ระยะเวลาของวงจรการแปรรูป CNC สําคัญสําหรับประสิทธิภาพการผลิต

ในโลกของการผลิตที่เน้นความแม่นยำ เมื่อส่วนประกอบมาตรฐานไม่สามารถตอบสนองความต้องการเฉพาะได้ การกลึงด้วยเครื่องจักรควบคุมด้วยระบบคอมพิวเตอร์ (CNC) จึงกลายเป็นทางออกที่ทรงพลังสำหรับการสร้างชิ้นส่วนที่ปรับแต่งเอง เทคโนโลยีนี้ช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนจากวัสดุต่างๆ ได้อย่างแม่นยำตามการออกแบบดิจิทัล สำหรับวิศวกรและผู้ผลิตที่ดำเนินโครงการ CNC ด้วยตนเอง การทำความเข้าใจและการคำนวณเวลาการทำงานของเครื่องจักรอย่างแม่นยำจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพการผลิต การควบคุมต้นทุน และระยะเวลาของโครงการ

ลองพิจารณาสถานการณ์นี้: ผู้ผลิตรถยนต์ต้องการส่วนประกอบเครื่องยนต์พิเศษที่มีขนาดและข้อกำหนดวัสดุที่ไม่เหมือนใคร หากไม่มีการคาดการณ์เวลาการทำงานของ CNC ที่แม่นยำ ตารางการผลิตอาจต้องเผชิญกับความล่าช้า ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อสายการประกอบทั้งหมด สิ่งนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญอย่างยิ่งของการเรียนรู้การคำนวณเวลาการทำงานของ CNC เพื่อรักษาขั้นตอนการผลิตที่ราบรื่น

การกลึง CNC แสดงถึงกระบวนการผลิตที่ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าควบคุมการเคลื่อนที่ของอุปกรณ์การผลิต เทคโนโลยีนี้เปลี่ยนการออกแบบเสมือนจริง (โดยทั่วไปจากโปรแกรม CAD) ให้เป็นส่วนประกอบทางกายภาพที่ทำจากวัสดุเฉพาะ การกลึง CNC รองรับวัสดุที่หลากหลาย ได้แก่:

• โฟมแข็ง
• โฟมแกะสลัก
• พลาสติกฟีนอลิก
• พลาสติกวิศวกรรม

เมื่อเทียบกับการทำงานด้วยตนเอง การกลึง CNC ให้ความแม่นยำและประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในการผลิตส่วนประกอบที่ไม่เหมือนใคร ซึ่งให้บริการในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่อุตสาหกรรมยานยนต์และอวกาศ ไปจนถึงอิเล็กทรอนิกส์ การทหาร การแพทย์ และการรักษาความปลอดภัย สำหรับการผลิตชิ้นส่วนพิเศษจำนวนมาก การกลึง CNC มอบโซลูชันที่แม่นยำและเชื่อถือได้

เวลาการทำงานของเครื่องจักร CNC หมายถึงระยะเวลาทั้งหมดที่จำเป็นในการดำเนินการกลึงหนึ่งครั้งให้เสร็จสิ้น วิศวกรใช้ข้อมูลเวลาการทำงานเพื่อระบุปัญหาคอขวดในการผลิต ในขณะที่ผู้จัดการฝ่ายผลิตใช้การคำนวณเหล่านี้สำหรับการจัดตารางเวลาที่แม่นยำ ความรู้เกี่ยวกับเวลาการทำงานที่แม่นยำมีประโยชน์หลายประการ:

• ใบเสนอราคาที่แม่นยำยิ่งขึ้น: ผู้ประเมินสามารถสร้างใบเสนอราคาที่แม่นยำได้โดยคำนึงถึงระยะเวลาการกลึงจริง ซึ่งช่วยป้องกันการสูญเสียจากการประเมินเวลาการประมวลผลต่ำเกินไป
• ระยะเวลานำที่สั้นลง: ผู้ผลิตสามารถลดรอบการส่งมอบผลิตภัณฑ์ได้โดยการเพิ่มประสิทธิภาพเวลาการทำงาน ซึ่งช่วยเพิ่มความพึงพอใจของลูกค้า
• การควบคุมงบประมาณที่ดีขึ้น: ผู้จัดการโครงการสามารถจัดแนวการผลิตให้สอดคล้องกับแผนการเงินโดยใช้ข้อมูลเวลาการทำงาน เพื่อให้มั่นใจว่าโครงการจะอยู่ในงบประมาณ
• ไทม์ไลน์ที่น่าเชื่อถือมากขึ้น: ทีมงานสามารถปฏิบัติตามกำหนดเวลาของโครงการได้ด้วยการจัดการเวลาการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ หลีกเลี่ยงความล่าช้า

