मॅन्‍युअल आणि कॅम प्रोग्रॅमिंग

Udyam Prakashan Marathi    25-Feb-2020
Total Views |
 
कॅम म्हणजे संगणकाच्या साहाय्याने उत्पादन (कॉम्प्युटर एडेड मॅन्युफॅक्चरिंग) हे आपल्या सर्वांनाच माहिती आहे. तसेच सध्याच्या संदर्भात जिथे धातू यंत्रणाचा संबंध असेल, तिथे याचा उपयोग समानार्थीपणे अर्थात, संगणकाच्या साहाय्याने यंत्रण (कॉम्प्युटर एडेड मशिनिंग) याच्यासाठी करू शकतो. पारंपरिक मॅन्युअल NC प्रोग्रॅमिंगच्या तुलनेत कॅम प्रोग्रॅमिंगचे फायदे समजून घेऊया आणि त्यावर सखोल चर्चा आणि विचार करण्यापूर्वी आपण कॅड/कॅमबाबतचा इतिहास जाणून घेऊ.
 
कॅड/कॅमचा इतिहास 1960 च्या सुरुवातीच्या काळापासून सुरू होतो. या काळात विविध विद्यापीठे, मोठ्या OEM आणि संरक्षण प्रयोगशाळांनी 2D दृश्ये तयार करणे, जटिल गणितीय अल्गोरिदमचे विश्लेषण तसेच प्राथमिक सी.एन.सी. मशिन चालविण्यासाठी 2D NC टेपची निर्मिती, अशी कामे मेनफ्रेम संगणक वापरून करण्यास सुरुवात केली होती. 60 च्या दशकाच्या शेवटी आणि 70 च्या दशकाच्या सुरुवातीला कॅड आणि कॅम तंत्राला एकात्मिक (इंटिग्रेटेड) दृष्टिकोन प्राप्त झाला. 1980 च्या दशकाच्या सुरुवातीस विकसित केलेले मास्टरकॅमसारखे सॉफ्टवेअर नेहमीच एक एकात्मिक कॅड/ कॅम सॉफ्टवेअर राहिले आहे. अर्थात आता आपण त्या प्रारंभिक गोष्टींपासून खूप पुढे गेलो आहोत, परंतु मूलभूत बाबी अजूनही तेवढ्याच उपयुक्त आहेत आणि बहुतेक नवीन तंत्रज्ञान त्यांच्यावरच आधारित आहे.
 
कॅड/कॅम व्यवस्थित समजून घेण्यासाठी पुढील उपशीर्षकांमध्ये त्यांचे विभाजन केले आहे.
2D कॅड
• तपशीलवार रेखाचित्रे (ड्रॉइंग)
• आयोजन
 
3D कॅड
• यंत्रभाग आणि उत्पाद डिझाइनसाठी कॅड
• मोल्ड टूल आणि इलेक्ट्रोड डिझाइनसाठी कॅड
• बहुउद्देशीय असेम्ब्लीसाठी कॅड
 
2.5 अक्ष कॅम
• 2D प्रोफायलिंग
• 2.5D यंत्रण (टर्निंग, मिलिंग, वायर इडीएम)
 
3 अक्ष कॅम
• 3D प्रोफायलिंग
• क्लिष्ट पृष्ठभाग/फिनिश यंत्रण
 
बहु अक्ष कॅम
 
• 4 आणि त्याहून अधिक अक्ष आवश्यक असणार्‍या यंत्रभागांचे यंत्रण
गेल्या वीस वर्षांत कॅड/कॅम प्रणालींमध्ये बरेच बदल झाले आहेत. यापैकी बर्‍याच गोष्टी वेगवान संगणन, संशोधन आणि विकासातील प्रयत्न यांच्यासाठी केल्या गेल्या आहेत. पूर्वीच्या कॅड/कॅम प्रणाली द्विमितीय भूमिती तयार करणे आणि संपादित करणे यापुरत्या मर्यादित होत्या आणि त्यात इतर कोणत्याही गोष्टींपेक्षा स्वयंचलनात (ड्रॉइंग तयार करताना) सुधारणा करण्याची कल्पना महत्त्वाची होती. यंत्रभागांचे डिझाइन आणि निर्मिती करण्यासाठी पूर्वी काही आठवडे लागत असत, ते आता काही दिवस, तास आणि कधीकधी काही मिनिटांतसुद्धा करता येऊ लागले आहे. त्याचप्रमाणे, कॅममध्येदेखील पूर्वीपेक्षा अनेक सुधारणा झाल्या आहेत. पूर्वी 2D यंत्रणावर अधिक भर दिला जात असे, त्याच्या तुलनेत आता कॅम सोपे तसेच जटिल 3D आणि बहुअक्षीय यंत्रण हाताळू लागले आहे. टर्निंग, मिलिंग, ग्राइंडिंग, वायर इडीएम, स्विस टर्निंग, लेझर कटिंग इत्यादी उत्पादन प्रक्रियांच्या बर्‍याच कार्यपद्धती आता कॅम सॉफ्टवेअरद्वारे सहजपणे प्रोग्रॅम केल्या जात आहेत.
 
