अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल

 

 

या प्रणालीमध्ये कार्यवस्तू आणि टूल यांच्या मटेरियलनुसार आवश्यक असणारे सरकवेग (फीड), स्पिंडल वेग, कापाची खोली (डेप्थ ऑफ कट) आपोआप घेतले जातात. या ठिकाणी आणखी एक मुद्दा मांडावासा वाटतो की, सध्याच्या प्रगत सी.एन.सी. प्रणालीमध्ये एक फार मोठी त्रुटी अनुभवाला येते. सी.एन.सी. मशीनमधील यंत्रण पॅरामीटर (सरकवेग, स्पिंडल वेग, कापाची खोली) हे ऑफलाइन प्रोग्रॅम केलेले असतात. मशीन चालू असताना त्यात कोणतेही बदल आपोआप होत नाहीत. याचा परिणाम म्हणून बहुतेक सर्व सी.एन.सी. मशीन क्षमतेपेक्षा कमी क्षमतेने काम करतात. मशीन पूर्ण क्षमतेने काम करण्यासाठी अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल हे अतिशय योग्य असे उत्तर आहे. अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोलमध्ये मशीनचे अखंडितपणे मॉनिटरिंग करून यंत्रण बल, टॉर्क, थ्रस्ट, कंपने मोजली जातात. त्याचबरोबर यंत्रण बल, प्रक्रिया आणि टूलची अवस्था यांचीपण माहिती असते.

सध्याच्या अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल यंत्रणामध्ये मायक्रो प्रोसेसरवर आधारित नियंत्रण (कंट्रोल) असते आणि ते सी.एन.सी. प्रणालीशी जोडलेले असतात. यामध्ये फीडबॅक नियंत्रण आणि ऑप्टिमल नियंत्रण अशा दोन्ही पद्धतीने नियंत्रण करता येते.

अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोलचे कार्य

तपास (आयडेंटिफिकेशन), निर्णय (डिसिजन), सुधारणा (मॉडिफिकेशन) अशी अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोलची तीन कामे असतात.
· तपास : यामध्ये प्रक्रिया किंवा प्रणालीची सध्याची कामगिरी ठरविली जाते. यासाठी फीडबॅक डाटाचा वापर केला जातो.

·निर्णय कार्य : प्रणालीची कामगिरी ठरविल्यानंतर पुढचे कार्य म्हणजे प्रक्रिया कामगिरी वाढविण्यासाठी नियंत्रण यंत्रणा कशी समायोजित (अॅडजस्ट) करावयाचे ते ठरविणे. यासाठी डिझायनरने पूर्वी तयार करून ठेवलेली लॉजिक डिसिजन प्रोसिजर वापरले जाते.

·सुधारणा कार्य : यामध्ये प्रत्यक्ष यांत्रिकी बदल घडतो. हे एक हार्डवेअर कार्य आहे. सिस्टिम पॅरामीटर किंवा चल (व्हेरिएबल) अशा पद्धतीने बदलायचे की संपूर्ण प्रक्रिया इष्टतम परिस्थितीत चालेल.


अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल प्रणाली (AC)

अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल प्रणाली
(चित्र क्र. 1) ही एक फीडबॅक प्रणाली (सिस्टिम) असून त्यामध्ये यंत्रणवेग आणि सरकवेग आपोआप सी.एन.सी. प्रणालीमध्ये घातले जातात आणि कामाच्या गरजेप्रमाणे आपोआप बदलले जातात.

सी.एन.सी. मशीन

सी.एन.सी. मशीनमध्ये नियंत्रकामधील (कंट्रोलर) सी.एन.सी. प्रोग्रॅम येतो. या प्रोग्रॅममध्ये अॅक्सिस मोशन आणि यंत्रणासाठी ड्राइव्हला आवश्यक आज्ञा असतात. त्याचप्रमाणे मशीनवरील होणारी अक्षाची हालचाल आणि त्याची माहिती सी.एन.सी. प्रणालीला पुरविली जाते. केलेल्या प्रोग्रॅमप्रमाणे मशीनवर यंत्रण प्रक्रिया कार्यान्वित होत असते.

 

 