สูตรเวลาการทำงานเชื่อมต่อระยะการตัด อัตราการป้อน และความเร็วแกนหมุน ผู้ปฏิบัติงาน CNC ปรับตัวแปรเหล่านี้เพื่อสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและคุณภาพ ผู้เชี่ยวชาญหลายคนตั้งโปรแกรมการคำนวณเหล่านี้ลงในเครื่องคิดเลขพิเศษสำหรับการใช้งานในแต่ละวัน การดำเนินการกลึงที่แตกต่างกันต้องใช้วิธีการคำนวณเวลาการทำงานเฉพาะ

การดำเนินการกลึงขึ้นอยู่กับขนาดของชิ้นงานและประเภทของวัสดุ การดำเนินการกัดมีอิทธิพลจากกลยุทธ์การตัดและอัตราการกำจัดวัสดุ การดำเนินการเกลียวมีข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับเวลาการทำงานที่ไม่เหมือนใคร อย่างไรก็ตาม การดำเนินการทั้งหมดเป็นไปตามสูตรพื้นฐาน: เวลาการกลึงเท่ากับความยาวในการตัดหารด้วยอัตราการป้อน

ผู้ผลิตสามารถลดเวลาการทำงานได้โดยการเพิ่มประสิทธิภาพในแต่ละขั้นตอนการผลิต:

• ลดเวลาในการติดตั้ง: กำจัดเวลาหยุดทำงานที่ไม่จำเป็นเพื่อปรับปรุงการใช้ประโยชน์จากอุปกรณ์
• เลือกเครื่องมือที่เหมาะสมที่สุด: เครื่องมือตัดประสิทธิภาพสูงช่วยเร่งความเร็วในการประมวลผล
• ปรับพารามิเตอร์การตัดให้เหมาะสม: ค้นหาความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างความเร็วและอายุการใช้งานของเครื่องมือ
• ปรับปรุงเส้นทางเครื่องมือ: ลดระยะการตัดทั้งหมดและลดการเคลื่อนที่ที่ไม่ใช่การตัด

ด้วยการวิเคราะห์และปรับปรุงเวลาการทำงานอย่างเป็นระบบ ผู้ผลิตสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตในขณะที่ยังคงควบคุมต้นทุนได้ สูตรเวลาการทำงานมีวิธีการที่สอดคล้องกันสำหรับการวัดและปรับปรุงประสิทธิภาพการกลึง

การคำนวณ CNC พื้นฐานจะหารความยาว (หรือระยะทาง) ด้วยความเร็ว (หรืออัตรา) สูตรหลักนี้ช่วยให้สามารถคำนวณเวลาการกลึงและได้สมการเพิ่มเติมเหล่านี้:

• RPM = 1,000 × ความเร็วในการตัด (มม./นาที) / (π × เส้นผ่านศูนย์กลางของบาร์ (มม.))
• เวลาการกลึง = ความยาวในการตัด (มม.) / (การป้อนต่อการปฏิวัติ (มม./รอบ) × RPM)

ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของโครงการ อาจจำเป็นต้องมีการแปลงหน่วยระหว่างมิลลิเมตรและนิ้ว

พิจารณาตัวอย่างหน่วยอิมพีเรียลนี้พร้อมพารามิเตอร์เหล่านี้:

• เส้นผ่านศูนย์กลางรู = 1 นิ้ว
• ความลึกของรู = 0.75 นิ้ว
• ระยะทางเข้าใกล้ = 0.1 นิ้ว
• อัตราการป้อน = 7 นิ้ว/นาที

การคำนวณเวลาในการเจาะ (แปลงเป็นวินาที):

• เวลาในการเจาะ = ระยะทางการเคลื่อนที่ (0.85 นิ้ว) / อัตราการป้อน (7 นิ้ว/นาที) = 0.12143 นาที
• วินาที = 0.12143 นาที × 60 = 7.2858 วินาที

หลังจากกำหนดเวลาในการเจาะแล้ว การคำนวณอัตราการป้อนเป็นนิ้วต่อนาที (IPM) ต้องใช้การอนุมานความเร็วแกนหมุน (RPM) เนื่องจากคู่มือส่วนใหญ่ให้อัตราการป้อนเป็นนิ้วต่อการปฏิวัติ (IPR) และคำแนะนำความเร็วเป็นฟุตต่อนาที (SFM) สูตรเหล่านี้จะทำการคำนวณให้สมบูรณ์:

• RPM = 3.82 × SFM / เส้นผ่านศูนย์กลางทั้งหมด
• IPM = RPM × IPR

สำหรับเครื่องมือที่ระบุอัตราการป้อนต่อฟัน สูตรจะปรับให้เข้ากับ:

• IPR = IPT × จำนวนขอบตัด

สูตรเหล่านี้ใช้ได้โดยตรงกับการดำเนินการส่วนใหญ่ ยกเว้นเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางเปลี่ยนแปลงระหว่างการกลึง สำหรับโครงการที่ต้องใช้หลายรอบ ความเร็วพื้นผิวคงที่ทำให้ RPM แตกต่างกันไปตามการเปลี่ยนแปลงของเส้นผ่านศูนย์กลาง ทำให้ต้องมีการคำนวณ RPM และ IPM แยกกันสำหรับแต่ละรอบการกลึง

