CNC مشینیں کیا ہیں؟

CNC مشینوں کی تاریخ
ٹریورس سٹی، MI میں پارسنز کارپوریشن کے جان ٹی پارسنز (1913-2007) کو عددی کنٹرول کا علمبردار سمجھا جاتا ہے، جو کہ جدید CNC مشین کا پیش خیمہ ہے۔اپنے کام کے لیے جان پارسنز کو دوسرے صنعتی انقلاب کا باپ کہا جاتا ہے۔اسے پیچیدہ ہیلی کاپٹر بلیڈ بنانے کی ضرورت تھی اور اسے جلد ہی احساس ہوا کہ مینوفیکچرنگ کا مستقبل مشینوں کو کمپیوٹر سے جوڑ رہا ہے۔آج CNC سے تیار کردہ پرزے تقریباً ہر صنعت میں مل سکتے ہیں۔CNC مشینوں کی وجہ سے، ہمارے پاس کم قیمتی سامان، مضبوط قومی دفاع اور اعلیٰ معیار زندگی ہے جو کہ غیر صنعتی دنیا میں ممکن ہے۔اس مضمون میں، ہم CNC مشین کی ابتداء، CNC مشینوں کی مختلف اقسام، CNC مشین کے پروگراموں اور CNC مشینوں کی دکانوں کے عام طریقوں کو تلاش کریں گے۔

مشینیں کمپیوٹر سے ملتی ہیں۔
1946 میں، لفظ "کمپیوٹر" کا مطلب ایک پنچ کارڈ سے چلنے والی کیلکولیشن مشین تھا۔اگرچہ پارسنز کارپوریشن نے اس سے پہلے صرف ایک پروپیلر بنایا تھا، جان پارسنز نے سکورسکی ہیلی کاپٹر کو قائل کیا کہ وہ پروپیلر اسمبلی اور مینوفیکچرنگ کے لیے انتہائی درست ٹیمپلیٹس تیار کر سکتے ہیں۔اس نے ہیلی کاپٹر روٹر بلیڈ پر پوائنٹس کا حساب لگانے کے لیے پنچ کارڈ کمپیوٹر کا طریقہ ایجاد کیا۔پھر اس نے آپریٹرز کو سنسناٹی ملنگ مشین پر پہیوں کو ان پوائنٹس کی طرف موڑ دیا۔اس نے اس نئے عمل کے نام کے لیے ایک مقابلہ منعقد کیا اور اس شخص کو $50 دیا جس نے "نمبریکل کنٹرول" یا NC بنایا۔

1958 میں اس نے کمپیوٹر کو مشین سے جوڑنے کے لیے پیٹنٹ دائر کیا۔اس کی پیٹنٹ کی درخواست ایم آئی ٹی سے تین ماہ پہلے پہنچی، جو اس تصور پر کام کر رہا تھا جسے اس نے شروع کیا تھا۔MIT نے اپنے تصورات کو اصل سازوسامان بنانے کے لیے استعمال کیا اور مسٹر پارسنز کے لائسنس یافتہ (Bendix) کو IBM، Fujitusu، اور GE، دوسروں کے ساتھ ذیلی لائسنس یافتہ بنایا۔NC تصور کو پکڑنے میں سست تھا۔مسٹر پارسنز کے مطابق، آئیڈیا بیچنے والے لوگ مینوفیکچرنگ کے بجائے کمپیوٹر کے لوگ تھے۔تاہم، 1970 کی دہائی کے اوائل تک، امریکی فوج نے خود این سی کمپیوٹرز کے استعمال کو بہت سے مینوفیکچررز کو بنا کر اور لیز پر دے کر مقبول بنایا۔CNC کنٹرولر کمپیوٹر کے ساتھ متوازی طور پر تیار ہوا، جس سے مینوفیکچرنگ کے عمل، خاص طور پر مشینی میں زیادہ سے زیادہ پیداوری اور آٹومیشن چلا گیا۔

