढवून
6.स्मार्ट लोड मीटर लगेच वर्तमान लोड दाखवेल, तसेच अधिकतम आउटपुट आणि अखंड आउटपुट त्यासोबत उर्वरित वेळ यांचे अंतर (मार्जिन) दाखवेल.
7.5 अ आणि 5 ब या स्टेपची पुनरावृत्ती करा (टूल स्पेसिफिकेशन सुनिश्चित राखून) आणि स्मार्ट लोड मीटर रीडिंगचा स्पिंडल ओव्हरलोडसाठी स्पष्ट मार्गदर्शक म्हणून उपयोग करून कमी सायकल टाइममध्ये अधिकतम मटेरियल बाहेर काढणे आणि मशिनचा संपूर्ण उपयोग करणे साध्य करा. फानुक सी.एन.सी.सोबत उपलब्ध असणारे हे एक स्मार्ट सर्व्हो वैशिष्ट्य आहे. याचा उपयोग करून मशिनची उत्पादनक्षमता सहज वाढविता येऊ शकते.
 
 
 

vivekanand _1   
विवेकानंद चिकले
प्रमुख, FA अप्लिकेशन, फानुक इंडिया प्रा. लि. 
9970800185
 
विवेकानंद चिकले इलेक्ट्रॉनिक अभियंते आहेत. त्यांना मशिन टूल क्षेत्रातील कामाचा 16 हून अधिक 
वर्षांचा अनुभव आहे.