उत्पादनवाढीसाठी ’एस’चे दोन स्पिंडलचे मशिनिंग सेंटर

सर्वसाधारण मशिनिंग सेंटरमध्ये एकावेळी एकाच कार्यवस्तूवर ठरवलेले यंत्रण केले जाते. जेव्हा उत्पादनासाठी लागणारा वेळ कमी आणि संख्या जास्त असते, तेव्हा अपेक्षित उत्पादन करण्यासाठी मशिनच्या उत्पादन क्षमतेपेक्षा जास्त उत्पादन करण्याची गरज निर्माण होते, तेव्हा त्याला मर्यादा येतात.

अशा परिस्थितीत गरजेप्रमाणे जास्त मशिन्स विकत घेऊन उत्पादन पूर्तता करणे, असा ढोबळमानाने पर्याय निघतो. मात्र मशिनची किंमत आणि त्याबरोबरच शॉप फ्लोअरवर लागणारी अधिक जागा, ऊर्जाशक्ती, मनुष्यबळ इत्यादींची तरतूद करणे यालादेखील मर्यादा येतात. यामध्ये यंत्रभागांच्या उत्पादनाची संख्या जरी वाढली तरी उत्पादन निर्मिती खर्चात वाढ होते.

पुण्यातील चाकण औद्योगिक वसाहतीमध्ये ’यश इंडस्ट्रीज’ ही एक कंपनी आहे. 30 ते 35 वर्षांपूर्वी सुरुवात केलेल्या या कंपनीचे कारखाने वेगवेगळ्या ठिकाणी असून काळानुरुप नवीन तंत्रज्ञान असलेली अद्ययावत यंत्रे याठिकाणी अतिशय व्यावसायिकतेने वापरली जात आहेत.

सुमारे एक वर्षापूर्वी या कंपनीत आधी उल्लेख केल्याप्रमाणे परिस्थिती उद्भवली होती. त्यांच्याकडे यंत्रण होणाऱ्या अनेक कार्यवस्तूंपैकी ‘कंपॅनियन फ्लँज’ (चित्र क्र. 1) नावाच्या कार्यवस्तूची एक मालिकाच आहे. या कार्यवस्तूची भूमिती (जॉमेट्री), आकार आणि मापांमध्ये खूप विविधता असून, ग्राहकाकडे त्यांची मोठ्या संख्येने मागणी आहे. या कंपॅनियन फ्लँजेसचे सर्व यंत्रण त्यांच्याकडील सी.एन.सी. मशिन्सवर केले जात होते. त्यापैकी काही प्रकारचे यंत्रण (ड्रिलिंग, काऊंटर ड्रिलिंग, टॅपिंग आणि स्लॉट मशिनिंग) त्यांच्याकडील 1 स्पिंडल असलेल्या व्ही.एम.सी. मशिनिंग सेंटरवर केले जात होते. या फ्लँजेसच्या मालिकेमधील एक प्रकार महिन्याला सुमारे 70 ते 80 हजार एवढ्या मोठ्या संख्येने बनविण्यात येत होता, मात्र ग्राहकाने या निर्मितीमध्ये सुमारे 60 ते 80% वाढीची अपेक्षा केली. म्हणजेच उत्पादकतेमध्ये जवळजवळ दुप्पट वाढ होणे गरजेचे होते. ही गरज भागवताना व्ही.एम.सी.ची उत्पादनक्षमता हीच अडथळा ठरत असल्याचे त्यांच्या लक्षात आले.

ग्राहकाची मागणी पूर्ण करण्यासाठी काय करता येईल, याबाबत विचारमंथन चालले असताना, ‘एस मायक्रोमॅटिक’ने विकसित केलेल्या ‘जेमिनी’ मशिन्सच्या मालिकेचा पर्याय समोर आल्याचे ’यश इंडस्ट्रीज’च्या ठुबे यांनी सांगितले. ’एकाच मशिनिंग सेंटरवर एकाचवेळी दोन एकसारख्या कार्यवस्तूंवर एकसारखे यंत्रण केले, तर एकाच उत्पादन काळात किमान दोन कार्यवस्तू यंत्रण होऊन मशिनिंग सेंटरमधून बाहेर पडतील. परिणामी उत्पादकता अंदाजे दुप्पट होईल. या संकल्पनेवर हे मशिन विकसित झाल्याचे आम्हाला समजले.’