कॅडच्या तुलनेत कॅम/NC प्रोग्रॅम मशिन टूल चालविण्यासाठी लागणारा आउटपुट असल्यामुळे तो तयार करण्यासाठी कॅमला बरीच माहिती देणे आवश्यक असते. कटिंग टूल, मटेरियल, मशिन डाटा हे काही पॅरामीटर त्यात अनिवार्य असतात.
 
मॅन्युअल आणि कॅम प्रोग्रॅमिंग
 
प्रथम प्रत्येक संज्ञेचा अर्थ काय आहे ते समजून घेऊ.
मॅन्युअल प्रोग्रॅमिंग : यंत्रण प्रोफाइल, परिमाणे आणि यंत्रभागाचे अपेक्षित टॉलरन्स मिळविण्यासाठी, सी.एन.सी. मशिन चालविणार्‍या सोप्या सूचनांचा संच (G आणि M कोड) हाताने लिहिण्याची पारंपरिक पद्धत.
 
कॅम प्रोग्रॅमिंग : यंत्रण प्रोफाइल, परिमाणे आणि यंत्रभागाचे अपेक्षित टॉलरन्स मिळविण्यासाठी, सी.एन.सी. मशिन चालविणार्‍या सोप्यापासून अतिशय क्लिष्ट सूचनांचा संच (G आणि M कोड, मॅक्रो, विशेष रूटीन, ट्रान्सफॉर्मेशन इ.) एका विशेष सॉफ्टवेअरद्वारा निर्माण करण्याची एक आधुनिक पद्धत. 
 
कॅड/कॅम प्रणाली मुख्य प्रवाहात येईपर्यंत मॅन्युअल प्रोग्रॅमिंग हीच प्रोग्रॅमिंगची सर्वमान्य पद्धत होती. तथापि, आजदेखील बर्‍याच ठिकाणी मॅन्युअल प्रोग्रॅमिंग पद्धती वापरली जाते. ही पद्धत सोपी आहे आणि एखाद्या हुशार अभियंत्याला किंवा तंत्रज्ञाला साधे प्रोग्रॅम लिहिण्यासाठी फारसा वेळ लागत नाही. प्रिझमॅटिक यंत्रभागांच्या यंत्रणामध्ये, प्रदीर्घ उत्पादन चालविण्यासाठी आणि कारखान्यातील इष्टतमीकरणासाठी ही पद्धत अतिशय उपयुक्त असते.
 
कॅम प्रोग्रॅमिंग ही आता प्रोग्रॅमिंगची, विशेषत: क्लिष्ट यंत्रभागांचे यंत्रण करताना, अनिवार्य (डीफॅक्टो) पद्धत बनली आहे. असे होण्यासाठी विविध घटकांचे योगदान कारणीभूत आहे. उदाहरणार्थ, परवडण्याजोगी सी.एन.सी. मशिन आणि सॉफ्टवेअर, प्रोग्रॅमिंगची वाढती गती, प्रक्रियेमधील सुरक्षितता वाढविण्याची गरज, सी.एन.सी. मशिन आणि सॉफ्टवेअर यांच्या गुंतवणुकीवरील वाढता परतावा.
 
मॅन्युअल आणि कॅम प्रोग्रॅमिंगची काही उदाहरणे 
 

1_1  H x W: 0 x 
 
1. 2D मध्ये भौमितिक आकार आणि परिमाणांचे मापन
अ. कॅड/कॅम : सॉफ्टवेअरमध्ये उपलब्ध असलेली ड्रॉइंग टूल वापरून शीघ्रतेने रेखाटन किंवा कॅड फाइल आयात करणे.
ब. मॅन्युअल : हाताने प्रत्यक्ष प्रोफाइल काढणे किंवा छापील ड्रॉइंगचा संदर्भ घेणे.
 
2. कार्यवस्तू सेटअप करणे, यात कच्च्या मालातील स्टॉक, पकड साधने वगैरे गोष्टींचा निश्चित तपशील समाविष्ट असतो. 
 

