CNC مشینوں کے لیے الیکٹرک ڈرائیوز

جدید ملٹی فنکشنل دھاتی کاٹنے والی مشینیں اور صنعتی روبوٹ ملٹی موٹر الیکٹرک ڈرائیوز سے لیس ہیں جو کئی کوآرڈینیٹ محوروں کے ساتھ ایگزیکٹو باڈی کو حرکت دیتے ہیں (تصویر 1)۔

سی این سی مشین کے آپریشن کا کنٹرول معیاری نظاموں کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے جو ڈیجیٹل شکل میں بیان کردہ پروگرام کے مطابق کمانڈ تیار کرتے ہیں۔ اعلی کارکردگی والے مائیکرو کنٹرولرز اور سنگل چپ مائیکرو کمپیوٹرز کی تخلیق، جو قابل پروگرام CPU کور بناتے ہیں، نے ان کی مدد سے بہت سے جیومیٹرک اور تکنیکی آپریشنز کو خود بخود انجام دینے کے ساتھ ساتھ الیکٹرک ڈرائیو سسٹم کے براہ راست ڈیجیٹل کنٹرول کو انجام دینا ممکن بنایا۔ الیکٹرو آٹومیشن

چاول۔ 1. CNC کی گھسائی کرنے والی مشین کا ڈرائیو سسٹم

CNC مشینوں کے لیے الیکٹرک ڈرائیوز کی اقسام اور ان کے لیے ضروریات

دھات کو کاٹنے کا عمل اس حصے کی باہمی نقل و حرکت اور کاٹنے والے آلے کے بلیڈ کے ذریعے کیا جاتا ہے۔الیکٹرک ڈرائیوز دھاتی کاٹنے والی مشینوں کا حصہ ہیں، جنہیں CNC سسٹم کے ذریعے دھاتی کام کرنے کے عمل کو انجام دینے اور ان کو منظم کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

پروسیسنگ میں، بنیادی تحریکوں کو الگ کرنے کا رواج ہے جو آلے اور ورک پیس کی باہمی نقل و حرکت کے دوران کنٹرول شدہ کاٹنے کے عمل کو فراہم کرتی ہیں، ساتھ ہی ساتھ معاون حرکتیں جو آلات کے خودکار آپریشن میں سہولت فراہم کرتی ہیں (مانیٹرنگ ٹولز کے قریب آنا اور واپس لینا، ٹولز کو تبدیل کرنا اور وغیرہ)۔

اہم میں مین کٹنگ موومنٹ شامل ہے، جس کی تیز رفتار اور طاقت ہوتی ہے، جو] ضروری کاٹنے والی قوت کے ساتھ ساتھ فیڈ موومنٹ بھی فراہم کرتی ہے، جو کام کرنے والے جسم کو ایک مخصوص رفتار سے مقامی رفتار کے ساتھ منتقل کرنے کے لیے ضروری ہے۔ ایک دی گئی شکل کے ساتھ پروڈکٹ کی سطح کو حاصل کرنے کے لیے، مشین کے ورکنگ باڈیز ورک پیس اور ٹول کو ایک مقررہ رفتار اور قوت کے ساتھ مطلوبہ رفتار کو حرکت دینے کے لیے بتاتی ہیں۔ الیکٹرک ڈرائیوز کام کرنے والے اداروں کو گردشی اور مترجم حرکتیں دیتی ہیں، جن کے امتزاج، مشینوں کی کینیمیٹک ساخت کے ذریعے، ضروری باہمی نقل مکانی فراہم کرتے ہیں۔

میٹل ورکنگ مشین کا مقصد اور قسم بڑی حد تک تیار شدہ حصے (باڈی، شافٹ، ڈسک) کی شکل پر منحصر ہے۔ مشینی کے دوران مطلوبہ آلے اور ورک پیس کی نقل و حرکت پیدا کرنے کے لیے ملٹی فنکشن مشین کی صلاحیت کا تعین کوآرڈینیٹ محوروں کی تعداد اور اس لیے باہم منسلک الیکٹرک ڈرائیوز کی تعداد اور کنٹرول سسٹم کی ساخت سے ہوتا ہے۔

فی الحال، ڈرائیوز بنیادی طور پر قابل اعتماد کی بنیاد پر کارکردگی کا مظاہرہ کر رہے ہیں تعدد کنٹرول کے ساتھ AC موٹرزڈیجیٹل ریگولیٹرز کی طرف سے کئے گئے.مختلف قسم کی الیکٹرک ڈرائیوز کو عام صنعتی ماڈیولز (تصویر 2) کا استعمال کرتے ہوئے لاگو کیا جاتا ہے۔

