सीएनसी मशीनों के 10 प्रकार

सीएनसी मशीन टूल क्या है?

सीएनसी मशीन टूल एक ऐसा मशीन टूल है जिसे कंप्यूटर प्रोग्राम द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। यह पूर्व निर्धारित प्रोसेसिंग प्रोग्राम के अनुसार विभिन्न जटिल प्रोसेसिंग कार्यों को स्वचालित रूप से पूरा कर सकता है। सीएनसी "कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल" का संक्षिप्त रूप है, जिसका अर्थ है कंप्यूटर द्वारा संख्यात्मक नियंत्रण।

सीएनसी मशीनिंग एक घटाव आधारित विनिर्माण प्रक्रिया है जिसमें कंप्यूटर-नियंत्रित मशीन टूल्स का उपयोग करके वर्कपीस से सामग्री हटाकर पुर्जे बनाए जाते हैं। सामान्यतः, सीएनसी मशीन टूल्स त्रि-आयामी सीएडी मॉडल के आधार पर स्वचालित रूप से प्रसंस्करण पथ की योजना बनाते हैं और उपकरण को पथ के साथ काटकर पुर्जे का आकार प्राप्त करते हैं।

यह लेख विभिन्न प्रकार के सीएनसी मशीन टूल्स और उनके काम करने के तरीके का परिचय देगा।

1. राउटर सीएनसी मशीन

राउटर सीएनसी मशीन सीएनसी मिल के समान होती है, लेकिन आमतौर पर इसका उपयोग नरम सामग्रियों की मशीनिंग के लिए किया जाता है और यह सीएनसी मिलों की तुलना में कम सटीक होती है। सीएनसी राउटर अपनी कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल की क्षमता के लिए जाने जाते हैं, जो स्पिंडल और मशीन टूल के पथों को रूट करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, ताकि लकड़ी, स्टील, फोम, कंपोजिट, एल्यूमीनियम और प्लास्टिक जैसी सामग्रियों को डिजाइन और आकार दिया जा सके।

सीएनसी राउटर में आमतौर पर स्टेपर मोटर, स्टेपर ड्राइवर, एक मैकेनिकल बेस, एक स्पिंडल, कंट्रोलर और एक पावर सप्लाई शामिल होते हैं। सीएनसी राउटर से अपव्यय कम होता है, उत्पादकता और सटीकता बढ़ती है और उत्पादों का उत्पादन तेजी से होता है।

2. ड्रिलिंग सीएनसी मशीन

 ड्रिलिंग सीएनसी मशीन का उपयोग उन मशीनिंग प्रक्रियाओं के लिए किया जाता है जिनमें ड्रिलिंग के माध्यम से वर्कपीस में बेलनाकार छेद बनाने की आवश्यकता होती है। इसमें घूमने वाले ड्रिल बिट्स का उपयोग होता है, जिनका डिज़ाइन ऐसा होता है कि छेद बनाते समय अपशिष्ट धातु, जिसे चिप्स कहा जाता है, वर्कपीस से अलग हो जाती है।

सीएनसी ड्रिलिंग मशीन के साथ उपयोग किए जा सकने वाले कई सामान्य प्रकार के ड्रिल बिट उपलब्ध हैं, जिनमें से प्रत्येक अलग-अलग कार्यों के लिए उपयुक्त है। इनमें छेद शुरू करने के लिए स्पॉटिंग ड्रिल, गहरे छेद करने के लिए पेक ड्रिल, सटीक छेद करने के लिए स्क्रू मशीन ड्रिल और वांछित आकार तक छेद को अंतिम रूप देने के लिए चकिंग रीमर शामिल हैं।

अन्य सीएनसी मशीनों की तरह, ड्रिलिंग सीएनसी मशीन भी ड्रिलिंग प्रक्रिया को स्वचालित करने के लिए कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल का उपयोग करती है। यह प्रोग्राम किए गए टूल पाथ के अनुसार ड्रिल बिट की स्थिति और गति पैटर्न को नियंत्रित करती है। इससे किसी वर्कपीस में कई छेदों की सटीक ड्रिलिंग एकरूपता और दोहराव के साथ संभव हो पाती है। ड्रिलिंग सीएनसी मशीनें तब उपयोगी होती हैं जब बड़ी मात्रा में पुर्जों को स्वचालित ड्रिलिंग प्रक्रियाओं के माध्यम से एक ही प्रकार या आकार के छेदों की आवश्यकता होती है।