2_1  H x W: 0 x 
 
अ. कॅड/कॅम : ड्रॅग आणि ड्रॉप करण्यासाठी ग्राफिक टूलचा उपयोग किंवा संरेखित (अलाइन) करण्यासाठी क्लिक करणे.
ब. मॅन्युअल : व्हर्च्युअल डाटा आणि संदर्भ बिंदूच्या स्थाननिश्चितीसाठी ड्रॉइंगमधील संदर्भ वापरणे.
 
3. टर्निंग प्रोफाइलची निवड करणे. 
 

3_1  H x W: 0 x 
 
अ. कॅड/कॅम : वक्ररेषा निवडण्यासाठी शीघ्र दुवे (चेनिंग)
ब. मॅन्युअल : रेखीय (लिनियर) किंवा अरीय (रेडियल) चाली, परिमाणे आणि 2D सहनिर्देशक बिंदू यामध्ये ड्रॉइंगचे रूपांतरण
 
4. टूलची निवड आणि मटेरियलचे यंत्रण करण्याची योजना. प्रोग्रॅमद्वारे वापरकर्ता आवश्यक सरकवेग, यंत्रणवेग, कापाची खोली, प्रवेशाची चाल आणि परतीची चाल यांचे अंतर, सुरक्षित अंतर वगैरे ठरवू शकतो.
 

4_1  H x W: 0 x 
 
अ. कॅड/कॅम : GUI मधून योजना निवडणे आणि उपयोगात आणणे.
ब. मॅन्युअल : कोडची प्रत्येक ओळ गणिताद्वारे संगणन करणे आणि लिहिणे.
 
5. उपलब्ध स्टॉक, गाउज इत्यादींच्या बरोबर टूल होल्डर धडकेल का ते तपासण्यासाठी निर्माण केलेल्या प्रोग्रॅमचे सिम्युलेशन करणे.
 

5_1  H x W: 0 x 
 
अ. कॅड/कॅम : एका क्लिकद्वारा सिम्युलेशन
ब. मॅन्युअल : शक्य नाही
 
6. तपासणी झाल्यानंतर NC कोडची निर्मिती त्वरित केली जाऊ शकते.
अ. कॅड/कॅम : अचूक आणि तपासलेला निकाल. तात्काळ आणि पूर्वीच्या ऑपरेशनचा परिणाम.
ब. मॅन्युअल : कोणतीही पडताळणी नाही, मजकूर (टेक्स्ट) हाताने लिहिलेले असल्यामुळे चुका होऊ शकतात. दीर्घ प्रक्रिया.
 

6_1  H x W: 0 x 
 
कॅम प्रोग्रॅमिंग वापरण्याची आवश्यकता
 
• नियंत्रकावर मॅन्युअल प्रोग्रॅम लिहिण्यासाठी कुशल प्रोग्रॅमर किंवा मशिन ऑपरेटर शोधणे अधिकच कठीण बनत आहे.
• कधीकधी काही अतिशय सोप्या ऑपरेशनसाठी G कोडचे शेकडो चरण निर्माण करावे लागतात. ते करताना आवश्यक असलेले सर्व सरकवेग/यंत्रणवेग, शीतक चालू आणि बंद करणे, टूल बदलणे, यंत्रणाचा दर आणि कापाची खोली, टूलच्या अग्राच्या वक्रतेचे अलाउन्स आणि क्लिअरन्स यांची गणना, मॅन्युअल प्रोग्रॅममध्ये प्रोग्रॅमरला स्वतः करावी लागते. यात चुका होण्याची जास्त शक्यता असते.
• रफिंग ऑपरेशनमध्ये अनेक पासचे प्रोग्रॅम करणे आवश्यक असते. प्रत्येक स्तरासाठी स्वतंत्र सूचना लिहिणे आवश्यक असते, ऑफसेट आणि भूमितीची गणना स्वतः किंवा ग्राफिक टूल वापरून करणे आवश्यक असते आणि मुख्य म्हणजे पहिल्या ऑपरेशननंतर उरणार्‍या मटेरियलचे ढोबळ अनुमान करावे लागते.
• मॅन्युअल प्रोग्रॅममधील टायपिंगची एक चूकसुद्धा सी.एन.सी. मशिनवर अत्यंत गंभीर अपघातास कारणीभूत ठरू शकते.
• जेव्हा अधिक महाग सी.एन.सी. मशिन यंत्रणाच्या कामाविना निष्क्रिय राहणार असेल, तेव्हा महाग संसाधनांचा (कुशल प्रोग्रॅमर किंवा यंत्रचालक यांचा) उपयोग NC प्रोग्रॅम हाताने लिहिण्यासाठी करणे, ही अजिबात चांगली कल्पना नाही!
 