’यश इंडस्ट्रीज’ने त्यांची आवश्यकता आणि बाजारात उपलब्ध असलेला नाविन्यपूर्ण मशिनचा पर्याय याची सांगड घालत ‘जेमिनी ज्यु. एक्सएल’ मॉडेलची मशिन्स खरेदी करण्याचा निर्णय तत्परतेने घेतला. कंपॅनियन फ्लँजच्या यंत्रणाची पूर्ण तपशीलवार माहिती असल्याने त्यातील संभाव्य धोके किंवा अडचणींचा विचार करून योग्य पूर्वतयारी करुन तो निर्णय राबवला गेला. ही मशिन्स रोटरी पॅलेट चेंजरसह घेतल्याने कार्यवस्तू एका पॅलेटवर लोड आणि अनलोड करण्यासाठी स्वतंत्र वेळ न लागता दुसऱ्या पॅलेटवर यंत्रण होत असतानाच्या वेळात तो सामावून गेला.

या कंपनीत कंपॅनियन फ्लँजचे यंत्रण ’जेमिनी ज्यु. एक्सएल’ मशिनवर दोन प्रकारे करण्याचे ठरले. या मशिनच्या X आणि Y अक्षांची मापे अनुक्रमे 500 मिमी व 450 मिमी अशी असून दोन्ही स्पिंडल्समधील अंतर 250 मिमी एवढे आहे.

यामध्ये कार्यवस्तूंची यंत्रण करायची बाजू स्पिंडलच्या बाजूस येईल असे फिक्श्चर तयार केले. कंपॅनियन फ्लँजच्या मालिकेतील कार्यवस्तूचा बाहेरील व्यास (ओ.डी.) हा सुमारे 115 मिमीच्या आसपास आहे. त्यामुळे त्या व्यासानुसार टेबलवरील 500 x 450 मिमीच्या चौकोनात (ज्या क्षेत्रात स्पिंडल्स सहजपणे पोहोचू शकतात) 4 कार्यवस्तू एकावेळी यंत्रणासाठी फिक्श्चरवर बसवता येऊ शकतात. (चित्र क्र.2) कार्यवस्तू आवळणे सोपे व्हावे यादृष्टीने कॉलेट टाईप लोकेटरचा वापर केला. यामुळे एका पॅलेटवरील यंत्रण चालू असताना दुसऱ्या पॅलेटवर यंत्रण झालेल्या कार्यवस्तू अनलोड करून पुढच्या कार्यवस्तू लोड करून आवळणे, हे काम तेवढ्याच कालावधीत सहजपणे करता येऊ शकले.

कंपॅनियन फ्लँजवर एका बाजूच्या सपाट पृष्ठभागावर 1200 च्या कोनात एकसारख्या आकाराचे 3 स्लॉट्स दाखविले आहेत. जेमिनी मशिनला X, Y, Z असे तीनच अक्ष आहेत. जर आहे त्या मशिनच्या रचनेत या फ्लँजला एकच स्लॉट मशिनिंग करायचे असते तर एकाच पकडीमध्ये मशिनिंग करणे शक्य झाले असते. 3 स्लॉट्स यंत्रण करायचे असल्यास एक स्लॉट झाल्यावर कार्यवस्तू सैल करून ती 1200 ने फिरवून परत आवळून मशिनिंग करणे आणि हीच क्रिया पुन्हा तिसर्यांदा करणे हा एक पर्याय होता. पण यामध्ये तिन्ही स्लॉटचे एकमेकांशी अपेक्षित असलेले स्थितीज संबंध (इंटर-रिलेशन) सातत्याने मिळण्यात मर्यादा आल्या असत्या. शिवाय उत्पादकताही खूपच खालावली असती.

यावर यश इंडस्ट्रीजने असा तोडगा काढला की, सी.एन.सी.नियंत्रित एक आडवे रोटरी इंडेक्सिंग हेड बसवले. जेमिनीला दोन स्पिंडल्स असल्याने त्याच अंतरावर (250 मिमी) दोन इंडेक्सिंग हेड बसवून एकाच सायकलमध्ये दोन कार्यवस्तूचे मशिनिंग शक्य केले. (चित्र क्र.3) या प्रक्रियेचा अंदाज देणारा व्हिडिओ पाहण्यासाठी QR कोड मोबाईलवर स्कॅन करून पहा.