چاول۔ 2. الیکٹرک ڈرائیو کا عام فنکشنل ڈایاگرام

الیکٹرک ڈرائیو بلاکس کی کم از کم ساخت مندرجہ ذیل فنکشنل بلاکس پر مشتمل ہے:

• ایگزیکٹو الیکٹرک موٹر (ED)؛

• فریکوئنسی پاور کنورٹر (HRC)، جو صنعتی نیٹ ورک کی برقی طاقت کو مطلوبہ طول و عرض اور تعدد کے تین فیز موٹر سپلائی وولٹیج میں تبدیل کرتا ہے۔

• ایک مائیکرو کنٹرولر (MC) جو کنٹرول یونٹ (CU) اور ٹاسک جنریٹر (FZ) کے کام انجام دیتا ہے۔

پاور فریکوئنسی کنورٹر کے صنعتی یونٹ میں ایک ریکٹیفائر اور پاور کنورٹر ہوتا ہے جو آؤٹ پٹ PWM سوئچ کے مائیکرو پروسیسر کنٹرول کا استعمال کرتے ہوئے کنٹرول ڈیوائس کے سگنلز کے ذریعے متعین ضروری پیرامیٹرز کے ساتھ سائنوسائیڈل وولٹیج تیار کرتا ہے۔

الیکٹرک ڈرائیو کے آپریشن کو کنٹرول کرنے کا الگورتھم مائیکرو کنٹرولر کے ذریعے ٹاسک جنریٹر کے سگنلز اور انفارمیشن کمپیوٹنگ کمپلیکس (IVC) سے حاصل کردہ ڈیٹا کا موازنہ کرنے کے نتیجے میں حاصل کردہ کمانڈز کے ذریعے عمل درآمد اور تجزیہ کی بنیاد پر کیا جاتا ہے۔ سینسر سے سیٹ سے سگنل۔

زیادہ تر ایپلی کیشنز میں الیکٹرک پرائم موور ڈرائیو میں ایک انڈکشن الیکٹرک موٹر ہوتی ہے جس میں گلہری-کیج روٹر وائنڈنگ ہوتی ہے اور مشین تکلا میں گردش کی مکینیکل ٹرانسمیشن کے طور پر ایک گیئر باکس ہوتا ہے۔ گیئر باکس کو اکثر الیکٹرو مکینیکل ریموٹ گیئر شفٹنگ کے ساتھ گیئر باکس کے طور پر ڈیزائن کیا جاتا ہے۔مرکزی تحریک کی برقی ڈرائیو ایک مخصوص گردشی رفتار پر ضروری کاٹنے والی قوت فراہم کرتی ہے، اور اس لیے رفتار کے ضابطے کا مقصد مستقل طاقت کو برقرار رکھنا ہے۔

گردش کی رفتار کے کنٹرول کی ضروری رینج پروسیس شدہ مصنوعات کے قطر، ان کے مواد اور بہت سے دوسرے عوامل پر منحصر ہے۔ جدید خودکار CNC مشینوں میں، مین ڈرائیو دھاگے کی کٹائی، مختلف قطروں کے حصوں کی مشینی، اور بہت کچھ سے متعلق پیچیدہ کام انجام دیتی ہے۔ اس سے اسپیڈ کنٹرول کی ایک بہت بڑی رینج فراہم کرنے کے ساتھ ساتھ ریورس ایبل ڈرائیو کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔ ملٹی فنکشن مشینوں میں، مطلوبہ گردش کی رفتار کی حد ہزاروں یا اس سے زیادہ ہو سکتی ہے۔

فیڈرز میں بہت بڑی رفتار کی حدیں بھی درکار ہیں۔ لہذا، کنٹور ملنگ میں آپ کے پاس نظریاتی طور پر رفتار کی حد لامحدود ہونی چاہیے، کیونکہ کچھ پوائنٹس پر کم از کم قدر صفر ہو جاتی ہے۔ اکثر، پروسیسنگ ایریا میں کام کرنے والے اداروں کی تیز رفتار حرکت بھی فیڈر کے ذریعے کی جاتی ہے، جو رفتار کی تبدیلی کی حد کو بہت زیادہ بڑھاتی ہے اور ڈرائیو کنٹرول سسٹم کو پیچیدہ بناتی ہے۔

فیڈرز میں، ہم وقت ساز موٹرز اور غیر رابطہ ڈی سی موٹرز کے ساتھ ساتھ بعض صورتوں میں غیر مطابقت پذیر موٹرز استعمال کی جاتی ہیں۔ ان پر درج ذیل بنیادی تقاضے لاگو ہوتے ہیں:

• رفتار ریگولیشن کی وسیع رینج؛

• تیز رفتار رفتار؛

• اعلی اوورلوڈ صلاحیت؛

• پوزیشننگ موڈ میں ایکسلریشن اور کمی کے دوران اعلی کارکردگی؛

• اعلی پوزیشننگ کی درستگی.