मॅन्युअल प्रोग्रॅमिंगच्या तुलनेत कॅम प्रोग्रॅमिंगचे फायदे
 
• कॅमचा उपयोग करून मशिनवर कार्यवस्तुचा अंतिम आकार तयार करणे, टूलिंग यादी आणि टूल पॅरामीटर प्रविष्ट करणे, मशिनला ज्ञात आरंभ बिंदूवर सेट करणे, अशी कामे आपण सुलभतेने करू शकतो. मशिन चालू करणे, योग्य स्पिंडल वेग सेट करणे, इष्टतम टूल मार्गांची गणना करणे आणि मशिनवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी आवश्यक असलेल्या हजारो ओळींच्या G कोडची निर्मिती करणे, या सगळ्याची जबाबदारी आणि काळजी सॉफ्टवेअर घेते.
• कॅम सॉफ्टवेअरमध्ये विविध अनुभवातून मिळालेले ज्ञान समाविष्ट असल्यामुळे प्रोग्रॅमिंग कमालीच्या वेगाने आणि अधिक अचूकपणे केले जाते. कॅम प्रमाणित प्रोग्रॅमच्या खात्रीशीरपणामुळे, ऑपरेटरने हस्तक्षेप करण्याची आणि त्यातून मानवी चुका होण्याची शक्यता अतिशय कमी असते.
• संगणित केलेल्या कॅम प्रोग्रॅमचे सॉफ्टवेअरमध्ये सिम्युलेशन करता येते. त्यामुळे सी.एन.सी. मशिनवर प्रत्यक्षात यंत्रभागाचे उत्पादन घेण्यापूर्वी काही सुधारणा किंवा फेरबदल करता येतात. यामुळे सेटअपला लागणारा वेळ कमी होतो, स्क्रॅप कमी होतो आणि अपघात टाळता येतात.
• कॅम प्रणाली पुनरावृत्तीद्वारे टूल मार्गात सुधारणा आणि यंत्रणाचा अनुक्रम सक्षम करते. त्यामुळे सर्वात इष्टतम पद्धतीची निवड आणि यंत्रणास लागलेला प्रत्यक्ष वेळ अपेक्षित वेळेच्या जवळपास असणे, या गोष्टी सुनिश्चित होतात.
• जे प्रोग्रॅम मॅन्युअल प्रोग्रॅमिंगद्वारे बनविणे व्यावहारिकदृष्ट्या अशक्य होते, असे प्रोग्रॅम तयार करण्याची क्षमता.
• टूल मार्ग मोजणे अतिशय कमी वेळात होते आणि यंत्रणास लागणार्‍या वेळेचा जलद तसेच अचूक अंदाज.
• यंत्रण प्रक्रियेदरम्यान टूलची हवेत होणारी हालचाल (रॅपिड) कमीतकमी असल्याने संपूर्ण मशिनची कार्यक्षमता वाढते.
• टूल मार्गाच्या आखणीसाठी असंख्य पर्यायांच्या उपलब्धतेमुळे क्लिष्ट प्रोग्रॅमिंग सुलभ होते.
• गाउज आणि टक्कर टाळण्यासाठी 3ऊ टूल मार्ग आणि मशिन सिम्युलेशन.
• कॅड/कॅम प्रक्रिया वापरल्याने प्रकल्प आणि दस्तऐवज व्यवस्थापन सुलभ होते.
• कॅड/कॅम सॉफ्टवेअरचे प्रशिक्षण आता सगळीकडे प्रचलित झाले आहे, हे लक्षात घेता यंत्रणाची कामे लक्षणीय प्रमाणात वाढवून पुढच्या स्तरावर नेता येतात.
 
 
 

vineet seth_1   
विनीत सेठ
व्यवस्थापकीय संचालक, मास्टरकॅम इंडिया प्रा. लि.
7378552000
 
विनीत सेठ यांत्रिकी अभियंते असून, त्यांनी बिझनेस अडमिनिस्ट्रेशनमध्ये पदव्युत्तर शिक्षण पूर्ण केले आहे. ‘मास्टरकॅम इंडिया प्रा. लि.’ कंपनीचे ते व्यवस्थापकीय संचालक असून, उत्पादनाशी संबंधित सॉफ्टवेअर क्षेत्रातील कामाचा त्यांना 21 वर्षांचा अनुभव आहे.