ניתוח זרימת העיבוד של חלקים מדויקים במהירות גבוהה במרכזי עיבוד שבבי
א. מבוא
מרכזי עיבוד שבבי ממלאים תפקיד מכריע בתחום עיבוד החלקים המדויק במהירות גבוהה. הם שולטים במכונות באמצעות מידע דיגיטלי, מה שמאפשר למכונות לבצע באופן אוטומטי את משימות העיבוד שצוינו. שיטת עיבוד זו יכולה להבטיח דיוק עיבוד גבוה במיוחד ואיכות יציבה, קלה למימוש פעולה אוטומטית, ויש לה יתרונות של פרודוקטיביות גבוהה ומחזור ייצור קצר. במקביל, היא יכולה להפחית את כמות השימוש בציוד התהליך, לענות על צרכי חידוש והחלפה מהירים של מוצרים, והיא קשורה קשר הדוק ל-CAD כדי להשיג את המעבר מהתכנון למוצרים הסופיים. עבור מתלמדים הלומדים את זרימת העיבוד של חלקים מדויקים במהירות גבוהה במרכזי עיבוד שבבי, חשוב מאוד להבין את הקשרים בין כל תהליך ואת המשמעות של כל שלב. מאמר זה יפרט את זרימת העיבוד כולה מניתוח המוצר ועד לבדיקה וידגים אותה באמצעות מקרים ספציפיים. חומרי המקרה הם לוחות דו-צבעוניים או פרספקס.
מרכזי עיבוד שבבי ממלאים תפקיד מכריע בתחום עיבוד החלקים המדויק במהירות גבוהה. הם שולטים במכונות באמצעות מידע דיגיטלי, מה שמאפשר למכונות לבצע באופן אוטומטי את משימות העיבוד שצוינו. שיטת עיבוד זו יכולה להבטיח דיוק עיבוד גבוה במיוחד ואיכות יציבה, קלה למימוש פעולה אוטומטית, ויש לה יתרונות של פרודוקטיביות גבוהה ומחזור ייצור קצר. במקביל, היא יכולה להפחית את כמות השימוש בציוד התהליך, לענות על צרכי חידוש והחלפה מהירים של מוצרים, והיא קשורה קשר הדוק ל-CAD כדי להשיג את המעבר מהתכנון למוצרים הסופיים. עבור מתלמדים הלומדים את זרימת העיבוד של חלקים מדויקים במהירות גבוהה במרכזי עיבוד שבבי, חשוב מאוד להבין את הקשרים בין כל תהליך ואת המשמעות של כל שלב. מאמר זה יפרט את זרימת העיבוד כולה מניתוח המוצר ועד לבדיקה וידגים אותה באמצעות מקרים ספציפיים. חומרי המקרה הם לוחות דו-צבעוניים או פרספקס.
II. ניתוח מוצר
(א) השגת מידע על הרכב
ניתוח מוצר הוא נקודת המוצא של כל תהליך העיבוד. בשלב זה, עלינו להשיג מידע מספיק על ההרכב. עבור סוגים שונים של חלקים, מקורות מידע ההרכב נרחבים. לדוגמה, אם מדובר בחלק מבנה מכני, עלינו להבין את צורתו וגודלו, כולל נתוני ממדים גיאומטריים כגון אורך, רוחב, גובה, קוטר חור וקוטר פיר. נתונים אלה יקבעו את המסגרת הבסיסית של העיבוד העוקב. אם מדובר בחלק עם משטחים מעוקלים מורכבים, כגון להב של מנוע אווירי, נדרשים נתוני קווי מתאר מדויקים של משטח מעוקל, אותם ניתן להשיג באמצעות טכנולוגיות מתקדמות כגון סריקת תלת מימד. בנוסף, דרישות הסבילות של החלקים הן גם חלק מרכזי במידע ההרכב, הקובע את טווח דיוק העיבוד, כגון סבילות ממדית, סבילות צורה (עגולות, ישרות וכו') וסבילות מיקום (מקביליות, ניצב וכו').
(א) השגת מידע על הרכב
ניתוח מוצר הוא נקודת המוצא של כל תהליך העיבוד. בשלב זה, עלינו להשיג מידע מספיק על ההרכב. עבור סוגים שונים של חלקים, מקורות מידע ההרכב נרחבים. לדוגמה, אם מדובר בחלק מבנה מכני, עלינו להבין את צורתו וגודלו, כולל נתוני ממדים גיאומטריים כגון אורך, רוחב, גובה, קוטר חור וקוטר פיר. נתונים אלה יקבעו את המסגרת הבסיסית של העיבוד העוקב. אם מדובר בחלק עם משטחים מעוקלים מורכבים, כגון להב של מנוע אווירי, נדרשים נתוני קווי מתאר מדויקים של משטח מעוקל, אותם ניתן להשיג באמצעות טכנולוגיות מתקדמות כגון סריקת תלת מימד. בנוסף, דרישות הסבילות של החלקים הן גם חלק מרכזי במידע ההרכב, הקובע את טווח דיוק העיבוד, כגון סבילות ממדית, סבילות צורה (עגולות, ישרות וכו') וסבילות מיקום (מקביליות, ניצב וכו').
