Veistu ferlið við háhraða nákvæmnisvinnslu hluta í vinnslumiðstöð?

Greining á vinnsluflæði háhraða nákvæmnishluta í vinnslustöðvum

I. Inngangur
Vinnslustöðvar gegna lykilhlutverki á sviði hraðvinnslu nákvæmra hluta. Þær stjórna vélum með stafrænum upplýsingum, sem gerir vélunum kleift að framkvæma sjálfkrafa tilgreind vinnsluverkefni. Þessi vinnsluaðferð getur tryggt afar mikla vinnslunákvæmni og stöðug gæði, er auðveld í sjálfvirkri notkun og hefur kosti mikillar framleiðni og stutts framleiðsluferlis. Á sama tíma getur hún dregið úr notkun vinnslubúnaðar, mætt þörfum fyrir hraðvirka vöruendurnýjun og skipti og er nátengd CAD til að ná fram umbreytingu frá hönnun til lokaafurðar. Fyrir þá sem læra vinnsluflæði hraðvinnslu nákvæmra hluta í vinnslustöðvum er mjög mikilvægt að skilja tengslin milli hvers ferlis og mikilvægi hvers skrefs. Þessi grein mun útskýra allt vinnsluflæðið frá vörugreiningu til skoðunar og sýna það með sérstökum tilvikum. Efnið sem notað er í tilvikum er tvílitar plötur eða plexigler.

 

II. Vörugreining
(A) Að fá upplýsingar um samsetningu
Vörugreining er upphafspunktur alls vinnsluferlisins. Á þessu stigi þurfum við að afla nægilegra upplýsinga um samsetningu. Fyrir mismunandi gerðir hluta eru uppsprettur upplýsinga um samsetningu fjölbreyttar. Til dæmis, ef um er að ræða vélrænan uppbyggingarhluta, þurfum við að skilja lögun og stærð hans, þar á meðal rúmfræðilegar víddargögn eins og lengd, breidd, hæð, gatþvermál og ásþvermál. Þessi gögn munu ákvarða grunnramma síðari vinnslu. Ef um er að ræða hluta með flóknum bogadregnum yfirborðum, eins og flugvélablöð, þarf nákvæm gögn um bogadregna yfirborðsútlínur, sem hægt er að fá með háþróaðri tækni eins og þrívíddarskönnun. Að auki eru vikmörk hluta einnig lykilþáttur í upplýsingunum um samsetningu, sem kveða á um nákvæmni vinnslunnar, svo sem víddarvik, lögunarvik (hringlaga, beinleiki o.s.frv.) og staðsetningarvik (samsíða, hornrétt o.s.frv.).

 

(B) Skilgreining á vinnslukröfum
Auk upplýsinga um samsetningu eru vinnslukröfur einnig í brennidepli við vörugreiningu. Þetta felur í sér efniseiginleika hlutanna. Eiginleikar mismunandi efna, svo sem hörku, seigja og teygjanleiki, munu hafa áhrif á val á vinnslutækni. Til dæmis getur vinnsla á hlutum úr stálblöndu með mikilli hörku krafist notkunar sérstakra skurðarverkfæra og skurðarbreyta. Kröfur um yfirborðsgæði eru einnig mikilvægur þáttur. Til dæmis er krafa um yfirborðsgrófleika þannig að fyrir suma nákvæma sjónhluta gæti þurft að yfirborðsgrófleikinn nái nanómetrastigi. Að auki eru einnig nokkrar sérstakar kröfur, svo sem tæringarþol og slitþol hlutanna. Þessar kröfur geta krafist frekari meðhöndlunarferla eftir vinnslu.

 

III. Grafísk hönnun
(A) Hönnunargrunnur byggður á vörugreiningu
Grafísk hönnun byggir á ítarlegri greiningu á vörunni. Ef við tökum innsiglisvinnslu sem dæmi, ætti fyrst að ákvarða leturgerðina í samræmi við vinnslukröfur. Ef um formlegt opinbert innsigli er að ræða má nota staðlaða Song leturgerð eða eftirlíkingu af Song leturgerð; ef um listrænt innsigli er að ræða er leturgerðin fjölbreyttari og það getur verið innsiglisskrift, skrifleg skrift o.s.frv., sem hefur listræna tilfinningu. Stærð textans ætti að vera ákvörðuð í samræmi við heildarstærð og tilgang innsiglisins. Til dæmis er leturstærð lítils persónulegs innsiglis tiltölulega lítil, en leturstærð stórs opinbers innsiglis fyrirtækja er tiltölulega stór. Tegund innsiglisins skiptir einnig máli. Það eru mismunandi form eins og hringlaga, ferkantað og sporöskjulaga. Hönnun hvers lögunar þarf að taka tillit til uppsetningar innri texta og mynstra.

