मल्टी स्पिंडल स्लायडिंग हेड मशीन

 

 

आकाराने छोट्या आणि बहुसंख्येने बनणाऱ्या यंत्रभागांसाठी त्यांची अचूकता आणि आवर्तन काळ या 2 अतिशय महत्त्वाच्या गोष्टी आहेत. अचूकतेमध्ये असलेला थोडासा फरक किंवा आवर्तन काळातील वाढलेले काही सेकंद त्या उत्पादनाच्या किफायतशीरपणाबद्दल प्रश्न उपस्थित करतात. अचूकतेत सातत्य असलेले वेगवान उत्पादन स्वयंचलितपणे देणाऱ्या मल्टी स्पिंडल स्लायडिंग हेडचे तपशील देणारा लेख.

 

 

स्वित्झर्लंडच्या जुरा प्रदेशात मुख्यालय असणारे, स्वयंचलित (ऑटोमॅटिक) टर्निंग मशीनचे निर्माते टॉरनॉस, हे स्लाइडिंग हेडस्टॉक तंत्रज्ञान किंवा स्विस प्रकारच्या स्वयंचलित लेथचे प्रणेते आहेत. 1880 पासून, हा प्रदेश संपूर्ण विश्वाला उच्च अचूकता असलेल्या स्वयंचलित टर्निंग मशीनचा पुरवठा करण्यासाठी सुप्रसिद्ध आहे.

 

 

आमच्याकडे दोन मूलभूत प्रकारचे स्लाइडिंग हेड आहेत. सिंगल स्पिंडल आणि मल्टी स्पिंडल. सिंगल स्पिंडलमध्ये काउंटर स्पिंडल आणि गाइड बुश यांच्यासह फक्त एक मुख्य स्पिंडल असते. स्लाइडिंग हेडच्या मूलभूत संकल्पना सगळीकडे एकसारख्याच असतात, परंतु स्विस प्रकारातील मशीनमध्ये गुणवत्ता, काटेकोरपणाची (प्रिसिजन) पातळी, अचूकता, टूलची संख्या आणि वैशिष्ट्यांची (फीचर) संख्या अधिक असते. सिंगल स्पिंडलमध्ये आम्ही मशीनला बारचा व्यास आणि अक्षांची संख्या या दोन निकषांवर परिभाषित करतो. उदाहरणार्थ, जर मशीनमध्ये 6 लिनीअर अक्ष असले आणि बारची जास्तीतजास्त क्षमता 1 इंच असेल, तर मशीनचे मॉडेल GT26/6 असे परिभाषित केले जाते.

 

 

5 अक्षीय स्लाइडिंग हेड, 5 अक्षीय मशीनिंग सेंटरपेक्षा वेगळे असते, कारण त्यात सर्व अक्ष केवळ लिनीअर अक्ष असतात. याव्यतिरिक्त, मुख्य स्पिंडल आणि काउंटर स्पिंडल या दोन्हीसाठी 2 रोटरी अक्ष असतात, ज्याला C अक्ष म्हणतात. त्यामुळे, कोणतेही मिलिंग किंवा ऑफ सेंटर ड्रिल/टॅपिंग करणे शक्य असते.

 

 

सोबत दिलेल्या चित्रांमध्ये दाखविल्याप्रमाणे गँग टूलसाठी दोन्ही बाजूंनी लिनीअर अक्ष दिले आहेत. जर आपल्याला बॅलन्स कट किंवा काही हेवी मशीनिंग करावयाचे असेल, तर दोन्ही गँग वैयक्तिकरित्या काम करतील आणि यंत्रभागाचे यंत्रण करतील. काउंटर स्पिंडल ऑपरेशनसाठी वेगळे मिलिंग युनिट असू शकते.

टॉरनॉस बाजारातील अॅप्लिकेशन आणि गरजेनुसार बहुअक्षीय मशीनमध्ये विविध मॉडेल तयार करतात.

 

उदाहरणार्थ, GT प्रकारच्या मशीनवर आपण एकाच वेळी 5 अक्षांवर यंत्रण करू शकतो. त्यामुळे, पॉलिगॉन, गिअर हॉबिंग, थ्रेड व्हर्लिंग, थ्रेड रोलिंग, इनक्लाइन्ड मिलिंग यांसारखी विविध प्रकारची यंत्रणाची कामे या मशीनवर करणे शक्य आहे.

 

या लेखात आपण मल्टी स्पिंडल स्लाइडिंग हेडविषयी चर्चा करणार आहोत. टॉरनॉसने 1988 मध्ये जगातील पहिले सी.एन.सी. मल्टी स्पिंडल मशीन (मॉडेल - CNC 632) बनविले होते.

