كيفية تحسين معلمات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي لتحقيق الكفاءة؟

يشهد قطاع التصنيع تطورًا مستمرًا، وتزداد كفاءة آلات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC) أهميةً. من الضروري تقصير دورة الإنتاج وخفض تكلفة القطع. إذا انصب اهتمام المُصنِّع على جودة تصنيع القطع وكميتها المتوفرة فقط، فإنه لا يُفكِّر في كيفية تحسين كفاءة الإنتاج، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الإنتاج، وهذا لن يُفيد الشركة على المدى الطويل.

في هذه المقالة، ستناقش Yonglihao Machinery كيفية تحسين ماكينات CNC لزيادة الكفاءة. سنركز على إعدادات المعلمات والاستراتيجيات المتقدمة. سيساعدك هذا على تحقيق إنتاج عالي الجودة مع تحسين الكفاءة.

فهم تصنيع الآلات باستخدام الحاسب الآلي

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC) هو نوع من تقنيات التشغيل الآلي. يستخدم الحاسوب للتحكم في الأداة الموجودة على الآلة، والتي تقوم بالعمل على القطعة. يتضمن ذلك التحكم في الأداة لتصنيع قطعة العمل وفقًا لمسارات ومعايير تصنيع محددة باستخدام تعليمات مبرمجة مسبقًا من برنامج CAM. هذا يُمكّن من تحقيق عملية تصنيع عالية الدقة والكفاءة. لذلك، أصبح التصنيع باستخدام الحاسب الآلي تقنية تصنيع لا غنى عنها ومهمة في التصنيع الحديث.

تتكون ماكينات التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC) من الأجزاء الرئيسية التالية: ماكينات، وأنظمة التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC)، وأنظمة الطاقة، والأدوات، وأنظمة تغيير الأدوات، وأجهزة أخرى. تُعرف ماكينات التحكم الرقمي أيضًا باسم المضيف. تتكون عادةً من أربعة أجزاء رئيسية: السرير، والمغزل، والطاولة، والأجزاء المتحركة. يتضمن نظام التحكم الرقمي وحدة تحكم، وجهاز كمبيوتر، ومعدات برمجة. يتكون نظام الطاقة من نظام التشغيل ومحرك المغزل (جزأين). يحتوي نظام الأدوات وتغيير الأدوات على مخزن للأدوات ومخزن للأدوات لتغيير الأدوات تلقائيًا. يتكون الجهاز المساعد من ثلاثة أجزاء: نظام التبريد، ونظام التزييت، والتركيبات. يتحكم نظام الكمبيوتر في ماكينات التحكم الرقمي بالكمبيوتر، مما يسمح بالتشغيل التلقائي المستمر ويحافظ على دقة عالية.

قراءة إضافية:ما هي الآلات ذات التحكم الرقمي؟ 

أهمية تحسين معلمات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

تُستخدم ماكينات التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC) على نطاق واسع في مجالات مثل صناعة الطيران والسيارات والإلكترونيات. وتتجلى أهميتها في التصنيع بوضوح. أصبحت بعض المنتجات أكثر قوة، مما زاد من الحاجة إلى دقة عالية في جودة القطع والأسطح. لذا، يُعد تحسين معايير ماكينات التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC) لتعزيز هذه الدقة أمرًا بالغ الأهمية.

يُحسّن تحسين معايير التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC) الجودة والسرعة ومواعيد التسليم. كما يُطيل عمر الأدوات ويُخفّض التكاليف. بالإضافة إلى ذلك، يُنتج قطعًا دقيقة وقابلة للتكرار، ويعزز قدرة الشركة بأكملها. كما يُعزز القدرة التنافسية ويدعم النمو طويل الأمد.

المعلمات الرئيسية التي يجب تحسينها في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

في عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، قد يختلف ضبط معلمات القطع لكل جزء من أجزاء التصنيع. لضمان الحصول على أفضل جودة لتصنيع الأجزاء النهائية، سرعة القطع، سرعة التغذية, يجب تحسين عمق التغذية وتعويض نصف قطر الأداة ومسار الأداة وتصميمها حتى يتمكنوا من تحقيق أفضل النتائج.

سرعة القطع

سرعة القطع هي السرعة الخطية للأداة بالنسبة لقطعة العمل. قِس المسافة التي تقطعها الأداة على السطح لكل وحدة زمنية عند التشغيل بهذه السرعة. تؤثر سرعة القطع بشكل مباشر على الكفاءة والجودة وعمر الأداة. تؤثر مادة الأداة، ومادة قطعة العمل، ونوع المعالجة بشكل رئيسي على السرعة. كما أن هناك عوامل أخرى مهمة. يجب اختيار السرعة المناسبة لكل مادة وأداة.