(ב) הגדרת דרישות עיבוד
מלבד מידע על הרכב המוצר, דרישות העיבוד הן גם הן מוקד ניתוח המוצר. זה כולל את מאפייני החומר של החלקים. תכונות של חומרים שונים כגון קשיות, קשיחות וגמישות ישפיעו על בחירת טכנולוגיית העיבוד. לדוגמה, עיבוד של חלקים מסגסוגת פלדה בעלי קשיות גבוהה עשוי לדרוש שימוש בכלי חיתוך ופרמטרי חיתוך מיוחדים. דרישות איכות פני השטח הן גם היבט חשוב. לדוגמה, דרישת חספוס פני השטח היא כזו שעבור חלקים אופטיים בעלי דיוק גבוה, ייתכן שיידרש חספוס פני השטח להגיע לרמת ננומטרי. בנוסף, ישנן גם כמה דרישות מיוחדות, כגון עמידות בפני קורוזיה ועמידות בפני שחיקה של החלקים. דרישות אלו עשויות לדרוש תהליכי טיפול נוספים לאחר העיבוד.
מלבד מידע על הרכב המוצר, דרישות העיבוד הן גם הן מוקד ניתוח המוצר. זה כולל את מאפייני החומר של החלקים. תכונות של חומרים שונים כגון קשיות, קשיחות וגמישות ישפיעו על בחירת טכנולוגיית העיבוד. לדוגמה, עיבוד של חלקים מסגסוגת פלדה בעלי קשיות גבוהה עשוי לדרוש שימוש בכלי חיתוך ופרמטרי חיתוך מיוחדים. דרישות איכות פני השטח הן גם היבט חשוב. לדוגמה, דרישת חספוס פני השטח היא כזו שעבור חלקים אופטיים בעלי דיוק גבוה, ייתכן שיידרש חספוס פני השטח להגיע לרמת ננומטרי. בנוסף, ישנן גם כמה דרישות מיוחדות, כגון עמידות בפני קורוזיה ועמידות בפני שחיקה של החלקים. דרישות אלו עשויות לדרוש תהליכי טיפול נוספים לאחר העיבוד.
ג. עיצוב גרפי
(א) בסיס עיצובי המבוסס על ניתוח מוצר
עיצוב גרפי מבוסס על ניתוח מפורט של המוצר. אם ניקח לדוגמה את תהליך עיבוד החותם, ראשית, יש לקבוע את הגופן בהתאם לדרישות העיבוד. אם מדובר בחותם רשמי רשמי, ניתן להשתמש בגופן Song סטנדרטי או בגופן Song חיקוי; אם מדובר בחותם אמנותי, מבחר הגופנים מגוון יותר, ויכול להיות כתב חותם, כתב פקידותי וכו', בעלי חוש אמנותי. גודל הטקסט צריך להיקבע בהתאם לגודל הכללי ולמטרה של החותם. לדוגמה, גודל הטקסט של חותם אישי קטן הוא קטן יחסית, בעוד שגודל הטקסט של חותם רשמי של חברה גדולה הוא גדול יחסית. גם סוג החותם הוא קריטי. ישנן צורות שונות כגון עגולות, מרובעות ואליפסות. עיצוב כל צורה צריך להתחשב בפריסה של הטקסט הפנימי והדוגמאות.
(א) בסיס עיצובי המבוסס על ניתוח מוצר
עיצוב גרפי מבוסס על ניתוח מפורט של המוצר. אם ניקח לדוגמה את תהליך עיבוד החותם, ראשית, יש לקבוע את הגופן בהתאם לדרישות העיבוד. אם מדובר בחותם רשמי רשמי, ניתן להשתמש בגופן Song סטנדרטי או בגופן Song חיקוי; אם מדובר בחותם אמנותי, מבחר הגופנים מגוון יותר, ויכול להיות כתב חותם, כתב פקידותי וכו', בעלי חוש אמנותי. גודל הטקסט צריך להיקבע בהתאם לגודל הכללי ולמטרה של החותם. לדוגמה, גודל הטקסט של חותם אישי קטן הוא קטן יחסית, בעוד שגודל הטקסט של חותם רשמי של חברה גדולה הוא גדול יחסית. גם סוג החותם הוא קריטי. ישנן צורות שונות כגון עגולות, מרובעות ואליפסות. עיצוב כל צורה צריך להתחשב בפריסה של הטקסט הפנימי והדוגמאות.