मल्टी स्विस उत्पादन पद्धत मल्टी स्पिंडल आणि सिंगल स्पिंडल टर्निंग मशीनमधील एक क्रांतिकारक दुवा आहे. मल्टी स्विस मशीन हे सिंगल स्पिंडल मशीनइतकेच चालवायला आणि प्रोग्रॅम करायला सोपे असून 5 पट अधिक उत्पादक आहे. त्यामुळे उत्पादनात गुणवत्ता आणि सातत्य या दोन्ही बाबतीत लक्षणीय सुधारणा होते.

 

 

टॉरनॉसचे मल्टी स्विस मशीन गुंतागुंतीच्या यंत्रभागांच्या उत्पादनाच्या बाबतीत एक अभिनव दृष्टिकोन सादर करते.

या मशीनवरील यंत्रण 

 

 

 

हे मशीन 16 मिमी., 32 मिमी. (6 स्पिंडल व्हर्जन) आणि 26 मिमी. (8 स्पिंडल व्हर्जन) अशा तीन व्यासांच्या श्रेणींमध्ये उपलब्ध आहे. अत्याधुनिक ऑपरेशन करण्यासाठी विविध प्रकारच्या टूलनी सज्ज करता येणारे हे मशीन, खऱ्या अर्थाने मशीनिंग सेंटर म्हणता येतील. मल्टी स्विस मशीन, सिंगल आणि मल्टी स्पिंडल मशीनमधील अंतर भरून काढते आणि त्या दृष्टीने ते क्रांतिकारकच म्हटले पाहिजे. टॉरनॉसच्या मल्टी स्विसमध्ये त्याच्या बॅरलच्या इंडेक्सिंगसाठी टॉर्क मोटर तंत्रज्ञानाचा वापर करणारी 6 ते 8 मोबाइल स्पिंडल दिलेली असून, ते अतिशय वेगवान आहे. कॅमद्वारा चालविल्या जाणाऱ्या मल्टी स्पिंडल टर्निंग मशीनएवढाच आवर्तन काळ ते देऊ शकते.

 

 

• मशीनच्या यंत्रण क्षेत्रापर्यंत पुढच्या बाजूने पोहोचता (अॅक्सेस) येते.

• सेटअप बदलणे सहज शक्य आहे.

• अजोड प्रवेश योग्यता (अॅक्सेसिबिलिटी)

•पूर्णपणे एकात्मिक (इंटिग्रेटेड) उपसाधने (पेरिफेरल)

•लवचिकता

•प्रत्येक स्टेशनसाठी स्वतंत्र यंत्रण वेग आणि स्थाननिश्चिती पोझिशनिंग

•उपकरणांसाठी प्लग अँड रन प्रणाली

•Y अक्ष वैकल्पिक

•एकात्मिक शीतन असलेले पूर्व समायोज्य हत्यारधारक

•चकर वैकल्पिक

 

 

 

• मशीनच्या सर्वसमावेशक उष्णता नियमनामुळे मिळणारी उत्तम अचूकता

• सर्वसमाविष्ट (ऑल-इन-वन) मशीन संकल्पना, त्यात बार फीडर, तेलाचा ट्रे आणि फिल्टरेशन यांचा समावेश

•टॉर्क मोटर असल्याने अतिशय वेगवान बॅरल इंडेक्सिंग आणि लॉकिंग टाइम नाही

•अल्प टॉलरन्स असणाऱ्या विविध प्रकारच्या यंत्रभागांचे विश्वासार्ह उत्पादन

• हायड्रोस्टॅटिक बेअरिंग वापरल्याने सुधारित फिनिश आणि टूलचा अजोड सेवाकाल

 

 

•टूलिंग खर्चामध्ये घट

•स्वार्फ चिप आणि धातूचे कण दूर नेणे आणि त्याचे व्यवस्थापन करणे याची उत्तम सोय असल्याने कामात कमीतकमी व्यत्यय येतो

•आकाराने आटोपशीर 

 

 