مادة قطعة العمل تؤثر على عملية القطع. تحتاج المواد الصلبة إلى سرعة قطع أقل، بينما تحتاج المواد اللينة إلى سرعة قطع أعلى. مواد الأدوات الجيدة مقاومة للتآكل وموصلة للحرارة، ويمكن استخدامها بسرعات قطع أعلى. عند التخشين والتشطيب، تكون سرعة القطع أعلى عادةً.

بشكل عام، يمكنك اختيار سرعة القطع باتباع معايير صانع الأداة. ثم استخدم قطعة العمل لاختبار القطع. استمر في ضبط المعايير للحصول على أفضل النتائج.

سرعة التغذية

تشير سرعة التغذية إلى سرعة حركة الأداة أثناء عملية التشغيل على طول سطح قطعة العمل، أي المسافة التي تقطعها الأداة أثناء عملية التشغيل في الدقيقة (عادةً بالملليمتر/الدقيقة أو البوصة/الدقيقة). بالإضافة إلى ذلك، يؤثر معدل التغذية على قوة القطع، ويؤثر أيضًا على تكوين الرقاقة، ودرجة حرارة السطح، وجودة السطح المُشَغَّل.

قد يؤثر ارتفاع أو انخفاض معدل التغذية سلبًا على عملية التصنيع. كما أن سرعة التغذية العالية قد تؤدي إلى قوة قطع زائدة، ما يؤدي إلى تشوه قطعة العمل وتقليل جودة سطحها. كما أن انخفاض معدل التغذية يقلل من كفاءة التصنيع، ويطيل دورة الإنتاج. لذلك، يجب مراعاة اختيار معدل التغذية مع نوع القطع، وخصائص مادة قطعة العمل، والأدوات المستخدمة، وما إلى ذلك، بشكل عام في مرحلة ما قبل المعالجة، وكذلك من خلال اختبار قطع قطعة العمل، استنادًا إلى الخبرة ودليل مصنعي الأدوات، لتحديد الحجم المناسب لمعدل التغذية.

عمق القطع

المسافة بين السطح المُشَغَّل والسطح المُراد تشغيله هي عمق القطع عند قطع قطعة العمل. وهو عمق الأداة في كل مرة تقطع فيها قطعة العمل. يؤثر هذا بشكل مباشر على عملية القطع من حيث قوة القطع، ودرجة الحرارة، وجودة السطح، وعمر الأداة. كما يشير إلى المسافة الشعاعية داخل قطعة العمل. أما الطحن، فيشير إلى المسافة المقطوعة في الاتجاه المحوري لقطعة العمل.

بشكل عام، فإن مادة قطعة العمل، مادة الأداة، نوع المعالجة، قوة الآلة، صلابة الآلة، سائل التبريد، وعوامل أخرى سوف تؤثر على اختيار عمق القطع، وبالتالي فإن اختيار عمق القطع المناسب، أولا وقبل كل شيء، وفقا للعوامل التي تؤثر على المجموعة الأولية الأولى معلمة العمق، ثم اختبار قطع قطعة العمل لضبط المعلمات، وأخيرا تسجيل نتائج قطع متعددة والاستمرار في تحسين عمق العمق من أجل تحقيق عمق القطع الأمثل بحيث يمكنك تحسين كفاءة التصنيع، وتحسين جودة قطعة العمل وإطالة عمر الأداة.

تعويض نصف قطر الأداة

يُصحّح تعويض نصف قطر الأداة الخطأ الناتج عن نصف قطرها، ويضمن توافق حجم وشكل قطعة العمل مع التصميم. يوجد وضعان رئيسيان لتعويض نصف قطر الأداة: التعويض الأيسر (G41) والتعويض الأيمن (G42)، ويُستخدم عندما تكون الأداة على الجانب الأيسر من محيط قطعة العمل، والعكس صحيح. يمكن تحسين تعويض نصف قطر الأداة من خلال قياس نصف قطرها بدقة وإدخاله، وضبط قيمة التعويض ديناميكيًا، وتحسين البرنامج. من خلال تحسين تعويض نصف قطر الأداة، يمكن تحسين دقة وكفاءة التشغيل وتقليل أخطاء التشغيل.

