সেন্ট্রাল প্রসেসিং ইউনিট (CPU)
সেন্ট্রাল প্রসেসিং ইউনিট (CPU) কে একটি CNC কন্ট্র্লারের হার্ট এবং ব্রেইন বলা যেতে পারে। এটি CNC কন্ট্র্লারের মেমোরিতে স্টোর করে রাখা প্রোগ্রাম থেকে প্রয়োজনীয় তথ্য গ্রহণ করে। এবং ঐ তথ্য বা প্রোগ্রাম অনুযায়ী মেশিনের কোন অ্যাক্সিসের নির্দিষ্ট অবস্থান নিয়ন্ত্রণ (position control) এবং বেগ নিয়ন্ত্রণের (velocity control) জন্য সিগন্যালের রূপান্তর বা ডিকোডিং করে থাকে। এটি মেশিনের অ্যাক্সিসগুলির সম্পুর্ন নিয়ন্ত্রণ এবং স্পিন্ডলের এর মুভমেন্টও তদারকি করে থাকে এবং যখনই এটি প্রোগ্রামের মানের বা value র সঙ্গে মেলে না, CPU তৎক্ষণাৎ একটি কারেক্টিভ (corrective) কার্য গ্রহণ করে। মেশিনের অ্যাকুইরেসির (accuracy) এর জন্য যেসব কম্পেন্সেসন (compensation) করার প্রয়োজন হয়, যেমন লিড স্ক্রুর পিচ এরর (pitch error) এবং ব্যাকল্যাশ (Backlash) বা কাটিং টুল ক্ষয়ে যাওয়া (Tool wear out) ইত্যাদি CPU দ্বারা ক্যালকুলেশন করে তৈরি করা হয়। একই ভাবে মেশিনের অ্যাক্সিস মুভমেন্ট এর জন্য কন্ট্রোল সিগন্যাল তৈরি করার সময়ও অনুরূপ ব্যাবস্থা গ্রহণ করা হয়। CPU এর সাহায্যে মেশিনের কিছু মৌলিক নিরাপত্তা বা basic safety সবসময়ের জন্য পরীক্ষা করে দেখা হয় এবং সাথে সাথে ক্রমাগত প্রয়োজনীয় একটি কারেক্টিভ (corrective) প্রক্রিয়াও পাশাপাশি চলতে থাকে। যখনই কোন পরিস্থিতি CPU এর নিয়ন্ত্রণের বাইরে চলে যায়, তখন এটি মেশিন বন্ধ করার চূড়ান্ত সিদ্ধান্ত নিয়ে থাকে।
সার্ভো কন্ট্রোল ইউনিট
CPU দ্বারা উৎপাদিত মেশিনের অ্যাক্সিসগুলির অবস্থান নিয়ন্ত্রণ বা position control এবং বেগ নিয়ন্ত্রণ বা velocity control সিগন্যাল হল সার্ভো কন্ট্রোল ইউনিটের ইনপুট। সার্ভো কন্ট্রোল ইউনিট একেকটি কমান্ড এর মান বা ভ্যালু অনুযায়ী উপযুক্ত সিগন্যাল উৎপাদন করে। সার্ভো কন্ট্রোল ইউনিট থেকে অ্যাক্সিস এবং স্পিন্ডল মুভমেন্ট কমান্ড সরাসরি সার্ভো ড্রাইভে পাঠানো হয়, এবং সার্ভো ড্রাইভ সেই অনুসারে অ্যাক্সিস এবং স্পিন্ডল মোটরকে চালানোর জন্য প্রয়োজনীয় ভোল্টেজ তৈরি করে। সার্ভো কন্ট্রোল ইউনিট মোটরের সাথে বা অ্যাক্সিসের সাথে লাগানো পজিশান ফিডব্যাক (Position feedback) ডিভাইস (যেমন লিনিয়ার স্কেল, রোটারি এনকোডার, রিজল্ভার, ইত্যাদি) থেকে মেশিনের অ্যাক্সিসের প্রকৃত অবস্থানের সিগন্যাল গ্রহন করে থাকে। আগেকার CNC মেশিনে ভেলোসিটি ফিডব্যাক (Velocity feedback) এর জন্য ট্যাকো জেনারেটর (tacho generator) ব্যাবহার করা হত, কিন্ত বর্তমানে অপ্টিক্যাল এনকোডারের সাহায্যেই অ্যাক্সিসের পজিশান ফিডব্যাক এবং ভেলোসিটি ফিডব্যাক এই দুইই নেওয়া হয়ে থাকে। স্পিন্ডলের rpm এর ফিডব্যাকও এনকোডারের