5 अक्षीय सी.एम.एम. आणि रोटरी टेबल

 

आर्टिक्युलेटिंग प्रोब हेड (चित्र क्र. 1) वापरल्यामुळे वापरकर्ता प्रोबचा नॉर्मल पृष्ठभाग किंवा नॉर्मल पृष्ठीय कोन, मापन करण्याच्या वस्तूच्या अगदी जवळ आणि योग्यपणे अभिमुख (ओरिएंट) करून, त्याला हवे तसे मोजमाप घेऊ शकतो. परंतु मोजमाप करताना मात्र प्रोब हेडची प्रत्यक्ष अभिमुखता स्थिर असते.

 

 

सहनिर्देशक मोजमापन मशीनची (सी.एम.एम.) 2 अक्षीय रोटरी प्रोबिंग प्रणाली जेव्हा त्याच्या तीन रेखीय (लिनीयर) अक्षांशी समाकलित (इंटिग्रेट) केली जाते, तेव्हा ते मशीन 5 अक्षीय पद्धतीमध्ये मोजमाप करण्यास सक्षम होते. यात मोजमापासाठी लागणारा आवर्तन काळ कमी करण्याची भरपूर शक्यता असल्याने मशीनची कार्यक्षमता सुधारते आणि मापन धोरण इष्टतम करता येते.

 

 

काही भूमितीय वैशिष्ट्यांच्या (फीचर) मापनामध्ये 5 अक्षीय मोजमापनाचा महत्त्वपूर्ण फायदा आहे. यात सी.एम.एम. स्थिर राहते किंवा त्यात अगदी थोडे रेखीय विस्थापन होते आणि त्याचवेळी प्रोब स्वतंत्रपणे वैशिष्ट्यापर्यंत जाऊन (चित्र क्र. 2) मोजमाप घेऊ शकतो. यामुळे मिळणाऱ्या परिणामांवरील गतिशील (डायनॅमिक) प्रभाव कमी होतो.

 

 

 

5 अक्षीय सी.एम.एम. प्रोब हेड हे 3 अक्षीय प्रोबच्या मानाने अतिशय प्रगत आहे, हे आपल्याला चांगले माहिती आहे. येथे आपण 3 अक्षीय सी.एम.एम. मधील (खरं तर 4 अक्षीय सी.एम.एम., ज्याचा चौथा अक्ष म्हणजे रोटरी टेबल आहे.) अजून एका मापन प्रक्रियेची चर्चा करू. या प्रक्रियेला 5 अक्षीय सी.एम.एम. मध्ये एक अतिशय स्मार्ट आणि अधिक कार्यक्षम पर्याय आहे.

 

 

रोटरी टेबल असलेले सी.एम.एम. (चित्र क्र. 3) ठराविक यंत्रभागांच्या मोजमापांसाठी वापरले जाते आणि त्याच्या वापरामुळे प्रोब हेडच्या अभिमुखतेवरील मर्यादा सहजपणे पार करता येतात. उदाहरणार्थ, गियर मोजमाप, इम्पेलर ब्लेड (सर्वच नाही), कॅम शाफ्ट इत्यादी. (बहुतेक अक्षांभोवतीची दंडगोलाकार मोजमापे) यासाठी रोटरी टेबल असलेल्या 3 अक्षीय सी.एम.एम. चा वापर केला जातो. या रचनेमधील अक्षांचे तपशील पुढेे दिले आहे.

• X अक्ष - रेखीय

• Y अक्ष - रेखीय

• Z अक्ष - रेखीय

• C अक्ष - रोटरी (Z अक्षाभोवती)

• A अक्ष - स्थिर (संरेखनासाठी)

अर्थातच अशाप्रकारे मोजमाप करण्यात अधिक वेळ लागतो, कारण मापन करतेवेळी सी.एम.एम. स्थिर राहण्याचा तर रोटरी टेबल इष्टतम गतीवर गतिशील असण्याचा प्रयत्न करतात.

 

सी.एम.एम. च्या Z अक्षावर गोल (रोटरी) हालचालीसाठी रोटरी टेबल हे उपकरण बसविलेले आहे. याची गोल हालचाल अचूक असते आणि काही आर्क सेकंदांमध्ये नियंत्रित करता येऊ शकते. याची पुढील बाबींमध्ये मदत होते.

1. स्वतःच्या अक्षावर यंत्रभागाला अचूक स्थितीत आणण्यासाठीची हालचाल (रोटरी)

2. रोटरी टेबल वापरून आर्टिक्युलेशन प्रोब हेडच्या तसेच स्थिर प्रोब हेडच्या मर्यादांवर सहजपणे मात करता येते.

जिथे आर्टिक्युलेशन प्रोब हेड पोहोचू शकत नाही, तिथे त्याच्या गोल हालचाल करण्याच्या क्षमतेमुळे रोटरी टेबल कार्यवस्तूला प्रोब हेडच्या कोनाला नॉर्मल स्थितीत ठेवू शकते आणि चौथ्या अक्षाची सक्रिय हालचाल करून अखंड (कंटिन्युअस) स्कॅन मोडमध्ये मापन करता येते.

