Technologický pokrok urychlil upgrady a výměny produktů, což vedlo ke stále diverzifikovanějším požadavkům spotřebitelů a rostoucímu trendu k diverzifikaci produktů a menší{0}}sériové výrobě. Aby bylo možné se této změně přizpůsobit, hraje v podnicích stále důležitější roli zařízení CNC (Computer Numerical Control). Oproti běžným soustruhům spočívá jeho podstatná výhoda v silné adaptabilitě na změny dílů. Výměna dílů vyžaduje pouze úpravu odpovídajícího programu a jednoduché úpravy řezných nástrojů pro výrobu kvalifikovaných dílů, čímž poskytuje konkurenční výhodu v úsporách nákladů. K plnému využití výkonu CNC obráběcích strojů je však zapotřebí nejen dobrý hardware (jako jsou vysoce-kvalitní řezné nástroje a přesnost obráběcích strojů), ale co je důležitější, software: programování, které zahrnuje vytváření rozumných a účinných obráběcích programů založených na charakteristikách různých dílů. Během let programátorské praxe a výuky jsem shrnul některé programovací techniky.
Přestože CNC soustruhy nabízejí vyšší flexibilitu obrábění ve srovnání s běžnými soustruhy, stále existuje určitá mezera v efektivitě výroby pro konkrétní typ součásti. Zlepšení účinnosti CNC soustruhů se proto stává zásadním a racionální aplikace programovacích technik pro vytváření vysoce účinných obráběcích programů má často neočekávané účinky na zlepšení účinnosti obráběcích strojů.
1. Flexibilní nastavení referenčního bodu
Když se řezný nástroj přiblíží k tyči, hodnota souřadnic se sníží, což je jev známý jako posun nástroje; naopak, hodnota souřadnic se zvyšuje, což je jev známý jako ústup nástroje. Nástroj se zastaví, když se vrátí do své výchozí polohy, která se nazývá referenční bod. Referenční bod je zásadní pojem v programování. Po každém automatickém cyklu se nástroj musí vrátit do této polohy, aby se připravil na další cyklus. Proto před provedením programu musí být skutečné polohy nástroje a vřetena nastaveny tak, aby byly v souladu s hodnotami souřadnic. Skutečná poloha referenčního bodu však není pevná. Programátoři mohou upravit polohu referenčního bodu na základě průměru součásti, typu a počtu použitých řezných nástrojů a zkrátit chod nástroje naprázdno, čímž zvýší efektivitu.
2. Metoda "Rozdělení dílů na celek".
Nízkonapěťové elektrické spotřebiče obsahují četné části ve tvaru krátkých kolíků- s poměrem délky-k{3}}průměru přibližně 2–3 a průměry většinou pod 3 mm. Běžné nástrojové soustruhy mají kvůli svým malým geometrickým rozměrům potíže s jejich upnutím, což snižuje kvalitu. Při konvenčním naprogramování se obrobí pouze jeden díl na cyklus. Krátký axiální rozměr způsobuje častý vratný pohyb saní vřetena obráběcího stroje podél vedení lože, což má za následek časté ovládání kleštinového sklíčidla. Postupem času to vede k nadměrnému opotřebení vodicí dráhy obráběcího stroje, což ovlivňuje přesnost obrábění a potenciálně činí stroj nepoužitelným. Kromě toho může častý provoz kleštinového sklíčidla poškodit řídicí elektroniku. K vyřešení těchto problémů je třeba prodloužit délku posuvu vřetena a provozní interval kleštinového sklíčidla bez snížení produktivity. Proto je možné obrábět několik dílů v jednom cyklu. V tomto případě by délka posuvu vřetena byla několikanásobkem délky jednotlivého dílu, potenciálně by dosahovala maximální dráhy vřetena, zatímco provozní interval kleštinového upínače by se odpovídajícím způsobem několikrát prodloužil. Ještě důležitější je, že pomocný čas dříve potřebný pro jeden díl je nyní rozdělen mezi několik dílů, což výrazně snižuje pomocný čas pro každý díl a zlepšuje tak efektivitu výroby. Abych toho dosáhl, použil jsem koncepty hlavních programů a podprogramů z počítačového programování. Pokud jsou příkazová pole související s geometrií součásti umístěna v podprogramu, zatímco příkazová pole související s řízením obráběcího stroje a řezáním součásti jsou umístěna v hlavním programu, hlavní program vyvolá podprogram jednou pro každou obráběnou součást. Po obrobení skočí zpět do hlavního programu. Počet vyvolání podprogramu odpovídá počtu obráběných dílů, což je velmi výhodné pro zvýšení nebo snížení počtu obráběných dílů v každém cyklu. Takto napsané obráběcí programy jsou také poměrně jednoduché a přehledné, usnadňují úpravy a údržbu. Stojí za zmínku, že protože parametry podprogramu zůstávají při každém volání konstantní, zatímco souřadnice vřetena se neustále mění, musí být v podprogramu použity relativní programovací příkazy, aby byla zajištěna kompatibilita s hlavním programem.
3. Snižte volnoběh nástroje
Aby se zlepšila účinnost obráběcího stroje, musí se zlepšit účinnost pohybu nástroje. Volnoběžná dráha nástroje se vztahuje na vzdálenost, kterou nástroj urazí, když se přiblíží k obrobku a vrátí se do referenčního bodu po řezání. Snížení chodu nástroje naprázdno zlepšuje efektivitu pohybu nástroje. (U soustruhů CNC řízených point-to-to-point je vyžadována pouze vysoká přesnost polohování a proces polohování může být co nejrychlejší; dráha pohybu nástroje vzhledem k obrobku je irelevantní.) Pokud jde o seřízení obráběcího stroje, počáteční poloha nástroje by měla být co nejblíže tyči. Pokud jde o programování, počet použitých nástrojů by měl být minimalizován podle struktury součásti, aby se zajistilo rovnoměrné rozložení nástrojů během instalace a zabránilo se rušení v blízkosti tyčového materiálu. Kromě toho, protože se mění skutečná počáteční poloha nástroje, musí být referenční bod nástroje v programu upraven, aby se přizpůsobil skutečné situaci. Současné použití příkazů rychlého polohování bodu může minimalizovat volnoběh nástroje, a tím zlepšit efektivitu obrábění.
4. Optimalizujte parametry, vyvažte zatížení nástroje a snižte opotřebení nástroje.
