Czas cyklu produkcyjnego w obróbce CNC

Szacowany czas czytania: 7 minut i 10 sekund.

Spis treści

I Obliczanie czasu cyklu produkcyjnego

II Czas cyklu dla różnych operacji (frezowanie, toczenie i wiercenie)

III Dodatkowe podejście do obliczeń

IV Skrócenie czasu cyklu

V. Wniosek

VI FAQ

Obróbka CNC

Czas cyklu w obróbce CNC odnosi się do czasu wymaganego do wykonania jednej lub więcej operacji obróbki.W przypadku każdego projektu obróbki CNC czas cyklu ma kluczowe znaczenie dla analizy czasu realizacji i minimalizacji kosztów poszczególnych części lub produktów końcowych.

Wpływa na całkowity koszt projektów obróbki CNC wraz z innymi elementami, takimi jak rodzaj materiału, złożoność i precyzja.Obliczanie czasu cyklu obejmuje rozwiązywanie zależności matematycznych dla operacji takich jak frezowanie, toczenie, wiercenie i wiele innych.

Ten artykuł zapewnia krótki przegląd obliczeń czasu cyklu dla różnych operacji obróbki CNC, wpływ czasu cyklu produkcyjnego i podejścia do jego redukcji.

Obliczanie czasu cyklu produkcyjnego

Oszacowanie czasu cyklu w panelu sterującym

, czas obróbki jest zbliżony do pozostałych czasów, a stosunek drogi przebytej przez narzędzie do prędkości.Ogólny czas obróbki dla wszystkich operacji, w tym frezowania, toczenia, planowania i wielu innych, można wyrazić matematycznie w następujący sposób(Część 5 Obliczanie czasu obróbki, 2012).

T=L/（f*N）

Lub,

Czas cyklu (T) = (L * liczba przejść)/(f*N)

Gdzie,

L= długość obróbki przedmiotu obrabianego (mm)

N = obrót przedmiotu obrabianego na minutę (rpm)

= 1000* prędkość skrawania (V)/π*średnica (D)

f= Szybkość posuwu (mm/min)

f = posuw na obrót = posuw na ząb * liczba zębów = 0,1 * 20 = 2 mm,

To matematyczne wyrażenie daje proste wyobrażenie o czasie obróbki i ile czasu potrzeba na obróbkę konkretnego przedmiotu.

Czas cyklu dla różnych operacji

1.  Frezowanie CNC

Jak już wyjaśniono, ogólna formułaT=L/f*Nsłuży do obliczania czasu cyklu dla każdego procesu obróbki CNC.Jednak podejście każdego przypadku do obliczania zmiennej może się różnić.

W operacji frezowania posuw jest obliczany jako posuw na ząb.Wymaga pewnej liczby zębów, krawędzi tnących lub rowków na narzędziu.

Szybkość posuwu (f) = posuw na ząb * liczba zębów

Długość = długość zadania + przemieszczenia narzędzia x liczba przejść + długość podejścia narzędzia.

Obsługa frezarki CNC

Na przykład, długość obróbki dla operacji frezowania z głębokością skrawania 4 mm, długością przedmiotu obrabianego 200 mm, średnicą frezu 200 mm, podejściem narzędzia i odległością przesuwu 4 mm, posuwem na ząb 0,2 mm, prędkością skrawania 30 m/ min i 30 zębów będzieL= 200 mm + 4 mm * Ilość przejść + 4 mm.

Aby uzyskać liczbę przejść, rozmiar rowka lub jakiejkolwiek innej cechy należy podzielić przez głębokość skrawania (jak głęboko narzędzie może ciąć) jeden raz).Rozważmy rozmiar szczeliny 20 mm * 20 mm w naszym przypadku, narzędzie przechodzi 5 razy nad przedmiotem obrabianym, aby wyciąć 20 mm.

Zatem L= 200 mm + 4 mm * 5 + 4 mm = 224 mm

2.  Toczenie CNC

Części toczone CNC

Toczenie CNC odnosi się do tworzenia toczonych części za pomocą narzędzia jednopunktowego.Obliczanie czasu cyklu dla operacji toczenia nie różni się od operacji frezowania.Długość jest również oparta na formuleL= długość zadania + przemieszczenia narzędzia x liczba przejść + długość podejścia narzędziai ŚredniaRPM (N) = 1000*prędkość skrawania/π*średnia średnica.

Obliczmy posuw na obrót (f) i RPM (N) operacji toczenia, korzystając z tego samego przykładu, który zrobiliśmy dla operacji frezowania powyżej.

