حساب وقت التصنيع الآلي: دليلك لحساب تشغيل الماكينات بنظام التحكم الرقمي

تعلمك هذه المقالة كيفية معرفة وقت التصنيع لأي مهمة على ماكينة بنظام التحكم الرقمي. عندما تعرف وقت التصنيع الآلي، فإن ذلك يساعدك على تحديد أسعار المهام وجدولة عملك. اقرأ هذا لتتعلم معادلات سهلة للحصول على فكرة دقيقة عن وقت أي عملية تصنيع آلي على ماكينتك. هذا الدليل مفيد لأي شخص في ورشة ماكينات يقوم بتقدير أوقات العمل أو تشغيل ماكينة.

لماذا يعد حساب وقت التصنيع مهمًا جدًا؟

من المهم حقًا معرفة وقت التصنيع الآلي لعملية ما. إنه أول شيء تفعله لمعرفة تكلفة صنع جزء ما. إذا كان تخمينك للوقت غير صحيح، فقد تخسر المال. يساعدك حساب وقت التصنيع الجيد على تحديد سعر عادل لعملك. كما يساعدك أيضًا على جدولة المهام لكل ماكينة في الورشة. يساعدك هذا النوع من التخطيط على العمل بشكل أسرع وأفضل.

يساعدك الحساب الجيد أيضًا على إيجاد طرق للقيام بالمهمة بشكل أسرع. ربما يمكن لأداة قطع مختلفة أو ماكينة أسرع أن تنجز العمل في وقت أقل. وهذا يساعد عملك بأكمله على كسب المزيد من المال. كل ماكينة لها تكلفة لكل ساعة تعمل فيها. يخبرك وقت التشغيل الآلي كم من هذه التكلفة يذهب إلى صنع جزء واحد. هذا جزء مهم جدًا من عملية التصنيع. معرفة ذلك عن ماكينتك أمر لا بد منه.

ما هي العوامل الأساسية التي تؤثر على وقت قطع الماكينة؟

هناك العديد من الأشياء التي يمكن أن تؤثر على المدة التي تستغرقها عملية القطع. قبل معرفة الوقت، عليك معرفة هذه الأشياء. العامل الأكبر هو نوع الماكينة التي تستخدمها. ماكينة التفريز ليست مثل ماكينة المخرطة. كما أن نوع المواد التي تقوم بقطعها أمر مهم أيضًا. قطع الفولاذ عملية أبطأ من قطع الألومنيوم. يجب أن تعمل الماكينة بقوة أكبر.

يجب أن تعرف أيضًا عن أداة القطع. مما صنعت الأداة؟ كم عدد حواف القطع الموجودة بها؟ يوضح لك مخطط الجزء، أو الرسم، الحجم والشكل الذي يجب أن تصنعه. هذا يعني أنك بحاجة إلى معرفة طول القطع، وقطر الجزء، وعمق القطع. وأخيرًا، الإعدادات على الماكينة مهمة. هذه الإعدادات هي سرعة القطع ومعدل التغذية. يعرف الشخص الجيد الذي يقوم بتشغيل الماكينة كيفية اختيار أفضل الإعدادات لتلك الماكينة وأداة القطع.

كيف تحسب عدد الدورات في الدقيقة لأي عملية تشغيل ماكينة؟

يشير RPM إلى عدد الدورات في الدقيقة. وهو يخبرك بعدد المرات التي يدور فيها عمود دوران الماكينة في الدقيقة الواحدة. المغزل هو الجزء الذي يحمل قطعة العمل في ماكينة المخرطة أو أداة القطع في ماكينة التفريز. إن معرفة عدد الدورات الصحيحة في الدقيقة هو الخطوة الأولى في أي عملية حسابية لزمن التشغيل الآلي. تستخدم معادلة لإيجاد RPM. تختلف المعادلة قليلاً إذا كنت تستخدم الوحدات المترية (مم) أو الوحدات الإمبراطورية (بوصة).

تستخدم معادلة عدد الدورات في الدقيقة سرعة سطح المادة (SFM). سرعة السطح هي مقياس لمدى سرعة تحرك الأداة على سطح المادة. يمكنك العثور على السرعات المقترحة لكل مادة في كتيب خاص. المعلومة الأخرى التي تحتاجها للمعادلة هي قطر الجزء الذي تقوم بقطعه أو قطر الأداة.

