हेलिकल ब्रोचिंग एस.पी.एम.

 

मागील अंकात आपण ट्यूब बोअरिंग या लेखामधून एस.एम.ई.डी. तसेच पोका-योके यासारखी तंत्रे वापरून एस.पी.एम.चा वापर अधिक किफायतशीर कसा होतो हे पाहिले. या अंकात आपण अजून एका नाविन्यपूर्ण यंत्रपद्धतीचा वापर करून बनविलेल्या एस.पी.एम.बद्दल माहिती घेणार आहोत. हे एस.पी.एम. प्रामुख्याने हेलिकल ब्रोचिंगसाठी बनवले आहे.

 

कोणत्याही कार्यवस्तूच्या बोअरमध्ये किंवा बाहेरील व्यासावर ठराविक आकाराचे आणि ठराविक मापाचे गाळे किंवा खाचा (स्लॉट) करण्यासाठी सामान्यत: ब्रोचिंग उपयोगात आणले जाते. यामध्ये वापरल्या जाणाऱ्या टूलला ब्रोच म्हणतात. ब्रोच हा एकापुढे एक क्रमाने असलेल्या अनेक दात्यांचा (कटिंग पॉइंट) बनलेला असतो. प्रत्येक दाते (टूथ) कार्यवस्तूच्या संपर्कात आले की, ठराविक मटेरियल (चित्र क्र.1) ओरबाडून काढतो.

 

 

आवश्यकतेनुसार त्या त्या कामाची गरज बघून प्रत्येक ब्रोच खास आकाराचे आणि विशिष्ट मापाचे बनवून घेतले जाते. शिवाय हे ब्रोच केवळ त्याच कामासाठी वापरता येतात. (चित्र क्र. 2)

 

 

ढोबळमानाने दोन प्रकारे ब्रोचिंग केले जाते. पहिल्या प्रकारात ब्रोचवर एका बाजूने दाब देऊन, पकडलेल्या कार्यवस्तूमधून तो पुढे ढकलला जातो. त्याला पुश टाईप ब्रोचिंग (चित्र क्र. 3) म्हणतात. दुसऱ्या प्रकारात ब्रोच एका बाजूने पकडून ओढला जातो. त्याला पुल टाईप ब्रोचिंग (चित्र क्र. 4) म्हणतात. असे ब्रोचिंग हे नेहमी प्रेस मशिनवर केले जाते.

 

 

प्रत्येक ब्रोचवर असलेल्या दात्यांचे दोन मुख्य भाग केले जातात. जिथे जास्त मटेरियल ओरबाडून काढले जाते, त्यासाठी सुरुवातीचे दाते रफ यंत्रणासाठी वापरले जातात. जिथे अतिशय कमी मटेरियल काढले जाऊन त्या पृष्ठभागावरचे सरफेस फिनिशपण चांगल्या दर्जाचे आणले जाते, तिथे शेवटचे काही दाते हे फिनिशिंगसाठी वापरले जातात. (चित्र क्र. 5)

 

 

बहुतांशी ब्रोचिंगमध्ये ब्रोच एका दिशेने सरळरेषेत पुढे जातो. त्याला लिनिअर ब्रोचिंग म्हणतात. आमच्या एका ऑटोमोबाईल कंपनीला लागणाऱ्या कार्यवस्तू पुरविणाऱ्या ग्राहकाने आम्हाला एक आव्हानात्मक एस.पी.एम. बनविण्यासाठी विचारणा केली. त्यांच्याकडील एका कार्यवस्तूच्या आतील बोअरवर चक्राकार किंवा नागमोडी (हेलिकल) आकाराच्या खाचा आवश्यक होत्या. (चित्र क्र. 6) त्या खाचांचा आकार आणि त्यावरील सरफेस फिनिश हे दोन्ही निकष अतिशय काटेकोर होते. शिवाय या कार्यवस्तूचे मोठ्या संख्येने उत्पादन करण्याची गरज होती. त्यामुळे या यंत्रणासाठी एस.पी.एम. बनवणे हाच एक उत्तम पर्याय होता.

