ההתקדמות הטכנולוגית האיצה שדרוגים והחלפות מוצרים, מה שהוביל לדרישות צרכנים מגוונות יותר ויותר ומגמה גוברת של גיוון מוצרים וייצור-קטן יותר. כדי להסתגל לשינוי זה, ציוד CNC (Computer Numerical Control) משחק תפקיד חשוב יותר ויותר בארגונים. בהשוואה למחרטות קונבנציונליות, היתרון המשמעותי שלה טמון בהתאמה החזקה שלה לשינויים בחלקים. החלפת חלקים דורשת רק שינוי של התוכנית המתאימה וביצוע התאמות פשוטות לכלי החיתוך כדי לייצר חלקים מתאימים, ובכך לספק יתרון תחרותי בחיסכון בעלויות. עם זאת, כדי לנצל באופן מלא את הביצועים של כלי מכונת CNC, יש צורך לא רק בחומרה טובה (כגון-כלי חיתוך באיכות גבוהה ודיוק כלי מכונות), אלא יותר מכך, תוכנה: תכנות, הכוללת יצירת תוכניות עיבוד סבירות ויעילות המבוססות על המאפיינים של חלקים שונים. במשך שנים של תרגול והוראה בתכנות, סיכמתי כמה טכניקות תכנות.
למרות שמחרטות CNC מציעות גמישות עיבוד מעולה בהשוואה למחרטות רגילות, עדיין יש פער מסוים ביעילות הייצור עבור סוג מסוים של חלק. לכן, שיפור היעילות של מחרטות CNC הופך מכריע, וליישום הרציונלי של טכניקות תכנות ליצירת תוכניות עיבוד יעילות ביותר יש לעתים קרובות השפעות בלתי צפויות על שיפור יעילות כלי המכונה.
1. הגדרת נקודת התייחסות גמישה
כאשר כלי החיתוך מתקרב למלאי המוט, ערך הקואורדינטות יורד, תופעה המכונה התקדמות כלי; לעומת זאת, ערך הקואורדינטות עולה, תופעה המכונה נסיגת כלי. הכלי עוצר כשהוא חוזר למיקום ההתחלתי שלו, הנקרא נקודת הייחוס. נקודת ההתייחסות היא מושג מכריע בתכנות. לאחר כל מחזור אוטומטי, על הכלי לחזור למצב זה כדי להתכונן למחזור הבא. לכן, לפני ביצוע התוכנית, יש להתאים את המיקומים האמיתיים של הכלי והציר כדי להתיישר עם ערכי הקואורדינטות. עם זאת, המיקום בפועל של נקודת הייחוס אינו קבוע. מתכנתים יכולים להתאים את מיקום נקודת הייחוס בהתבסס על קוטר החלק, סוג ומספר כלי החיתוך בהם נעשה שימוש, ולקצר את מהלך הסרק של הכלי, ובכך לשפר את היעילות.
2. שיטת "פיצול חלקים לשלם".
במכשירי חשמל-נמוכים, ישנם מספר רב של חלקים בצורת סיכה קצרה-ביחס בין אורך-ל-קוטר של כ-2-3 וקוטרים לרוב מתחת ל-3 מ"מ. בשל הממדים הגיאומטריים הקטנים שלהן, מחרטות מכשירים רגילות נאבקות להדק אותן, מה שפוגע באיכות. אם מתוכנת באופן קונבנציונלי, רק חלק אחד מעובד בכל מחזור. הממד הצירי הקצר גורם לתנועה הדדית תכופה של החלקת ציר כלי המכונה לאורך מסלול המיטה, וכתוצאה מכך לפעולה תכופה של תושבת הקולט. לאורך זמן, הדבר מוביל לבלאי מופרז של מוביל כלי המכונה, משפיע על דיוק העיבוד ועלול להפוך את המכונה לבלתי שמישה. יתרה מזאת, הפעולה התכופה של תושבת הקולט עלולה לפגוע באלקטרוניקת הבקרה. כדי לפתור בעיות אלו, יש להגדיל את אורך הזנת הציר ואת מרווח הפעולה של תושבת הקולט מבלי להפחית את הפרודוקטיביות. לכן, ניתן להעלות על הדעת לבצע עיבוד של מספר חלקים במחזור אחד. במקרה זה, אורך הזנת הציר יהיה פי כמה מאורכו של חלק בודד, ועשוי להגיע למרחק הנסיעה המקסימלי של הציר, בעוד מרווח הפעולה של תושבת הקולט יוארך בהתאמה מספר פעמים. חשוב מכך, זמן העזר שנדרש בעבר לחלק בודד מחולק כעת על פני מספר חלקים, מה שמפחית משמעותית את זמן העזר עבור כל חלק ובכך משפר את יעילות הייצור. כדי להשיג זאת, יישמתי את המושגים של תוכניות ראשיות ותתי שגרות מתכנות מחשב. אם שדות פקודה הקשורים לגיאומטריית חלק ממוקמים בתת-שגרה, בעוד שדות פקודה הקשורים לבקרת כלי מכונה וחיתוך חלק ממוקמים בתוכנית הראשית, התוכנית הראשית קוראת לתת-השגרה פעם אחת עבור כל חלק המעובד. לאחר העיבוד, הוא קופץ חזרה לתוכנית הראשית. מספר הפעמים שהמשנה נקראת תואם למספר החלקים לעיבוד, וזה יתרון רב להגדלה או הקטנה של מספר החלקים המעובדים בכל מחזור. גם תוכניות עיבוד שבבי הכתובות בצורה זו הן פשוטות וברורות יחסית, מה שמקל על שינוי ותחזוקה. ראוי לציין שמכיוון שהפרמטרים של תת-השגרה נשארים קבועים בכל קריאה, בעוד שקואורדינטות הציר משתנות כל הזמן, יש להשתמש בהצהרות תכנות יחסיות בתת-השגרה כדי להבטיח תאימות לתוכנית הראשית.
3. צמצם את נסיעות סרק בכלי
כדי לשפר את יעילות כלי המכונה, יש לשפר את יעילות נסיעת הכלים. תנועת כלי סרק מתייחסת למרחק שהכלי עובר כשהוא מתקרב לחומר העבודה וחוזר לנקודת הייחוס לאחר החיתוך. הפחתת תנועת הכלים בטלה משפרת את יעילות נסיעת הכלים. (עבור מחרטות CNC נשלטות מנקודה-ל-נקודה, נדרש רק דיוק מיקום גבוה, ותהליך המיקום יכול להיות מהיר ככל האפשר; נתיב התנועה של הכלי ביחס לחומר העבודה אינו רלוונטי.) מבחינת התאמת כלי מכונה, המיקום ההתחלתי של הכלי צריך להיות קרוב ככל האפשר למלאי המוט. מבחינת תכנות, יש למזער את מספר הכלים בהם נעשה שימוש בהתאם למבנה החלק כדי להבטיח חלוקה שווה של הכלים במהלך ההתקנה ולמנוע הפרעות בקרבת מלאי הבר. יתרה מזאת, מכיוון שהמיקום ההתחלתי בפועל של הכלי משתנה, יש לשנות את נקודת ההתייחסות של הכלי בתוכנית כדי להתאים למצב בפועל. במקביל, שימוש בפקודות מיקום נקודות מהירות יכול למזער את תנועת הכלים בטלה, ובכך לשפר את יעילות העיבוד.
4. ייעול פרמטרים, איזון עומס הכלים והפחת את בלאי הכלים.