تحسين مسار الأداة

يُحسّن تحسين مسار الأداة كفاءة وجودة تصنيع الآلات باستخدام الحاسب الآلي بشكل ملحوظ. استخدم برنامج CAM لتصميم مسار الأداة بناءً على شكل قطعة العمل. ثم، قم بمحاكاة مسار الأداة لاكتشاف المشاكل وإصلاحها وزيادة كفاءتها. سيؤدي ذلك إلى تجنب الضربات الفارغة وتعطل الأدوات.

أولاً، يُستخدم برنامج CAM لتحديد أفضل مسار للأداة لمحاكاة المسار. يضمن هذا المسار خلوه من التصادمات والتداخلات. ثم تُستخدم استراتيجيات التغذية الحلزونية والسحب التدريجي لتحسين مسارات التغذية والسحب. بعد ذلك، تُنظّم عملية التشغيل لتقليل مسافة الفراغ. وأخيراً، تُعدّل معلمات التشغيل وفقاً للوضع الفعلي للحصول على المسار الأمثل.

أنماط تآكل الأدوات وعمر الأداة

في ماكينات التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC)، يُعدّ تآكل الأدوات مقياسًا لفعالية التشغيل. وهو طريقة مهمة لحساب عمر الأداة. كما يُمكن أن يُؤثر على جودة القطعة. على سبيل المثال، يُقلل تآكل الأدوات من دقة أبعاد المنتج النهائي ويُضعف متانة السطح. يؤدي هذا في النهاية إلى زيادة الاهتزاز بين الأداة وقطعة العمل، مما يُؤدي إلى إتلافها. في معظم الحالات، تُؤثر هذه النتائج سلبًا على الكفاءة.

يمكن قياس تآكل الأدوات بالطريقتين المباشرة وغير المباشرة. عند استخدام الطريقة الأولى، يجب تخمين مؤشرات إشارات مختلفة، مثل الاهتزاز، وقوة التغذية، والصوتيات، وملمس السطح. أما الطريقة الثانية، فتتمثل في قياس مساحة تآكل الأدوات باستخدام أداة معايرة.

عندما يلاحظ نظام التحكم في ماكينة CNC أن عمر الأداة يتناقص، يمكن للمشغل تغيير الإعدادات لإطالة عمرها. يمكنه تغيير سرعات القطع، والتغذية، وإخراج مواد التشحيم، وما إلى ذلك.

معدل إزالة المواد (MRR)

معدل إزالة المواد (MRR) هو مقياس لكفاءة آلات CNC. وهو كمية المواد المُزالة من سطح المادة خلال فترة زمنية محددة (عادةً في الدقيقة). يشير ارتفاع معدل إزالة المواد إلى كفاءة عالية للنظام، بينما يشير انخفاضه إلى انخفاض كفاءته.

يتأثر معدل إعادة التدوير (MRR) بمزيج من معدل التغذية وسرعة القطع وعمق القطع. على سبيل المثال، تؤدي سرعات القطع البطيئة إلى انخفاض كفاءة معدل إعادة التدوير. ويرجع ذلك إلى أن الأداة ستتعرض للكسر، وسيكون التشطيب رديئًا، وسيكون الإنتاج بطيئًا. من ناحية أخرى، تؤدي سرعة القطع المثالية إلى معدل إعادة تدوير فعال.

دورات في الدقيقة (RPM)

يمكنك قياس سرعة الدوران بوحدة الدورات في الدقيقة (RPM). يوضح هذا الرقم عدد الدورات في الدقيقة التي يدور بها المغزل حول المحور الطولي (المغزل). يؤثر عدد الدورات في الدقيقة على سرعة السطح. يتطلب المثقاب الأكبر عددًا أقل من الدورات في الدقيقة مقارنةً بالمثقاب الأصغر للحصول على نفس سرعة سطح الحافة. على سبيل المثال، يتطلب المثقاب الذي يقل قطره عن 3 ملليمترات (1/8 بوصة) 12,000 دورة في الدقيقة أو أكثر للقطع الجيد دون كسر. تتطلب المثاقب الأكبر سرعات أقل.

