கணினி எண்ணிம கட்டுப்பாட்டு (Computer Numerically Controlled) எந்திரங்களைத் தமிழில் அஃகுப்பெயராக கயெக எந்திரங்கள் என்று கூறலாம். கணினி கட்டுப்பாட்டில் மரவேலை வழிச்செயலி (Woodworking Router), மின்ம வெட்டல் (Plasma Cutting), சீரொளி வெட்டல் (Laser Cutting), செதுக்கல் (Engraving), பற்றவைத்தல் (Welding) போன்ற பல எந்திரங்களை இயக்கலாம்.
இக்கட்டுரையில் கயெக கடைசல் இயந்திரம் (CNC Lathe) மற்றும் கயெக துருவல் இயந்திரம் (CNC Milling machine) ஆகியவற்றில் முக்கியமாகக் கவனம் செலுத்துகிறோம். கயெக (CNC) எந்திர அடிப்படைகள் பற்றி இந்தக் கட்டுரையில் காணலாம். மற்ற இயந்திரவியல் அடிப்படைக் கட்டுரைகளின் இணைப்புகளைக் கீழே காணலாம். கடைசல் இயந்திரத்தில் பணிப்பொருள் சுழல்கிறது, உளியை நகர்த்துகிறோம். மாறாக துருவல் இயந்திரத்தில் உளி சுழல்கிறது பணிப்பொருளை நகர்த்துகிறோம். மேலும் கடைசல் இயந்திரத்தில் பொதுவாக ஒற்றை முனை உளிகளைப் பயன்படுத்துகிறோம். மாறாக துருவல் இயந்திரத்தில் பல்முனை உளிகளைப் பயன்படுத்துகிறோம்.
பணிப்பொருளுக்கு எதிராக வெட்டுளி நகரும் பாதையையும் வேகத்தையும் முக்கியமாகக் கயெக நிரல் கட்டுப்படுத்துகிறது. ஆகவே நாம் தயாரிக்க விரும்பும் ஒவ்வொரு பாகத்துக்கும் அதற்கேற்ற கயெக நிரல் தேவை. ஆகவே இந்த நிரல் எழுதுவதை பாக நிரலாக்கம் (Part Programming) என்றும் சொல்கிறார்கள்.
கயெக நிரல் அடிப்படைப் பகுதிகள்
கயெக எந்திரத்துக்கு நிரல் எழுத வேண்டுமானால் நீங்கள் நான்கு அடிப்படைப் பகுதிகளில் கவனம் செலுத்த வேண்டும். முதலில் அந்த எந்திரத்தின் முக்கிய பாகங்கள் உங்களுக்கு நன்றாகத் தெரிய வேண்டும். இரண்டாவது அந்த எந்திரம் நகரும் திசைகள் அதாவது ஆயங்கள் உங்களுக்கு சரளமாகப் புரிய வேண்டும். மூன்றாவது அந்த எந்திரத்தில் இருக்கும் துணைக் கருவிகள் பற்றித் தெரிந்து கொள்ள வேண்டும். நான்காவது அந்த எந்திரத்தில் நிரலாக்கம் செய்யக்கூடிய பணிகள் பற்றியும் அவற்றுக்கு எவ்வாறு நிரல் எழுதுவது என்றும் தெரிந்து கொள்ள வேண்டும்.
G நிரலுக்கான தரநிலை
கயெக நிரல் எழுதும் மொழியைப் பொதுவாக G நிரல் என்று சொல்கிறோம். நாம் தயாரிக்க விரும்பும் பாகத்தின் வடிவத்தை (Geometry) இந்த நிரல் நிர்ணயம் செய்வதால் இப்பெயர் வந்தது என்று சொல்கிறார்கள். G நிரலுக்கான தரநிலை ISO 6983 மற்றும் RS-274 ஆகியவற்றில் சுட்டிக் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது. கயெக எந்திரத் தயாரிப்பாளர்கள் சிற்சில மாற்றங்கள் செய்வதால் அந்த எந்திரத்தின் கையேடுகளைப் பின்பற்றுவதே சிறந்த வழி. எனினும் நிரல் எழுதக் கற்றுக் கொள்ளும்போது தரநிலைப்படி எழுதலாம். சுழலியைத் துவக்குவது, நிறுத்துவது, வெப்ப ஆற்றியைத் துவக்குவது, நிறுத்துவது போன்ற வேலைகளுக்கான நிரல்கள் M எழுத்தில் தொடங்கும். உளியை நகர்த்துவது தவிர இதர (Miscellaneous) வேலைகளுக்குப் பயன்படுவதால் இப்பெயர் வந்தது என்று சிலர் சொல்கிறார்கள். இயந்திர (Machine) வேலைகளுக்குப் பயன்படுவதால் இப்பெயர் வந்தது என்று வேறு சிலர் சொல்கிறார்கள்.