إليك معادلات إيجاد RPM:

الحصول على عدد الدورات في الدقيقة بشكل صحيح مهم جدًا للقيام بعمل جيد. قد تؤدي الماكينة التي تعمل بسرعة كبيرة إلى كسر الأداة. أما الماكينة التي تعمل ببطء شديد فهي مضيعة للوقت. هذه المعادلة البسيطة هي بداية أي تخمين جيد للوقت الذي ستستغرقه الماكينة. يجب أن تعمل الماكينة بالعدد الصحيح من الدورات في الدقيقة.

ما هي معادلة وقت التصنيع لعملية الخراطة؟

الخراطة هي عملية خراطة تتم على ماكينة خراطة. تدور قطعة العمل حولها، وتتحرك أداة قطع ذات نقطة واحدة بجانبها لقطع المواد. للعثور على وقت القطع لرحلة واحدة لأداة القطع، تحتاج إلى استخدام معادلة بسيطة. تُستخدم هذه العملية الحسابية لوظائف مثل التقويس أو تصغير قطر القطعة.

معادلة الدوران الأساسية هي:

زمن التصنيع (T) = الطول (L) / (معدل التغذية (f) * RPM (N))

في هذه الصيغة L هي المسافة الإجمالية التي تقطعها الأداة، بالبوصة أو المليمتر. يتضمن ذلك طول الجزء ومساحة إضافية صغيرة للأداة للوصول إلى الجزء والابتعاد عنه. N هو عدد الدورات في الدقيقة، أو عدد الدورات في الدقيقة، الذي توصلنا إليه من قبل. f هو معدل التغذية. معدل التغذية هو المسافة التي تقطعها الأداة لكل دورة كاملة للجزء. وغالبًا ما يُكتب على هيئة بوصة لكل دورة (IPR) أو مم لكل دورة. يعتمد معدل التغذية الصحيح للاستخدام على الأداة والمادة وما إذا كنت تقوم بقطع خشن أو قطع نهائي. سيستخدم القطع الخشن معدل تغذية أسرع.

هل يمكننا رؤية مثال على وقت الخراطة باستخدام الحاسب الآلي؟

نعم، دعونا نلقي نظرة على مثال لـ الخراطة باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي العملية. لنفترض أنك بحاجة إلى قطع قضيب ألومنيوم من الخارج إلى حجم معين. الماكينة التي ستستخدمها هي مخرطة CNC عادية. يعطينا رسم الجزء التفاصيل التي نحتاجها.

فيما يلي المعلومات الخاصة بمثال العملية:

• Workpiece Material: ألومنيوم
• قطر البدء: 2 بوصة
• طول القطع: 5 بوصات
• سرعة القطع (SFM): 600 متر مربع (من كتيب)
• معدل التغذية (IPR): 0.015 بوصة لكل دورة
• كفاءة الماكينة: 0.85 (85%)

أولاً، نستخدم معادلة RPM:

• عدد الدورات في الدقيقة = (600 SFM * 3.82) / 2 بوصة = 1146 دورة في الدقيقة. ستعمل الماكينة بسرعة 1146 دورة في الدقيقة.

بعد ذلك، نستخدم معادلة زمن الخراطة الآلية للخراطة:

• زمن التصنيع = 5 بوصات / (0.015 IPR * 1146 دورة في الدقيقة)
• زمن التصنيع = 5 / 17.19 = 0.2908 دقيقة.

هذا الحساب لرحلة قطع واحدة مثالية. ولكن في العالم الحقيقي، لا تكون الماكينة مثالية. نحن نستخدم ما يسمى بمعامل الكفاءة. في هذه الحالة، هذا العامل هو 0.85. لذا، فإن الوقت الحقيقي هو 0.2908 / 0.85 = 0.342 دقيقة. هذا الوقت هو لتمريرة واحدة. إذا احتاجت المهمة إلى أن تتحرك الأداة عدة مرات ذهابًا وإيابًا للوصول إلى القطر النهائي، يجب عليك ضرب هذا الوقت في عدد الممرات المطلوبة. على سبيل المثال، إذا كانت الأداة تقطع المواد في ثلاث تمريرات منفصلة، فإن إجمالي وقت القطع لعملية الماكينة هذه هو 3 * 0.342 دقيقة. هذه طريقة مفيدة للغاية لمعرفة الوقت.

كيف تعمل عملية الطاحونة؟

تختلف عملية التفريز عن عملية الخراطة. في عمليات التفريز، تدور أداة القطع، ويبقى الجزء الذي تعمل عليه في مكان واحد على طاولة الماكينة. ثم تنقل الطاولة الجزء إلى الأداة التي تدور. يمكن أن تحتوي أداة التفريز على الكثير من الحواف الحادة للقطع. وتسمى هذه أحيانًا بالأسنان أو المزامير. ماكينة التفريز قادرة على عمل أسطح مسطحة وأخاديد وجيوب.

