V CNC frézování jsou „procesy“ a „krok operace“ hierarchické, podřízené obráběcí jednotky. Proces je větší obráběcí modul a obsahuje více operací. Rozdělení mezi nimi by mělo vycházet především z místa obrábění, způsobu upnutí/upevnění, použitého řezného nástroje a řezných parametrů. Pochopení této hierarchie je nezbytné nejen pro psaní přehledných procesních listů, ale také pro kontrolu přesnosti obrábění, minimalizaci doby nastavení a vytvoření opakovatelného pracovního postupu, který mohou ostatní operátoři bez nejasností sledovat.
Základní metody dělení procesů
Procesem se rozumí technologický obsah, který je průběžně dokončován na stejné CNC frézce, stejným operátorem, na stejném obrobku, bez přerušení změnou stroje nebo obsluhy. V praxi se inženýři spoléhají na tři běžné přístupy k rozdělení procesů a výběr přístupu často závisí na geometrii součásti, dostupných upínacích přípravcích a objemu výroby:
1. Rozdělení podle počtu upínacích operací: Pokaždé, když je obrobek znovu umístěn a upnut, je obsah obrábění dokončený při tomto jediném upnutí považován za jeden nezávislý proces. Pokud je například nejprve vyfrézován vnější profil obrobku a obrobek musí být poté znovu- upnut, než bude možné obrábět vnitřní dutinu, obrábění vnějšího -profilu a obrábění vnitřní- dutiny jsou považovány za dva samostatné, nezávislé procesy. Toto rozdělení je jedním z nejzákladnějších v plánování CNC procesů, protože opětovné upnutí je jediným největším zdrojem chyb polohování; oddělovací procesy na každé hranici upnutí pomáhá operátorům a inspektorům kvality jasně identifikovat, kde začíná nová referenční referenční hodnota, což zase pomáhá snižovat kumulativní chybu upnutí a usnadňuje sledování zdroje jakékoli rozměrové odchylky.
2. Rozdělení podle místa obrábění: Prvky obrábění stejného obecného typu jsou seskupeny do jednoho procesu. Například veškerý obsah rovinného (plošného) frézování napříč součástí lze seskupit do jednoho procesu, zatímco veškerý obsah obrábění kapes, dutin a obrysů je seskupen do samostatného procesu. Tento přístup je zvláště užitečný, když má díl mnoho opakujících se prvků stejné kategorie roztroušených po různých površích, protože jejich seskupení umožňuje stroji dokončit podobné operace v jednom souvislém běhu, spíše než přeskakovat tam a zpět mezi různými typy prvků.
3. Rozdělení podle použitého řezného nástroje : Obsah obrábění, který používá stejnou kategorii nástroje, je sloučen do jednoho procesu. Například veškerý obsah rovinné{2}}plochy obrobený čelní frézou lze sloučit do jednoho procesu a veškerý obsah obrysu obrobený čelní frézou lze sloučit do jiného. Seskupování podle nástroje je praktickou strategií, protože snižuje počet nutných výměn nástrojů během výroby. Vzhledem k tomu, že každá výměna nástroje s sebou nese nejen časové náklady, ale také riziko opakovatelnosti (offsety délky nástroje, malé rozdíly házení a odchylky nastavení), minimalizace změn seskupováním podobných operací s nástroji má tendenci zlepšit jak dobu cyklu, tak rozměrovou konzistenci.
Ve skutečné výrobě se tyto tři přístupy zřídka používají izolovaně. Procesní plánovači obvykle kombinují všechny tři metody - s ohledem na upínací omezení, seskupování prvků a použití nástrojů dohromady -, aby optimalizovali celkové rozdělení procesu a přitom stále zaručovali požadovanou přesnost obrábění a zlepšovali efektivitu výroby. Dobře-vyvážený plán procesu se snaží minimalizovat počet změn upínání (protože každá z nich představuje potenciální chybu a spotřebovává čas na nastavení), a zároveň minimalizuje výměny nástrojů a udržuje obrábění logicky seskupené podle typu prvku všude, kde to geometrie umožňuje.
Základní pravidla pro rozdělování operací
Operace je další dělení procesu - nejmenší praktická jednotka obsahu obrábění. Operace se konkrétně týká obsahu obrábění dokončeného v rámci jednoho procesu, kde obrobený povrch, řezný nástroj a řezné parametry (rychlost vřetena, rychlost posuvu a hloubka řezu) zůstávají po celou dobu nezměněny. Aby byl obsah obrábění považován za součást stejné operace, musí být splněny všechny tyto tři podmínky současně:
1. Výměna nástroje vždy zahájí novou operaci. I když obrobený povrch zůstane přesně stejný, změna řezného nástroje znamená, že obsah obrábění nyní patří do jiné operace. Například, pokud se v rámci stejného procesu nejprve použije stopková fréza φ10 k hrubování-frézy kapsy a poté se k začištění rohů použije stopková fréza φ5, tvoří to dvě samostatné operace - nikoli jednu souvislou operaci se dvěma nástroji.