CNC مشینی کیا ہے؟
CNC مشینیں دنیا بھر میں تقریباً ہر صنعت کے پرزے بنا رہی ہیں۔وہ پلاسٹک، دھاتوں، ایلومینیم، لکڑی اور بہت سے دوسرے سخت مواد سے چیزیں بناتے ہیں۔لفظ "CNC" کا مطلب کمپیوٹر عددی کنٹرول ہے، لیکن آج سب اسے CNC کہتے ہیں۔تو، آپ CNC مشین کی وضاحت کیسے کرتے ہیں؟تمام خودکار موشن کنٹرول مشینوں میں تین بنیادی اجزاء ہوتے ہیں - ایک کمانڈ فنکشن، ایک ڈرائیو/موشن سسٹم، اور فیڈ بیک سسٹم۔CNC مشینی کمپیوٹر سے چلنے والے مشین ٹول کا استعمال کرتے ہوئے ٹھوس مواد سے مختلف شکل میں حصہ تیار کرنے کا عمل ہے۔

CNC کا انحصار ڈیجیٹل ہدایات پر ہوتا ہے جو عام طور پر کمپیوٹر ایڈیڈ مینوفیکچرنگ (CAM) یا کمپیوٹر ایڈیڈ ڈیزائن (CAD) سافٹ ویئر جیسے SolidWorks یا MasterCAM پر بنتی ہیں۔سافٹ ویئر جی کوڈ لکھتا ہے جسے CNC مشین پر کنٹرولر پڑھ سکتا ہے۔کنٹرولر پر کمپیوٹر پروگرام ڈیزائن کی تشریح کرتا ہے اور کٹنگ ٹولز اور/یا ورک پیس کو متعدد محوروں پر منتقل کرتا ہے تاکہ ورک پیس سے مطلوبہ شکل کاٹ سکے۔خودکار کاٹنے کا عمل ٹولز اور ورک پیس کی دستی نقل و حرکت سے کہیں زیادہ تیز اور درست ہے جو پرانے آلات پر لیورز اور گیئرز کے ساتھ کیا جاتا ہے۔جدید دور کی CNC مشینیں متعدد ٹولز رکھتی ہیں اور کئی قسم کی کٹوتیاں کرتی ہیں۔نقل و حرکت کے طیاروں کی تعداد (محور) اور ٹولز کی تعداد اور اقسام جن تک مشین مشینی عمل کے دوران خود بخود رسائی حاصل کر سکتی ہے اس بات کا تعین کرتی ہے کہ CNC ایک ورک پیس کو کتنا پیچیدہ بنا سکتا ہے۔

سی این سی مشین کا استعمال کیسے کریں؟
CNC مشینوں کو CNC مشین کی طاقت کا بھرپور استعمال کرنے کے لیے پروگرامنگ اور میٹل ورکنگ دونوں میں مہارت حاصل کرنی چاہیے۔تکنیکی تجارتی اسکول اور اپرنٹس شپ پروگرام اکثر طالب علموں کو دستی لیتھز پر شروع کرتے ہیں تاکہ یہ محسوس کیا جا سکے کہ دھات کو کیسے کاٹنا ہے۔مشینی کو تینوں جہتوں کا تصور کرنے کے قابل ہونا چاہئے۔آج سافٹ ویئر پیچیدہ حصوں کو بنانا پہلے سے کہیں زیادہ آسان بناتا ہے، کیونکہ حصے کی شکل کو عملی طور پر تیار کیا جا سکتا ہے اور پھر ان حصوں کو بنانے کے لیے سافٹ ویئر کے ذریعے ٹول پاتھ تجویز کیے جا سکتے ہیں۔