3. खराद सीएनसी मशीन

लेथ सीएनसी मशीन का उपयोग घूर्णनशील वर्कपीस को घुमाने या आकार देने की मशीनिंग प्रक्रियाओं के लिए किया जाता है। इसमें सिंगल-पॉइंट कटिंग टूल्स का उपयोग होता है, जिनका डिज़ाइन रफिंग, फिनिशिंग, फेसिंग, थ्रेडिंग, फॉर्मिंग, अंडरकटिंग, पार्टिंग और ग्रूविंग जैसे विशिष्ट टर्निंग अनुप्रयोगों के आधार पर भिन्न होता है।

लेथ सीएनसी मशीन कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल के माध्यम से टर्निंग प्रक्रिया को स्वचालित बनाती है। यह प्रोग्राम किए गए टूल पाथ के अनुसार कटिंग टूल की स्थिति और गति को नियंत्रित करती है। इससे बेलनाकार वर्कपीस से जटिल आकृतियों और ज्यामितियों को सटीकता और दोहराव के साथ तैयार किया जा सकता है।

विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त कई प्रकार की सीएनसी खराद मशीनें उपलब्ध हैं। सामान्य प्रकारों में स्वचालित टूल परिवर्तन के साथ बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त टरेट खराद मशीनें, सामान्य प्रयोजन के लिए इंजन खराद मशीनें और विशिष्ट ज्यामिति या सामग्रियों के लिए डिज़ाइन की गई विशेष-उद्देश्य वाली खराद मशीनें शामिल हैं।

सीएनसी टर्निंग प्रक्रिया, मैनुअल लेथ मशीनों की तुलना में उत्पादकता बढ़ाती है क्योंकि यह मानवरहित संचालन और सटीक विनिर्देशों के अनुसार कई पुर्जों के उत्पादन को सक्षम बनाती है। लेथ सीएनसी मशीनें विशेष रूप से ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस और सटीक विनिर्माण उद्योगों में उपयोगी हैं, जहां बड़ी संख्या में टर्न किए गए घटकों को सटीकता और कुशलता से मशीनिंग करने की आवश्यकता होती है।

4. 5-एक्सिस सीएनसी मशीन

एक 5-एक्सिस सीएनसी मशीन दो अतिरिक्त घूर्णी अक्षों को जोड़कर पारंपरिक 3-एक्सिस मिलिंग मशीनों की क्षमताओं को बढ़ाती है, जिससे एक ही क्लैम्पिंग में जटिल ज्यामितियों की मशीनिंग संभव हो पाती है।

कटिंग टूल की स्थिति निर्धारित करने के लिए तीन रेखीय अक्षों (X, Y, Z) के अतिरिक्त, एक 5-अक्षीय सीएनसी मशीन में कटिंग स्पिंडल पर दो अतिरिक्त घूर्णी अक्ष या एक झुकाव/घूर्णन टेबल शामिल होती है। इससे वर्कपीस की स्थिति निर्धारित करने के लिए दो अतिरिक्त डिग्री ऑफ़ फ़्रीडम मिलती हैं।

वर्क होल्डिंग फिक्स्चर (ट्रनियन टेबल) को झुकाकर और घुमाकर, 5-एक्सिस मशीन कटिंग टूल को एक प्रिज्मीय वर्कपीस के पांचों फलकों तक 90-डिग्री के कोण पर पहुंचने और मशीनिंग करने की अनुमति देती है, जिससे ऑपरेशन के बीच वर्कपीस को रीसेट करने की आवश्यकता नहीं होती है।

दो अतिरिक्त घूर्णन अक्ष (जिन्हें आमतौर पर ए-अक्ष और सी-अक्ष कहा जाता है) कई बार क्लैंपिंग और सेटअप की आवश्यकता को समाप्त करके मशीनिंग दक्षता में उल्लेखनीय सुधार करते हैं। 5-अक्षीय सीएनसी मशीन पर मूर्तिकला जैसी जटिल आकृतियों को एक ही क्लैंपिंग में पूरी तरह से मशीन किया जा सकता है।

इसका व्यापक उपयोग एयरोस्पेस, डाई/मोल्ड और चिकित्सा उद्योगों में होता है, जहाँ जटिल पुर्जे आम हैं। 5-एक्सिस सीएनसी मशीनिंग का उपयोग अक्सर मूर्तिकला के लिए भी किया जाता है, क्योंकि यह फ्रीफॉर्म सतहों को मशीन करने में सक्षम है।

5. मिलिंग सीएनसी मशीन

एक मिलिंग सीएनसी मशीन, वर्कपीस को सटीक आकार देने और मशीनिंग करने के लिए घूर्णनशील मल्टी-पॉइंट कटिंग टूल्स का उपयोग करती है। सामान्य मिलिंग टूल्स में एंड मिल्स, हेलिकल मिल्स और चैम्फर मिल्स शामिल हैं, जिन्हें विशिष्ट मिलिंग एप्लिकेशन के आधार पर क्षैतिज या लंबवत रूप से व्यवस्थित किया जा सकता है।

