Технологічний прогрес пришвидшив оновлення та заміну продуктів, що призвело до дедалі більшої диверсифікації попиту споживачів і зростання тенденції до диверсифікації продукції та менш{0}}серійного виробництва. Щоб адаптуватися до цих змін, обладнання з ЧПК (комп’ютерне числове керування) відіграє все більшу роль на підприємствах. Порівняно зі звичайними токарними верстатами його значна перевага полягає в його сильній адаптованості до змін деталей. Зміна деталей вимагає лише модифікації відповідної програми та виконання простих налаштувань ріжучих інструментів для виготовлення якісних деталей, що забезпечує конкурентну перевагу в економії коштів. Однак для повного використання продуктивності верстатів з ЧПК потрібне не лише хороше апаратне забезпечення (таке як високо-якісні ріжучі інструменти та точність верстатів), але, що важливіше, програмне забезпечення: програмування, яке передбачає створення розумних та ефективних програм обробки на основі характеристик різних деталей. За роки практики програмування та викладання я узагальнив деякі техніки програмування.
Незважаючи на те, що токарні верстати з ЧПК пропонують чудову гнучкість обробки порівняно зі звичайними токарними верстатами, все ще існує певна прогалина в ефективності виробництва для конкретного типу деталей. Тому підвищення ефективності токарних верстатів з ЧПК стає вирішальним, а раціональне застосування методів програмування для створення високоефективних програм обробки часто має несподіваний вплив на підвищення ефективності верстатів.
1. Гнучке налаштування контрольної точки
Коли різальний інструмент наближається до заготовки прутка, значення координати зменшується, явище, відоме як просування інструменту; навпаки, значення координати збільшується, явище, відоме як відступ інструменту. Інструмент зупиняється, коли повертається у вихідне положення, яке називається точкою відліку. Точка відліку є ключовим поняттям у програмуванні. Після кожного автоматичного циклу інструмент повинен повернутися в це положення, щоб підготуватися до наступного циклу. Таким чином, перед виконанням програми фактичні положення інструменту та шпинделя повинні бути скориговані, щоб вирівняти значення координат. Однак фактичне положення контрольної точки не є фіксованим. Програмісти можуть регулювати положення контрольної точки на основі діаметра деталі, типу та кількості використовуваних ріжучих інструментів і скорочувати холостий хід інструменту, тим самим підвищуючи ефективність.
2. Метод «Поділ частин на ціле».
В електроприладах низької-напруги є численні короткі штифтові-частини зі співвідношенням довжини-до-діаметра приблизно 2-3 і діаметром переважно менше 3 мм. Через малі геометричні розміри звичайні токарні верстати важко їх затискають, що погіршує якість. При стандартному програмуванні за цикл обробляється лише одна деталь. Короткий осьовий розмір викликає частий зворотно-поступальний рух ковзання шпинделя верстата вздовж напрямної станини, що призводить до частої роботи цангового патрона. З часом це призводить до надмірного зносу напрямної верстата, що впливає на точність обробки та потенційно робить верстат непридатним для використання. Крім того, часте використання цангового патрона може пошкодити керуючу електроніку. Для вирішення цих проблем необхідно збільшити довжину подачі шпинделя та інтервал спрацювання цангового патрона без зниження продуктивності. Тому можна обробляти кілька деталей за один цикл. У цьому випадку довжина подачі шпинделя в кілька разів перевищує довжину окремої деталі, потенційно досягаючи максимальної відстані ходу шпинделя, тоді як робочий інтервал цангового патрона буде відповідно подовжений у кілька разів. Що ще важливіше, допоміжний час, який раніше був необхідний для однієї деталі, тепер розподіляється між кількома деталями, що значно скорочує допоміжний час для кожної деталі та, таким чином, підвищує ефективність виробництва. Щоб досягти цього, я застосував поняття основних програм і підпрограм з комп’ютерного програмування. Якщо командні поля, пов’язані з геометрією деталі, розміщені в підпрограмі, тоді як командні поля, пов’язані з керуванням верстатом і різанням деталей, розміщені в головній програмі, головна програма викликає підпрограму один раз для кожної деталі, що обробляється. Після обробки виконується перехід до основної програми. Кількість викликів підпрограми відповідає кількості деталей, які потрібно обробити, що дуже вигідно для збільшення або зменшення кількості деталей, оброблених у кожному циклі. Програми обробки, написані таким чином, також відносно прості та зрозумілі, що полегшує модифікацію та обслуговування. Варто зазначити, що оскільки параметри підпрограми залишаються незмінними при кожному виклику, тоді як координати шпинделя постійно змінюються, у підпрограмі повинні використовуватися відносні оператори програмування для забезпечення сумісності з основною програмою.
3. Зменшіть холостий хід інструменту
Щоб підвищити ефективність верстата, необхідно покращити ефективність переміщення інструменту. Хід холостого ходу інструмента означає відстань, яку проходить інструмент, коли він наближається до заготовки та повертається до контрольної точки після різання. Зменшення холостого ходу інструменту підвищує ефективність ходу інструменту. (Для токарних верстатів із ЧПК із точковим--керуванням потрібна лише висока точність позиціонування, а процес позиціонування може бути якомога швидшим; траєкторія руху інструмента відносно заготовки не має значення.) З точки зору налаштування верстата, початкове положення інструменту має бути якомога ближче до заготовки. З точки зору програмування, кількість використовуваних інструментів має бути зведена до мінімуму відповідно до структури деталі, щоб забезпечити рівномірний розподіл інструментів під час монтажу та уникнути перешкод, коли вони знаходяться поблизу прутка. Крім того, оскільки фактичне початкове положення інструменту змінюється, опорну точку інструменту необхідно змінити в програмі, щоб адаптуватись до фактичної ситуації. Одночасно використання команд швидкого позиціонування точки може мінімізувати холостий хід інструменту, тим самим покращуючи ефективність обробки.
4. Оптимізуйте параметри, збалансуйте навантаження інструменту та зменшіть знос інструменту.