(ב) יצירת גרפיקה באמצעות תוכנה מקצועית
לאחר קביעת האלמנטים הבסיסיים הללו, יש להשתמש בתוכנת עיצוב גרפי מקצועית ליצירת גרפיקה. עבור גרפיקה דו-ממדית פשוטה, ניתן להשתמש בתוכנה כגון AutoCAD. בתוכנות אלו ניתן לצייר במדויק את קווי המתאר של החלק, ולקבוע את העובי, הצבע וכו' של הקווים. עבור גרפיקה תלת-ממדית מורכבת, יש להשתמש בתוכנות מידול תלת-ממדיות כגון SolidWorks ו-UG. תוכנות אלו יכולות ליצור מודלים של חלקים עם משטחים מעוקלים מורכבים ומבנים מוצקים, ויכולות לבצע עיצוב פרמטרי, מה שמקל על שינוי ואופטימיזציה של גרפיקה. במהלך תהליך העיצוב הגרפי, יש לקחת בחשבון גם את דרישות טכנולוגיית העיבוד העוקבת. לדוגמה, על מנת להקל על יצירת נתיבי כלים, יש לחלק את הגרפיקה בשכבות ולחלק אותה למחיצות בצורה סבירה.
לאחר קביעת האלמנטים הבסיסיים הללו, יש להשתמש בתוכנת עיצוב גרפי מקצועית ליצירת גרפיקה. עבור גרפיקה דו-ממדית פשוטה, ניתן להשתמש בתוכנה כגון AutoCAD. בתוכנות אלו ניתן לצייר במדויק את קווי המתאר של החלק, ולקבוע את העובי, הצבע וכו' של הקווים. עבור גרפיקה תלת-ממדית מורכבת, יש להשתמש בתוכנות מידול תלת-ממדיות כגון SolidWorks ו-UG. תוכנות אלו יכולות ליצור מודלים של חלקים עם משטחים מעוקלים מורכבים ומבנים מוצקים, ויכולות לבצע עיצוב פרמטרי, מה שמקל על שינוי ואופטימיזציה של גרפיקה. במהלך תהליך העיצוב הגרפי, יש לקחת בחשבון גם את דרישות טכנולוגיית העיבוד העוקבת. לדוגמה, על מנת להקל על יצירת נתיבי כלים, יש לחלק את הגרפיקה בשכבות ולחלק אותה למחיצות בצורה סבירה.
ד. תכנון תהליכים
(א) תכנון שלבי עיבוד מנקודת מבט גלובלית
תכנון תהליך הוא לקבוע באופן סביר כל שלב עיבוד מנקודת מבט גלובלית, המבוססת על ניתוח מעמיק של המראה ודרישות העיבוד של מוצר החומר. זה דורש התחשבות ברצף העיבוד, שיטות העיבוד, כלי החיתוך והמתקני החיתוך שיש להשתמש בהם. עבור חלקים בעלי מאפיינים מרובים, יש צורך לקבוע איזה מאפיין לעבד תחילה ואיזה מאוחר יותר. לדוגמה, עבור חלק עם חורים ומישורים כאחד, בדרך כלל המישור מעובד תחילה כדי לספק משטח ייחוס יציב לעיבוד חורים לאחר מכן. בחירת שיטת העיבוד תלויה בחומר ובצורת החלק. לדוגמה, עבור עיבוד משטח עגול חיצוני, ניתן לבחור חריטה, השחזה וכו'; עבור עיבוד חורים פנימיים, ניתן לאמץ קידוח, קידוח וכו'.
(א) תכנון שלבי עיבוד מנקודת מבט גלובלית
תכנון תהליך הוא לקבוע באופן סביר כל שלב עיבוד מנקודת מבט גלובלית, המבוססת על ניתוח מעמיק של המראה ודרישות העיבוד של מוצר החומר. זה דורש התחשבות ברצף העיבוד, שיטות העיבוד, כלי החיתוך והמתקני החיתוך שיש להשתמש בהם. עבור חלקים בעלי מאפיינים מרובים, יש צורך לקבוע איזה מאפיין לעבד תחילה ואיזה מאוחר יותר. לדוגמה, עבור חלק עם חורים ומישורים כאחד, בדרך כלל המישור מעובד תחילה כדי לספק משטח ייחוס יציב לעיבוד חורים לאחר מכן. בחירת שיטת העיבוד תלויה בחומר ובצורת החלק. לדוגמה, עבור עיבוד משטח עגול חיצוני, ניתן לבחור חריטה, השחזה וכו'; עבור עיבוד חורים פנימיים, ניתן לאמץ קידוח, קידוח וכו'.