 

(B) Að búa til grafík með faglegum hugbúnaði
Eftir að þessir grunnþættir hafa verið ákvarðaðir þarf að nota faglegan grafískan hönnunarhugbúnað til að búa til grafík. Fyrir einfalda tvívíddargrafík er hægt að nota hugbúnað eins og AutoCAD. Í þessum hugbúnaði er hægt að teikna útlínur hlutarins nákvæmlega og stilla þykkt, lit o.s.frv. línanna. Fyrir flókna þrívíddargrafík þarf að nota þrívíddarlíkanahugbúnað eins og SolidWorks og UG. Þessi hugbúnaður getur búið til hlutalíkön með flóknum bogadregnum yfirborðum og traustum byggingum og getur framkvæmt breytuhönnun, sem auðveldar breytingar og hagræðingu á grafík. Í grafísku hönnunarferlinu þarf einnig að taka tillit til krafna síðari vinnslutækni. Til dæmis, til að auðvelda myndun verkfæraslóða, þarf að skipta grafíkinni á viðeigandi hátt í lag og skipta henni niður.

 

IV. Ferliáætlun
(A) Skipulagning vinnsluskrefa frá alþjóðlegu sjónarhorni
Ferliáætlun felst í því að ákvarða hvert vinnsluskref á sanngjarnan hátt út frá heildarsjónarmiði byggt á ítarlegri greiningu á útliti og vinnslukröfum vinnustykkisins. Þetta krefst þess að tekið sé tillit til vinnsluröðarinnar, vinnsluaðferða og skurðarverkfæra og festinga sem á að nota. Fyrir hluta með marga eiginleika er nauðsynlegt að ákvarða hvaða eiginleika á að vinna fyrst og hvaða eiginleika á að vinna síðar. Til dæmis, fyrir hluta með bæði götum og fleti, er fletinum venjulega unnið fyrst til að veita stöðugt viðmiðunarflöt fyrir síðari gatavinnslu. Val á vinnsluaðferð fer eftir efni og lögun hlutarins. Til dæmis, fyrir vinnslu á ytri hringlaga yfirborði er hægt að velja beygja, slípa o.s.frv.; fyrir vinnslu á innri götum er hægt að nota borun, götun o.s.frv.

 

(B) Val á viðeigandi skurðarverkfærum og festingum
Val á skurðarverkfærum og festingum er mikilvægur þáttur í ferlisskipulagningu. Það eru til ýmsar gerðir af skurðarverkfærum, þar á meðal beygjuverkfæri, fræsiverkfæri, borvélar, skurðarverkfæri o.s.frv., og hver gerð skurðarverkfæris hefur mismunandi gerðir og breytur. Við val á skurðarverkfærum þarf að taka tillit til þátta eins og efnis hlutarins, nákvæmni vinnslu og gæði vinnsluyfirborðs. Til dæmis er hægt að nota skurðarverkfæri úr hraðstáli til að vinna úr álhlutum, en skurðarverkfæri úr karbíði eða keramik eru nauðsynleg til að vinna úr hertu stálhlutum. Hlutverk festinga er að festa vinnustykkið til að tryggja stöðugleika og nákvæmni meðan á vinnsluferlinu stendur. Algengar gerðir festinga eru meðal annars þriggja kjálka klemmur, fjögurra kjálka klemmur og flatar tengir. Fyrir hluti með óreglulega lögun gæti þurft að hanna sérstaka festingar. Við ferlisskipulagningu þarf að velja viðeigandi festingar í samræmi við lögun og vinnslukröfur hlutarins til að tryggja að vinnustykkið færist ekki til eða aflagast meðan á vinnsluferlinu stendur.

 

V. Slóðagerð
(A) Innleiðing á ferlaáætlun með hugbúnaði
Leiðarmyndun er ferlið við að útfæra ferlisskipulagningu sérstaklega með hugbúnaði. Í þessu ferli þarf að slá inn hönnuð grafík og áætlaðar ferlisbreytur í tölulega stýringarforritunarhugbúnað eins og MasterCAM og Cimatron. Þessi hugbúnaður mun búa til verkfæraleiðir í samræmi við inntaksupplýsingarnar. Þegar verkfæraleiðir eru búnar til þarf að taka tillit til þátta eins og gerð, stærð og skurðarbreytur skurðarverkfæranna. Til dæmis, fyrir fræsingu þarf að stilla þvermál, snúningshraða, fóðrunarhraða og skurðardýpt fræsingarverkfærisins. Hugbúnaðurinn mun reikna út hreyfingarferil skurðarverkfærisins á vinnustykkinu í samræmi við þessar breytur og búa til samsvarandi G-kóða og M-kóða. Þessir kóðar munu leiðbeina vélinni í gegnum vinnsluna.