لا يتأثر عدد دورات المثقاب في الدقيقة بحجم الأداة فحسب، بل إن نوع وصلابة السبيكة المُشَكَّلة وعملية التشغيل الآلي لهما أهمية أيضًا. هذا يعني أن لكل قطعة يتم حفرها أو قطعها سرعة سطح مثالية. هناك خمس طرق مختلفة لتحديد عدد دورات المثقاب في الدقيقة المناسب في جهاز الحفر. فيما يلي الطرق الخمس الأكثر شيوعًا:

• حسابات RPM المضمنة في برنامج CAM
• تطبيق حاسبة مخصص
• خبرة المشغل
• الصيغة القياسية (RPM تساوي أربعة مضروبة في سرعة السطح مقسومة على قطر المثقاب)
• مخطط RPM

مقاييس متقدمة للحصول على رؤى أعمق

معدل الخردة ومعدل مطابقة الأجزاء

معدل الخردة هو عدد المنتجات المصنعة خلال فترة زمنية محددة والتي لا تلبي متطلبات التصميم، ويجب التخلص منها. بمعنى آخر، الخردة تعني ببساطة إهدار الوقت في تصنيع قطع رديئة. ويعني ارتفاع معدل الخردة وجود مشاكل في مراحل مختلفة من عملية تصنيع أو تشغيل المعادن. وباختصار، يُقلل هذا من كفاءة التشغيل باستخدام الحاسب الآلي.

عكس ذلك هو معدل نجاح القطع. يشير معدل نجاح القطع إلى عدد القطع المؤهلة المُنتجة في وقت معين. كلما ارتفع معدل نجاح القطع، زادت كفاءة آلات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC).

التشغيل العام للمعدات

كفاءة المعدات الإجمالية (OEE) هي طريقة لتقييم أداء الآلة. قد يؤثر حدثٌ مُشكل (مثل عطل في قطعة من الآلة) على أدائها. تُعبّر OEE عن قيمة OEE كرقم، وتُحسب بجمع عدة عوامل، مثل توافر الآلة، ومعدل جودة القطع، وكفاءة الأداء. لتحديد توافر الآلة، يجب مراعاة وقت الإعداد، ووقت دورة تغيير الأدوات، ووقت التوقف، ووقت توقف الصيانة.

ما مقدار الطاقة أو القوة المستخدمة

إحدى الطرق الحديثة لقياس كفاءة آلات CNC هي معرفة مقدار الطاقة أو الطاقة المستخدمة. هذه طريقة جيدة لمعرفة عدد مرات تشغيل آلة CNC. كلما طالت مدة تشغيل الآلة، زادت الطاقة المستهلكة. وبالمثل، كلما طالت مدة تشغيلها، زادت الوحدات المُنتجة. هذا يعني زيادة كفاءتها. إذا كان استهلاك الطاقة منخفضًا، فهذا يعني عادةً أن الآلة تعمل لفترة قصيرة فقط، وبالتالي يتم إنتاج وحدات أقل. ببساطة، انخفاض استهلاك الطاقة يعني انخفاض الإنتاجية.

التكلفة لكل جزء

لحساب تكلفة القطعة الواحدة، اقسم التكلفة الإجمالية للإنتاج على عدد القطع. كلما انخفضت تكلفة القطعة الواحدة، زاد إنتاج القطع، ما يعني زيادة كفاءة عملية الإنتاج. من ناحية أخرى، كلما ارتفعت تكلفة القطعة الواحدة، قلّ إنتاج القطع، ما يعني انخفاض كفاءة عملية الإنتاج.

مراقبة الجودة وصيانة المعدات

في ماكينات التحكم الرقمي بالكمبيوتر، تُعدّ مراقبة الجودة وصيانة المعدات أمرًا بالغ الأهمية. فهي تضمن دقة واستقرار التشغيل. وتؤثر هذه العوامل بشكل مباشر على جودة القطعة النهائية.

ضبط الجودة

التحكم في جودة تصنيع الآلات باستخدام الحاسب الآلي ويمكن تنفيذ ذلك في الجوانب الأربعة التالية:

• صالتحكم في العمليات: يراقب نظام التحكم في العمليات قوة القطع والاهتزاز ودرجة الحرارة آنيًا. ويتم ذلك باستخدام أجهزة استشعار وأنظمة مراقبة. وتكتشف هذه الأنظمة المشاكل مبكرًا لاتخاذ الإجراءات اللازمة لمعالجتها.
• عملية إنشاء نظام إدارة الجودة: سنطبق نظام إدارة الجودة ISO9001، وسنُرسي عملية مراقبة جودة مثالية، وسنُسجل بيانات كل قطعة بدقة. هذا يضمن إمكانية تتبعها والبحث فيها.
• ترتيب مفتشين محترفين للرقابة: يتولى مفتشون محترفون في موقع المعالجة مسؤولية التفتيش الأولي والأوسط والأخير للأجزاء في أي وقت. ويقومون بتسجيل عمليات التفتيش وتحليل مشاكل المعالجة. كما يساعدون مهندسي التصنيع في ضبط وتحسين معايير التشغيل.
• القياس باستخدام معدات الاختبار المهنية: من أجل ضمان موثوقية بيانات الاختبار، يتم استخدام معدات الاختبار الاحترافية (مثل آلة قياس الإحداثيات، ومجهر الأدوات العالمي، وأداة التصوير، وما إلى ذلك) لقياس حجم قطعة العمل، لضمان أن أبعاد المعالجة النهائية لقطعة العمل تتوافق مع متطلبات التصميم.