 

 

चित्र क्र. 4 मध्ये आपण बघू शकता की, आर्टिक्युलेटिंग प्रोब हेड किंवा स्थिर प्रोब हेड यांना गियर प्रोफाइलची तपासणी करण्यासाठी हवा तसा अॅक्सेस मिळू शकणार नाही. परंतु रोटरी टेबलच्या हालचालीद्वारा रोटरी टेबल गोल फिरते आणि प्रोब केवळ वर आणि खाली हलतो. त्यामुळे तपासणीसाठी सुलभ अॅक्सेस मिळतो.

 

 

रोटरी टेबल सी.एम.एम. वर चौथा अक्ष म्हणून कार्य करते. एकाच नियंत्रकाद्वारे इतर 3 अक्षांशी सुसंगत पद्धतीने (सिंक्रोनाइझेशनमध्ये) त्याचे नियंत्रण केले जाते. रोटरी टेबलचे कार्य अॅप्लिकेशननुसार यांत्रिकी किंवा एअर बेअरिंग तत्त्वावर चालणारे असू शकते. यांत्रिकी बेअरिंग असलेल्या रोटरी टेबलमध्ये उच्च परिशुद्धता (प्रिसीजन) आणि उच्च लोड क्षमता असलेल्या रोलर थ्रस्ट बेअरिंगबरोबर प्री-लोडेड डबल रो जर्नल बेअरिंग वापरली जातात. त्यामुळे उत्कृष्ट परिभ्रमण (रोटेशन) गुणवैशिष्ट्ये मिळतात आणि टेबलच्या अक्षांमधील अरीय (रेडियल) हालचाली नाहीशा होतात. हे जड अपकेंद्री (ऑफ सेंटर) भार असलेल्या यंत्रभागांसाठी आदर्श असते.

 

 

 

 

सी.एम.एम. वर रोटरी टेबल वापरणे ही कदाचित चांगली संकल्पना वाटेल, पण ती 5 अक्षीय सी.एम.एम. अस्तित्त्वात येण्याच्या दशकापूर्वीची गोष्ट आहे. रोटरी टेबलमुळे अनेक भौमितीय वैशिष्ट्यांचे मोजमाप करणे शक्य होते. त्यांचा उपयोग करताना पुढील उपकरणे आवश्यक असतात. प्लंजर, ट्रान्सड्यूसर आणि कपॅसिटन्ससारखे प्रोब, ऑटोकॉलिमेटर आणि लेझर इंटरफेरोमीटरसारखे ऑप्टिकल आणि ऑसिलोस्कोप, व्होल्टमीटर यांसारखी इलेक्ट्रिकल उपकरणे. रोटरी टेबल वापरून रोटर डिस्कसारख्या सममितीय/प्रिझमॅटिक यंत्रभागांचे मोजमापन करता येते. रोटर डिस्कच्या मोजमापासाठी, रोटरी टेबल असलेल्या सी.एम.एम.चा पर्याय म्हणजे 5 अक्ष असलेले मशीन. तथापि, रोटरी टेबलचा उपयोग केल्याने त्याची आवश्यकता रहात नाही, कारण रोटर डिस्क गोल फिरवून तिच्या सर्व बाजू स्टायलसच्या थेट संपर्कात आणता येऊ शकतात आणि स्टायलसला सर्व बाजूंनी अॅक्सेस मिळण्याची गरज नसते. कोणत्याही उच्च अचूकता असलेल्या सी.एम.एम.साठी काही रोटरी टेबल चौथा अक्ष म्हणून विशेषतः डिझाइन केली जातात. त्यामुळे मोजमाप कार्यपद्धती सुलभ होते तसेच मोजमाप करता येऊ शकतील अशा सममितीय किंवा प्रिझमॅटिक यंत्रभागांची विविधता आणि मोजण्याचे आकारमान (मेजरिंग व्हॉल्युम) वाढतात. यात स्कॅनिंग अॅप्लिकेशनही समाविष्ट आहेत. गॅस टर्बाइन किंवा विमानासाठी लागणाऱ्या मोठ्या टर्बाइन डिस्कसाठी हे विशेषतः महत्त्वाचे आहे.

 

 

सी.एम.एम.ला रोटरी टेबल जोडल्याने जागा आणि मोजण्याचे आकारमान यांच्यावर मर्यादा येते आणि त्यामुळे रोटरी टेबलसह सी.एम.एम. हे सर्रास वापरण्याजोग्या सी.एम.एम. ऐवजी एक स्पेशल पर्पज मशीन बनते. चित्र क्र. 5 मधून हे स्पष्ट दिसते.

रोटरी टेबल असलेल्या सी.एम.एम. मध्ये पुढील मर्यादा असतात,

• सी.एम.एम. द्वारा मोजण्याचे आकारमान कमी असते.

• ठराविक यंत्रभागांच्या तपासणीसाठीच वापरता येते.

• तपासणीचा आवर्तन काळ जास्त असतो.

• ते चालविण्यासाठी आणि त्याची देखभाल करण्यासाठी निष्णात ऑपरेटर किंवा तज्ज्ञाची आवश्यकता असते.