ஆய முறைமைகள் (coordinate systems)
கயெக இயந்திரங்களில் இரண்டு மிகவும் பொதுவான அச்சு வகைகள் உள்ளன. ஒன்று நேரோட்டப் பாதை (linear) மற்றது வட்டப் பாதை (rotary). இவற்றுக்கேற்ப பயன்படுத்தப்படும் இரண்டு மிகவும் பொதுவான அமைப்புகள் செவ்வக அல்லது கார்ட்டீசியன் ஆய முறைமை (rectangular or Cartesian coordinate system) மற்றும் துருவ (polar) ஆய முறைமை ஆகும். வெட்டும்போது உளி வெட்டு வேகப்படி மெதுவாகத்தான் நகரும். ஆனால் உளியை வெட்டத் தொடங்கும் இடத்துக்கு விரைவாக நகர்த்தலாம். ஆக நேரோடி (linear), வட்ட வடிவம் (circular) மற்றும் விரைவு (rapid) ஆக மூன்று இயக்க வகைகள் உள்ளன. மெட்ரிக் அளவை முறையில் மீச்சிறு ஏற்றம் (smallest increment) 0.001 மிமீ இருக்கலாம். சுழலும் ஆயத்துக்கு மீச்சிறு ஏற்றம் 0.001 பாகை இருக்கலாம்.
பூச்சியப் புள்ளி (zero point)
கயெக இயந்திரங்களில் வெட்டுளி எவ்வளவு தூரம் நகரவேண்டுமென்ற கட்டளைகளை ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்திலிருந்தே தொடங்குவோம். ஆகவே இதற்கு நிரல் தொடக்கப் புள்ளி (program origin) என்று பெயர். இந்த இடத்தில் ஆயங்கள் யாவும் பூச்சியம் என்பதால் இதைப் பூச்சியப் புள்ளி என்றும் சொல்கிறார்கள். இதில் இரண்டு வகைகள் உள்ளன.
முதல் வகை நிலையான பூச்சியம் (fixed zero). இதில் பூச்சியப் புள்ளி அல்லது தொடக்கப் புள்ளி எப்போதும் எந்திரத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில் அமைந்திருக்கும். இது பொதுவாக எந்திர மேசைத்தளத்தின் தென் மேற்கு மூலையில் அதாவது இடது கைப் பக்கம் கீழ் மூலையில் அமைந்திருக்கும். இந்த இடத்தை ஆதாரமாக வைத்தே வெட்டுளியின் இடங்கள் யாவும் கொடுக்கப்படும். இரண்டாம் வகை மிதக்கும் பூச்சியம் (floating zero). எந்திர மேசைத்தளத்தில் எந்தவொரு வசதியான இடத்திலும் எந்திரத்தை இயக்குபவர் பூச்சியப் புள்ளியை அமைத்துக் கொள்ளலாம். இந்த மிதக்கும் பூச்சியப் புள்ளி வகைதான் தற்போது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
முழுவளவு முறை (absolute mode)
முழுவளவு முறையில் அனைத்து இயக்கங்களுக்கான முடிவுப் புள்ளிகளையும் நிரல் பூச்சியப் புள்ளியிலிருந்து கொடுப்போம். இது பொதுவாக உளி இயக்கம் கட்டளைகளுக்கு இறுதிப் புள்ளிகளைக் குறிப்பிடுவதற்கான சிறந்த மற்றும் எளிதான வழிமுறையாகும். முழுவளவு முறையில் அளவுகள் கொடுப்பதையும் கூடுதலளவு முறையில் அளவுகள் கொடுப்பதையும் இப்படங்களில் ஒப்பிடலாம்.