সাহায্যেই নেওয়া হয়। এই সব ফিডব্যাক সিগন্যালগুলি আবার প্রসেসিং এর জন্য CPU ইউনিটেই পাঠানো হয়। সুতরাং এক কথায় সার্ভো কন্ট্রোল ইউনিট CNC মেশিন এবং CPU এর মধ্যে কমান্ড এবং ফিডব্যাকের দুমুখো যোগাযোগ সম্পাদন করে থাকে। যদিও CNC মেশিনে অ্যাক্সিসের প্রকৃত মুভমেন্ট সার্ভো ড্রাইভের এর সাহায্যে করা হয়, কিন্তু মেশিনের অ্যাক্সিসের মুভমেন্টের এর হার বা rate এবং পরিমাণ, ফিডব্যাক সিস্টেমের ধরনের উপর নির্ভর করে। অ্যাক্সিসের মুভমেন্টের কন্ট্রোলের এর জন্য সাধারনত দুই ধরনের সিস্টেম CNC মেশিনে ব্যাবহার করা হয়, এদুটি হল ওপেন লুপ সিস্টেম (open-loop) এবং ক্লোজড লুপ সিস্টেম (closed-loop)।
ওপেন লুপ সিস্টেম কি? - এই ব্যবস্থায়, CNC সিস্টেমে কোন ফিডব্যাক ডিভাইস লাগানো থাকে না। ফলে এই সিস্টেমে সার্ভো কন্ট্রোল ইউনিট মেশিনের মুভমেন্টের জন্য সংকেত পাঠায়, কিন্তু পরীক্ষা করে দেখে না প্রকৃত মুভমেন্ট হচ্ছে কিনা। এই ব্যবস্থায়, সাধারনত স্টেপার মোটর (Stepper Motor) অ্যাক্সিসের মুভমেন্টের জন্য ব্যবহার করা হয় এবং এই মোটর CNC সিস্টেম থেকে ডিজিটাল পালসের (pulses) সাহায্যে চালানো হয়। যেহেতু সিস্টেম কন্ট্রোলারে অ্যাক্সিসের মুভমেন্টের সম্পর্কে কোন বাস্তব সময়ের তথ্য (real time information) থাকে না, তাই এই ব্যবস্থায় মেশিনের অপারেশনের সময় উপস্থিত কোন বাধা বা ব্যাঘাতের নিবারণও (counteract) করতে পারা যায় না। এটি পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট মুভমেন্ট সিস্টেমে কাজ করে। যে সমস্ত মেশিনে মোটরের উপর লোডিং টর্ক খুব কম এবং প্রায় কন্সট্যান্ট (constant), সেই সমস্ত মেশিনে এই ওপেন লুপ সিস্টেম ব্যাবহার করা হয়। এছাড়াও যে সমস্ত মেশিনে প্রায় একই ধরনের কাজ বারংবার করা হয়, সেখানে এই সিস্টেম ব্যাবহার করা হয়। যদিও CNC মেশিনে এই ধরনের সিস্টেমের ব্যাবহার খুবই সীমিত। নিচে ওপেন লুপ সিস্টেমের ছবি দেওয়া হল।
ক্লোজড লুপ সিস্টেম কি? - বেশিরভাগ CNC মেশিনই ক্লোজড লুপ সিস্টেমে কাজ করে। এই পদ্ধতিতে সবসময়ই বিভিন্ন ফিডব্যাক ডিভাইস লাগানো হয়। যখন CNC সিস্টেম কোন মুভমেন্টের এর জন্য প্রয়োজনীয় নির্দেশাবলী পাঠায়, তখন তার ফলাফলও বিভিন্ন ফিডব্যাক ডিভাইসের মধ্য দিয়ে অবিরামভাবে পর্যবেক্ষণ (continuous observation) করে।একটি ক্লোজড লুপ CNC সিস্টেমে সাধারনভাবে দুই ধরনের ফিডব্যাক সিস্টেম ব্যাবহার করা হয়, এগুলি হল পজিশান ফিডব্যাক (position feedback) এবং ভেলোসিটি ফিডব্যাক (Velocity feedback)। নিচে একটি ক্লোজ লুপ CNC সিস্টেমের ছবি দেখানো হয়েছে।
