Teknologiske fremskridt har fremskyndet produktopgraderinger og -erstatninger, hvilket har ført til stadigt mere diversificerede forbrugerkrav og en voksende tendens til produktdiversificering og mindre-batchproduktion. For at tilpasse sig denne ændring spiller CNC-udstyr (Computer Numerical Control) en stadig vigtigere rolle i virksomheder. Sammenlignet med konventionelle drejebænke ligger dens betydelige fordel i dens stærke tilpasningsevne til ændringer i dele. Udskiftning af dele kræver kun ændring af det tilsvarende program og enkle justeringer af skæreværktøjerne for at producere kvalificerede dele, hvilket giver en konkurrencefordel i omkostningsbesparelser. For fuldt ud at udnytte ydeevnen af CNC-værktøjsmaskiner er der ikke kun brug for god hardware (såsom skæreværktøj af høj-kvalitet og værktøjsmaskinepræcision), men endnu vigtigere, software: programmering, som involverer at skabe rimelige og effektive bearbejdningsprogrammer baseret på de forskellige deles egenskaber. Gennem mange års programmeringspraksis og undervisning har jeg opsummeret nogle programmeringsteknikker.
Selvom CNC-drejebænke tilbyder overlegen bearbejdningsfleksibilitet sammenlignet med almindelige drejebænke, er der stadig et vist hul i produktionseffektiviteten for en bestemt type del. Derfor bliver det afgørende at forbedre effektiviteten af CNC-drejebænke, og den rationelle anvendelse af programmeringsteknikker til at skabe højeffektive bearbejdningsprogrammer har ofte uventede effekter på forbedring af værktøjsmaskinens effektivitet.
1. Fleksibel indstilling af referencepunkt
Når skæreværktøjet nærmer sig stangen, falder koordinatværdien, et fænomen kendt som værktøjsfremføring; omvendt stiger koordinatværdien, et fænomen kendt som værktøjsretreat. Værktøjet stopper, når det vender tilbage til sin udgangsposition, som kaldes referencepunktet. Referencepunktet er et afgørende koncept i programmering. Efter hver automatisk cyklus skal værktøjet vende tilbage til denne position for at forberede den næste cyklus. Derfor skal de aktuelle positioner af værktøj og spindel justeres, så de stemmer overens med koordinatværdierne, før programmet udføres. Referencepunktets faktiske position er dog ikke fast. Programmerere kan justere referencepunktets position baseret på delens diameter, typen og antallet af brugte skæreværktøjer og forkorte værktøjets tomgangsvandring og derved forbedre effektiviteten.
2. Metoden "Opdeling af dele til en helhed".
I elektriske apparater med lav-spænding er der adskillige kortstiftede-dele med et længde-til-diameterforhold på ca. 2-3 og diametre for det meste under 3 mm. På grund af deres små geometriske dimensioner, kæmper almindelige instrumentdrejebænke med at klemme dem, hvilket går på kompromis med kvaliteten. Hvis det programmeres konventionelt, bearbejdes kun én del pr. cyklus. Den korte aksiale dimension forårsager hyppig frem- og tilbagegående bevægelse af værktøjsmaskinens spindelglider langs lejeføringen, hvilket resulterer i hyppig betjening af spændepatronen. Over tid fører dette til for stort slid på værktøjsmaskinens føringsvej, hvilket påvirker bearbejdningsnøjagtigheden og potentielt gør maskinen ubrugelig. Ydermere kan den hyppige betjening af spændepatronen beskadige styreelektronikken. For at løse disse problemer skal spindeltilførselslængden og arbejdsintervallet for spændepatronen øges uden at reducere produktiviteten. Derfor er det tænkeligt at bearbejde flere dele i en enkelt cyklus. I dette tilfælde ville spindeltilførselslængden være flere gange længden af en enkelt del, hvilket potentielt ville nå den maksimale spindelvandringsafstand, mens spændepatronens arbejdsinterval tilsvarende ville blive forlænget flere gange. Endnu vigtigere er det, at den hjælpetid, der tidligere var påkrævet for en enkelt del, nu er fordelt på flere dele, hvilket reducerer hjælpetiden for hver del betydeligt og dermed forbedrer produktionseffektiviteten. For at opnå dette anvendte jeg begreberne hovedprogrammer og subrutiner fra computerprogrammering. Hvis kommandofelter relateret til delgeometri er placeret i en underrutine, mens kommandofelter relateret til værktøjsmaskinestyring og delskæring er placeret i hovedprogrammet, kalder hovedprogrammet subrutinen én gang for hver del, der bearbejdes. Efter bearbejdning hopper den tilbage til hovedprogrammet. Antallet af gange, subrutinen kaldes, svarer til antallet af dele, der skal bearbejdes, hvilket er yderst fordelagtigt for at øge eller formindske antallet af bearbejdede dele i hver cyklus. Bearbejdningsprogrammer skrevet på denne måde er også relativt enkle og overskuelige, hvilket letter modifikation og vedligeholdelse. Det er værd at bemærke, at da parametrene for subrutinen forbliver konstante i hvert opkald, mens spindelkoordinaterne konstant ændres, skal der bruges relative programmeringssætninger i subrutinen for at sikre kompatibilitet med hovedprogrammet.
3. Reducer værktøjets tomgang
For at forbedre værktøjsmaskinens effektivitet skal værktøjsrejseeffektiviteten forbedres. Værktøjets tomgangskørsel refererer til den afstand, værktøjet tilbagelægger, når det nærmer sig arbejdsemnet og vender tilbage til referencepunktet efter skæring. Reduktion af værktøjets tomgangsvandring forbedrer værktøjets kørselseffektivitet. (For punkt-til-punktstyrede CNC-drejebænke kræves der kun høj positioneringsnøjagtighed, og positioneringsprocessen kan være så hurtig som muligt; værktøjets bevægelsesvej i forhold til emnet er irrelevant.) Med hensyn til værktøjsmaskinejustering skal værktøjets startposition være så tæt på stangstammen som muligt. Med hensyn til programmering bør antallet af brugte værktøjer minimeres i henhold til delens struktur for at sikre ensartet fordeling af værktøjer under installationen og undgå interferens, når det er tæt på stangen. Da den faktiske udgangsposition af værktøjet ændrer sig, skal værktøjets referencepunkt desuden ændres i programmet for at tilpasse sig den aktuelle situation. Samtidig kan brug af hurtige punktpositioneringskommandoer minimere værktøjets tomgang og derved forbedre bearbejdningseffektiviteten.
4. Optimer parametre, afbalancer værktøjsbelastning og reducer værktøjsslid.