बॅरल हे या मशीनचे हृदयच असते, हे लक्षात घेऊन त्याचे डिझाइन आणि निर्मिती याकडे पूर्ण लक्ष दिले जाते. हे आटोपशीर असते आणि त्यात सिंक्रोनस मोटर असलेली 6 ते 8 पॉवर्ड स्पिंडल बसविता येतात. मल्टी स्पिंडल मशीन चालविताना उत्पादकता हीच यशाची गुरुकिल्ली असते, हे लक्षात घेऊन एक शतांश सेकंदाचीसुद्धा काळजी घेतली जाते आणि हल्लीच्या स्पर्धात्मक काळात हे पूर्वीपेक्षा जास्त महत्त्वाचे झाले आहे. मल्टी स्विस मशीनचे बॅरल सर्वच स्थितींमध्ये (पोझिशन) अधिकतम अचूकता देण्याची हमी देते. टॉर्क मोटर वापरणाऱ्या इंडेक्सिंग तंत्रज्ञानामुळे मल्टी स्विस 0.4 सेकंदाच्या आतच इंडेक्सिंग करू शकते आणि ते करताना आवाजाचा स्तरही कमीतकमी ठेवला जातो. हर्थ गिअरिंग नसल्याने, सामान्यतः बॅरलचे लॉकिंग आणि अनलॉकिंग करण्यात घालवावी लागणारी मौल्यवान सेकंद वाचविता येतात.

 

शक्तिशाली सिंक्रोनस मोटर असलेले स्पिंडल, मशीन प्रभावी गतीशीलतेने (डायनॅमिक्स) चालण्याची हमी देतात. यामध्ये गतिवर्धनाचा (अॅक्सिलरेशन) कालावधी अत्यंत कमी असतो आणि मिळणारा टॉर्क भरपूर असतो. वेग आणि विशिष्ट कोनीय स्थिती (पोझिशनिंग) यांच्या बाबतीत प्रत्येक स्पिंडल स्वतंत्र असते. दोन स्पिंडल दरम्यान आणि काउंटर स्पिंडलबरोबरदेखील, कोनीय स्थिती राखणे सुनिश्चित करता येते.

 

 

हायड्रोस्टॅटिक तंत्रज्ञान ही आमच्या मल्टी स्विस मशीनच्या यशाची गुरुकिल्ली आहे. प्रत्येक स्पिंडलमध्ये हायड्रोस्टॅटिक बेअरिंग दिलेल्या असतात. यंत्रण (मशीनिंग) होत असताना या तंत्रज्ञानामुळे अवमंदन आपोआपच वाढते. परिणामतः काही टूलचे आयुर्मान 30 टक्क्यांनी वाढते. या अतिरिक्त अवमंदनामुळे उत्कृष्ट फिनिश मिळू शकतो आणि कठीण मटेरियलचे यंत्रण सुलभ झाल्याने ऑपरेटर आरामात काम करू शकतो.

 

 

या मशीनच्या अचूकतेचे गमक तापमान प्रतिसाद (टेम्परेचर रीस्पॉन्स) वैशिष्ट्यात आहे. मशीनचे तापमान कटिंग ऑइलद्वारे पूर्णपणे नियंत्रित केले जाते आणि एका प्लेट उष्णता विनिमयकाद्वारे (हीट एक्स्चेंजर) कटिंग तेलाच्या तापमानाचे संनियंत्रण केले जाते. उत्पादन प्रक्रिया सुरळीत रहावी म्हणून मशीन बंद असतानासुद्धा, मशीनचे कोअर एका स्थिर तापमानावर (±0.5° सें.) ठेवले जाते.

यासाठी उष्ण/शीत प्रकारचा दुहेरी ट्रे मशीनमध्ये वापरला गेला आहे, जो कोअरचे तापमान सतत आणि काटेकोरपणे नियंत्रणात ठेवतो. मल्टी स्विसच्या हायड्रोस्टॅटिक तंत्रज्ञानाचे व्यवस्थापन करण्यासाठी कटिंग ऑइलचा उपयोग केला जातो आणि त्यामुळे मशीनचे भाग दूषित होण्याची कोणतीही जोखीम रहात नाही.

 

 