পজিশন ফিডব্যাক - পজিশন ফিডব্যাক (position feedback) হল একটি ক্লোজড লুপ পদ্ধতি। এই পদ্ধতিতে যখন মেশিনের অ্যাক্সিস মুভ করে তখন নিয়মিত ভাবে অ্যাক্সিস এর প্রকৃত অবস্থান ফিডব্যাক ডিভাইসের সাহায্যে CNC সিস্টেমে এ পাঠানো হতে থাকে এবং CNC সিস্টেম সিদ্ধান্ত নিতে থাকে অ্যাক্সিস এর অবস্থান আরও কতদুর নিয়ে যেতে হবে। যদি অ্যাক্সিস এর মুভমেন্টের প্রকৃত মান প্রয়োজনীয় মান হিসেবে না হয়, তবে CNC সিস্টেম তৎক্ষণাৎ সেটি সঠিক করতে চেষ্টা করে। যদি সেটা সঠিক করা সম্ভব না হয়, CNC সিস্টেম একটি ফল্ট ইন্ডিকেট (fault indicate) করে এবং মেশিনের অ্যাক্সিস এর মুভমেন্ট নিষ্ক্রিয় করার জন্য প্রয়োজনীয় ব্যাবস্থা নিয়ে থাকে। CNC মেশিনে বিভিন্ন ধরনের পজিশন ফিডব্যাক ডিভাইস ব্যাবহৃত হয়, এগুলির মধ্যে এনকোডার, লিনিয়ার স্কেল, রিজল্ভার ইত্যাদি উল্লেখযোগ্য। এনকোডার, লিনিয়ার স্কেল, রিজল্ভার ইত্যাদি সাধারনত ইলেক্ট্রিক্যাল পালস (Pulse) জেনারেট করে, এবং সেগুলি CNC কন্ট্রোলারে পাঠানো হয় এবং CNC কন্ট্রোলার ওই পালস গননা করেই মেশিনের অ্যাক্সিসের পজিশান বুঝতে পারে। আলাদা অধ্যায়ে এনকোডার, লিনিয়ার স্কেল, রিজল্ভার এবং অন্যান্য ফিডব্যাক ডিভাইসগুলি থেকে কিভাবে পজিশন ফিডব্যাক নেওয়া হয়, তার সম্মন্ধে বিস্তারিত আলোচনা করা হয়েছে।
ভেলোসিটি ফীডব্যাক - কোন CNC সিস্টেমে কন্ট্যুরিং (contouring) বা সঠিক ইন্টারপোলেশান (interpolations) তৈরি করার জন্য অ্যাক্সিসগুলির গতিবেগের সঠিক মান এবং নির্দিষ্ট ত্বরণ বা acceleration এবং মন্দন বা deceleration প্রয়োজন হয়। এই কারনে CNC মেশিনে অ্যাক্সিসগুলির পজিশন ফিডব্যাকের সাথে সাথেই ভেলসিটি ফীডব্যাকেরও অবশ্যই প্রয়োজন হয়। ভেলসিটি ফীডব্যাকের এর জন্য আগেকার CNC মেশিনে ট্যাকো জেনারেটর (Tacho generator) নামক একটি ডিভাইস ব্যাবহার করা হত। এটি সাধারানত মোটর এর শ্যাফট এর সাথেই সংযোগ করা থাকে এবং যখন মোটর ঘুরতে থাকে, তখন এটিও ঘুরতে থাকে। এই ট্যাকো জেনারেটর সাধারনত একটি অ্যানালগ (analog) ভোল্টেজ তৈরি করে, মোটর এর স্পীড কম বেশি অনুসারে এই অ্যানালগ ভোল্টেজের মানও কম বা বেশি হয়, এবং এই অ্যানালগ ভোল্টেজকেই ব্যাবহার করা হয় মোটরের ভেলসিটি ফীডব্যাক হিসাবে। সার্ভো কন্ট্রোল ইউনিট এই অ্যানালগ ভোল্টেজের মান বা ভ্যালু অনুযায়ি মোটর এর স্পীড প্রয়োজনীয় লিমিটে কন্ট্রোল করে নেয়। বর্তমানে ভেলসিটি ফীডব্যাকের জন্য ট্যাকো জেনারেটর ব্যাবহৃত হয় না, তার বদলে অপ্টিক্যাল এনকোডারের (Optical Encoder) এর সাহায্যেই মোটরের পজিশন ফিডব্যাক এবং ভেলসিটি ফীডব্যাক দুটোই নেওয়া হয়ে থাকে, এবং ভেলোসিটি ফিডব্যাকের ক্ষেত্রে এনকোডারের “নাম্বার অফ পালস জেনারেটেড পার সেকেন্ড” থেকে CNC কন্ট্রোলার মেশিনের অ্যাক্সিসের ভেলোসিটি বুঝতে পারে।
কোন মন্তব্য নেই:
একটি মন্তব্য পোস্ট করুন