(ב) בחירת כלי חיתוך ומתקנים מתאימים
בחירת כלי חיתוך ומנגנונים היא חלק חשוב בתכנון התהליך. ישנם סוגים שונים של כלי חיתוך, כולל כלי חריטה, כלי כרסום, מקדחים, כלי קידוח וכו', ולכל סוג של כלי חיתוך יש דגמים ופרמטרים שונים. בעת בחירת כלי חיתוך, יש לקחת בחשבון גורמים כגון חומר החלק, דיוק העיבוד ואיכות פני השטח של העיבוד. לדוגמה, ניתן להשתמש בכלי חיתוך מפלדה מהירה לעיבוד חלקי סגסוגת אלומיניום, בעוד שכלי חיתוך קרביד או כלי חיתוך קרמיים נדרשים לעיבוד חלקי פלדה מוקשה. תפקיד המנגנונים הוא לקבע את חומר העבודה כדי להבטיח את היציבות והדיוק במהלך תהליך העיבוד. סוגי מנגנון נפוצים כוללים צ'אקים בעלי שלוש לסתות, צ'אקים בעלי ארבע לסתות וצבת שטוחה. עבור חלקים בעלי צורות לא סדירות, ייתכן שיהיה צורך לתכנן מנגנון מיוחד. בתכנון התהליך, יש לבחור מנגנון מתאים בהתאם לצורה ולדרישות העיבוד של החלק כדי להבטיח שחומר העבודה לא יזוז או יתעוות במהלך תהליך העיבוד.
בחירת כלי חיתוך ומנגנונים היא חלק חשוב בתכנון התהליך. ישנם סוגים שונים של כלי חיתוך, כולל כלי חריטה, כלי כרסום, מקדחים, כלי קידוח וכו', ולכל סוג של כלי חיתוך יש דגמים ופרמטרים שונים. בעת בחירת כלי חיתוך, יש לקחת בחשבון גורמים כגון חומר החלק, דיוק העיבוד ואיכות פני השטח של העיבוד. לדוגמה, ניתן להשתמש בכלי חיתוך מפלדה מהירה לעיבוד חלקי סגסוגת אלומיניום, בעוד שכלי חיתוך קרביד או כלי חיתוך קרמיים נדרשים לעיבוד חלקי פלדה מוקשה. תפקיד המנגנונים הוא לקבע את חומר העבודה כדי להבטיח את היציבות והדיוק במהלך תהליך העיבוד. סוגי מנגנון נפוצים כוללים צ'אקים בעלי שלוש לסתות, צ'אקים בעלי ארבע לסתות וצבת שטוחה. עבור חלקים בעלי צורות לא סדירות, ייתכן שיהיה צורך לתכנן מנגנון מיוחד. בתכנון התהליך, יש לבחור מנגנון מתאים בהתאם לצורה ולדרישות העיבוד של החלק כדי להבטיח שחומר העבודה לא יזוז או יתעוות במהלך תהליך העיבוד.
V. יצירת נתיבים
(א) יישום תכנון תהליכים באמצעות תוכנה
יצירת נתיבים היא תהליך של יישום ספציפי של תכנון תהליכים באמצעות תוכנה. בתהליך זה, יש להזין את הגרפיקה המעוצבת ואת פרמטרי התהליך המתוכננים לתוכנות תכנות בקרה נומריות כגון MasterCAM ו-Cimatron. תוכנות אלו ייצרו נתיבי כלים בהתאם למידע הקלט. בעת יצירת נתיבי כלים, יש לקחת בחשבון גורמים כגון סוג, גודל ופרמטרי חיתוך של כלי החיתוך. לדוגמה, עבור עיבוד כרסום, יש להגדיר את הקוטר, מהירות הסיבוב, קצב ההזנה ועומק החיתוך של כלי הכרסום. התוכנה תחשב את מסלול התנועה של כלי החיתוך על חומר העבודה בהתאם לפרמטרים אלו ותיצור קודי G וקודי M תואמים. קודים אלו ינחו את כלי המכונה לתהליך.
(א) יישום תכנון תהליכים באמצעות תוכנה
יצירת נתיבים היא תהליך של יישום ספציפי של תכנון תהליכים באמצעות תוכנה. בתהליך זה, יש להזין את הגרפיקה המעוצבת ואת פרמטרי התהליך המתוכננים לתוכנות תכנות בקרה נומריות כגון MasterCAM ו-Cimatron. תוכנות אלו ייצרו נתיבי כלים בהתאם למידע הקלט. בעת יצירת נתיבי כלים, יש לקחת בחשבון גורמים כגון סוג, גודל ופרמטרי חיתוך של כלי החיתוך. לדוגמה, עבור עיבוד כרסום, יש להגדיר את הקוטר, מהירות הסיבוב, קצב ההזנה ועומק החיתוך של כלי הכרסום. התוכנה תחשב את מסלול התנועה של כלי החיתוך על חומר העבודה בהתאם לפרמטרים אלו ותיצור קודי G וקודי M תואמים. קודים אלו ינחו את כלי המכונה לתהליך.