Ponieważ posuw na ząb jest znaną zmienną, obliczamy posuw na obrót (f) przezmnożąc posuw na ząb przez liczbę zębów.

f= 0,1 * 30 = 3 mm/obrót

N = obrót przedmiotu obrabianego na minutę (rpm)

= 1000* prędkość skrawania (V)/π*średnica (D)

= 1000*30/3,14*200

= 47,77 obr./min

Całkowity czas cyklu produkcyjnego będzie wynosił(T) = L* liczba przejść/f*N = 224*5/ (3*47,77) = 7,81 minuty

3.  Wiercenie CNC

Wiercenie CNC polega na tworzeniu okrągłych otworów w nieruchomym przedmiocie obrabianym za pomocą obracającego się narzędzia.Czas cyklu wiercenia odnosi się do czasu wykonania jednego lub więcej otworów, który zależy od narzędzia skrawającego, szybkości posuwu i prędkości wrzeciona.

Czas cyklu wiercenia (T) = (Id*i)/f*v

Gdzie,

i= Liczba otworów

I_d= Głębokość wiercenia (mm)

v= Prędkość wrzeciona (/min)

f= Posuw (mm/obr.)

Dodatkowe podejście do obliczeń

Istnieje inny prosty sposób oszacowania czasu cyklu produkcyjnego w obróbce CNC.Można go obliczyć, dzieląc zainwestowany czas przez całkowitą liczbę wyprodukowanych części lub produktów(Verma, 2022).

Czas cyklu (T) = Całkowity czas/liczba wyprodukowanych części lub produktów

Na przykład, jeśli konfiguracja obróbki CNC wykonała 12 identycznych części w ciągu jednej godziny, czas cyklu dla jednej części wynosi 5 minut.

Czas cyklu = 1 godzina / 12 części = 60 minut / 12 części = 5 minut / część

Skrócenie czasu cyklu

Ponieważ czas cyklu produkcyjnego jest powiązany z czasem realizacji i całkowitym kosztem projektów obróbki CNC, konieczne jest skrócenie czasu cyklu, aby zoptymalizować całkowity koszt części i produktów końcowych, aby konkurować na rynku(A. Vetrivel, 2018).Nawet gdy proces obróbki CNC osiągnął stan stabilności, nadal mogą istnieć pewne czynniki, które wpływają na czas cyklu.Dlatego kontrolowanie zmienności operacji obróbki CNC jest niezbędne do przyspieszenia procesu.

s

Chociaż prawdą jest, że czasy cyklu cięcia obniżają koszty i czas realizacji, mogą zaistnieć sytuacje, w których przesuwanie czasu cyklu nie jest uzasadnione ze względu na sprzęt i ograniczenia operacyjne.Ponadto obniżenie czasu cyklu poniżej niepożądanej granicy wpływa również na funkcjonalność części.Przyjrzyjmy się bliżej kilku rozsądnym sugestiom na skrócenie czasu cyklu produkcyjnego.

1.  Optymalizacja układu warsztatu

Symulacja układu maszyny na komputerze

Skomplikowany układ obróbki CNC wpływa na czas obróbki ze względu na niepotrzebne czasy oczekiwania lub tranzytu.Jeśli komórki produkcyjne są blisko, skrócą czas cyklu i ułatwią przejście z jednej operacji do drugiej.Nawet kilka sekund może skrócić czas produkcji i zwiększyć produktywność obróbki.

Dlatego musisz ustalić układ zgodnie z dostępną przestrzenią, stanem surowców i operacjami obróbki.Dodatkowo istnieje możliwość symulacji komputerowej w celu znalezienia najlepszego możliwego układu, co minimalizuje czas produkcji poprzez usprawnienie przepływu pracy.

2.  Doświadczeni operatorzy

Wydajność obróbki CNC zależy również od umiejętności operatora.Doświadczeni operatorzy mogą z łatwością rozwiązywać problemy pojawiające się podczas pracy i będą poszukiwać procesów ciągłego doskonalenia.Wykorzystanie umiejętnych zasobów ludzkich w produkcji przyczyni się do obniżenia czasu cyklu.

Dlatego minimalizacja czasu cyklu w każdym projekcie obróbki CNC wymaga doświadczonych operatorów ze zdolnościami analitycznymi.

3.  Optymalizacja modelu 3D

Obróbka CNC umożliwia tworzenie skomplikowanych geometrii o wysokim stopniu dokładności wymiarowej.Jednak złożoność wydłuża czas cyklu.Jeśli projektant stworzy projekt możliwie prosty, bez naruszania wymaganych cech i funkcjonalności, czas ten znacznie się skróci.Złożony projekt wymaga skomplikowanego i częstego ustawiania narzędzi w celu wykonania zadania.

Dlatego najlepiej jest usunąć niepotrzebną złożoność z projektu i ustalić najlepszą sekwencję obróbki dla krótszego czasu cyklu.Ponadto ściśle współpracujemy z programistami, aby ustalić idealny projekt, aby osiągnąć najkrótszy czas cyklu produkcyjnego.