 

 

नागमोडी आकाराच्या खाचा दोन प्रकारच्या असू शकतात, उजव्या दिशेच्या (राईट हँड) आणि डाव्या दिशेच्या (लेफ्ट हँड). या खाचा पाडण्यासाठी कोणत्याही मशिनवर ब्रोचला दोन प्रकारच्या हालचाली मिळण्याची गरज असते. एक म्हणजे एका दिशेने सरळ रेषेत (लिनिअर) पुढे जाणे आणि दुसरे म्हणजे त्याचवेळी तो ब्रोच कोनीय दिशेने (अँग्युलर) फिरणे. या लिनिअर आणि अँग्युलर हालचालींचे योग्य ते सिंक्रोनायझेशन साधले की, अपेक्षित असा कोन (हेलिक्स अँगल) मिळू शकतो. त्यामुळे हेलिकल ब्रोचिंगसाठी एस.पी.एम.ची संकल्पना ठरविताना आमच्यापुढे दोन प्रकारची आव्हाने होती. हेलिकल आकार येण्यासाठी रॅमसारखी रचना असणारे प्रेस मशिन पुरेसे नव्हते, तर त्यामध्ये स्पिंडलसारखी रचना करून त्याला उजव्या किंवा डाव्या बाजूने फिरविण्याची तरतूद करणे गरजेचे होते. या रचनेमुळेच हे मशिन जरी एस.पी.एम. असले तरी बहुउद्देशी ठरणार होते. तसेच हेलिकल आकाराच्या खाचांची सुरुवात ठराविक ठिकाणी होण्याच्या दृष्टीने ब्रोच उभ्या स्थितीत (पोझिशन) असतील असे ठरविणे गरजेचे होते. यासाठी ब्रोचच्या उत्पादकाबरोबर संवाद साधणे आवश्यक होते.

 

त्यानंतर वर उल्लेख केल्याप्रमाणे यासाठी लागणारा ब्रोच तयार करून घेणे गरजेचे होते. त्यासाठी आम्ही आणि ग्राहक संयुक्तपणे ब्रोच बनविणाऱ्या योग्य उत्पादकाचा शोध घेऊन त्याच्याकडून कार्यवस्तूसाठी अपेक्षित भूमितीचा (जॉमेट्री) ब्रोच मिळण्याच्या दृष्टीने यश मिळवले. यातून आम्हाला ब्रोचची नेमकी रचना आणि त्याची लांबी याची मापे मिळाली. यामुळेच आम्हाला अक्षाचा स्ट्रोक ठरविता आला. शिवाय ब्रोचच्या अक्षाची स्थिती ठरविण्यासाठी आवश्यक ती माहिती मिळाली. (चित्र क्र. 7)

 

 

सर्वप्रथम आम्ही या एस.पी.एम.ची संकल्पना ठरवताना ब्रोच एका स्पिंडलवर बसवून त्याचा अक्ष (ॲक्सिस) उभा (व्हर्टिकल) ठेवण्याचे ठरविले. (चित्र क्र. 8) स्पिंडलला अपेक्षित असलेल्या सरळ आणि कोनीय हालचालीसाठी दोन सर्व्हो ड्राईव्ह बसवले. योग्य संगणक प्रणाली वापरून कार्यवस्तूवर योग्य ते ब्रोच वापरून वेगवेगळे कोन (हेलिक्स अँगल) मिळवता येतील अशी तरतूददेखील करण्यात आली. यंत्रण होताना ब्रोचवर येणारा लोड आणि त्यावर मात करण्याच्या दृष्टीने स्पिंडलवर आवश्यक असलेली पॉवर आणि टॉर्क यांचे गणित मांडून सर्व हालचाली सुरळीत होण्यासाठी खास पॉवर पॅक डिझाईन करून बनवून घेतला. या दोन्ही ड्राईव्हच्या हालचालींच्या समन्वयामुळे अपेक्षित असलेला हेलिक्स कोन आणि हेलिक्सचा हँड कार्यवस्तूवर मिळवू शकतो. ब्रोचिंगमध्ये अनेक दात्यांनी यंत्रण होत असल्याने ते सुरळीत होण्याच्या दृष्टीने शीतक पंप आणि शीतक टाकीची तरतूद केली.

