अडैप्टिव कंट्रोल सिस्टम

 

इस लेख में हम फानुक सी.एन.सी. के उपयोग से, आवर्तन समय (साइकिल टाइम) के इष्टतमीकरण (ऑप्टिमाइजेशन) के लिए, मशीनिंग सेंटर में उपलब्ध कुछ उन्नत सुविधाओं को समझेंगे। 

 

उत्पादनक्षमता बढ़ाने के लिए यंत्रण तकनीक के विकास का मुद्दा उद्योग क्षेत्र में महत्वपूर्ण होता है। मिलिंग एक बहुत ही कार्यक्षम एवं लचीली उत्पादन प्रक्रिया है। पारंपरिक रूप में मिलिंग के यंत्रण पैरामीटर चुनते समय टूलिंग और मशीन के विनिर्देश (स्पेसिफिकेशन), ऑपरेटर का अनुभव जैसे कई अंगों का आधार लिया जाता है और उनका समायोजन (अैडजस्टमेंट) करते समय कुछ बातों का ध्यान रखा जाता है। 

 

त्रिज्या की दिशा में काट की गहराई में बदलाव होने पर और चिप की मोटाई बदलने से, मिलिंग के दौरान उत्पन्न होने वाला बल काफी बढ़ जाता है। ऐसे में पूर्वानुभव पर आधारित अपनाए गए पारंपरिक तरीके, चैटरिंग की वजह से मशीन में पैदा होने वाले कंपन और टूट फूट टाल नहीं सकते। दूसरी ओर, सरकन गति एकसमान रखने से यंत्रण की कालावधी बढ़ जाती है और उससे उत्पादकता कम हो जाती है। संभावित यंत्रण क्षमता बढ़ाने हेतु सरकन गति का समायोजन करना एक प्रभावी उपाय है।

 

इस लेख में हम यंत्रण प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले अडैप्टिव कंट्रोल (अनुकूलित नियंत्रण) के बारे में चर्चा करेंगे। अडैप्टिव कंट्रोल का उद्देश्य होता है, रफिंग ऑपरेशन के दौरान सरकन गति का समायोजन उसी समय (रियल टाइम) कर के, उत्पादन दर या पुर्जे की गुणवत्ता में सुधार लाना। पारंपरिक सी.एन.सी. प्रणाली में यंत्रण के चल (वेरिएबल) घटक, प्रोग्रैमर द्वारा निर्धारित किए जाते हैं और इसीलिए उनके मूल्य प्रोग्रैमर के अनुभव तथा प्रक्रिया के ज्ञान पर निर्भर करते हैं। इसके विपरित, अडैप्टिव कंट्रोल प्रणाली द्वारा, अन्य प्रक्रिया चलों के मापन के आधार पर रियल टाइम में चलों का समायोजन किया जाता है। इस प्रकार, अडैप्टिव कंट्रोल पद्धतियों के उपयोग से पूरी यंत्रण प्रणाली में सुधार प्राप्त करना संभव है।

 

 

यह फंक्शन, स्पिंडल पर होने वाले भार (लोड) तथा तापमान के अनुसार रफिंग में सरकन गति समायोजित कर के, आवर्तन समय घटाने और अत्यधिक ऊष्मा (ओवरहीटिंग) टालने के बीच में अच्छा संतुलन हासिल करता है। प्रक्रिया के लिए अपेक्षित स्पिंडल लोड का निर्देश कर के, स्पिंडल लोड कम होने पर सरकन गति बढ़ा कर कार्यक्षमता बढ़ाई जाती है। स्पिंडल पर अधिक भार हो तो सरकन गति घटाई जाती है, जिससे टूल पर का लोड भी कम हो जाता है। इसके अलावा, स्पिंडल का तापमान अधिक हो तो भी सरकन गति अपनेआप कम की जाती है और तापमान की वृद्धि को रोक दिया जाता है।

सरकन गति का दर इष्टतम करने हेतु दो प्रकार के नियंत्रण उपलब्ध हैं।

 

1. कॉन्स्टंट स्पिंडल लोड कंट्रोल 

2. ओवरहीट अवॉइडन्स कंट्रोल

(अत्यधिक ऊष्मा रोकने के लिए नियंत्रण) (प्रकार A, प्रकार B)

 

 

 

 

 

 

कॉन्स्टंट स्पिंडल लोड कंट्रोल द्वारा स्पिंडल लोड के अनुसार सरकन गति समायोजित की जाती है। इसलिए, स्पिंडल लोड को निर्धारित (एमिंग) लोड के करीब रखा जाता है। यह फंक्शन स्पिंडल लोड के अनुसार अक्षीय सरकन गति का ओवरराइड बदल सकता है। जब स्पिंडल लोड कम होता है, तब इस फंक्शन द्वारा ओवरराइड बढ़ा कर आवर्तन समय घटाया जा सकता है और जब स्पिंडल लोड अधिक होता है, तब ओवरराइड को कम कर के टूल टूटना टाला जाता है।

 

 

 