سافٹ ویئر کی قسم جو عام طور پر CNC مشینی عمل میں استعمال ہوتی ہے۔
کمپیوٹر ایڈیڈ ڈرائنگ (CAD)
CAD سافٹ ویئر زیادہ تر CNC پروجیکٹس کا نقطہ آغاز ہے۔بہت سے مختلف CAD سافٹ ویئر پیکجز ہیں، لیکن سبھی ڈیزائن بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔مقبول CAD پروگراموں میں AutoCAD، SolidWorks، اور Rhino3D شامل ہیں۔یہاں کلاؤڈ بیسڈ CAD سلوشنز بھی ہیں، اور کچھ CAM کی صلاحیتیں پیش کرتے ہیں یا CAM سافٹ ویئر کے ساتھ دوسروں سے بہتر انضمام ہوتے ہیں۔

کمپیوٹر ایڈیڈ مینوفیکچرنگ (CAM)
CNC مشینیں اکثر CAM سافٹ ویئر کے ذریعہ تیار کردہ پروگرام استعمال کرتی ہیں۔CAM صارفین کو ورک فلو کو منظم کرنے، ٹول پاتھ سیٹ کرنے اور مشین کی طرف سے کوئی حقیقی کٹنگ کرنے سے پہلے کٹنگ سمولیشن چلانے کے لیے "جاب ٹری" قائم کرنے کی اجازت دیتا ہے۔اکثر CAM پروگرام CAD سافٹ ویئر میں ایڈ آن کے طور پر کام کرتے ہیں اور جی-کوڈ تیار کرتے ہیں جو CNC ٹولز اور ورک پیس کے حرکت پذیر حصوں کو بتاتا ہے کہ کہاں جانا ہے۔CAM سافٹ ویئر میں وزرڈز CNC مشین کو پروگرام کرنا پہلے سے کہیں زیادہ آسان بناتے ہیں۔مقبول CAM سافٹ ویئر میں Mastercam، Edgecam، OneCNC، HSMWorks، اور Solidcam شامل ہیں۔2015 کی ایک رپورٹ کے مطابق ماسٹر کیم اور ایج کیم اعلیٰ درجے کے CAM مارکیٹ شیئر کا تقریباً 50% ہے۔

تقسیم شدہ عددی کنٹرول کیا ہے؟
براہ راست عددی کنٹرول جو تقسیم شدہ عددی کنٹرول (DNC) بن گیا
NC پروگراموں اور مشین کے پیرامیٹرز کو منظم کرنے کے لیے براہ راست عددی کنٹرول استعمال کیے گئے تھے۔اس نے پروگراموں کو ایک نیٹ ورک پر مرکزی کمپیوٹر سے آن بورڈ کمپیوٹرز میں منتقل کرنے کی اجازت دی جسے مشین کنٹرول یونٹ (MCU) کہا جاتا ہے۔اصل میں "براہ راست عددی کنٹرول" کہلاتا ہے، اس نے کاغذی ٹیپ کی ضرورت کو نظرانداز کیا، لیکن جب کمپیوٹر نیچے چلا گیا تو اس کی تمام مشینیں نیچے چلی گئیں۔

تقسیم شدہ عددی کنٹرول کمپیوٹرز کے نیٹ ورک کا استعمال کرتا ہے تاکہ سی این سی کو ایک پروگرام کھلا کر متعدد مشینوں کے آپریشن کو مربوط کر سکے۔CNC میموری پروگرام کو رکھتی ہے اور آپریٹر پروگرام کو جمع، ترمیم اور واپس کر سکتا ہے۔

جدید DNC پروگرام درج ذیل کام کر سکتے ہیں۔
● ترمیم کرنا - ایک NC پروگرام چلا سکتا ہے جب کہ دوسرے میں ترمیم کی جا رہی ہو۔
● موازنہ کریں - اصل اور ترمیم شدہ NC پروگراموں کا ساتھ ساتھ موازنہ کریں اور ترمیمات دیکھیں۔
● دوبارہ شروع کریں - جب کوئی ٹول ٹوٹ جاتا ہے تو پروگرام کو روکا جا سکتا ہے اور وہیں سے دوبارہ شروع ہو سکتا ہے جہاں اسے چھوڑا تھا۔
● جاب سے باخبر رہنا - آپریٹرز جاب میں گھڑ سکتے ہیں اور سیٹ اپ اور رن ٹائم کو ٹریک کر سکتے ہیں، مثال کے طور پر۔
● ڈرائنگ ڈسپلے کرنا – فوٹوز، ٹولز کی CAD ڈرائنگ، فکسچر اور فنش پارٹس دکھائیں۔
● ایڈوانسڈ اسکرین انٹرفیس – ایک ٹچ مشیننگ۔
● ایڈوانسڈ ڈیٹا بیس مینجمنٹ – ڈیٹا کو منظم اور برقرار رکھتا ہے جہاں سے اسے آسانی سے بازیافت کیا جا سکتا ہے۔