لوڈ کی مختلف حالتوں، محیطی درجہ حرارت میں تبدیلی، سپلائی وولٹیج اور بہت سی دوسری وجوہات کے تحت ڈرائیو کی خصوصیات کے استحکام کی ضمانت ہونی چاہیے۔ یہ ایک عقلی انکولی خودکار کنٹرول سسٹم کی ترقی کے ذریعہ سہولت فراہم کرتا ہے۔

مشین کی ڈرائیو کا مکینیکل حصہ

ڈرائیو کا مکینیکل حصہ ایک پیچیدہ کینیمیٹک ڈھانچہ ہو سکتا ہے جس میں بہت سے حصے مختلف رفتار سے گھومتے ہیں۔ مندرجہ ذیل عناصر عام طور پر ممتاز ہیں:

• الیکٹرک موٹر کا روٹر جو ٹارک پیدا کرتا ہے (گھومنے یا بریک لگانا)؛

• مکینیکل ٹرانسمیشن، ٹی، ایس. ایک ایسا نظام جو حرکت کی نوعیت کا تعین کرتا ہے (گھماؤ، ترجمہی) اور حرکت کی رفتار کو تبدیل کرتا ہے (کم کرنے والا)؛

• ایک کام کرنے والا ادارہ جو حرکت کی توانائی کو مفید کام میں بدل دیتا ہے۔

دھاتی کاٹنے والی مشین کی مرکزی حرکت کی غیر مطابقت پذیر ڈرائیو سے باخبر رہنا

CNC میٹل ورکنگ مشینوں کی مرکزی نقل و حرکت کی جدید ایڈجسٹ ایبل برقی ڈرائیو بنیادی طور پر کیج روٹر وائنڈنگ کے ساتھ غیر مطابقت پذیر موٹرز پر مبنی ہے، جس میں بہت سے عوامل کی طرف سے سہولت فراہم کی گئی ہے، جن میں سے ابتدائی معلومات کی بنیاد کی بہتری کو نوٹ کیا جانا چاہیے۔ پاور الیکٹرانکس.

متبادل موجودہ موٹرز کے طریقوں کا ضابطہ پاور کنورٹر کا استعمال کرتے ہوئے سپلائی وولٹیج کی فریکوئنسی کو تبدیل کرکے کیا جاتا ہے، جو فریکوئنسی ریگولیشن کے ساتھ ساتھ دیگر پیرامیٹرز کو بھی تبدیل کرتا ہے۔

ٹریکنگ الیکٹرک ڈرائیو کی خصوصیات بڑی حد تک بلٹ ان ACS کی کارکردگی پر منحصر ہیں۔اعلی کارکردگی والے مائیکرو کنٹرولرز کے استعمال نے الیکٹرک ڈرائیو کنٹرول سسٹم کو منظم کرنے کے وسیع مواقع فراہم کیے ہیں۔

چاول۔ 3. تعدد کنورٹر کا استعمال کرتے ہوئے انڈکشن موٹر کا عام کنٹرول ڈھانچہ

ڈرائیو کنٹرولر پاور سوئچ کے لیے نمبروں کی ترتیب تیار کرتا ہے جو الیکٹرک موٹر کے آپریشن کو منظم کرتا ہے۔ آٹومیشن کنٹرولر سٹارٹ اور سٹاپ موڈز کے ساتھ ساتھ آلات کی خودکار ایڈجسٹمنٹ اور تحفظ میں ضروری خصوصیات فراہم کرتا ہے۔

کمپیوٹنگ سسٹم کے ہارڈویئر حصے میں یہ بھی شامل ہے: - سینسرز سے سگنل داخل کرنے اور ان کے آپریشن کو کنٹرول کرنے کے لیے اینالاگ-ڈیجیٹل اور ڈیجیٹل-اینالاگ کنورٹرز؛

• اینالاگ اور ڈیجیٹل سگنلز کے لیے ان پٹ اور آؤٹ پٹ ماڈیولز، انٹرفیس آلات اور کیبل کنیکٹرز سے لیس؛

