What is CNC Machine? Working Principle, Parts, Types, Advantages and Applications

CNC Machine (Computer Numerical Control Machine) आधुनिक Manufacturing Engineering की सबसे उन्नत Machine Tool है जिसमें Machining Operations को Computer Program द्वारा Automatically नियंत्रित किया जाता है। CNC Machine में Manual Control की आवश्यकता बहुत कम होती है तथा सभी Movements पहले से तैयार Program (G-Code एवं M-Code) के अनुसार होती हैं।

आज Automobile, Aerospace, Medical Equipment, Defence, Tool Room, Die & Mould Manufacturing तथा Precision Engineering Industries में CNC Machines का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है क्योंकि यह High Accuracy, High Productivity तथा Repeatability प्रदान करती है।

Introduction

Conventional Machines जैसे Lathe, Milling तथा Drilling Machines में अधिकांश Operations Operator द्वारा नियंत्रित की जाती हैं। लेकिन CNC Machine में सभी Machining Operations Computer Program द्वारा नियंत्रित होती हैं। Operator केवल Program तैयार करता है तथा Machine स्वयं निर्धारित Path के अनुसार Machining करती है।

Computer Numerical Control Technology ने Manufacturing Industries में Automation को बढ़ावा दिया है। इससे Production Time कम हुआ है, Human Error कम हुई है तथा Product Quality में उल्लेखनीय सुधार हुआ है।

Definition of CNC Machine

CNC Machine वह Automatic Machine Tool है जिसमें Cutting Tool तथा Workpiece की सभी Movements Computer Program द्वारा नियंत्रित की जाती हैं ताकि अत्यधिक Accuracy एवं Repeatability के साथ Machining की जा सके।

Full Form of CNC

CNC = Computer Numerical Control

इस Technology में Numerical Instructions Computer Memory में Store रहती हैं तथा Controller उन्हें पढ़कर Machine के Motors एवं Drives को नियंत्रित करता है।

Objectives of CNC Machine

• High Precision Machining करना।
• Mass Production करना।
• Complex Components तैयार करना।
• Human Error कम करना।
• Production Time कम करना।
• Automation प्राप्त करना।
• Excellent Surface Finish प्राप्त करना।

Working Principle of CNC Machine

CNC Machine Numerical Control Principle पर कार्य करती है। सबसे पहले Component का CAD Model बनाया जाता है। इसके बाद CAM Software द्वारा Tool Path तैयार किया जाता है तथा G-Code Generate किया जाता है। CNC Controller इस Program को पढ़कर Servo Motors को Commands देता है जिससे Cutting Tool निर्धारित Path पर Move करता है और आवश्यक Machining पूरी होती है।

Construction of CNC Machine

CNC Machine कई Mechanical, Electrical तथा Electronic Components से मिलकर बनी होती है। प्रत्येक Component Machining Accuracy तथा Automatic Control सुनिश्चित करता है।

Main Parts of CNC Machine

Functions of Main Parts

• CNC Controller सम्पूर्ण Machine को नियंत्रित करता है।
• MCU Program Instructions को Execute करता है।
• Servo Motors X, Y एवं Z Axis को नियंत्रित करते हैं।
• Spindle Cutting Tool को High Speed Rotation प्रदान करती है।
• Tool Magazine विभिन्न Cutting Tools को Store करती है।
• ATC आवश्यकता अनुसार Tool Automatically बदलता है।
• Work Table Workpiece को Clamp करती है।
• Feedback System Position एवं Accuracy बनाए रखता है।

Coordinate System in CNC Machine

CNC Machine सामान्यतः X-Axis, Y-Axis तथा Z-Axis Coordinate System पर कार्य करती है। आधुनिक CNC Machines में A, B तथा C Rotational Axes भी उपलब्ध होती हैं जिससे 4-Axis एवं 5-Axis Machining संभव हो जाती है।

Types of CNC Machine

Basic CNC Programming Codes

Advantages of CNC Machine

• Very High Accuracy.
• Excellent Surface Finish.
• High Production Rate.
• Complex Components आसानी से बनाए जा सकते हैं।
• Human Error बहुत कम होती है।
• Repeatability बहुत अधिक होती है।
• Automatic Tool Changing संभव।
• Labour Requirement कम होती है।
• Mass Production के लिए सर्वोत्तम।
• Production Cost Long Term में कम होती है।

Limitations of CNC Machine

• Initial Cost बहुत अधिक होती है।
• Programming Knowledge आवश्यक होता है।
• Maintenance Cost अधिक होती है।
• Power Supply पर निर्भर रहती है।
• Highly Skilled Operator एवं Programmer की आवश्यकता होती है।

Applications of CNC Machine

• Automobile Industry
• Aerospace Industry
• Defence Manufacturing
• Medical Equipment Manufacturing
• Tool & Die Industry
• Mould Manufacturing
• Electronics Industry
• Railway Industry
• Precision Engineering
• Mass Production Industries

Industrial Importance of CNC Machine

CNC Machine ने Manufacturing Industry में Revolution ला दिया है। आज लगभग सभी Modern Industries Automation तथा Smart Manufacturing की ओर बढ़ रही हैं। CNC Machines द्वारा High Accuracy, High Speed Machining, Minimum Human Error तथा Excellent Product Quality प्राप्त होती है। Industry 4.0, Smart Factory तथा Digital Manufacturing का मुख्य आधार CNC Technology ही है।

Comparison Between Conventional Machine and CNC Machine

Exam Oriented Important Questions

1. CNC Machine क्या है? इसकी परिभाषा लिखिए।
2. CNC का Full Form लिखिए।
3. CNC Machine का कार्य सिद्धांत समझाइए।
4. CNC Machine के मुख्य भागों का वर्णन कीजिए।
5. Coordinate System in CNC Machine समझाइए।
6. G-Code एवं M-Code क्या हैं?
7. CNC Machine के प्रकार लिखिए।
8. CNC Machine के लाभ एवं सीमाएँ लिखिए।
9. CNC Machine के Applications लिखिए।
10. Conventional Machine एवं CNC Machine में अंतर लिखिए।

Viva Questions

1. CNC का Full Form क्या है?
2. CNC Machine क्या है?
3. MCU का क्या कार्य है?
4. Servo Motor किसलिए उपयोग होती है?
5. ATC का Full Form क्या है?
6. G00 तथा G01 में क्या अंतर है?
7. M03 Command क्या करती है?
8. CNC Machine में Feedback System क्यों उपयोग किया जाता है?
9. CNC Machine Conventional Machine से बेहतर क्यों है?
10. Industry 4.0 में CNC Machine का क्या महत्व है?

Conclusion

CNC Machine आधुनिक Manufacturing Engineering की सबसे महत्वपूर्ण Automatic Machine Tool है। Computer Numerical Control Technology की सहायता से Complex Components अत्यधिक Accuracy, Repeatability तथा Excellent Surface Finish के साथ बनाए जाते हैं। Automobile, Aerospace, Medical, Defence तथा Tool Manufacturing Industries में CNC Machines का व्यापक उपयोग होता है। RGPV परीक्षा की दृष्टि से CNC Machine के Parts, Working Principle, Coordinate System, G-Code, M-Code, Types, Advantages तथा Applications अत्यंत महत्वपूर्ण विषय हैं।