مینوفیکچرنگ ڈیٹا کلیکشن (MDC)
MDC سافٹ ویئر میں DNC سافٹ ویئر کے تمام افعال شامل ہو سکتے ہیں اور اضافی ڈیٹا اکٹھا کر سکتے ہیں اور مجموعی آلات کی تاثیر (OEE) کے لیے اس کا تجزیہ کر سکتے ہیں۔مجموعی طور پر سازوسامان کی تاثیر کا انحصار درج ذیل پر ہوتا ہے: معیار – تیار کردہ تمام مصنوعات میں سے معیار کے معیار پر پورا اترنے والی مصنوعات کی تعداد دستیابی – منصوبہ بند وقت کا فیصد جس میں مخصوص آلات کام کر رہے ہیں یا پرزہ جات تیار کر رہے ہیں کارکردگی – منصوبہ بند یا مثالی چلانے کے مقابلے میں چلانے کی اصل رفتار سامان کی شرح.

OEE = معیار x دستیابی x کارکردگی
OEE بہت سی مشین شاپس کے لیے ایک کلیدی کارکردگی میٹرک (KPI) ہے۔

مشین مانیٹرنگ سلوشنز
مشین مانیٹرنگ سافٹ ویئر کو DNC یا MDC سافٹ ویئر میں بنایا جا سکتا ہے یا الگ سے خریدا جا سکتا ہے۔مشین کی نگرانی کے حل کے ساتھ، مشین کا ڈیٹا جیسے سیٹ اپ، رن ٹائم، اور ڈاؤن ٹائم خود بخود اکٹھا کیا جاتا ہے اور انسانی ڈیٹا جیسے کہ وجہ کوڈز کے ساتھ جوڑ دیا جاتا ہے تاکہ ملازمتیں کیسے چلتی ہیں اس کے بارے میں تاریخی اور حقیقی وقت دونوں سمجھ سکیں۔جدید CNC مشینیں زیادہ سے زیادہ 200 اقسام کا ڈیٹا اکٹھا کرتی ہیں، اور مشین مانیٹرنگ سافٹ ویئر اس ڈیٹا کو دکان کے فرش سے لے کر اوپر کی منزل تک ہر ایک کے لیے مفید بنا سکتا ہے۔Memex جیسی کمپنیاں سافٹ ویئر (Tempus) پیش کرتی ہیں جو کسی بھی قسم کی CNC مشین سے ڈیٹا لیتی ہے اور اسے معیاری ڈیٹا بیس فارمیٹ میں ڈالتی ہے جسے بامعنی چارٹس اور گراف میں دکھایا جا سکتا ہے۔زیادہ تر مشین مانیٹرنگ سلوشنز کے ذریعہ استعمال ہونے والا ڈیٹا اسٹینڈرڈ جس نے USA میں زمین حاصل کی ہے اسے MTConnect کہا جاتا ہے۔آج بہت سے نئے CNC مشین ٹولز اس فارمیٹ میں ڈیٹا فراہم کرنے کے لیے آتے ہیں۔پرانی مشینیں اب بھی اڈاپٹر کے ساتھ قیمتی معلومات فراہم کر سکتی ہیں۔CNC مشینوں کے لیے مشین کی نگرانی صرف پچھلے چند سالوں میں مرکزی دھارے میں آ گئی ہے، اور سافٹ ویئر کے نئے حل ہمیشہ ترقی میں رہتے ہیں۔