الشيء المهم الذي يجب معرفته بالنسبة لماكينة التفريز هو التغذية لكل سن. هذه هي كمية المادة التي تقطعها كل حافة قطع، أو سن، مع كل دورة. وهذا ليس مثل المخرطة التي تستخدم أداة ذات نقطة واحدة ومعدل تغذية بالبوصة لكل دورة (IPR). في ماكينة التفريز، عادةً ما يتم إعطاء معدل التغذية بالبوصة في الدقيقة (IPM). للعثور على IPM، تحتاج إلى معرفة التغذية لكل سن، وعدد الأسنان الموجودة على الأداة، وعدد الدورات في الدقيقة لمغزل الماكينة. هذا هو الفرق الأكبر عند معرفة الوقت.

ما هو حساب وقت التصنيع الآلي لماكينة التفريز؟

من السهل أيضًا استخدام معادلة إيجاد زمن التشغيل الآلي لعملية ماكينة التفريز. إنها تشبه إلى حد كبير معادلة الخراطة، ولكننا نستخدم معدل التغذية بطريقة أخرى. يجب إعداد الماكينة بالطريقة الصحيحة للتأكد من صحة حساب الوقت.

معادلة زمن تشغيل ماكينة التفريز الآلي هي

زمن التصنيع (T) = المسافة (L) / معدل التغذية (IPM)

في هذه الصيغة L هي مسافة الحركة الإجمالية التي تقطعها الأداة على الجزء، بالبوصة أو المليمتر. معدل التغذية الإدارة المتكاملة للآفات معطى بالبوصة في الدقيقة. ولكن غالباً ما يتعين عليك إيجاد IPM أولاً. إليك المعادلة لذلك:

IPM = RPM التغذية لكل سن عدد الأسنان

لنتخيل أن أداة ماكينة تفريز ذات 4 أسنان تدور بسرعة 800 دورة في الدقيقة. التغذية لكل سن هي 0.005 بوصة.

• IPM = 800 0.005 4 = 16 بوصة في الدقيقة. ستحرك طاولة الماكينة الجزء بسرعة 16 بوصة في الدقيقة. يمكنك الآن استخدام هذا الرقم في المعادلة الرئيسية لإيجاد زمن التصنيع الآلي.

كيف يمكنك معرفة الوقت المناسب لحفر حفرة؟

ثقب الثقب هو عملية تصنيع شائعة أخرى. المثقاب هو نوع من الأدوات التي تحتوي على حافتي قطع، والتي تسمى المزامير. تشبه العملية الحسابية لإيجاد الوقت الذي يستغرقه حفر ثقب إلى حد كبير العملية الحسابية للخراطة. يجب أن تعرف عمق الثقب، وعدد الدورات في الدقيقة للمثقاب، ومعدل التغذية لأداة الحفر.

معادلة الوقت اللازم لحفر حفرة هي:

وقت الحفر (T) = عمق الحفرة (L) / (معدل التغذية (IPR) * RPM)

في هذه الصيغة L هو عمق الثقب الذي تريد حفره. غالبًا ما يضيف الناس زيادة قليلة على العمق حتى تتمكن نقطة الحفر من الخروج من الجانب الآخر من المادة. معدل التغذية مرة أخرى بالبوصة لكل دورة (IPR). RPM هو عدد الدورات في الدقيقة لأداة الحفر في مغزل الماكينة. على سبيل المثال، إذا كان يجب عليك حفر ثقب يبلغ عمقه 2 بوصة باستخدام أداة عند 1000 دورة في الدقيقة وتغذية 0.005 IPR، فإن الحساب ليس صعبًا. سيكون الوقت 2 / (0.005 * 1000) = 0.4 دقيقة. بالنسبة لثقب قطره بحجم معين، عليك استخدام أداة الحفر المناسبة. قد تكون هناك حاجة إلى عملية ثقب لجعل الثقب أكثر دقة. تحتاج هذه العملية أيضًا إلى حساب الوقت الخاص بها.

ما العوامل الأخرى التي تؤثر على الوقت النهائي للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟

وقت القطع هو جزء واحد فقط من إجمالي وقت التصنيع الآلي. يتكون برنامج التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الكامل من العديد من الخطوات. الوقت الإجمالي لصنع جزء أطول بكثير من مجرد الوقت الذي تنشغل فيه الأداة بالقطع. عليك أن تتذكر تضمين وقت كل شيء آخر تقوم به الماكينة.