صيانة المعدات

يمكن إجراء صيانة المعدات من الجوانب الثلاثة التالية:

• الصيانة الدورية لأدوات الآلة: التزييت والتنظيف والفحص المنتظم لأدوات الآلة لضمان التشغيل الطبيعي لمكونات أدوات الآلة لتمديد عمر خدمة المعدات ودقة التشغيل.
• المعايرة الدورية للمعدات: من أجل ضمان دقة واستقرار المعالجة، يجب معايرة معدات المعالجة على فترات منتظمة لضمان جودة معالجة قطعة العمل.
• صيانة نظام التبريد: بسبب إنتاج المعالجة لفترة طويلة، ستصبح الشوائب في سائل تبريد المعدات أكثر، مما سيؤدي إلى انسداد خط الأنابيب والتأثير على تأثير التبريد، لذلك من الضروري تنظيف نظام التبريد واستبدال سائل التبريد بانتظام لضمان استقرار درجة الحرارة أثناء عملية التصنيع.

إن الرقابة الصارمة على الجودة والصيانة الجيدة للمعدات تضمن إنتاج قطع غيار عالية الجودة باستخدام آلات CNC، كما تحافظ على استقرار المعدات، مما يُحسّن جودة القطع وكفاءة الإنتاج، ويرفع مستوى وقدرة التصنيع في الشركة بشكل كبير.

ملخص

نحن بحاجة إلى تحسين معايير التشغيل الآلي باستخدام الحاسب الآلي (CNC). هذا أساسي لتحسين الكفاءة والجودة والدقة. نحقق ذلك بتحديد هدف التشغيل. ثم نختار سرعة القطع ومعدل التغذية وعمق القطع المناسبين. كما نختار التعويض المناسب لنصف قطر الأداة. نحسن مسارات الأدوات وغيرها من المعايير الرئيسية، مما يُحسّن الكفاءة وجودة القطع. كما نحتاج إلى مراقبة جودة عالية وصيانة المعدات. يجب علينا مواصلة التحسين والتطوير، مما يُساعد الشركات على تحسين كفاءتها وتنافسيتها، ويضمن تطورها وابتكارها المستمر، مما يُساعدها على الريادة في السوق.

Yonglihao Machinery متخصصة في خدمات النماذج الأولية. لدينا سنوات من الخبرة والكفاءة في مجال تصنيع الآلات ذات التحكم الرقمي (CNC). إذا كنت بحاجة إلى قطع CNC مخصصة, تواصل معنا. سنقدم لك خدمات احترافية وحلولاً متكاملة.

التعليمات

ما هي أهم المعايير التي يجب تحسينها في تصنيع الآلات ذات التحكم الرقمي؟

اختيار سرعة القطع ومعدل التغذية وعمق القطع المناسبين أمرٌ أساسي. كما يجب ضبط تعويض نصف قطر الأداة المناسب واختيار مسارها الأمثل. سيؤدي ذلك إلى تحسين أداء آلات CNC.

لماذا تعتبر الصيانة الدورية لأدوات الماكينة مهمة؟

يتضمن إعداد برنامج صيانة دورية لأدوات الآلات التنظيف والتشحيم والمعايرة، بالإضافة إلى فحص المكونات الأساسية. كما يمنع هذا البرنامج الأعطال المفاجئة ويضمن أداءً وكفاءةً ثابتين للآلات.

كيف يساعد تحسين مسار الأداة على تحسين الكفاءة؟

تعمل مسارات الأدوات الفعالة على تقليل مسافة سفر الأداة وتقصيرها أوقات التشغيلكما أنها تقلل من تآكل الأدوات وتُحسّن جودة السطح، مما يزيد الإنتاجية الإجمالية.

ما هو دور تدريب الموظفين في تحسين عمليات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟

يضمن التدريب المناسب إتقان المشغلين للمعدات، ويساعدهم على تحسين مهاراتهم، وإجراء الصيانة الدورية، وتقليل الأخطاء البشرية. هذا يُحسّن الكفاءة ويُخفّض التكاليف.