• तुलनात्मकदृष्ट्या असे सी.एम.एम. महाग असते.

रोटरी टेबल असलेल्या सी.एम.एम. मध्ये पुढील गुण आहेत.

• अचूक मोजमाप करता येते.

• गिअर, इम्पेलर ब्लेड इत्यादी अतिशय गुंतागुंतीचे यंत्रभाग तपासले जाऊ शकतात.

वरील परिस्थितीत, असा निष्कर्ष निघतो की, जर समर्पित तपासणी करावयाची असेल, तर सी.एम.एम. मध्ये रोटरी टेबल असणे आवश्यक आहे. परंतु, हेच काम जर आपण 5 अक्षीय सी.एम.एम. वापरून केले, तर त्यातून चांगले परिणाम मिळतील. 5 अक्षीय सी.एम.एम. ची उजवी बाजू म्हणजे त्यात 5 सक्रिय अक्ष असतात. त्यामुळे सर्व प्रकारच्या क्लिष्ट मोजमापांच्या कामात, अचूकता आणि मोजता येणारे आकारमान, यांच्यात कोणतीही तडजोड करावी लागत नाही.

 

 

सक्रिय 5 अक्षीय प्रोब हेडने (चित्र क्र. 6) हे सिद्ध केले आहे, की ते गिअर, कॅमशाफ्ट, इम्पेलर ब्लेड, 3D प्रोफाइल असलेल्या टर्बाइन ब्लेडची तपासणी करू शकते.

ब्लेडच्या जाडीच्या तपासणीसाठी रोटरी टेबल आणि 5 अक्षीय सी.एम.एम. वापरून केलेल्या चाचणीचे तपशील पुढे देण्यात आले आहेत. दंडगोलाकार भाग (चित्र क्र. 7) असल्याने रोटरी टेबल सी.एम.एम. आणि 5 अक्षीय सी.एम.एम. वापरून तपासणी केली आहे.

ब्लेडच्या जाडीची तपासणी करताना मिळालेली मापे तक्ता क्र. 1 मध्ये दिली आहेत. जरी रोटरी टेबलमध्ये अचूक मोजमापन करण्याची क्षमता असली, तरी चाचणीद्वारा 5 अक्षीय सी.एम.एम. हे मोजमापात उजवे ठरते. दोन्ही प्रणालींमध्ये प्रोग्रॅमिंगसाठी लागणाऱ्या वेळात खूप फरक आहे आणि रोटरी टेबल सी.एम.एम. मध्ये मोजमापनासाठी लागणारा वेळ जवळजवळ तिप्पट आहे.

उदाहरणार्थ, ब्लेडमधील 10 पृष्ठबिंदू मोजण्यासाठी 5 अक्षीय प्रणालीला जवळजवळ 90 सेकंद लागतात, तर रोटरी टेबलला कमीतकमी 250 सेकंद लागतात.

 

 

1. रोटरी टेबल स्थिर प्रोब हेड वापरून मापन करते आणि त्यासाठी सामान्यत: स्टार्ट स्टायलस वापरले जातात. स्टार्ट स्टायलस त्यांची मोजण्याची स्थिती अंदाजे घेऊ शकतात, परंतु बिंदूंच्या मापनासाठी (प्रोबिंग) रोटरी टेबलदेखील जबाबदार असते आणि एक बिंदू मोजण्यासाठी प्रोब हेड आणि रोटरी टेबल एकामागून एक असे हळू गतीने हालचाल करतात.

2. अचूकता मिळविण्यासाठी रोटरी टेबलची गती तुलनेने कमी ठेवली जाते.

3. रोटरी टेबल आणि त्याचा प्रोब, तपासणीसाठी एकाचवेळी हालचाल करू शकत नाहीत.

5 अक्षीय सी.एम.एम. वापरून केलेली मोजमापे मापन मूल्यावर सुसंगत (कन्सिस्टंट) आहेत. जाडी मोजण्यासाठी वापरलेले 10 बिंदू तुलनेत खूप समान आहेत. परंतु एका बिंदूवर रोटरी टेबल सी.एम.एम. प्रचंड फरक (तक्ता क्र. 2) दर्शवितो. यावरून हे स्पष्ट होते, की जटिल रोटरी टेबल प्रणालीच्या तुलनेत 5 अक्षीय सी.एम.एम. द्वारा केलेले मापन हा एक चांगला पर्याय आहे.

5 अक्षीय सी.एम.एम. वापरून मोजमाप करणे, हे कामाच्या दृष्टीने सुलभ आणि मोजण्याच्या क्षमतेच्या बाबतीत अचूक असल्याने, ते रोटरी टेबल सी.एम.एम. पेक्षा केव्हाही अधिक चांगले आहे. नवीन तंत्रज्ञान, खर्च आणि वापरण्यातील लवचिकता या निकषांवर तुलना केल्यास, 5 अक्षीय सी.एम.एम. रोटरी टेबल सी.एम.एम. पेक्षा अधिक श्रेयस्कर आहे.

(प्रोबची सर्व छायाचित्रे रेनिशॉच्या सौजन्याने.)