(ב) אופטימיזציה של פרמטרי נתיב הכלי
במקביל, פרמטרי נתיב הכלי ממוטבים באמצעות הגדרת פרמטרים. אופטימיזציה של נתיב הכלי יכולה לשפר את יעילות העיבוד, להפחית את עלויות העיבוד ולשפר את איכות העיבוד. לדוגמה, ניתן לקצר את זמן העיבוד על ידי התאמת פרמטרי החיתוך תוך הבטחת דיוק העיבוד. נתיב כלי סביר אמור למזער את מהלך הסרק ולשמור על כלי החיתוך בתנועת חיתוך רציפה במהלך תהליך העיבוד. בנוסף, ניתן להפחית את הבלאי של כלי החיתוך על ידי אופטימיזציה של נתיב הכלי, ולהאריך את חיי השירות של כלי החיתוך. לדוגמה, על ידי אימוץ רצף חיתוך וכיוון חיתוך סבירים, ניתן למנוע מכלי החיתוך חיתוך ויציאה תכופים במהלך תהליך העיבוד, ובכך להפחית את ההשפעה על כלי החיתוך.
במקביל, פרמטרי נתיב הכלי ממוטבים באמצעות הגדרת פרמטרים. אופטימיזציה של נתיב הכלי יכולה לשפר את יעילות העיבוד, להפחית את עלויות העיבוד ולשפר את איכות העיבוד. לדוגמה, ניתן לקצר את זמן העיבוד על ידי התאמת פרמטרי החיתוך תוך הבטחת דיוק העיבוד. נתיב כלי סביר אמור למזער את מהלך הסרק ולשמור על כלי החיתוך בתנועת חיתוך רציפה במהלך תהליך העיבוד. בנוסף, ניתן להפחית את הבלאי של כלי החיתוך על ידי אופטימיזציה של נתיב הכלי, ולהאריך את חיי השירות של כלי החיתוך. לדוגמה, על ידי אימוץ רצף חיתוך וכיוון חיתוך סבירים, ניתן למנוע מכלי החיתוך חיתוך ויציאה תכופים במהלך תהליך העיבוד, ובכך להפחית את ההשפעה על כלי החיתוך.
ו. סימולציית נתיב
(א) בדיקת בעיות אפשריות
לאחר יצירת הנתיב, בדרך כלל אין לנו תחושה אינטואיטיבית לגבי הביצועים הסופיים שלו על המכונה. סימולציית נתיב נועדה לבדוק בעיות אפשריות על מנת להפחית את קצב הגרוטאות של העיבוד בפועל. במהלך תהליך סימולציית הנתיב, נבדקת בדרך כלל ההשפעה של מראה חומר העבודה. באמצעות סימולציה, ניתן לראות האם פני השטח של החלק המעובד חלקים, האם ישנם סימני כלים, שריטות ופגמים אחרים. במקביל, יש צורך לבדוק האם יש חיתוך יתר או חיתוך חסר. חיתוך יתר יגרום לגודל החלק להיות קטן יותר מהגודל המתוכנן, דבר המשפיע על ביצועי החלק; חיתוך חסר יגדיל את גודל החלק ועשוי לדרוש עיבוד משני.
(א) בדיקת בעיות אפשריות
לאחר יצירת הנתיב, בדרך כלל אין לנו תחושה אינטואיטיבית לגבי הביצועים הסופיים שלו על המכונה. סימולציית נתיב נועדה לבדוק בעיות אפשריות על מנת להפחית את קצב הגרוטאות של העיבוד בפועל. במהלך תהליך סימולציית הנתיב, נבדקת בדרך כלל ההשפעה של מראה חומר העבודה. באמצעות סימולציה, ניתן לראות האם פני השטח של החלק המעובד חלקים, האם ישנם סימני כלים, שריטות ופגמים אחרים. במקביל, יש צורך לבדוק האם יש חיתוך יתר או חיתוך חסר. חיתוך יתר יגרום לגודל החלק להיות קטן יותר מהגודל המתוכנן, דבר המשפיע על ביצועי החלק; חיתוך חסר יגדיל את גודל החלק ועשוי לדרוש עיבוד משני.
(ב) הערכת הרציונליות של תכנון תהליכים
בנוסף, יש צורך להעריך האם תכנון התהליך של המסלול סביר. לדוגמה, יש צורך לבדוק האם יש פניות לא סבירות, עצירות פתאומיות וכו' במסלול הכלי. מצבים אלה עלולים לגרום נזק לכלי החיתוך ולירידה בדיוק העיבוד. באמצעות סימולציית מסלול, ניתן לייעל עוד יותר את תכנון התהליך, ולהתאים את נתיב הכלי ופרמטרי העיבוד כדי להבטיח שניתן יהיה לעבד את החלק בהצלחה במהלך תהליך העיבוד בפועל ואת איכות העיבוד.