2. Nastavení parametrů řezání také spustí novou operaci. I když nástroj a obrobený povrch zůstanou identické, stačí změna řezných parametrů -, jako je rychlost vřetena nebo rychlost posuvu -, k definování nové samostatné operace. Pokud je například stejný nástroj poprvé použit k hrubování-frézování obrobku při S1200 (rychlost vřetena) a F100 (rychlost posuvu) a poté je znovu použit k polo{8}}dokončování-frézování stejného povrchu při S1800 a F60, jsou považovány za dvě odlišné operace, protože parametry povrchu se změnily, i když se nástroj řídí a řez se změnil.
3. Speciální případ - složená operace: Na víceosých CNC frézkách, kde se současně používá více nástrojů k obrábění různých povrchů obrobku současně, lze toto současné obrábění sloučit do jediné složené operace. Pokud například čelní fréza opracovává horní povrch ve stejnou dobu, kdy boční fréza obrábí boční povrch, není nutné to rozdělovat na sekvenční samostatné operace jen proto, že se jedná o dva různé nástroje -, protože nástroje pracují souběžně, nikoli jeden po druhém, a nedochází mezi nimi k žádnému přerušení nebo{5}}změně nástroje.
Za zmínku také stojí, že v rámci jedné operace je povoleno více průchodů bez vytvoření nové operace. Pokud je například potřeba odstranit velké množství materiálu a to vyžaduje několik po sobě jdoucích řezů, tyto vícenásobné průchody zůstanou součástí stejné operace, pokud se povrch, nástroj a řezné parametry nezmění -, není třeba uměle rozdělovat novou operaci jen proto, že řez byl proveden ve více než jednom průchodu.
Zpracovaný příklad: Rozdělení procesu a operace pro typickou součást
Aby byla tato hierarchie konkrétní, zvažte opracování čtvercové krycí desky z hliníkové slitiny jako příklad:
Proces 1: První upnutí, obrobek orientovaný spodní stranou dolů, obrobený čelní frézou φ20
Operace 1: Hrubování-frézování horního povrchu na S1200, F100 (provádí se ve 3 průchodech, aby se odstranila velká část materiálu polotovaru)
Operace 2: Polo-dokončovací-frézování horního povrchu na S1800, F60, aby se dosáhlo požadované rozměrové tolerance
Operace 3: Frézujte zahloubení s válcovým zahloubením pro otvory pro šrouby na horním povrchu u S1800, F60
Proces 2: Obrobek převrácen a znovu{1}}upnut, obroben stopkovou frézou φ10
Operace 1: Nahrubo-frézujte boční stěny drážek po obvodu krycí desky u S1500, F80
Operace 2: Dokončete-frézování bočních stěn drážky na konečný rozměr u S2000, F50
Proces 3: Nástroj vyměněn za vrták φ3 pro obrobení otvorů pro umístění (hmoždinky). Toto je považováno za nezávislý proces. Pokud má však frézka integrovanou schopnost vrtání a vrtání lze dokončit při stejném nastavení upínání jako stávající proces, může být místo toho začleněno do odpovídajícího procesu, než aby bylo uvedeno jako samostatný proces.
Tento příklad ilustruje, jak se v praxi vzájemně ovlivňují tři výše popsané metody dělení procesu: Proces 1 a Proces 2 jsou odděleny především kvůli změně upínání (obrobek je fyzicky převrácen a znovu{3}}upevněn), zatímco operace v rámci každého procesu jsou odděleny kvůli změnám v nástroji a/nebo řezných parametrech. Proces 3 mezitím ukazuje, že hranice mezi „procesem“ a „operací“ není vždy pevná - závisí to na konkrétních schopnostech obráběcího stroje a na tom, zda lze dodatečný obsah obrábění reálně dokončit bez porušení aktuálního nastavení upínání.
Bezpečnostní připomenutí
Během celého tohoto pracovního postupu - během upínání, opětovného{1}}upínání a každé výměny nástroje - musí operátoři přísně dodržovat bezpečnostní provozní postupy CNC frézky. Zejména před provedením jakéhokoli upínání nebo{4}}výměny nástroje musí být odpojeno napájení, aby se zabránilo náhodnému pohybu stroje a bezpečnostním incidentům. Dodržování této disciplíny je pro správný procesní plán stejně důležité jako technická logika správného rozdělení procesů a operací.