मल्टी स्विसचा आकार आटोपशीर असून ते सर्व बाजूने बंदिस्त असते. मशीन व्यवस्थित चालण्यासाठी लागणाऱ्या सर्व उपसाधनांची मशीनच्या मागच्या बाजूला आटोपशीरपणे जुळणी केलेली असते. मल्टी स्विसमध्ये बार फीडर तसेच स्वार्फ आणि तेलाच्या व्यवस्थापनाची दुहेरी फिल्टरेशन प्रणाली प्रत्येक मशीनमध्ये दिलेली असते. या प्रणालीत एक पेपर फिल्टर प्रणाली (50µ पर्यंतचे फिल्टरेशन) आणि एक अतिसूक्ष्म फिल्टर (5µ) दिलेले असतात. तेलाची वाफ बाहेर टाकण्याची प्रणाली (मिस्ट एक्स्ट्रॅक्टर), चिप कन्व्हेअर, अग्निसुरक्षा प्रणाली आणि उच्च दाबाचा शीतक पंप इत्यादी पर्यायही मशीनमध्ये उपलब्ध आहेत. या सर्व पर्यायांचा विचार मशीन डिझाइन करण्याच्या टप्प्यावरच केलेला असल्यामुळे मशीनचा फुटप्रिंट आपोआपच लहान होतो आणि मल्टी स्विस सहजपणे कोणत्याही कारखान्यात मध्यवर्ती ठिकाणी बसू शकते. उपसाधनांच्या स्मार्ट डिझाइनमुळे हे मशीन अतिशय आटोपशीर आहे. या वैशिष्ट्यांमुळे बार फीडरयुक्त सिंगल स्पिंडल मशीन किंवा समान क्षमतेचे कॅम प्रकारचे मशीन यांची जागा मल्टी स्विस मशीन सहजपणे घेऊ शकते.

मल्टी स्विस 8 x 26 आणि मल्टी स्विस 6 x 32 मशीनमध्ये पर्यायी स्टॅकर देऊन यंत्रभागांचा आवर्तन काळ कमी करता येतो.

 

 

पुणे येथील इंडो शॉटले कंपनीत सिंगल स्पिंडल आणि मल्टी स्पिंडल अशा दोन्ही प्रकारच्या स्लायडिंग हेड मशीनचा वापर केला जातो. या कंपनीचे उत्पादन व्यवस्थापक संतोष लांडे यांनी या मशीनच्या वापराविषयी सविस्तर माहिती दिली. ते म्हणाले, "ग्राहकाची नेमकी मागणी आणि संबंधित यंत्रभागाच्या ड्रॉइंगचा अभ्यास केल्यानंतर आम्ही तो यंत्रभाग सिंगल स्पिंडल सी.एन.सी लेथ, मोनो स्पिंडल स्लायडिंग हेड किंवा मल्टी स्पिंडलवर केला जाईल का, ते त्या यंत्रभागाच्या मोजमापनावरून ठरवितो. सिंगल स्पिंडलवर यंत्रभाग दोन, तीन किंवा चार सेटअपमध्ये करायला लागतात. तर स्लायडिंग हेड किंवा मल्टी स्पिंडलमध्ये तोच यंत्रभाग केवळ दोन सेटअपमध्ये आणि एकाचवेळी फिनिशही केला जातो. काही ठिकाणी विशिष्ट संदर्भ (रेफरन्स) असतात जसे की, काही ठिकाणी एका बाजूच्या पृष्ठभागाची दुसऱ्या बाजूच्या पृष्ठभागाशी समांतरता (पॅरलॅलिटी) हवी असते, त्या ठिकाणी जर कार्यवस्तूची हाताळणी वाढली तर आपल्याला हवी ती समांतरता मिळविण्यास अडचणी येतात. काही वेळा अंतर्गत व्यासाची अथवा बाह्य व्यासाची तोंडाच्या पृष्ठभागाशी (फेस) लंबता (स्क्वेअरनेस) अपेक्षित असते. अशावेळी जर क्लॅम्पिंग बदलले तर ती लंबता मिळविणे कठीण जाते. त्यामुळे अशा सर्व बाबींचा विचार करून यंत्रभाग सिंगल स्पिंडल किंवा मल्टी स्पिंडलवर करावयाचा हे निश्चित केले जाते. पॅरामीटर कमीतकमी सेटअपमध्ये करणे फायद्याचे असेल त्यावेळी आम्ही यंत्रभाग मल्टी स्पिंडलवर किंवा मोनो स्पिंडलला लावतो अन्यथा सी.एन.सी. लेथचा वापर करतो. मल्टी स्पिंडलला चेंज ओव्हर वेळ जास्त असतो त्यामुळे अधिक संख्येचे उत्पादन (व्हॉल्यूम) असलेले यंत्रभाग मल्टी स्पिंडलवर करणे फायद्याचे असते. मल्टी स्पिंडल मशीनवर किमान 20,000 यंत्रभागांची एक बॅच असेल तरच हे मशीन परवडते."