• انٹرفیس بلاکس جو اندرونی انٹر موڈیول ڈیٹا ٹرانسمیشن اور بیرونی آلات کے ساتھ مواصلت انجام دیتے ہیں۔

فریکوئنسی کنورٹر کی سیٹنگز کی ایک بڑی تعداد، جو ڈویلپر کے ذریعے متعارف کرائی گئی ہے، کسی خاص الیکٹرک موٹر کے تفصیلی ڈیٹا کو مدنظر رکھتے ہوئے، کچھ کنٹرول کے طریقہ کار مہیا کرتی ہے، جن میں سے یہ نوٹ کیا جا سکتا ہے:

• کثیر سطح کی رفتار کا ضابطہ،

• اوپری اور زیریں تعدد کی حد،

• ٹارک کی حد،

• موٹر فیز میں سے کسی ایک کو براہ راست کرنٹ فراہم کرکے بریک لگانا،

• اوورلوڈ تحفظ، لیکن اوورلوڈ اور زیادہ گرمی کی صورت میں، بجلی کی بچت کا موڈ فراہم کرتا ہے۔

کنٹیکٹ لیس ڈی سی موٹرز پر مبنی ڈرائیو کریں۔

مشین ٹول ڈرائیوز میں اسپیڈ کنٹرول کی حد، کنٹرول کی خصوصیات کی لکیری اور رفتار کے لیے بہت زیادہ تقاضے ہوتے ہیں، کیونکہ وہ ٹول اور حصے کی متعلقہ پوزیشننگ کے ساتھ ساتھ ان کی حرکت کی رفتار کا تعین کرتے ہیں۔

پاور ڈرائیوز کو بنیادی طور پر ڈی سی موٹرز کی بنیاد پر لاگو کیا گیا تھا، جس میں ضروری کنٹرول کی خصوصیات تھیں، لیکن ایک ہی وقت میں، ایک میکانی برش کلیکٹر کی موجودگی کم وشوسنییتا، دیکھ بھال کی پیچیدگی اور برقی مقناطیسی مداخلت کی اعلی سطح سے منسلک تھی.

پاور الیکٹرانکس اور ڈیجیٹل کمپیوٹنگ ٹیکنالوجیز کی ترقی نے الیکٹرک ڈرائیوز میں کنٹیکٹ لیس ڈائریکٹ کرنٹ موٹرز کے ساتھ ان کی تبدیلی میں اہم کردار ادا کیا، جس نے توانائی کی خصوصیات کو بہتر بنانا اور مشین ٹولز کی وشوسنییتا کو بڑھانا ممکن بنایا۔ تاہم، کنٹیکٹ لیس موٹرز کنٹرول سسٹم کی پیچیدگی کی وجہ سے نسبتاً مہنگی ہیں۔

لیکن برش لیس موٹر کے چلانے کا اصول ایک ڈائریکٹ کرنٹ برقی مشین ہے جس میں روٹر پر میگنیٹو الیکٹرک انڈکٹر اور سٹیٹر پر آرمچر وائنڈنگز ہیں۔ سٹیٹر وائنڈنگز کی تعداد اور روٹر میگنےٹ کے کھمبوں کی تعداد موٹر کی مطلوبہ خصوصیات کی بنیاد پر منتخب کی جاتی ہے۔ ان کو بڑھانے سے سواری اور ہینڈلنگ کو بہتر بنانے میں مدد ملتی ہے، لیکن انجن کے زیادہ پیچیدہ ڈیزائن کی طرف جاتا ہے۔

دھات کاٹنے والی مشینیں چلاتے وقت، تین آرمچر وائنڈنگز کے ساتھ ایک ڈھانچہ، جو کئی جڑے ہوئے حصوں کی شکل میں بنایا جاتا ہے، اور کھمبوں کے کئی جوڑوں کے ساتھ مستقل میگیٹس کا ایک جوش کا نظام بنیادی طور پر استعمال ہوتا ہے (تصویر 4)۔

چاول۔ 4. کنٹیکٹ لیس ڈی سی موٹر کا فنکشنل ڈایاگرام

ٹارک سٹیٹر وائنڈنگز اور روٹر کے مستقل میگنےٹس میں کرنٹ کے ذریعے پیدا ہونے والے مقناطیسی بہاؤ کے تعامل کی وجہ سے بنتا ہے۔ برقی مقناطیسی لمحے کی مستقل سمت کو براہ راست کرنٹ کے ساتھ سٹیٹر وائنڈنگز کو فراہم کردہ مناسب تبدیلی کے ذریعے یقینی بنایا جاتا ہے۔ منبع U سے اسٹیٹر وائنڈنگز کے کنکشن کی ترتیب پاور سیمی کنڈکٹر سوئچز کے ذریعے انجام دی جاتی ہے، جو روٹر پوزیشن سینسرز سے وولٹیج کی فراہمی کے دوران پلس ڈسٹری بیوٹر کے سگنلز کی کارروائی کے تحت تبدیل ہوتے ہیں۔