CNC مشینوں کی مختلف اقسام کیا ہیں؟
آج کل سی این سی مشینوں کی بے شمار مختلف اقسام ہیں۔CNC مشینیں مشینی ٹولز ہیں جو کنٹرولر پر پروگرام کے مطابق مواد کو کاٹتے یا منتقل کرتے ہیں، جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے۔کاٹنے کی قسم پلازما کٹنگ سے لے کر لیزر کٹنگ، ملنگ، روٹنگ اور لیتھز تک مختلف ہو سکتی ہے۔CNC مشینیں اسمبلی لائن پر اشیاء کو اٹھا اور منتقل بھی کر سکتی ہیں۔

ذیل میں CNC مشینوں کی بنیادی اقسام ہیں:
لیتھز:اس قسم کا CNC ورک پیس کو موڑ دیتا ہے اور کاٹنے والے آلے کو ورک پیس میں لے جاتا ہے۔ایک بنیادی لیتھ 2 محور ہے، لیکن کٹ کی پیچیدگی کو بڑھانے کے لیے مزید کئی محوروں کو شامل کیا جا سکتا ہے۔مواد تکلے پر گھومتا ہے اور اسے پیسنے یا نقش و نگار کے آلے کے خلاف دبایا جاتا ہے جو مطلوبہ شکل بناتا ہے۔لیتھ کا استعمال سڈول اشیاء جیسے کرہ، شنک یا سلنڈر بنانے کے لیے کیا جاتا ہے۔بہت سی سی این سی مشینیں ملٹی فنکشن ہیں اور ہر قسم کی کٹنگ کو یکجا کرتی ہیں۔

راؤٹرز:CNC راؤٹرز عام طور پر لکڑی، دھات، چادروں اور پلاسٹک میں بڑے سائز کو کاٹنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔معیاری راؤٹرز 3 محور کوآرڈینیٹ پر کام کرتے ہیں، لہذا وہ تین جہتوں میں کاٹ سکتے ہیں۔تاہم، آپ پروٹوٹائپ ماڈلز اور پیچیدہ شکلوں کے لیے 4,5 اور 6-axis والی مشینیں بھی خرید سکتے ہیں۔

ملنگ:دستی گھسائی کرنے والی مشینیں ورک پیس پر کاٹنے کے آلے کو واضح کرنے کے لیے ہینڈ وہیلز اور لیڈ اسکرو استعمال کرتی ہیں۔سی این سی مل میں، سی این سی اعلی درستگی والے بال اسکرو کو اس کے بجائے پروگرام کیے گئے عین مطابق کوآرڈینیٹ کی طرف لے جاتا ہے۔ملنگ CNC مشینیں سائز اور اقسام کی ایک وسیع صف میں آتی ہیں اور متعدد محوروں پر چل سکتی ہیں۔

پلازما کٹر:CNC پلازما کٹر کاٹنے کے لیے ایک طاقتور لیزر کا استعمال کرتا ہے۔زیادہ تر پلازما کٹر پروگرام شدہ شکلوں کو شیٹ یا پلیٹ سے کاٹ دیتے ہیں۔

3D پرنٹر:ایک 3D پرنٹر یہ بتانے کے لیے پروگرام کا استعمال کرتا ہے کہ مطلوبہ شکل بنانے کے لیے مواد کے چھوٹے چھوٹے ٹکڑوں کو کہاں رکھنا ہے۔پرتوں کے بڑھنے کے ساتھ ہی مائع یا طاقت کو مستحکم کرنے کے لیے 3D حصے لیزر کے ساتھ تہہ در تہہ بنائے جاتے ہیں۔

