CNC मशीनिंग समय की गणना: कटिंग दूरी, फीड, रैपिड और गैर-कटिंग समय को अलग करके अनुमान
दो-पास लेथ बाहरी व्यास उदाहरण से कटिंग समय = दूरी ÷ प्रति मिनट फीड की गणना, प्रति चक्कर फीड से रूपांतरण, रैपिड और टूल बदलाव जैसे गैर-कटिंग समय तथा सिमुलेटेड समय के वास्तविक चक्र समय से अलग होने के कारण की व्याख्या।
अनुमान का मूल सूत्र
मशीनिंग समय की गणना का आरंभिक सूत्र सरल है: कटिंग समय (min) = कटिंग दूरी (mm) ÷ प्रति मिनट फीड (mm/min)। यदि प्रोग्राम प्रति चक्कर फीड में लिखा है, तो पहले प्रति मिनट फीड = F (mm/rev) × S (rpm) से रूपांतरण करें। रैपिड, टूल बदलाव, स्पिंडल त्वरण और कूलेंट तथा दरवाजों जैसी सहायक क्रियाओं का समय जोड़ने पर चक्र समय मिलता है।
अनुमान गलत होने का मुख्य कारण सामान्यतः सूत्र नहीं, बल्कि छूट गई मदें होती हैं। केवल कटिंग समय पर आधारित अनुमान प्रायः वास्तविकता से कम होता है और पार्ट जितना छोटा हो, गैर-कटिंग समय का अनुपात उतना अधिक होता है।
उदाहरण प्रोग्राम
Ø50 और Ø46 पर 62 mm के दो टर्निंग पास, S1000, F0.25
O3008
T0101
G21 G90 G18 G40 G99
G97 S1000 M03
G00 X52. Z2.
G01 X50. F0.25
Z-60.
G00 X54. Z2.
X46.
G01 Z-60. F0.25
G00 X100. Z100.
M30ऊपर का चित्र इस प्रोग्राम का CNC Path Analyzer परिणाम है (रेखीय कटिंग 3 खंड, रैपिड 3 खंड).
उदाहरण के कटिंग समय की हाथ से गणना
ध्यान दें कि लेथ पर X की यात्रा व्यास के अंतर की आधी होती है। X52 से X50 तक इनफीड प्रोग्राम में 2 mm है, लेकिन टूल केवल 1 mm चलता है। साथ ही कट Z2 से शुरू होने के कारण फेस के सामने की 2 mm एयर कटिंग भी कटिंग समय में शामिल है। सुरक्षा के लिए एप्रोच क्लीयरेंस आवश्यक है, लेकिन सैकड़ों पार्ट के उत्पादन में ये कुछ मिलीमीटर मिलकर उल्लेखनीय समय बन जाते हैं।
| खंड | दूरी | प्रति मिनट फीड | समय |
|---|---|---|---|
G01 X50. इनफीड | व्यास में 2 mm → त्रिज्या में 1 mm | 0.25 × 1000 = 250 | लगभग 0.24 s |
Z-60. पास 1 | 62 mm (Z2 → Z-60) | 250 | लगभग 14.9 s |
G01 Z-60. पास 2 | 62 mm | 250 | लगभग 14.9 s |
| कुल | लगभग 125 mm | - | लगभग 30 s |
रैपिड ट्रैवर्स समय
रैपिड गति मशीन की अधिकतम गति पर होती है, लेकिन उसमें शून्य सेकंड नहीं लगते। 20 m/min रैपिड दर वाले लेथ पर उदाहरण की रैपिड गतियों का योग 200 mm से थोड़ा अधिक है, इसलिए शुद्ध यात्रा समय एक सेकंड से कम है। फिर भी प्रत्येक अक्ष में त्वरण और मंदन चरण होते हैं, इसलिए कई छोटी रैपिड गतियों में वास्तव में गणना से कहीं अधिक समय लगता है। यह अंतर अनेक छोटी गतियों वाले ड्रिलिंग पैटर्न और पेक चक्रों में विशेष रूप से बड़ा होता है।
अनुमान में अक्सर छूट जाने वाला समय
- टूल बदलाव: टरेट का एक इंडेक्स या ATC चक्र सामान्यतः कुछ सेकंड लेता है। दस बार टूल बदलने वाले प्रोग्राम में केवल इसी से कई दसियों सेकंड लग जाते हैं।
- स्पिंडल त्वरण: जब भी स्पिंडल गति बहुत बदलती है, जैसे स्थिर अवस्था से 3,000 rpm तक या टैपिंग चक्र की तरह आगे से रिवर्स दिशा में, समय लगता है।
- G96 स्पिंडल गति बदलाव: स्थिर कटिंग गति नियंत्रण में स्पिंडल गति व्यास के बदलाव का अनुसरण करती है और उसके साथ प्रति चक्कर फीड की प्रति मिनट गति भी बदलती है। स्थिर गति की धारणा की तुलना में फेसिंग समय कम या अधिक निकल सकता है।
- कोने पर मंदन: कई छोटे ब्लॉक से बनी कंटूर या CAM आउटपुट हर कोने पर धीमे होते हैं और प्रोग्राम किए गए F तक नहीं पहुँचते।
- पार्ट लोडिंग और मापन: यह समय प्रोग्राम से बाहर होता है, लेकिन प्रति घंटे का वास्तविक उत्पादन इसी से तय होता है।
सिमुलेटेड समय का उपयोग कैसे करें
CNC Path Analyzer समर्थित ब्लॉक की दूरी, फीड और स्पिंडल गति से संदर्भ मशीनिंग समय की गणना करता है। त्वरण और टूल बदलाव का समय हर मशीन में अलग होता है और शामिल नहीं किया जाता। इसलिए इस मान को वास्तविक चक्र समय की निचली सीमा के करीब मानना सबसे उचित है।
व्यावहारिक तरीका यह है कि किसी मशीन पर वास्तव में मापे गए चक्र समय और गणना किए गए मान का अनुपात एक बार निर्धारित किया जाए। उदाहरण के लिए, यदि किसी समान पार्ट का गणना समय 3 मिनट और मापा समय 3 मिनट 40 सेकंड हो, तो अगले अनुमान को लगभग 1.22 के सुधार गुणांक से गुणा किया जा सकता है। पार्ट का प्रकार जितना समान होगा (कई छोटी गतियाँ या लंबे कट), यह गुणांक उतना ही उपयुक्त होगा।
मशीनिंग समय घटाने से पहले क्या जाँचें
गणना करने से पता चलता है कि समय कहाँ लगता है। यदि कटिंग समय प्रमुख है, तो पहले कटिंग दशाओं और पास की संख्या (जैसे G71 और G72 के बीच चयन) को देखें; यदि गैर-कटिंग समय अधिक है, तो पहले टूल क्रम, एप्रोच क्लीयरेंस और रैपिड पाथ देखें। अनावश्यक गतियाँ हटाना प्रायः फीड बढ़ाने से अधिक सुरक्षित और प्रभावी होता है।