 

 

(या चित्रीकरणादरम्यान कुलंट बंद करणे गरजेचे होते. वाचकाला यंत्रणाचा अंदाज यावा म्हणून स्लॉटचे यंत्रण झालेल्या कार्यवस्तू आवळून चित्रीकरण केले आहे, याची नोंद घ्यावी.)

थोडक्यात रोटरी इंडेक्सिंग हेडच्या साहाय्याने मशिनवर अजून एक अक्ष नव्याने निर्माण केला गेला व उत्पादकता अपेक्षित पातळीपर्यंत वाढविली गेली.

यश इंडस्ट्रीजच्या मशिन शॉपमधील जेमिनी मशिन्सच्या कामगिरीसंदर्भात विचारले असता ठुबे म्हणाले की, ‘कंपॅनियन फ्लँजचे सर्व प्रकार आमच्याकडे उत्तम गुणवत्तेचे बनत होते. ग्राहकाकडून जास्त संख्येची मागणी होत असल्याने आम्ही उत्पादकता वाढण्याच्या दृष्टीने ही मशिन्स खरेदी करण्याचा निर्णय घेतला होता आणि दुप्पट उत्पादकता मिळवून आमचा तो निर्णय सार्थ ठरला.

ट्विन स्पिंडलची किंमत मशिनिंग सेंटरच्या तुलनेत 60% जास्त आहे. सध्या यश इंडस्टीज महिन्याला सुमारे दीड लाख कंपॅनियन फ्लँजेस त्यांच्या ग्राहकाला पुरवते.

चित्र क्र. 4 मध्ये जेमिनी या मालिकेचे एक मॉडेल दाखवले आहे. या मॉडेलच्या मशिन रचनेबाबतीतली काही खास वैशिष्ट्ये पुढीलप्रमाणे आहेत.

 

 

• या मशिनला तंतोतंत एकसारखे असे दोन समांतर स्पिंडल्स असतात. त्यामुळे याला ’जुळ्या स्पिंडलचे मशिनिंग सेंटर’ असेही म्हणतात. प्रत्येक स्पिंडलच्या बाजूला स्वतंत्र अशा टूल चेंजरची आणि टूल मॅगेझिनची रचना केलेली असते. (चित्र क्र. 5 आणि 6 )

• या दोन स्पिंडलमधील अंतर ठराविक आणि न बदलणारे असल्यामुळे या मशिनवर एकावेळी दोन एकसारख्या कार्यवस्तूंवर एकसारखेच यंत्रण होते.

• स्पिंडल्स, टूल चेंजर्स आणि टूल मॅगेझिन्स स्वतंत्र असली तरी अक्षांच्या मोटर्स आणि सिस्टिम कंट्रोलर मात्र एकच सामायिक असतो.

• यंत्रणातून निघालेले छिलके (धातूची बर) खालच्या ट्रेमधून यंत्राच्या बाहेर काढण्यासाठी असलेली रचनादेखील एकच सामायिक असते.

• ग्राहकाच्या गरजेनुसार कार्यवस्तू लोड-अनलोड करण्यातला वेळ वाचवण्यासाठी गोल फिरणारे पॅलेट चेंजर किंवा सेट-अप बदलाचा वेळ कमी करून उत्पादकता वाढविण्यासाठी प्रत्येक पॅलेटवर इंडेक्सिंग टेबलही या मशिनबरोबर पुरवले जातात. अर्थात हे ऐच्छिक असतात.

• अशाप्रकारे जेमिनी सिरीजची मशिनिंग सेंटर्स ही उत्पादकता आणि उत्पादन किंमत या दोन्हीचे अचूक संतुलन साधणारी असतात. यामुळेच ती एकसारख्या वस्तूंच्या उच्च-संख्या उत्पादनासाठी आदर्श असतात.

• काही निकषांवर या ट्विन स्पिंडल सी.एन.सी. मशिनिंग सेंटरची तुलना एक स्पिंडल असलेल्या मशिनिंग सेंटरबरोबर करायची झाली तर ती खालीलप्रमाणे असेल. (संदर्भासाठी चित्र क्र. 7 आणि 8 पहा.)