முழுவளவு முறை
கூடுதலளவு முறை (relative mode)
கூடுதலளவு முறையில் அனைத்து இயக்கங்களுக்கான முடிவு புள்ளிகளையும் உளியின் தற்போதைய இடத்திலிருந்து கொடுப்போம், நிரல் பூச்சியப் புள்ளியிலிருந்து அல்ல. சில நேரங்களில் இது உதவியாக இருக்கும். ஆனால் இது பிரச்சினையானது. ஏனெனில் முழுவளவு முறையில், நிரலின் ஒரு கட்டளையில் தவறு ஏற்பட்டால், ஒரே ஒரு இயக்கம் மட்டும்தான் தவறானதாக இருக்கும். இதற்கு மாறாக, கூடுதலளவு முறையில் ஒரு தவறு ஏற்பட்டால், அதன் பின் வரும் அனைத்து இயக்கங்களும் தவறானதாக ஆகிவிடும்.
கூடுதலளவு முறை
நிரல் எடுத்துக்காட்டுகள்
துருவல் இயந்திரத்துக்கான G நிரல் மற்றும் M நிரலுக்கான குறிப்புதவிக் கையேடு ஒன்றை இங்கே காணலாம்.
G நிரல் எடுத்துக்காட்டுகள்:
- G00 விரைந்து குறிப்பிட்ட இடத்தில் நிறுத்துதல் (Rapid positioning).
- G01 நேரியல் இடைக்கணிப்பு: நேர்கோட்டில் வெட்டும் போது ஊட்டத்துக்கான மிகவும் பொதுவான நிரல். பணிப்பு மின்பொறி (Servo Motor) அல்லது படிநிலை மின்பொறி (Stepper Motor) வழியாக குண்டுத்திருகை (ball screw) எவ்வளவு திருப்பவேண்டுமென்ற கோண வேகங்களைக் கணக்கிடுகிறது.
- G02 வட்ட இடைக்கணிப்பு: நேர்கோடாக அல்லாமல் வட்டவடிவத்தில் வலச்சுற்றாக நகர்த்த இடையிலுள்ள புள்ளிகளைக் கணித்து உளியை நகர்த்துகிறது.
M நிரல் எடுத்துக்காட்டுகள்:
- M03 சுழலியை வலச்சுற்றாகத் துவக்குதல்.
- M04 சுழலியை இடச்சுற்றாகத் துவக்குதல்.
- M08 திரவ வெப்ப ஆற்றியைத் துவக்குதல்.
மற்ற இயந்திரவியல் கட்டுரைகள்:
- பொறியியல் வரைபடம் (Engineering Drawing) — பாகம் 1
- பொறியியல் வரைபடம் (Engineering Drawing) — பாகம் 2
- பொறியியல் வரைபடம் (Engineering Drawing) — பாகம் 3
- கடைசல் இயந்திரம் (Lathe)
- பொறியியல் வரைபடம் — திறந்த மூல லிபர்கேட் (LibreCAD)
- துருவல் இயந்திரம் (Milling machine)
- வரம்புகள், பொருத்தங்கள் மற்றும் பொறுதிகள் (Limits, Fits and Tolerances)
- உலோக வெட்டல் மூலப்பொருட்களும், வெட்டுளிகளும், வெட்டு வேகங்களும்
- கயெக (CNC) எந்திர அடிப்படைகள்
- கயெக கடைசல் இயந்திரம் (CNC Lathe)
- கயெக துருவல் இயந்திரம் (CNC Milling Machine)
அடுத்த கட்டுரை: நிரல் எழுதியபின் ஓட்டிப் பார்த்தால்தான் கற்றுக்கொள்ள முடியும். ஆனால் கயெக எந்திரங்கள் விலை உயர்ந்தவை. ஆகவே கற்றுக்கொள்ளவும் நிரலை சரிபார்க்கவும் கயெக உருவகப்படுத்திகள் (CNC Simulators) உதவுகின்றன. நாம் சில திறந்த மூல கயெக உருவகப்படுத்திகளைத் திறனாய்வு செய்வோம்.