यह फंक्शन अक्षीय सरकन गति इस तरह नियंत्रित करता है कि स्पिंडल लोड, 'निर्धारित स्पिंडल लोड' के करीब रखा जाएगा। स्पिंडल लोड, 'प्रभावी स्पिंडल लोड' से अधिक हो जाने पर नियंत्रण शुरू हो जाता है और लोड घटने पर नियंत्रण रुक जाता है। 'निर्धारित स्पिंडल लोड' और 'प्रभावी स्पिंडल लोड' यह दोनों पैरामीटर सेट किए जा सकते हैं।

 

 

जब स्पिंडल का तापमान हद से ज्यादा होने (ओवरहीटिंग) के स्तर के करीब पहुंचता है, तब ओवरहीट अवॉइडन्स कंट्रोल, अक्षीय सरकन गति घटा कर स्पिंडल ओवरहीटिंग कम कर देता है। इस फंक्शन का उपयोग उच्च स्पिंडल लोड पर यंत्रण करते समय, स्पिंडल ओवरहीटिंग कम करने के लिए किया जाता है। आगे दी गई स्पिंडल की जानकारी के माध्यम से, यह फंक्शन अक्षीय सरकन गति बदलता है।

•स्पिंडल लोड

•शेष समय (स्पिंडल लोड मीटर द्वारा)

•स्पिंडल तापमान

 

ओवरहीट अवॉइडन्स कंट्रोल के A और B ऐसे दो प्रकार हैं।

 

 

 

 

यह फंक्शन अविरत निर्धारित शक्ति (कंटिन्यूअस रेटेड पावर) पर, अक्षीय सरकन गति का ओवरराइड समायोजित कर के स्पिंडल लोड इस तरह नियंत्रित करता है कि स्पिंडल मोटर में ओवरहीटिंग स्थिति कभी नहीं होगी।

 

यह फंक्शन अक्षीय सरकन गति इस तरह से नियंत्रित करता है कि स्पिंडल लोड 'ओवरहीट अवॉइडन्स कंट्रोल के निर्धारित स्पिंडल लोड' के करीब रहेगा। स्पिंडल का तापमान 'कंट्रोल स्टार्ट' तापमान से अधिक होने पर नियंत्रण शुरू होता है। कंट्रोल शुरू करने के पैरामीटर सेट किए जा सकते हैं। तापमान 'कंट्रोल एंड' तापमान से कम होने पर नियंत्रण समाप्त हो जाता है।

 

 

यह फंक्शन अक्षीय सरकन गति के ओवरराइड के लिए, स्पिंडल स्मार्ट लोड मीटर का उपयोग करता है। जब स्पिंडल कंटिन्यूअस झोन के ऊपरी हिस्से में यंत्रण कर रहा होगा, तब स्मार्ट स्पिंडल लोड मीटर में शेष समय प्रदर्शित होता है। प्रीसेट लोड कंडिशन की तुलना में शेष समय कम हो तब सरकन गति घटाई जाएगी और शेष समय अधिक होने पर सरकन गति बढ़ाई जाएगी। इससे स्पिंडल कार्यप्रदर्शन की सीमा में उपलब्ध क्षमता स्थिर रखी जाएगी।

 

 

 

 

 

शेष समय, निहित सीमा से (इसे थ्रेशहोल्ड कहते हैं। यह पैरामीटर सेट किया जा सकता है।) कम होने पर, उसे ओवरराइड कम करने हेतु नियंत्रित किया जाता है। इसके विपरित, शेष समय निहित सीमा से अधिक होने पर, ओवरराइड बढ़ाने हेतु इसे नियंत्रित किया जाता है।

 

 

 

 

विभिन्न अंतिम उपयोगकर्ताओं के पास किए गए परीक्षणों के परिणाम यह सूचित करते हैं कि इस फंक्शन का उपयोग कर के सरकन गति का इष्टतमीकरण करने से, यंत्रण के लिए आवश्यक समय लगभग 5% घटाया जा सकता है। जैसा कि ऊपर बताया गया है, स्थिति निगरानी तकनीक (कंडिशन मॉनिटरिंग टेक्निक) के उपयोग से आवर्तन समय इष्टतम किया जा सकता है और टूल की आयु घटाने वाली ओवरलोड तथा कंपन जैसी अनावश्यक स्थितियां टाली जा सकती हैं। इससे मौजूदा मशीन का मूल्यवर्धन होता है और कारखाने की उत्पादकता बढ़ती है। यंत्रण किए गए उत्पादों की गुणवत्ता सुनिश्चित करने, यंत्रण की लागत घटाने और कार्यक्षमता बढ़ाने के लिए, यंत्रण पैरामीटर का समायोजन रियल टाइम में करना आवश्यक होता है। यह हासिल करने हेतु फानुक स्मार्ट अडैप्टिव कंट्रोल एक विश्वसनीय विकल्प है।

 

 

 

 

श्रीजित बी. नायर इलेक्ट्रॉनिक्स अैंड कम्युनिकेशन इंजीनीयर है। आपको फैक्टरी ऑटोमैशन में लगभग 10 सालों का अनुभव है। आप फिलहाल फानुक इंडिया प्रा. लि. में फैक्टरी ऑटोमैशन विभाग के प्रबंधक है।