मिलिंग सीएनसी मशीन कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल के माध्यम से मिलिंग प्रक्रिया को स्वचालित बनाती है। यह प्रोग्राम किए गए टूलपाथ के अनुसार कटिंग टूल की स्थिति और गति पथ को निर्देशित करती है। इससे कच्चे माल या ढलाई से जटिल प्रोफाइल और ज्यामितियों का सटीक और दोहराव योग्य उत्पादन संभव हो पाता है।

मिलिंग सीएनसी मशीनें, जिन्हें मिल मशीन या मिल भी कहा जाता है, क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दोनों दिशाओं में उपलब्ध हैं। बुनियादी सीएनसी मिलें गति के लिए तीन रैखिक अक्ष (X, Y, Z) प्रदान करती हैं, जबकि अधिक उन्नत मॉडल बेहतर पहुंच के लिए अतिरिक्त घूर्णी अक्षों को शामिल करते हैं।

सीएनसी मिलिंग मशीनों के सामान्य प्रकारों में छोटे पुर्जों के लिए हैंड मिल, सामान्य मशीनिंग के लिए प्लेन या वर्टिकल मिल, विभिन्न प्रकार के कार्यों के लिए उपयुक्त यूनिवर्सल मिल और चार या पांच अक्षों के माध्यम से अधिकतम लचीलापन प्रदान करने वाली ओमनीवर्सल मिल शामिल हैं।

सीएनसी मिलिंग प्रक्रिया मैनुअल मिलों की तुलना में उत्पादकता बढ़ाती है। यह बिना किसी मानव की सहायता के, सटीक मापदंड के साथ, पुर्जों का बड़े पैमाने पर उत्पादन संभव बनाती है। सीएनसी मिलिंग मशीनें विनिर्माण उद्योगों में धातुओं, प्लास्टिक, लकड़ी, कंपोजिट और अन्य सामग्रियों से पुर्जे बनाने के लिए व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।

6. लेजर कटिंग सीएनसी मशीन

 लेजर कटिंग सीएनसी मशीन उच्च शक्ति वाले लेजर का उपयोग करके सामग्रियों को पिघलाकर, जलाकर या वाष्पीकृत करके काटती है। यह जटिल पैटर्न और आकृतियों की सटीक कटिंग की अनुमति देती है।

लेजर कटिंग मशीनों में उपयोग होने वाले औद्योगिक लेजर के मुख्य प्रकारों में निम्नलिखित शामिल हैं:

- कार्बन डाइऑक्साइड लेजर: कार्बन डाइऑक्साइड गैस मिश्रण का उपयोग करने वाले सबसे आम गैस लेजरों में से एक। लकड़ी, प्लास्टिक, कपड़ा जैसी अधातुओं को काटने के लिए उपयुक्त। कुछ हल्के स्टील को भी काट सकता है।

- सॉलिड-स्टेट लेज़र: आमतौर पर येट्रियम एल्युमिनियम गार्नेट (YAG) लेज़र होते हैं जिनमें सक्रिय तत्व के रूप में नियोडिमियम का उपयोग किया जाता है। ये CO2 लेज़रों से अधिक शक्तिशाली होते हैं और मोटी और कठोर धातुओं को काटने में सक्षम होते हैं।

- फाइबर लेजर: बेहतर बीम गुणवत्ता वाला एक नया सॉलिड-स्टेट लेजर प्रकार। सटीक धातु काटने के अनुप्रयोगों के लिए अत्यंत कुशल।

लेजर कटिंग सीएनसी मशीनें एक्सवाई गैन्ट्री और सीएनसी नियंत्रण का उपयोग करके प्रोग्राम किए गए टूलपाथ के अनुसार लेजर बीम को निर्देशित करती हैं। सामान्य कार्य आकार डेस्कटॉप से ​​लेकर बड़े आकार की मशीनों तक होते हैं।

लेजर से उच्च सटीकता और न्यूनतम ताप-प्रभावित क्षेत्र के साथ साफ कटाई संभव है। यह विभिन्न प्रकार की सामग्रियों की जटिल कटाई की अनुमति देता है। लेजर कटिंग का व्यापक रूप से विनिर्माण, प्रोटोटाइपिंग और ऑटोमोटिव/एयरोस्पेस उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