غیر رابطہ ڈی سی موٹروں کے الیکٹرک ڈرائیو کے آپریٹنگ طریقوں کو ریگولیٹ کرنے کے کام میں، درج ذیل باہم متعلقہ مسائل کو ممتاز کیا جاتا ہے:

• پیمائش کے لیے دستیاب جسمانی مقدار کو متاثر کرکے الیکٹرو مکینیکل کنورٹر کو کنٹرول کرنے کے الگورتھم، طریقوں اور ذرائع کی ترقی؛

• خودکار کنٹرول کے نظریہ اور طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے ایک خودکار ڈرائیو کنٹرول سسٹم بنانا۔

ایک سٹیپر موٹر پر مبنی الیکٹرو ہائیڈرولک ڈرائیو

جدید مشینی آلات میں، جوائنٹ الیکٹرو ہائیڈرولک ڈرائیوز (EGD) نیم عام ہیں، جس میں الیکٹرانک CNC سسٹم سے آنے والے مجرد برقی سگنلز کو ہم وقت ساز الیکٹرک موٹرز کے ذریعے شافٹ کی گردش میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ الیکٹرک موٹر (EM) سے CNC سسٹم کے ڈرائیو کنٹرولر (CP) کے سگنلز کی کارروائی کے تحت تیار ہونے والا ٹارک میکینیکل ٹرانسمیشن (MP) کے ذریعے ایگزیکٹو باڈی (IO) سے منسلک ہائیڈرولک ایمپلیفائر کی ان پٹ ویلیو ہے۔ مشین ٹول کا (تصویر 5)۔

چاول۔ 5. الیکٹرو ہائیڈرولک ڈرائیو کی فنکشنل اسکیم

ان پٹ ٹرانسفارمیشن (VP) اور ہائیڈرولک والو (GR) کے ذریعہ الیکٹرک موٹر روٹر کی کنٹرول شدہ گردش ہائیڈرولک موٹر شافٹ (GM) کی گردش کا سبب بنتی ہے۔ ہائیڈرولک یمپلیفائر کے پیرامیٹرز کو مستحکم کرنے کے لئے، اندرونی رائے عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے.

موومنٹ یا مسلسل حرکت کی اسٹارٹ اسٹاپ فطرت کے ساتھ میکانزم کی الیکٹرک ڈرائیوز میں، سٹیپر موٹرز (SM) نے ایپلی کیشن پایا ہے، جنہیں ہم وقت ساز الیکٹرک موٹرز کی ایک قسم کے طور پر درجہ بندی کیا گیا ہے۔ پلس پرجوش سٹیپر موٹرز CNC کنٹرول میں استعمال ہونے والے براہ راست ڈیجیٹل کنٹرول کے لیے بہترین موزوں ہیں۔

ہر نبض کے لیے گردش کے ایک خاص زاویہ پر روٹر کی وقفے وقفے سے (قدم وار) حرکت تقریباً صفر سے رفتار کے تغیر کی ایک بہت بڑی رینج کے ساتھ کافی حد تک اعلیٰ پوزیشننگ کی درستگی حاصل کرنا ممکن بناتی ہے۔

جب آپ الیکٹرک ڈرائیو میں سٹیپر موٹر استعمال کرتے ہیں، تو اسے ایک ڈیوائس کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے جس میں ایک لاجک کنٹرولر اور ایک سوئچ ہوتا ہے (تصویر 6)۔

چاول۔ 6. سٹیپر موٹر کنٹرول ڈیوائس

nchannel سلیکشن کنٹرول کمانڈ کی کارروائی کے تحت، CNC ڈرائیو کنٹرولر پاور ٹرانزسٹر سوئچ کو کنٹرول کرنے کے لیے ڈیجیٹل سگنلز تیار کرتا ہے، جو مطلوبہ ترتیب میں DC وولٹیج کو سٹیٹر وائنڈنگز سے جوڑتا ہے۔ ایک قدم α = π/p میں کونیی نقل مکانی کی چھوٹی قدریں حاصل کرنے کے لیے، ایک مستقل مقناطیس کو بڑی تعداد میں قطبی جوڑوں p کے ساتھ روٹر پر رکھا جاتا ہے۔