 

(B) Hámarka færibreytur verkfæraslóðar
Á sama tíma eru færibreytur verkfæraleiðarinnar fínstilltar með stillingu færibreyta. Með því að fínstilla verkfæraleiðina er hægt að bæta vinnsluhagkvæmni, draga úr vinnslukostnaði og bæta vinnslugæði. Til dæmis er hægt að stytta vinnslutímann með því að stilla skurðfæribreyturnar og tryggja nákvæmni vinnslunnar. Sanngjörn verkfæraleið ætti að lágmarka lausagangsslag og halda skurðarverkfærinu í stöðugri skurðhreyfingu meðan á vinnsluferlinu stendur. Að auki er hægt að draga úr sliti skurðarverkfærisins með því að fínstilla verkfæraleiðina og lengja endingartíma skurðarverkfærisins. Til dæmis, með því að nota sanngjarna skurðarröð og skurðarstefnu, er hægt að koma í veg fyrir að skurðarverkfærið skeri oft inn og út meðan á vinnsluferlinu stendur, sem dregur úr áhrifum á skurðarverkfærið.

 

VI. Leiðarlíking
(A) Athuga hvort hugsanleg vandamál séu til staðar
Eftir að leiðin hefur verið búin til höfum við yfirleitt ekki innsæi um lokaafköst hennar á vélinni. Leiðarhermun er til að athuga hvort hugsanleg vandamál séu til staðar til að draga úr brothraða raunverulegrar vinnslu. Í leiðarhermuninni eru áhrif útlits vinnustykkisins almennt könnuð. Með hermun er hægt að sjá hvort yfirborð unnar hlutar sé slétt, hvort það séu merki, rispur og aðrir gallar á verkfærum. Á sama tíma er nauðsynlegt að athuga hvort um of- eða undirskurð sé að ræða. Ofskurður veldur því að stærð hlutarins verður minni en hönnuð stærð, sem hefur áhrif á afköst hlutarins; undirskurður eykur stærð hlutarins og getur þurft aukavinnslu.

 

(B) Mat á skynsemi ferlaáætlanagerðar
Að auki er nauðsynlegt að meta hvort ferlisskipulagning leiðarinnar sé sanngjörn. Til dæmis er nauðsynlegt að athuga hvort óeðlilegar beygjur, skyndilegar stopp o.s.frv. séu í verkfæraleiðinni. Þessar aðstæður geta valdið skemmdum á skurðarverkfærinu og minnkað nákvæmni vinnslunnar. Með leiðarlíkingu er hægt að fínstilla ferlisskipulagninguna enn frekar og aðlaga verkfæraleiðina og vinnslubreyturnar til að tryggja að hægt sé að vinna hlutinn með góðum árangri meðan á raunverulegu vinnsluferlinu stendur og tryggja gæði vinnslunnar.

 

VII. Úttak slóðar
(A) Tengslin milli hugbúnaðar og vélaverkfæra
Úttak slóðar er nauðsynlegt skref til að hugbúnaðarforritun geti verið innleidd á vélina. Hún kemur á tengingu milli hugbúnaðarins og vélarinnar. Við úttak slóðarinnar þarf að senda myndaða G- og M-kóða til stjórnkerfis vélarinnar með sérstökum flutningsaðferðum. Algengar flutningsaðferðir eru meðal annars RS232 raðtengi, Ethernet-samskipti og USB-tengi. Við flutningsferlið þarf að tryggja nákvæmni og heilleika kóðanna til að forðast kóðatap eða villur.

 

(B) Skilningur á eftirvinnslu verkfæraslóðar
Fyrir þá sem eru með faglegan bakgrunn í tölulegri stýringu má skilja úttak slóðar sem eftirvinnslu á slóð verkfærisins. Tilgangur eftirvinnslu er að umbreyta kóðunum sem myndaðir eru af almennum tölulegum stýringarhugbúnaði í kóða sem stjórnkerfi tiltekinnar véla geta þekkt. Mismunandi gerðir stjórnkerfa véla hafa mismunandi kröfur um snið og leiðbeiningar kóðanna, þannig að eftirvinnsla er nauðsynleg. Við eftirvinnslu þarf að stilla þætti eins og gerð vélarinnar og gerð stjórnkerfisins til að tryggja að úttakskóðarnir geti stjórnað vélinni rétt til að vinna úr þeim.