7. प्लाज्मा कटिंग सीएनसी मशीन

प्लाज्मा कटिंग सीएनसी मशीन विद्युत चालक पदार्थों को काटने के लिए प्लाज्मा टॉर्च का उपयोग करती है। यह मशीन ऑक्सीजन या हवा जैसी उच्च वेग वाली गैस को नोजल से गुजारकर काम करती है, जिससे टॉर्च के नीचे एक विद्युत चाप बनता है जो गैस को आयनित करके चालक प्लाज्मा धारा में बदल देता है।

प्लाज्मा की धारा ऊष्मा और विद्युत को वर्कपीस सामग्री पर स्थानांतरित करती है, जिससे वह पिघलकर और वाष्पीकृत होकर कट जाती है। प्लाज्मा कटिंग मशीनों पर आमतौर पर स्टील, स्टेनलेस स्टील, एल्युमीनियम, पीतल और तांबा जैसी सामग्रियां काटी जाती हैं।

सीएनसी प्लाज्मा कटिंग मशीन में, प्लाज्मा टॉर्च को प्रोग्राम किए गए टूलपाथ के अनुसार सीएनसी सिस्टम द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इससे धातु से जटिल 2डी और 3डी आकृतियों की सटीक कंप्यूटर-नियंत्रित कटिंग संभव हो पाती है।

प्लाज्मा कटिंग सीएनसी मशीनों की प्रमुख विशेषताओं में मोटी प्लेट सामग्री को काटने की क्षमता, कम ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्रों के साथ अच्छी कटिंग गुणवत्ता और तेज़ कटिंग गति शामिल हैं। ये मशीनें निर्माण, रखरखाव और मरम्मत कार्यों के लिए उपयुक्त हैं।

सीएनसी प्रणाली स्वचालित, दोहराने योग्य कटाई प्रदान करती है और मानवरहित संचालन की अनुमति देती है। प्लाज्मा कटिंग का उपयोग ऑटोमोटिव, विनिर्माण, जहाज निर्माण और निर्माण जैसे उद्योगों में धातु के पुर्जों और घटकों की कटिंग, बेवलिंग और गॉजिंग के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।

8. इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज सीएनसी मशीन

इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज सीएनसी मशीन, जिसे ईडीएम (इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज मशीनिंग) या स्पार्क इरोजन सीएनसी मशीन के नाम से भी जाना जाता है, विद्युत प्रवाहकीय पदार्थों को काटने के लिए विद्युत चिंगारियों की थर्मोइलेक्ट्रिक प्रक्रिया का उपयोग करती है।

यह दो इलेक्ट्रोडों (एक टूल इलेक्ट्रोड और एक वर्कपीस मटेरियल) के बीच वोल्टेज अंतर से उत्पन्न विद्युत चिंगारियों का उपयोग करके काम करता है, जिससे पिघलने और वाष्पीकरण के माध्यम से थोड़ी मात्रा में मटेरियल घिस जाता है। मलबे को साफ करने के लिए विआयनीकृत जल का उपयोग किया जाता है।

ईडीएम सीएनसी मशीन पर, टूल इलेक्ट्रोड को सीएनसी सिस्टम से जोड़ा जाता है और प्रोग्राम किए गए टूलपाथ के अनुसार सटीक रूप से स्थित और नियंत्रित किया जाता है। इससे कठोर धातुओं और मिश्र धातुओं से जटिल 3डी आकृतियाँ बनाना संभव हो जाता है, जिन्हें पारंपरिक विधियों से काटना मुश्किल होता है।

ईडीएम सीएनसी मशीनों के कुछ प्रमुख लाभों में बहुत कठोर सामग्रियों की मशीनिंग करने की क्षमता, बहुत उच्च सटीकता और सतह की फिनिशिंग वाले पुर्जे बनाने की क्षमता और जटिल आंतरिक गुहाओं और प्रोफाइल को काटने की क्षमता शामिल है।

इस प्रक्रिया में संपर्क नहीं होता और वर्कपीस पर न्यूनतम यांत्रिक बल उत्पन्न होते हैं, इसलिए इसके सामान्य अनुप्रयोगों में मोल्ड, डाई, एयरोस्पेस घटक और सर्जिकल इम्प्लांट शामिल हैं। जटिल पुर्जों के कम मात्रा में उत्पादन के लिए ईडीएम सीएनसी मशीनें उपयुक्त हैं।

9. ग्राइंडिंग सीएनसी मशीन के बारे में मुख्य बिंदु इस प्रकार हैं:

1. - एक ग्राइंडिंग सीएनसी मशीन घर्षण की यांत्रिक प्रक्रिया के माध्यम से धातु के पुर्जों को काटने और आकार देने के लिए एक घूर्णनशील अपघर्षक पहिये का उपयोग करती है।
2. - अपघर्षक ग्राइंडिंग व्हील, जो आमतौर पर हीरे या सीबीएन (क्यूबिक बोरोन नाइट्राइड) से बना होता है, जब इसे वर्कपीस के संपर्क में लाया जाता है तो यह धातु के छोटे-छोटे टुकड़े हटा देता है। सटीक माप प्राप्त करने के लिए सटीक नियंत्रण आवश्यक है।
3. - सीएनसी ग्राइंडिंग मशीन पर, ग्राइंडिंग व्हील और वर्कपीस को सीएनसी सिस्टम द्वारा प्रोग्राम किए गए कोड के अनुसार सटीक रूप से स्थित और स्थानांतरित किया जाता है। इससे जटिल 3डी प्रोफाइल को स्वचालित रूप से ग्राइंड करना संभव हो जाता है।
4. - सामान्य पीसने की प्रक्रियाओं में बेलनाकार पीसना (बाहरी या आंतरिक सतहें), सतही पीसना (समतल सतहें), केंद्ररहित पीसना और प्रोफाइल पीसना शामिल हैं।
5. - सीएनसी ग्राइंडिंग मशीनों से बने पुर्जों के लिए उच्च स्तर की सटीकता और सतह की फिनिशिंग की आवश्यकता होती है। ये अक्सर कैमशाफ्ट, बॉल बियरिंग, गियर जैसे सटीक यांत्रिक घटक होते हैं।
6. - सीएनसी ग्राइंडिंग का उपयोग करने वाले उद्योगों में ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस, चिकित्सा और सामान्य विनिर्माण शामिल हैं, जहां सटीक सहनशीलता महत्वपूर्ण होती है।
7. परंपरागत पिसाई की तुलना में इसके फायदों में दोहराने योग्य सटीकता, बहु-अक्षीय नियंत्रण और जटिल आकृति और प्रोफाइल को बिना किसी की देखरेख के पीसने की क्षमता शामिल है।

संक्षेप में, एक ग्राइंडिंग सीएनसी मशीन कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल सिस्टम द्वारा नियंत्रित स्वचालित एब्रेसिव व्हील मशीनिंग के माध्यम से धातु के पुर्जों को सटीक आकार देती है।

10. स्वचालित टूल परिवर्तन वाली सीएनसी मशीन के बारे में मुख्य बिंदु इस प्रकार हैं:

1. - इसमें एक टूल मैगज़ीन/कैरोसेल है जिसमें मशीन के कार्यक्षेत्र के बगल में ड्रिल, मिल, राउटर आदि जैसे कई उपकरण रखे जा सकते हैं।
2. - स्वचालित टूल चेंजर सीएनसी मशीनिंग प्रक्रिया के दौरान आवश्यकतानुसार उपकरणों को मैन्युअल हस्तक्षेप के बिना त्वरित और स्वचालित रूप से बदलने की सुविधा प्रदान करता है।
3. - मैनुअल टूल बदलने की तुलना में, यह गैर-कटिंग समय को कम करके उत्पादकता में उल्लेखनीय सुधार करता है। कई टूल की आवश्यकता वाले जटिल पुर्जों को प्रक्रिया को रोके बिना मशीनिंग किया जा सकता है।
4. - सीएनसी नियंत्रण के तहत स्वचालित टूल चेंजिंग आर्म का उपयोग करके टूल को रोबोटिक रूप से मैगज़ीन से उठाया/बदला जाता है और स्पिंडल पर लगाया जाता है।
5. - यह मशीन की उपकरण वहन क्षमता को एक उपकरण से अधिक बढ़ा देता है, जिससे उपकरणों को मैन्युअल रूप से पुनः लोड किए बिना अधिक जटिल भागों की मशीनिंग करना संभव हो जाता है।
6. - उत्पादन प्रक्रिया को रोके बिना ही खराब या घिसे हुए औजारों को तुरंत बदला जा सकता है। इससे विश्वसनीयता और कार्य समय में सुधार होता है।
7. - प्रत्येक बदलाव के बाद ज्यामितीय सटीकता सुनिश्चित करने के लिए स्वचालित उपकरण अंशांकन भी संभव हो सकता है।
8. - यह सीएनसी मशीनिंग को न्यूनतम मानवीय हस्तक्षेप के साथ अधिक कुशल लाइट-आउट/मानवरहित उत्पादन की ओर ले जाता है।

संक्षेप में कहें तो, स्वचालित टूल चेंजिंग से सीएनसी मशीनों की लचीलता और उत्पादकता में सुधार होता है।