בנוסף, יש צורך להעריך האם תכנון התהליך של המסלול סביר. לדוגמה, יש צורך לבדוק האם יש פניות לא סבירות, עצירות פתאומיות וכו' במסלול הכלי. מצבים אלה עלולים לגרום נזק לכלי החיתוך ולירידה בדיוק העיבוד. באמצעות סימולציית מסלול, ניתן לייעל עוד יותר את תכנון התהליך, ולהתאים את נתיב הכלי ופרמטרי העיבוד כדי להבטיח שניתן יהיה לעבד את החלק בהצלחה במהלך תהליך העיבוד בפועל ואת איכות העיבוד.
VII. פלט נתיב
(א) הקשר בין תוכנה למכונות
פלט נתיב הוא שלב הכרחי ליישום תכנות תכנון תוכנה על גבי המכונה. הוא יוצר חיבור בין התוכנה לכלי המכונה. במהלך תהליך פלט הנתיב, יש להעביר את קודי ה-G וה-M שנוצרו למערכת הבקרה של המכונה באמצעות שיטות שידור ספציפיות. שיטות שידור נפוצות כוללות תקשורת טורית RS232, תקשורת Ethernet ושידור ממשק USB. במהלך תהליך השידור, יש להבטיח את דיוק ושלמות הקודים כדי למנוע אובדן קוד או שגיאות.
(א) הקשר בין תוכנה למכונות
פלט נתיב הוא שלב הכרחי ליישום תכנות תכנון תוכנה על גבי המכונה. הוא יוצר חיבור בין התוכנה לכלי המכונה. במהלך תהליך פלט הנתיב, יש להעביר את קודי ה-G וה-M שנוצרו למערכת הבקרה של המכונה באמצעות שיטות שידור ספציפיות. שיטות שידור נפוצות כוללות תקשורת טורית RS232, תקשורת Ethernet ושידור ממשק USB. במהלך תהליך השידור, יש להבטיח את דיוק ושלמות הקודים כדי למנוע אובדן קוד או שגיאות.
(ב) הבנת עיבוד נתיב הכלי לאחר מכן
עבור מתלמדים בעלי רקע מקצועי בבקרה נומרית, ניתן להבין את פלט הנתיב כעיבוד לאחר העיבוד של נתיב הכלי. מטרת העיבוד לאחר העיבוד היא להמיר את הקודים שנוצרים על ידי תוכנת תכנות כללית לבקרה נומרית לקודים שניתן לזהות על ידי מערכת הבקרה של מכונה ספציפית. לסוגים שונים של מערכות בקרת מכונה יש דרישות שונות לפורמט ולהוראות של הקודים, ולכן נדרש עיבוד לאחר העיבוד. במהלך תהליך העיבוד לאחר העיבוד, יש לבצע הגדרות בהתאם לגורמים כמו דגם המכונה וסוג מערכת הבקרה כדי להבטיח שקודי הפלט יוכלו לשלוט נכון על המכונה לעיבוד.
עבור מתלמדים בעלי רקע מקצועי בבקרה נומרית, ניתן להבין את פלט הנתיב כעיבוד לאחר העיבוד של נתיב הכלי. מטרת העיבוד לאחר העיבוד היא להמיר את הקודים שנוצרים על ידי תוכנת תכנות כללית לבקרה נומרית לקודים שניתן לזהות על ידי מערכת הבקרה של מכונה ספציפית. לסוגים שונים של מערכות בקרת מכונה יש דרישות שונות לפורמט ולהוראות של הקודים, ולכן נדרש עיבוד לאחר העיבוד. במהלך תהליך העיבוד לאחר העיבוד, יש לבצע הגדרות בהתאם לגורמים כמו דגם המכונה וסוג מערכת הבקרה כדי להבטיח שקודי הפלט יוכלו לשלוט נכון על המכונה לעיבוד.
ח. עיבוד
(א) הכנת כלי מכונה וקביעת פרמטרים
לאחר השלמת פלט הנתיב, נכנסים לשלב העיבוד. ראשית, יש להכין את כלי העבודה, כולל בדיקה האם כל חלק בכלי העבודה תקין, כגון האם הציר, מסילת ההדרכה ומוט הבורג פועלים בצורה חלקה. לאחר מכן, יש להגדיר את פרמטרי כלי העבודה בהתאם לדרישות העיבוד, כגון מהירות סיבוב הציר, קצב הזנה ועומק חיתוך. פרמטרים אלה צריכים להיות עקביים עם אלו שנקבעו במהלך תהליך יצירת הנתיב על מנת להבטיח שתהליך העיבוד ימשיך בהתאם לנתיב הכלי שנקבע מראש. במקביל, יש להתקין את חומר העבודה בצורה נכונה על המתקן כדי להבטיח את דיוק המיקום של חומר העבודה.