การกัดสร้างช่อง ร่องเกลียว หรือพื้นผิวเรียบในระนาบแนวตั้ง เอียง หรือแนวนอน สำหรับการดำเนินการกัด การประมาณเวลาอาจต้องวัดอัตราการป้อนต่อฟัน โดยทราบจำนวนฟันของเครื่องมือเฉพาะ จำนวนฟัน หรือขอบตัด

การใช้สูตรดั้งเดิม (เวลาการกลึง = ความยาวในการตัด (มม.) / (การป้อนต่อการปฏิวัติ (มม./รอบ) × RPM)) เวลาการกัด CNC จะคำนวณเป็น:

ข้อมูลจำเพาะในการคำนวณ ได้แก่:

• ความยาวในการตัด (มม.) = ระยะทางที่ต้องการ + ความยาวของชิ้นงาน + การวิ่งเกินของเครื่องมือ + การเข้าใกล้เครื่องมือ
• การป้อนต่อการปฏิวัติ (มม./รอบ) = จำนวนฟัน × การป้อนต่อฟัน
• RPM = 1,000 × ความเร็วในการตัด / (π × เส้นผ่านศูนย์กลางของบาร์ (มม.))

ความแม่นยำในการวัดเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการประมาณเวลาการกลึงที่เหมาะสมที่สุด

สูตรเวลาการทำงานของการกลึงยังมาจากสมการพื้นฐาน: เวลาการกลึง = ความยาวในการตัด (มม.) / (การป้อนต่อการปฏิวัติ (มม./รอบ) × RPM) ข้อมูลจำเพาะในการคำนวณ ได้แก่:

• ความยาว = การเข้าใกล้เครื่องมือ + ความยาวของชิ้นงาน + การวิ่งเกินของเครื่องมือ × จำนวนรอบ
• RPM เฉลี่ย = 1,000 × ความเร็วในการตัด / (π × เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของบาร์ (มม.))

การกลึงสร้างรูปร่างแบบหมุน (มักจะซับซ้อน) โดยใช้เครื่องมือจุดเดียวบนเครื่องกลึง กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่สองแบบที่แตกต่างกัน:

1. การเคลื่อนที่หลัก: การหมุนของชิ้นงาน
2. การเคลื่อนที่รอง: การป้อน

การทำความเข้าใจการคำนวณเวลาการทำงานช่วยให้สามารถปรับปรุงการดำเนินงานผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการ ทุกขั้นตอนการกลึง CNC ส่งผลกระทบต่อเวลาการทำงานทั้งหมด การเพิ่มประสิทธิภาพแต่ละส่วนประกอบจะช่วยลดระยะเวลาโดยรวม ส่วนประกอบเหล่านี้ ได้แก่:

• เวลาในการติดตั้ง: ระยะเวลาทั้งหมดสำหรับการยึดชิ้นงานและการกำหนดค่าเครื่องมือตัดก่อนที่จะเริ่มการดำเนินการ
• การเปลี่ยนเครื่องมือ: เวลาที่ต้องใช้ในการสลับระหว่างเครื่องมือหลายรายการ ตัวเปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติช่วยลดประสิทธิภาพในการเปลี่ยนด้วยตนเอง
• การกลึง: การเคลื่อนที่ของเครื่องมือและการหมุนของแกนหมุนทุกครั้งจะเพิ่มเวลาการทำงาน ความเร็วในการประมวลผลขึ้นอยู่กับวัสดุของชิ้นงาน พารามิเตอร์การตัด และความซับซ้อนของเส้นทางเครื่องมือ
• การเคลื่อนที่และการวางตำแหน่งอย่างรวดเร็ว: เวลาในการวางตำแหน่งเครื่องมือใหม่ระหว่างการดำเนินการ
• เวลาพัก: การหยุดชั่วคราวโดยเจตนาเพื่อให้แน่ใจว่าเส้นทางเครื่องมือเป็นไปตามนั้น ป้องกันความร้อนสูงเกินไปของเครื่องมือ และปรับปรุงคุณภาพการตัดผ่านการเคลียร์เศษ
• การขนถ่ายชิ้นงาน: ระยะเวลาในการนำส่วนประกอบที่เสร็จแล้วออกจากเครื่องจักร

เวลาที่ไม่ก่อให้เกิดผลผลิต ซึ่งรวมถึงความล่าช้า การโหลดไฟล์ CAD และการอุ่นเครื่องจักร ก็มีส่วนทำให้เวลาการทำงานทั้งหมดเช่นกัน การระบุและแก้ไขความไร้ประสิทธิภาพเหล่านี้จะนำไปสู่ประสิทธิภาพเวลาการทำงานที่ดีขึ้น