 

 

त्यांच्याकडील एका विशिष्ट यंत्रभागाविषयी बोलताना ते म्हणाले, "आमच्याकडील एका यंत्रभागाचे पॅरामीटर सी.एन.सी. लेथमध्ये बारचे यंत्रण करून मिळविणे शक्यच नव्हते. त्यामुळे सुरुवातीला आम्ही मोनो स्पिंडलचा वापर केला, त्यावेळी आम्हाला 4 मिनिटे 22 सेकंदांचा आवर्तन काळ मिळाला. तर मल्टी स्पिंडलवर आता आम्हाला त्यासाठी केवळ 21 सेकंदाचा आवर्तन काळ मिळत आहे. या पद्धतीने महिन्याला आम्हाला साधारण 70 ते 75 हजार यंत्रभागांचे उत्पादन मिळविता येते. आमच्या कंपनीत टॉरनॉस कंपनीच्या तीन मल्टी स्पिंडल मशीन असून त्यांचा वापर आम्ही 2009 सालापासून करीत आहोत. मोनो स्पिंडल मशीनसह आमच्याकडे 18 ते 20 स्लायडिंग हेड मशीन आहेत. या मशीनमुळे आम्हाला मनुष्यबळ नियंत्रणातदेखील काही प्रमाणात फायदा झाला आहे. ज्या ठिकाणी मशीनचा लेआउट योग्य पद्धतीने केलेला असतो त्या ठिकाणी आता एक माणूस तीन मोनो स्पिंडल मशीन चालवितो. मल्टी स्पिंडलमध्ये कमी वेळात उत्पादन मिळत असल्याने यामध्ये तपासणी, टूल बदलाची वारंवारिता या बाबींकडे लक्ष देण्याची गरज असल्यामुळे त्यामध्ये ऑपरेटरची गुंतवणूक अधिक असते."

 

 

 

मशीन वापरताना त्यामधील टूल वापराच्या नियोजनाबद्दल त्यांनी सांगितले की, "मल्टी स्पिंडल अथवा मोनो स्पिंडलमध्ये अनेक टूल असतात तर साध्या सी.एन.सी लेथवर एक-एक टूल काम करीत असते. या ठिकाणी टूल बदल करताना वाया जाणारा वेळ वाचविण्यासाठी आम्ही प्रत्येक टूलचे आयुष्य किती आहे यावर लक्ष ठेवतो. आम्ही टूलच्या मिळणाऱ्या विविध आयुर्मानानुसार मशीनमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या एकूण टूलपैकी प्रत्येकी 20 टूलचा एक गट असे 4 ते 5 गट केले आहेत. म्हणजे समजा एक टूल 3000 यंत्रभागानंतर बदलायचे आहे, दुसरे 3200 आणि तिसरे 3250 यंत्रभागानंतर बदलायचे असेल, तर ही तीनही टूल एका गटात समाविष्ट करून 3000 यंत्रभागानंतर अलार्म मिळतो आणि ऑपरेटर ही तीनही टूल बदलतो. यामुळे दरवाजा उघडणे, सुरू असलेले आवर्तन थांबविणे, टूल बदलणे या सगळ्यांसाठी लागणाऱ्या वेळेची बचत होण्यास आम्हाला मदत झाली. टूलची संख्या कितीही असली तरी असे गट करूनच वेळ आणि वाया जाणारे यंत्रभाग कमी करता येतात."

 

 

"प्रचंड वेगाने होणारे उत्पादन तपासणे हेसुद्धा एक आव्हान असते. कारण एखादा यंत्रभाग टॉलरन्सच्या बाहेर जात आहे हे कळून प्रक्रिया सुधारेपर्यंत काही यंत्रभाग वाया जाण्याची शक्यता असते. अशावेळी मशीनवर काम करणाऱ्याचा अनुभव आणि कौशल्य आणि प्रक्रियेचे सेट केलेले पॅरामीटर फार महत्त्वाची भूमिका बजावतात. आम्ही यंत्रभागाची वैशिष्ट्ये, वापरीत असलेले मशीन आणि ग्राहकाची गरज यानुसार तपासणीच्या तीन प्रकारच्या वारंवारिता ठरविल्या आहेत. काही यंत्रभाग 100% तपासले जातात. काही तासाला एक या दराने तर काही यंत्रभाग 4 तासाला एक या दराने तपासले जातात. कुठला यंत्रभाग किती वारंवारितेने तपासावयाचा हे ठरविण्यासाठी अनुभव आणि प्रोसेस कॅपॅबिलिटी मॉनिटरिंगमधून मिळालेली माहिती याचा उपयोग केला जातो."

बहुसंख्येने अचूक उत्पादन करण्यासाठी उपयुक्त असलेली मल्टी स्विस मशीन भारतीय उत्पादकांना जागतिक बाजारपेठेत आपले स्थान मिळविण्यासाठी आणि बळकट करण्यासाठी नक्कीच उपयुक्त ठरत आहेत.