(א) הכנת כלי מכונה וקביעת פרמטרים
לאחר השלמת פלט הנתיב, נכנסים לשלב העיבוד. ראשית, יש להכין את כלי העבודה, כולל בדיקה האם כל חלק בכלי העבודה תקין, כגון האם הציר, מסילת ההדרכה ומוט הבורג פועלים בצורה חלקה. לאחר מכן, יש להגדיר את פרמטרי כלי העבודה בהתאם לדרישות העיבוד, כגון מהירות סיבוב הציר, קצב הזנה ועומק חיתוך. פרמטרים אלה צריכים להיות עקביים עם אלו שנקבעו במהלך תהליך יצירת הנתיב על מנת להבטיח שתהליך העיבוד ימשיך בהתאם לנתיב הכלי שנקבע מראש. במקביל, יש להתקין את חומר העבודה בצורה נכונה על המתקן כדי להבטיח את דיוק המיקום של חומר העבודה.
(ב) ניטור והתאמת תהליך העיבוד
במהלך תהליך העיבוד, יש לנטר את מצב הפעולה של המכונה. באמצעות מסך התצוגה של המכונה, ניתן לצפות בזמן אמת בשינויים בפרמטרי העיבוד כגון עומס ציר וכוח חיתוך. אם נמצא פרמטר חריג, כגון עומס ציר מוגזם, הוא עלול להיגרם מגורמים כגון שחיקה של הכלי ופרמטרי חיתוך לא סבירים, ויש צורך להתאים אותו באופן מיידי. במקביל, יש לשים לב לצלילים ולרטטים של תהליך העיבוד. צלילים ורעידות חריגים עשויים להצביע על בעיה במכונה או בכלי החיתוך. במהלך תהליך העיבוד, יש לדגום ולבדוק גם את איכות העיבוד, כגון שימוש בכלי מדידה למדידת גודל העיבוד ותצפית על איכות פני השטח של העיבוד, וגילוי מהיר של בעיות ונקיטת צעדים לשיפור.
במהלך תהליך העיבוד, יש לנטר את מצב הפעולה של המכונה. באמצעות מסך התצוגה של המכונה, ניתן לצפות בזמן אמת בשינויים בפרמטרי העיבוד כגון עומס ציר וכוח חיתוך. אם נמצא פרמטר חריג, כגון עומס ציר מוגזם, הוא עלול להיגרם מגורמים כגון שחיקה של הכלי ופרמטרי חיתוך לא סבירים, ויש צורך להתאים אותו באופן מיידי. במקביל, יש לשים לב לצלילים ולרטטים של תהליך העיבוד. צלילים ורעידות חריגים עשויים להצביע על בעיה במכונה או בכלי החיתוך. במהלך תהליך העיבוד, יש לדגום ולבדוק גם את איכות העיבוד, כגון שימוש בכלי מדידה למדידת גודל העיבוד ותצפית על איכות פני השטח של העיבוד, וגילוי מהיר של בעיות ונקיטת צעדים לשיפור.
ט. בדיקה
(א) שימוש באמצעי בדיקה מרובים
בדיקה היא השלב האחרון בתהליך העיבוד כולו, והיא גם שלב מכריע להבטחת איכות המוצר. במהלך תהליך הבדיקה, יש להשתמש באמצעי בדיקה מרובים. לבדיקת דיוק המימדים, ניתן להשתמש בכלי מדידה כגון קליברים ורנייר, מיקרומטרים ומכשירי מדידה תלת-קואורדינטות. קליברים ורנייר ומיקרומטרים מתאימים למדידת ממדים ליניאריים פשוטים, בעוד שמכשירי מדידה תלת-קואורדינטות יכולים למדוד במדויק את הממדים התלת-ממדיים ואת שגיאות הצורה של חלקים מורכבים. לבדיקת איכות פני השטח, ניתן להשתמש במד חספוס למדידת חספוס פני השטח, וניתן להשתמש במיקרוסקופ אופטי או במיקרוסקופ אלקטרוני כדי לצפות במורפולוגיה המיקרוסקופית של פני השטח, ולבדוק האם ישנם סדקים, נקבוביות ופגמים אחרים.