پک اینڈ پلیس مشین:ایک CNC "پک اینڈ پلیس" مشین CNC راؤٹر کی طرح کام کرتی ہے، لیکن مواد کو کاٹنے کے بجائے، مشین میں بہت سے چھوٹے نوزلز ہوتے ہیں جو ویکیوم کے ذریعے اجزاء کو اٹھاتے ہیں، انہیں مطلوبہ جگہ پر لے جاتے ہیں اور نیچے رکھ دیتے ہیں۔یہ میزیں، کمپیوٹر مدر بورڈز اور دیگر برقی اسمبلیاں بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں (دیگر چیزوں کے ساتھ۔)

CNC مشینیں بہت سی چیزیں کر سکتی ہیں۔آج کمپیوٹر ٹکنالوجی کو صرف تصوراتی مشین پر لگایا جاسکتا ہے۔CNC مطلوبہ نتیجہ حاصل کرنے کے لیے مشین کے پرزوں کو منتقل کرنے کے لیے درکار انسانی انٹرفیس کی جگہ لے لیتا ہے۔آج کے CNC خام مال سے شروع ہونے کی صلاحیت رکھتے ہیں، جیسے سٹیل کے ایک بلاک، اور درست رواداری اور حیرت انگیز ریپیٹ ایبلٹی کے ساتھ ایک انتہائی پیچیدہ حصہ بنانے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔

یہ سب ایک ساتھ رکھنا: CNC مشین شاپس پرزے کیسے بناتی ہیں۔
CNC کو چلانے میں کمپیوٹر (کنٹرولر) اور فزیکل سیٹ اپ دونوں شامل ہوتے ہیں۔ایک عام مشین شاپ کا عمل اس طرح لگتا ہے:

ایک ڈیزائن انجینئر CAD پروگرام میں ڈیزائن بناتا ہے اور اسے CNC پروگرامر کو بھیجتا ہے۔پروگرامر فائل کو CAM پروگرام میں کھولتا ہے تاکہ مطلوبہ ٹولز کا فیصلہ کیا جا سکے اور CNC کے لیے NC پروگرام بنایا جا سکے۔وہ NC پروگرام کو CNC مشین کو بھیجتا ہے اور آپریٹر کو درست ٹولنگ سیٹ اپ کی فہرست فراہم کرتا ہے۔ایک سیٹ اپ آپریٹر ٹولز کو ہدایت کے مطابق لوڈ کرتا ہے اور خام مال (یا ورک پیس) کو لوڈ کرتا ہے۔اس کے بعد وہ نمونے کے ٹکڑوں کو چلاتا ہے اور کوالٹی اشورینس ٹولز سے اس بات کی تصدیق کرتا ہے کہ CNC مشین تصریح کے مطابق پرزے بنا رہی ہے۔عام طور پر، سیٹ اپ آپریٹر کوالٹی ڈیپارٹمنٹ کو پہلا آرٹیکل ٹکڑا فراہم کرتا ہے جو سیٹ اپ پر تمام ڈائمینشنز اور سائن آف کی تصدیق کرتا ہے۔CNC مشین یا اس سے منسلک مشینیں مطلوبہ تعداد میں ٹکڑوں کو بنانے کے لیے کافی خام مال سے بھری ہوئی ہیں، اور ایک مشین آپریٹر اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کھڑا ہوتا ہے کہ مشین چلتی رہے اور پرزوں کو قیاس کے مطابق بنا سکے۔اور خام مال ہے.کام پر منحصر ہے، CNC مشینوں کو "لائٹس آؤٹ" چلانا اکثر ممکن ہوتا ہے بغیر آپریٹر کے۔تیار شدہ حصوں کو خود بخود ایک نامزد علاقے میں منتقل کردیا جاتا ہے۔

آج کے مینوفیکچررز کافی وقت، وسائل اور تخیل کو دیکھتے ہوئے تقریباً کسی بھی عمل کو خودکار کر سکتے ہیں۔خام مال ایک مشین میں جا سکتا ہے اور مکمل پرزے تیار ہو کر باہر آ سکتے ہیں۔مینوفیکچررز چیزوں کو تیزی سے، درست طریقے سے اور لاگت سے بنانے کے لیے CNC مشینوں کی وسیع رینج پر انحصار کرتے ہیں۔