• या मशिनने जमिनीवरील व्यापलेली जागा ही एक स्पिंडल असलेल्या एका मशिनिंग सेंटरपेक्षा सुमारे 15 ते 20% जास्त असते.

• या मशिनसाठीचे प्रोग्रॅमिंग आणि एक स्पिंडल असलेल्या मशिनिंग सेंटरचे प्रोग्रॅमिंग यामध्येही फारसा फरक पडत नाही.

• या मशिनवर उत्पादकता मात्र जवळजवळ दुप्पट मिळते.

• ऑपरेटरची संख्या 2 ऐवजी 1 होते.

 

 

 

यश इंडस्ट्रीजमध्ये वापरात असलेल्या सर्व जेमिनी मशिनवर तयार होणाऱ्या कार्यवस्तूवर आरपार जाणारी ड्रिल्स, त्यावर काऊंटर ड्रिल व टॅप अशी ठराविक ऑपरेशन्स केली जातात. दोन टूल्स दोन स्वतंत्र यंत्रण करत असल्याने त्या टूलचे सेटिंग करताना किंवा झिजलेले अथवा तुटलेले टूल बदलताना काहीच अडचण येत नाही. एका सेटिंग मास्टरवर टूलचे टोक टेकवून त्यांची लांबी सेट केली की झाले. सर्व छिद्रे आरपार असल्याने उभ्या अक्षाच्या (Z अक्ष) खोलीत थोडा जरी फरक पडला तरी कार्यवस्तूच्या गुणवत्तेत फारसा फरक पडत नव्हता. कारण त्या निकषावर त्याची मान्यता पातळी (टॉलरन्स) तुलनेत खूपच शिथिल होती. परंतु जर एखाद्या यंत्रशाळेत जेमिनी मशिनवर आरपार नसलेले छिद्र (ब्लाइंड होल) किंवा क्लोज टॉलरन्स असलेले स्टेपबोअर करायचे ठरवले तर उभ्या अक्षाशी (Z अक्ष) निगडीत असलेल्या गुणवत्ता निकषांवर दोन्ही टूल्सद्वारे मिळणारे परिणाम तंतोतंत मिळवण्याचे आव्हान मात्र नक्कीच पेलावे लागेल. कारण वापरात येणाऱ्या दोन टूल्सचे स्पिंडल गेज प्लेनपासूनचे अंतर (टूल ऑफसेट), त्या टूल्सची होणारी झीज किंवा अपघाताने टूल तुटण्याची शक्यता ही एकदम सारखीच असेल असे नाही. या सर्व गोष्टींवर नियंत्रण आणण्याच्या दृष्टीने खूपच खडतर काम करून खबरदारीचे उपाय योजावे लागतील. उदाहरणार्थ, टूल सेटिंगसाठी विशिष्ट मास्टर्स, शिवाय झालेल्या कार्यवस्तू तपासणीसाठी खास पण वापरायला सुटसुटीत गेजेस बनवून प्रमाणित करणे. शिवाय कार्यवस्तू तपासणीतील वारंवारता वाढवून शिस्तबद्ध आणि काटेकोर पालन करणे हे वेगळेच.

इतर काही वाहन उद्योगांमध्ये जेमिनी ट्विन स्पिंडल मशिनिंग सेंटर वापरून त्यांच्या काही यंत्रभागांचे यंत्रण करताना त्यांना मिळालेले फायदे आपण थोडक्यात पाहूया.

या उद्योगात पूर्वी बुल गियरच्या ब्लँक्सचे यंत्रण (चित्र क्र. 9) एक स्पिंडल असलेल्या व्ही.एम.सी. मशिनवर केले जायचे. नंतर त्याजागी जेमिनीचे ट्विन स्पिंडल मशिनिंग सेंटर वापरले गेले. याद्वारे झालेला फायदा तक्ता क्र.1 मध्ये दाखविण्यात आला आहे.

 

 

पूर्वी कनेक्टिंग रॉडचे यंत्रण (चित्र क्र. 10) एक स्पिंडल असलेल्या व्ही.एम.सी. मशिनवर केले जायचे. नंतर त्याजागी जेमिनीचे ट्विन स्पिंडल मशिनिंग सेंटर वापरले गेले. याद्वारे झालेला फायदा तक्ता क्र. 2 मध्ये दाखविण्यात आला आहे.