إليك بعض الأشياء الأخرى التي يمكنك إضافتها إلى تخمينك للوقت:

• وقت الإعداد: الوقت الذي يستغرقه الشخص الذي يقوم بتشغيل الماكينة لوضع المادة الجديدة وتثبيتها.
• وقت تغيير الأداة: غالبًا ما تستخدم ماكينة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الكثير من الأدوات المختلفة للجزء الواحد. تستغرق الماكينة وقتًا للتبديل من أداة إلى أخرى. قد يستغرق ذلك بضع ثوانٍ لكل أداة.
• زمن الحركة السريعة: تتحرك الأداة بسرعة بين عمليات القطع. وهذا ما يسمى بالحركة السريعة. يجب حساب هذا الوقت أيضاً.
• تحميل البرنامج: الوقت الذي يستغرقه وضع التعليمات في كمبيوتر الماكينة.
• مناولة الجزء: الوقت المستغرق لإزالة الجزء النهائي ووضع جزء جديد.

يعرف الشخص الجيد الذي يقدر الوقت أن يضيف هذه الأوقات إلى وقت القطع لإيجاد الوقت الإجمالي الحقيقي للعملية. على سبيل المثال، قد تستغرق عملية قطع واحدة 0.12143 دقيقة، ولكن الوقت الإجمالي بما في ذلك تغيير الأداة قد يكون أكثر من ذلك بكثير. هذا يجعل تخمين الوقت النهائي أكثر صحة.

هل هناك طريقة سهلة للحصول على وقت تصنيع دقيق؟

نعم، هناك طرق أبسط للحصول على فكرة جيدة عن الوقت. تستخدم العديد من الشركات برامج كمبيوتر خاصة. يمكن لهذا البرنامج أن ينظر إلى رسم القِطع ويحسب لك وقت التصنيع الآلي. فهو يحتوي بالفعل على معلومات الماكينة والأداة والمواد. يقوم ببناء برنامج كامل للتصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي ويمنحك وقتًا صحيحًا للغاية. وهذا أسرع بكثير من حساب ذلك بنفسك باستخدام الآلة الحاسبة.

أداة أخرى مفيدة هي حاسبة وقت التشغيل الآلي. قد يكون هذا برنامج صغير أو ملف جدول بيانات. تكتب الأرقام، مثل القطر، والطول، وعدد الدورات في الدقيقة، ومعدل التغذية، وستعطيك الآلة الحاسبة الوقت. هذه طريقة رائعة لمعرفة الوقت بسرعة. ولكن إجراء الحساب يدويًا يساعدك على معرفة كيفية عمل كل شيء. فهو يساعدك على معرفة كيف يؤثر كل رقم مختلف على إجمالي الوقت والتكلفة. يعد فهم المعادلة مهارة رائعة لأي شخص في عالم التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي. غالبًا ما يكون لدى الشخص الذي يقوم بتشغيل الماكينة إحساس جيد بالوقت الذي يجب أن تستغرقه المهمة من خلال الخبرة فقط.

أشياء أساسية يجب تذكرها

فيما يلي قائمة مختصرة بأهم الأشياء لمعرفة وقت التصنيع الآلي:

• ابدأ بـ RPM أولاً، قم دائمًا بمعرفة عدد الدورات الصحيحة في الدقيقة (RPM) للمادة وقطر الأداة.
• استخدم الصيغة الصحيحة: كل نوع من المهام (خراطة، ماكينة تفريخ، ماكينة تفريخ، مثقاب) له معادلة سهلة خاصة به. تأكد من أنك تستخدم الصيغة الصحيحة.
• تعرّف على سرعاتك وسرعاتك: تُعد سرعة القطع (SFM) ومعدل التغذية (IPR أو التغذية لكل سن) مهمان للغاية لإجراء الحساب الصحيح. يمكنك البحث عنهما في كتيب خاص.
• تمريرة واحدة في كل مرة: تخبرك الصيغ بالوقت اللازم لرحلة قطع واحدة. إذا كانت المهمة تحتاج إلى العديد من عمليات القطع، فعليك مضاعفة الوقت.
• تذكّر أكثر من مجرد قطع الوقت إجمالي وقت التصنيع الآلي للمهمة أكثر من مجرد القطع. لا تنسَ إضافة وقت تغيير الأدوات والإعداد والتعامل مع القِطع إلى تخمينك النهائي.
• كفاءة الماكينة: لا توجد ماكينة تعمل بشكل مثالي طوال الوقت. استخدم رقمًا مثل 0.85 للحصول على وقت أقرب إلى الواقع بالنسبة لعمليتك.