(א) שימוש באמצעי בדיקה מרובים
בדיקה היא השלב האחרון בתהליך העיבוד כולו, והיא גם שלב מכריע להבטחת איכות המוצר. במהלך תהליך הבדיקה, יש להשתמש באמצעי בדיקה מרובים. לבדיקת דיוק המימדים, ניתן להשתמש בכלי מדידה כגון קליברים ורנייר, מיקרומטרים ומכשירי מדידה תלת-קואורדינטות. קליברים ורנייר ומיקרומטרים מתאימים למדידת ממדים ליניאריים פשוטים, בעוד שמכשירי מדידה תלת-קואורדינטות יכולים למדוד במדויק את הממדים התלת-ממדיים ואת שגיאות הצורה של חלקים מורכבים. לבדיקת איכות פני השטח, ניתן להשתמש במד חספוס למדידת חספוס פני השטח, וניתן להשתמש במיקרוסקופ אופטי או במיקרוסקופ אלקטרוני כדי לצפות במורפולוגיה המיקרוסקופית של פני השטח, ולבדוק האם ישנם סדקים, נקבוביות ופגמים אחרים.
(ב) הערכת איכות ומשוב
על פי תוצאות הבדיקה, איכות המוצר מוערכת. אם איכות המוצר עומדת בדרישות התכנון, ניתן לעבור לתהליך הבא או לארוז ולאחסן אותו. אם איכות המוצר אינה עומדת בדרישות, יש לנתח את הסיבות לכך. ייתכן שהדבר נובע מבעיות תהליך, בעיות כלים, בעיות בכלי מכונה וכו' במהלך תהליך העיבוד. יש לנקוט באמצעים לשיפור, כגון התאמת פרמטרי תהליך, החלפת כלים, תיקון כלי מכונה וכו', ולאחר מכן החלק עובר עיבוד חוזר עד לאיכות המוצר. במקביל, יש להחזיר את תוצאות הבדיקה לזרימת העיבוד הקודמת כדי לספק בסיס לאופטימיזציה של התהליך ושיפור האיכות.
על פי תוצאות הבדיקה, איכות המוצר מוערכת. אם איכות המוצר עומדת בדרישות התכנון, ניתן לעבור לתהליך הבא או לארוז ולאחסן אותו. אם איכות המוצר אינה עומדת בדרישות, יש לנתח את הסיבות לכך. ייתכן שהדבר נובע מבעיות תהליך, בעיות כלים, בעיות בכלי מכונה וכו' במהלך תהליך העיבוד. יש לנקוט באמצעים לשיפור, כגון התאמת פרמטרי תהליך, החלפת כלים, תיקון כלי מכונה וכו', ולאחר מכן החלק עובר עיבוד חוזר עד לאיכות המוצר. במקביל, יש להחזיר את תוצאות הבדיקה לזרימת העיבוד הקודמת כדי לספק בסיס לאופטימיזציה של התהליך ושיפור האיכות.
סיכום
זרימת העיבוד של חלקים מדויקים במהירות גבוהה במרכזי עיבוד שבבי היא מערכת מורכבת וקפדנית. כל שלב, מניתוח המוצר ועד לבדיקה, קשור זה בזה ומשפיע הדדית. רק על ידי הבנה מעמיקה של המשמעות ושיטות התפעול של כל שלב ותשומת לב לקשר בין השלבים, ניתן לעבד חלקים מדויקים במהירות גבוהה ביעילות ובאיכות גבוהה. על המתמחים לצבור ניסיון ולשפר את כישורי העיבוד על ידי שילוב של למידה תיאורטית ותפעול מעשי במהלך תהליך הלמידה, על מנת לענות על צרכי הייצור המודרני לעיבוד חלקים מדויקים במהירות גבוהה. בינתיים, עם ההתפתחות המתמשכת של המדע והטכנולוגיה, הטכנולוגיה של מרכזי עיבוד שבבי מתעדכנת כל העת, ויש צורך לייעל ולשפר באופן מתמיד את זרימת העיבוד כדי לשפר את יעילות ואיכות העיבוד, להפחית עלויות ולקדם את פיתוח תעשיית הייצור.
זרימת העיבוד של חלקים מדויקים במהירות גבוהה במרכזי עיבוד שבבי היא מערכת מורכבת וקפדנית. כל שלב, מניתוח המוצר ועד לבדיקה, קשור זה בזה ומשפיע הדדית. רק על ידי הבנה מעמיקה של המשמעות ושיטות התפעול של כל שלב ותשומת לב לקשר בין השלבים, ניתן לעבד חלקים מדויקים במהירות גבוהה ביעילות ובאיכות גבוהה. על המתמחים לצבור ניסיון ולשפר את כישורי העיבוד על ידי שילוב של למידה תיאורטית ותפעול מעשי במהלך תהליך הלמידה, על מנת לענות על צרכי הייצור המודרני לעיבוד חלקים מדויקים במהירות גבוהה. בינתיים, עם ההתפתחות המתמשכת של המדע והטכנולוגיה, הטכנולוגיה של מרכזי עיבוד שבבי מתעדכנת כל העת, ויש צורך לייעל ולשפר באופן מתמיד את זרימת העיבוד כדי לשפר את יעילות ואיכות העיבוד, להפחית עלויות ולקדם את פיתוח תעשיית הייצור.