 

 

या मशिनच्या स्वयंचलित आवर्तनामध्ये (ऑटो सायकल) एका पाठोपाठ होणाऱ्या क्रिया आणि त्या अनुषंगाने होणाऱ्या हालचाली वाचकांच्या सोयीसाठी व्हिडीओमध्ये दाखवल्या आहेत. त्यासाठी शेजारील QR कोड आपल्या मोबाईलवर स्कॅन करा.

 

 

 

ब्रोच हे टूल एच.एस.एस. मटेरियलपासून बनवलेले असल्याने एक तर ते अतिशय महाग असते, शिवाय त्यामध्ये कोबाल्टचे प्रमाण थोडेसे जास्त असल्यामुळे प्रत्यक्ष यंत्रणाच्यावेळी जर ब्रोच नीट हाताळला गेला नाही तर त्याच्या दात्यांचे टवके उडण्याची शक्यता जास्त असते. त्यामुळे या मशिनवर काम करणाऱ्या कामगाराच्या मनात कायम अनामिक भीती असायची. कामगाराची ही भीती काढून टाकण्याच्या दृष्टीने आम्ही मशिन डिझाईन करतानाच ‘एफ.एम.ई.ए.’ (Failure Mode Effect Analysis) या तंत्राचा अवलंब करावयाचे ठरवले. हे तंत्र वापरताना एखाद्या कार्यपद्धतीचा अवलंब केल्यावर यातून उद्भवणारे संभाव्य धोके अनुभवी व्यक्तीकडून आधीच हेरले जातात. ते संभाव्य धोके टाळण्यासाठी सुरुवातीपासूनच उपाय योजले जातात. या एस.पी.एम.च्या बाबतीत किंमती ब्रोच तुटणे या धोक्याची प्रमुख कारणे शोधली. ब्रोचिंग करताना ब्रोचवर जर अवाजवी लोड आला किंवा ब्रोच तिरपा जाऊन मध्येच अडकून बसला, तर तो काढताना तुटण्याची शक्यता जास्त असते. सामान्यतः बहुतेक मशिनवर काही वावगे घडतेय असे लक्षात येताच मशिन आहे तिथे थांबविण्याच्या दृष्टीने ‘इमर्जन्सी स्टॉप’ बटण दिलेले असते, तसे याही मशिनवर दिले. शिवाय या दोन्ही गोष्टींवर नियंत्रण आणण्याच्या दृष्टीने आम्ही स्वयंचलित आवर्तनामध्ये दोन गोष्टींचा अंतर्भाव केला. एक म्हणजे मुख्य सर्किटमध्ये ओव्हरलोड सेन्सर बसवून मशिनवर लोड आल्यावर ते आहे तिथे थांबण्याची तरतूद केली. त्यामुळे ब्रोच तुटण्यापूर्वीच मशिन जागेवर थांबवले जाते. ब्रोच मध्येच अडकून बसल्यावर प्रोग्रॅमिंगमध्ये एक वैशिष्ट्यपूर्ण ‘पॉज’ची सोय केली. अशा पॉजच्यावेळी ओव्हरलोडने मशिन मध्येच थांबल्यावर प्रोग्रॅम दोन पर्याय विचारतो. सायकल रिट्रॅक्ट करायची की, थांबली आहे तिथून पुढे सुरू करायची. या काळात नेमके काय घडले, याचे निरीक्षण आणि विश्लेषण करून योग्य तो पर्याय निवडून पुढील आदेश (कमांड) मॅन्युअली दिले जातात. हे वैशिष्ट्य मशिनच्या संकल्पनेच्यावेळीच सुचविल्यामुळे ग्राहकाच्या प्रतिक्रिया आमच्या दृष्टीने एकदम सुखावह होत्या.

 

एस.पी.एम. असूनदेखील ते बहुउद्देशी ठरणे, योग्य ती तंत्रे अपेक्षित ठिकाणी चपखल वापरणे, मशिनचे डिझाईन त्यावर काम करणाऱ्या कामगाराला अतिशय सुलभपणे वापरण्यायोग्य सुटसुटीत करून देणे, या आमच्याकडील कुशलतेमुळे ग्राहकांकडून आम्हाला वारंवार मागणी (ऑर्डर) येत असते. ग्राहकांच्या पसंतीला उतरण्याच्या दृष्टीने आमचे सातत्याने प्रयत्न सुरू असतात.