4.  Automatyzacja produkcji

Zautomatyzowany proces jest zawsze skuteczniejszy i szybszy niż praca ręczna.Możesz wyeliminować tak dużo pracy ludzkiej, jak to tylko możliwe.Skrócenie czasu cyklu jest możliwe przy użyciu szybkich maszyn CNC i zaawansowanego oprogramowania krzywkowego, takiego jak solid CAM(A. Vetrivel, 2018)

Procesy automatyzacji są bardziej przewidywalne i pomagają w uzyskaniu prawidłowych czasów cyklu przy ciągłym doskonaleniu.Podczas automatyzacji procesu produkcyjnego maszyny pozostają nieruchome i optymalizują czas cyklu każdej operacji obróbki CNC.Jednak proces automatyzacji wymaga znacznych inwestycji początkowych, ale może być korzystny w dłuższej perspektywie.

5.  Zoptymalizuj wydajność maszyn

Nadmierne nagrzewanie, wibracje i wewnętrzne ograniczenia to niektóre ograniczenia maszyn CNC i innych maszyn produkcyjnych.Te zmienne zmniejszają wydajność produkcji i przyczyniają się do wydłużenia czasu cyklu.

Aby uniknąć tych obaw, producenci powinni traktować priorytetowo częste kontrole, okresową konserwację, uzupełnianie zapasów, kalibrację i inne działania.

Wniosek

W operacjach obróbki CNC czas cyklu produkcyjnego można oszacować za pomocą prostej formuły obejmującej długość obróbki, szybkość posuwu, prędkość obróbki i inne zmienne.Może ulec niewielkim zmianom w zależności od konkretnej operacji CNC, takiej jak frezowanie, toczenie i wiercenie.Ponieważ czas cyklu jest nierozerwalnie związany z kosztem i czasem realizacji każdego projektu obróbki CNC, optymalizacja czasu cyklu przyczynia się do całkowitej redukcji kosztów.Istnieją różne podejścia do skracania czasu cyklu, takie jak automatyzacja, częsta konserwacja, przeszkoleni operatorzy i wiele innych.Chociaż czas cyklu można obliczyć za pomocą niektórych zmiennych obróbkowych, inne czynniki wpływają na dokładny wynik, takie jak wysiłek ludzki, wibracje, nadmierne ciepło i wiedza operatora.

Aby skrócić czas cyklu w celu obniżenia kosztów, należy wziąć pod uwagę kilka czynników, a ProleanHub może być idealnym partnerem do współpracy w Twoim projekcie obróbki CNC.Oferujemy profesjonalne usługi obróbki CNC z ponad 50 opcjami materiałów do różnych zadań.Nasi eksperci ds. produkcji ściśle współpracują z programistami w celu optymalizacji czasu cyklu w celu uzyskania doskonałych wyników przy niższych kosztach.

FAQ

Jakie znaczenie ma czas cyklu produkcyjnego w obróbce CNC?

Czas potrzebny do wykonania jednego lub więcej zadań obróbki CNC jest określany jako czas cyklu produkcyjnego.Ponieważ więcej czasu równa się większym kosztom, niezwykle ważne jest obniżenie całkowitych kosztów i czasu realizacji części lub produktu końcowego.

Jakie zmienne są niezbędne do obliczenia czasu cyklu?

Czas cyklu jest obliczany na podstawie długości obróbki, prędkości, szybkości posuwu, obrotów na minutę i innych czynników.Wymagane dane wejściowe mogą się jednak różnić w zależności od operacji obróbki.

Jak skrócić czas cyklu produkcyjnego?

Optymalizacja modeli 3D, redukcja przestojów obróbki, optymalny układ obróbki, automatyzacja, wykwalifikowani operatorzy oraz regularna konserwacja maszyn przyczyniają się do skrócenia czasu cyklu produkcyjnego.

Czy mogę skrócić czas cyklu tak bardzo?

Nie, istnieją pewne ograniczenia dotyczące skracania czasu cyklu.Obejmują one możliwości maszyn, właściwości materiałów, wymaganą jakość i wysiłek ludzki.

Ponadto skrócenie czasu cyklu poniżej pożądanego limitu wpływa na pracujące maszyny i jakość części lub produktów końcowych.

Bibliografia

1.     A. Vetrivel, AA (2018).Redukcja czasu produkcji i czasu cyklu w warsztacie CNC.International Journal of Research in Engineering, Science and Management (IJRESM), 1-2.

2.     Część 5 Obliczanie czasu obróbki.(2012).WPlanowanie procesów i szacowanie kosztów(s. 2-3).srividyaengg.

3.     Verma, E. (2022).Zrozumienie czasu TAKT i czasu cyklu w porównaniu z czasem realizacji.Simplilearn.com.