 

VIII. Vinnsla
(A) Undirbúningur véla og stilling færibreyta
Eftir að úttak slóðarinnar er lokið er farið í vinnslustigið. Fyrst þarf að undirbúa vélina, þar á meðal að athuga hvort allir hlutar vélarinnar séu eðlilegir, svo sem hvort spindillinn, leiðarinn og skrúfustöngin gangi vel. Síðan þarf að stilla færibreytur vélarinnar í samræmi við vinnslukröfur, svo sem snúningshraða spindilsins, fóðrunarhraða og skurðardýpt. Þessar færibreytur ættu að vera í samræmi við þær sem stilltar voru við slóðarmyndunarferlið til að tryggja að vinnsluferlið gangi eftir fyrirfram ákveðinni verkfæraleið. Á sama tíma þarf að setja vinnustykkið rétt upp á festinguna til að tryggja nákvæmni staðsetningar vinnustykkisins.

 

(B) Eftirlit og aðlögun vinnsluferlisins
Meðan á vinnsluferlinu stendur þarf að fylgjast með gangstöðu vélarinnar. Í gegnum skjá vélarinnar er hægt að fylgjast með breytingum á vinnslubreytum eins og álagi á spindil og skurðkrafti í rauntíma. Ef óeðlileg breyta finnst, svo sem of mikið álag á spindil, getur það stafað af þáttum eins og sliti á verkfærum og óeðlilegum skurðarbreytum og þarf að leiðrétta þær tafarlaust. Jafnframt skal huga að hljóði og titringi í vinnsluferlinu. Óeðlileg hljóð og titringur geta bent til vandamála í vélinni eða skurðarverkfærinu. Meðan á vinnsluferlinu stendur þarf einnig að taka sýni og skoða gæði vinnslunnar, svo sem með því að nota mælitæki til að mæla vinnslustærðina og fylgjast með yfirborðsgæði vinnslunnar og uppgötva vandamál tafarlaust og grípa til úrbóta.

 

IX. Skoðun
(A) Notkun margra skoðunarleiða
Skoðun er síðasta stig alls vinnsluferlisins og er einnig mikilvægt skref til að tryggja gæði vöru. Í skoðunarferlinu þarf að nota margar skoðunaraðferðir. Til að skoða víddarnákvæmni er hægt að nota mælitæki eins og mæliklofna, míkrómetra og þríhnita mælitæki. Mælitæki með mæliklofna og míkrómetra henta til að mæla einfaldar línulegar víddir, en þríhnita mælitæki geta mælt nákvæmlega þrívíddarvíddir og lögunarvillur flókinna hluta. Til að skoða yfirborðsgæði er hægt að nota hrjúfleikamæli til að mæla yfirborðshrjúfleika og nota ljóssmásjá eða rafsmásjá til að fylgjast með smásjárformgerð yfirborðsins og athuga hvort sprungur, svitaholur og aðrir gallar séu til staðar.

 

(B) Gæðamat og endurgjöf
Samkvæmt niðurstöðum skoðunar er gæði vörunnar metið. Ef gæði vörunnar uppfylla hönnunarkröfur er hægt að fara í næsta ferli eða pakka og geyma hana. Ef gæði vörunnar uppfylla ekki kröfur þarf að greina ástæður þess. Það getur stafað af vandamálum í ferlinu, vandamálum með verkfæri, vandamálum með vélbúnað o.s.frv. meðan á vinnsluferlinu stendur. Gera þarf ráðstafanir til úrbóta, svo sem að aðlaga ferlisbreytur, skipta um verkfæri, gera við vélbúnað o.s.frv., og síðan er hlutinn endurunnin þar til gæði vörunnar eru uppfyllt. Á sama tíma þarf að miðla niðurstöðum skoðunar aftur til fyrri vinnsluferlis til að veita grunn að hagræðingu ferla og gæðabótum.

 

X. Yfirlit
Vinnsluflæði háhraða nákvæmnishluta í vinnslustöðvum er flókið og strangt kerfi. Hvert stig, frá vörugreiningu til skoðunar, er samtengdur og hefur gagnkvæm áhrif. Aðeins með því að skilja ítarlega mikilvægi og rekstraraðferðir hvers stigs og huga að tengslunum milli stiganna er hægt að vinna háhraða nákvæmnishluta á skilvirkan og hágæða hátt. Þjálfaðir ættu að safna reynslu og bæta vinnslufærni sína með því að sameina fræðilegt nám og verklega notkun meðan á námsferlinu stendur til að mæta þörfum nútíma framleiðslu fyrir háhraða nákvæmnishlutavinnslu. Á sama tíma, með sífelldri þróun vísinda og tækni, er tækni vinnslustöðva stöðugt uppfærð og vinnsluflæðið þarf einnig að vera stöðugt fínstillt og bætt til að bæta vinnsluhagkvæmni og gæði, draga úr kostnaði og stuðla að þróun framleiðsluiðnaðarins.