मशीनवर टॉर्क आणि मोटरचा विद्युत प्रवाह (करंट) मोजणारे संवेदक (सेन्सर) बसविलेले असतात. यंत्रण होत असताना मशीनवरील टॉर्क आणि विद्युत प्रवाह सारखे बदलत असतात. म्हणून या चल पॅरामीटरमधील बदलांचे संकेत (सिग्नल) अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोलरला दिले जातात. अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोलरमध्ये टॉर्क आणि विद्युत प्रवाहाची सर्वसाधारण मूल्ये साठविलेली असतात. बदललेली मूल्ये आणि साठविलेल्या मूल्यांचा अभ्यास करून अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल मशीनच्या स्पिंडल वेग आणि सरकवेगात बदल करतो. स्पिंडल वेग आणि सरकवेग, टॉर्क आणि विद्युत प्रवाहाच्या मूल्यांमध्ये बदल घडवीत असल्यामुळे स्पिंडल वेग आणि सरकवेग बदलला तर टॉर्क आणि विद्युत प्रवाहाची मूल्येही बदलतात. ओळख (आयडेंटीटी) कार्याद्वारे टॉर्क आणि विद्युत प्रवाहाची मूल्ये ओळखली जातात. निर्णय (डिसिजन) कार्याद्वारे निर्णय घेतला जातो आणि सुधारणा (मॉडिफिकेशन) कार्याद्वारे सुधारित मूल्ये सी.एन.सी. प्रणालीला दिली जातात.

सी.एन.सी. मशीनवर प्रोग्रॅम तयार करत असताना धारदार टूल वापरात आहे, असे गृहित धरले जाते. यंत्रण होत असताना टूलची धार गेली म्हणजेच टूल बोथट झाले तर प्रोग्रॅमप्रमाणे सरकवेग, कापाची खोली यांची मूल्ये कार्यान्वित करताना अक्षीय मोटर जास्त विद्युत प्रवाह घेते, जास्त टॉर्क निर्माण होतो आणि त्याचा दाब, बॉल स्क्रू, स्पिंडल आणि कार्यवस्तूवर पडतो. त्याचप्रमाणे कास्टिंगमध्ये जर कठीण मटेरियल असेल (धातू वितळवून तयार करताना घातलेले स्टील बोल्ट, स्टील मटेरियल) तर यंत्रण होताना जास्त टॉर्क, जास्त शक्ती लागते. जास्तीचा टॉर्क बॉल स्क्रू, स्पिंडल, कार्यवस्तूवर दाब टाकतो. त्याचा परिणाम म्हणून यांत्रिकी बिघाड होऊ शकतो. व्यवहारात मशीनमध्ये वापरली जाणारी अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल प्रणाली दोन भागात वर्गीकृत केली जाते.

1. अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल ऑप्टिमायझेशनसह (ACO) : ही एक अद्ययावत क्लोज्ड् लूप कंट्रोल प्रणाली असून ती स्वयंचलितपणे काम करते. यामुळे टूल कार्यवस्तूच्या मटेरियलमधील फरकातसुद्धा योग्य पद्धतीने काम करते. टॉर्क, तापमान आणि कंपने (व्हायब्रेशन) संवेदकाद्वारे मोजली जातात. ही माहिती अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल घेतो आणि त्यावरून योग्य कामगिरीसाठी सरकवेग आणि वेगाची मूल्ये मिळवितो.

2. अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल मर्यादांसह (ACC): ज्यावेळी यंत्रण बल आणि टॉर्क जास्त असतात, त्यावेळी कटर मोडतो किंवा पिळवटला जातो. उत्पादनक्षमता चांगली मिळविण्यासाठी जास्तीतजास्त सरकवेग आणि यंत्रण वेगाचा वापर करावा लागतो. ACC प्रणाली नेमके हेच काम करते. सरकवेग आणि यंत्रणवेग मोजून आणि प्रोग्रॅममधील या दोन पॅरामीटरची मूल्ये लक्षात घेऊन सरकवेग आणि यंत्रण वेग समायोजित करतो. त्यामुळे टूल मोडण्यापासून वाचते आणि शक्य असेल तेवढा सरकवेग आणि स्पिंडलचा वेग घेते. याद्वारे योग्य असे उत्पादन घेता येते.

ACO मध्ये कमाल (मॅक्सिमम) उत्पादन किंवा कमीतकमी यंत्रण खर्च या दोन गोष्टी इष्टतम (ऑप्टिमाइज) करण्याचा प्रयत्न असतो. तर, ACC मध्ये स्पिंडल वेग/सरकवेग जास्तीतजास्त ठेवले जातात, ज्यामुळे मशीनकडून कमाल टॉर्क, बल किंवा शक्ती मिळू शकते.

जेव्हा कठीण मटेरियलवर (टायटॅनिअम आणि स्टेनलेस स्टील) यंत्रण करावयाचे असते तेव्हा अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल प्रणालीचा चांगला उपयोग होतो. योग्य सरकवेग आणि यंत्रण वेग, अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल प्रणालीमध्ये आपोआप निवडला जातो. त्यासाठी वेगळी आकडेमोड करण्याची गरज नसते. यामुळे टूलचे आयुर्मानही चांगले मिळते.

 अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल यंत्रणाची व्याख्या

 

मोजण्यात येणारी चले

1. स्पिंडल बल

2. टॉर्क

3. यंत्रण तापमान

4. शक्ती

5. विस्थापन (डिफ्लेक्शन)

स्पिंडल बल, टॉर्क, यंत्रण तापमान, विस्थापन यासाठी स्वतंत्र संवेदक वापरले जातात. मोटरला दिलेला विद्युत दाब आणि विद्युत प्रवाह यांच्याद्वारे अश्वशक्ती (हॉर्स पॉवरमध्ये) मोजून काढली जाते.

अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल कुठे वापरायचा ?

· ज्या ठिकाणी कार्यवस्तूमधील बदल (वेगवेगळे प्रकार, आकार) अधिक आहे.

· ज्या ठिकाणी मशीन टूल चालविण्याचा खर्च जास्त आहे.

· ज्या मशीनवर स्टील, टायटॅनिअम आणि अधिक ताकद असलेल्या मिश्रधातूंचे यंत्रण करावयाचे आहे.

· कार्यवस्तूच्या आकारातील बदल

· कार्यवस्तूची बदलणारी कठीणता (हार्डनेस) आणि बदलणारी यंत्रणक्षमता (मशीनॅबिलिटी)

· कार्यवस्तूची बदलणारी दृढता (रीजिडिटी)

· टूलची झीज

मर्यादांसह अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल (अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल विथ कंस्ट्रेंट ACC)

मर्यादांसह यंत्रण करण्याचा प्रोग्रॅम APT प्रोग्रॅममधून केला जातो. यामध्ये सरकवेग आणि बले (फोर्स) यांच्या मर्यादांचा विचार केला जातो. APT पोस्ट प्रोसेसरकडून आलेला प्रोग्रॅम मशीनला दिला जातो.

सी.एन.सी. इंटरफेस प्रणालीमध्ये प्रोग्रॅम केलेल्या फीड, स्पिंडल वेगाची माहिती असलेल्या डाटानुसार मशीनवरील हालचाल केली जाते. (हालचाल म्हणजे अॅक्सिस मोशन आणि स्पिंडल मोशन) ऑप्टिमायझरकडून इष्टतम (ऑप्टिमल) यंत्रण पॅरामीटर आणि यंत्रण बलाची मूल्ये सी.एन.सी. ला दिली जातात. ऑप्टिमायझरला ध्वनी लहरी

(अॅकॉस्टिक एमिशन), बले आणि कंपनांची माहिती व्हायब्रेशन प्रोसेस मॉडेलद्वारे टूलची झीज आणि पृष्ठावरील खडबडीतपणा यांच्या स्वरूपात यंत्रण पॅरामीटरद्वारे पोहोचविली जाते.

भूमितीय अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोल (GAC)

· GAC चा उपयोग फिनिश यंत्रणामध्ये केला जातो.
· GAC मध्ये टूलचे विस्थापन आणि झीज प्रत्यक्ष काम होताना भरून काढली जाते.
· GAC ची दोन प्रमुख वैशिष्ट्ये असतात. एक म्हणजे आवश्यक असणाऱ्या मोजमापांची अचूकता आणणे. दुसरे वैशिष्ट्य म्हणजे टूल झीज आणि टूल विस्थापन असूनसुद्धा पृष्ठीय फिनिश योग्य ठेवणे.

GAC मधील त्रुटी

1. फ्लँक झीज आणि क्रेटर झिजेमुळे मोजमापांच्या अचूकता आणि पृष्ठीय फिनिशवर फरक पडतो. कारण यंत्रण होत असताना यात बदल होत जातात.
2. प्रत्यक्ष काम चालू असताना ही मूल्ये मोजता येत नाहीत. त्याचबरोबर त्यांचा अंदाजपण नेमकेपणाने मांडता येत नाही.

उदाहरण

फाउंड्रीमधून फोर्जिंग आणि कास्टिंग काढली जातात. फाउंड्रीतील फर्नेसमध्ये अनेक प्रकारचे इतर स्क्रॅप मटेरियलसुद्धा घातले जाते. त्यामध्ये स्टील, बोल्ट, स्टील नटसारखे मटेरियल असते. काहीवेळा कठीणता जास्त असलेले भागसुद्धा वितळवून कास्टिंग काढण्यासाठी फर्नेसमध्ये घातले जातात. फोर्जिंग किंवा कास्टिंग पूर्ण झाल्यानंतर त्यांना यंत्रण करण्यासाठी मशीनवर लावले जाते. सी.एन.सी. मशीनवर सदर कास्टिंगचे यंत्रण होत असताना ज्याठिकाणी कठीणता जास्त असेल त्या ठिकाणी टूल तुटते. त्यामुळे टूल बदलावे लागते आणि त्याबरोबर कास्टिंगवर खड्डा येतो. अॅडॅप्टिव्ह कंट्रोलचा वापर केल्यास जिथे कठीणता जास्त असते त्याठिकाणचे यंत्रण होत असताना, सरकवेग आणि स्पिंडलवेग आपोआप कमी केले जातात आणि टूल तुटत नाही. त्यामुळे टूलचा खर्च आणि मशीनचा डाउनटाइम वाचतो.