Productiecyclustijd bij CNC-bewerkingen

CNC-bewerking

De cyclustijd in CNC-bewerking verwijst naar de tijd die nodig is om een ​​of meer bewerkingen te voltooien. Voor elk CNC-bewerkingsproject is de cyclustijd cruciaal om de doorlooptijd te analyseren en de kosten van bepaalde onderdelen of eindproducten te minimaliseren.

Het beïnvloedt de totale kosten van CNC-bewerkingsprojecten en andere elementen zoals materiaaltype, complexiteit en precisie. Het berekenen van de cyclustijd omvat het oplossen van wiskundige relaties voor bewerkingen zoals frezen, draaien, boren, enz.

Dit artikel geeft een kort overzicht cyclustijdberekening voor verschillende CNC-bewerkingen, de impact van productiecyclustijd en de reductiebenaderingen ervan.

 

Berekening van productiecyclustijd

Schatting van de cyclustijd in het bedieningspaneel

De bewerkingstijd is vergelijkbaar met de andere tijden, en de verhouding tussen de door het gereedschap afgelegde afstand is hetzelfde als de snelheid. De algemene bewerkingstijd voor alle bewerkingen, inclusief frezen, draaien, vlakken en vele andere, kan als volgt wiskundig worden uitgedrukt (Unit 5 Bewerkingstijdberekening, 2012).

Waar,

L= bewerkingslengte van een werkstuk (mm)

N= omwenteling van het werkstuk per minuut (rpm)

= 1000* snijsnelheid (V)/π*Diameter (D)

f= Voedingssnelheid (mm/min)

f=voeding per omwenteling=voeding per tand * aantal tanden = 0.1 * 20 = 2 mm,

 

Deze wiskundige uitdrukking geeft een eenvoudig idee van de bewerkingstijd en hoeveel tijd er nodig is om een ​​bepaald werkstuk te bewerken. U kunt ook de onderstaande video bekijken voor een betere uitleg van de berekening van de bewerkingscyclustijd. Daarnaast kunt u gerust de Spreadsheet voor berekening van de cyclustijd voor je eigen project.

Cyclustijd berekenen in Excel

 

Cyclustijd voor verschillende bewerkingen

1. CNC-frezen:

Zoals al uitgelegd, de algemene formule T=L/f*N wordt gebruikt om de cyclustijd voor elk CNC-bewerkingsproces te berekenen. De manier waarop de variabele wordt berekend, kan echter in elk geval verschillen.

In de freesbewerkingwordt de voedingssnelheid berekend in termen van voedingssnelheid per tand. Er zijn veel tanden, snijkanten of groeven op het gereedschap nodig.

Voedingssnelheid (f) = voeding per tand * aantal tanden

Lengte = taaklengte + gereedschap over verplaatsingen x aantal passages + naderingslengte gereedschap.

CNC-freesbewerking

Bijvoorbeeld, de bewerkingslengte voor een freesbewerking met een snedediepte van 4 mm, werkstuklengte van 200 mm, freesdiameter van 200 mm, gereedschapsaanloop- en verplaatsingsafstand van 4 mm, voeding per tand 0.2 mm, snijsnelheid van 30 m/ min & 30 tanden zullen zijn L= 200 mm + 4 mm * Aantal passages + 4 mm.

Om het aantal passages te bepalen, moet de sleufgrootte of een ander kenmerk één keer worden gedeeld door de snedediepte (hoe diep een gereedschap kan snijden). Laten we eens kijken naar de grootte van de gleuf 20 mm * 20 mm. In ons geval gaat het gereedschap vijf keer over het werkstuk om 20 mm te zagen.

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

2. CNC draaien

CNC gedraaide onderdelen

CNC draaien verwijst naar het maken van gedraaide onderdelen met behulp van het eenpuntsgereedschap. De cyclustijdberekening voor de draaibewerking is niet anders dan voor de freesbewerking. De lengte is ook gebaseerd op de formule:

L= Taaklengte + gereedschap over verplaatsingen x aantal passen + naderingslengte gereedschap en Gemiddeld RPM (N) = 1000*snijsnelheid/π*gemiddelde diameter.

Laten we de voeding per omwenteling (f) & RPM (N) van de draaibewerking berekenen door hetzelfde voorbeeld te nemen als voor de freesbewerking hierboven.

Omdat de voeding per tand de bekende variabele is, berekenen we de voeding per omwenteling (f) door de voeding per tand vermenigvuldigen met het aantal tanden.

f= 0.1 * 30 = 3 mm/omwenteling

N= omwenteling van het werkstuk per minuut (rpm)

= 1000* snijsnelheid (V)/π*Diameter (D)

= 1000*30/ 3.14* 200

= 47.77 tpm

De totale productiecyclustijd zal zijn (T) = L* aantal passen/f*N = 224*5/ (3*47.77) = 7.81 minuten

3. CNC-boren

CNC-boren omvat het maken van ronde gaten in het stationaire werkstuk met een roterend gereedschap. De cyclustijd van boren verwijst naar de tijd om een ​​of meer gaten te maken, die afhangt van het bewerkingsgereedschap, de voedingssnelheid en de spilsnelheid.

Waar,

i= Aantal gaten

I_d= boordiepte (mm)

v= Spilsnelheid (/min)

f= Voedingssnelheid (mm/omw)

 

Aanvullende benadering van berekening

Er is nog een eenvoudige manier om de productiecyclustijd bij CNC-bewerkingen te schatten. Het kan worden berekend door de geïnvesteerde tijd te delen door het totale aantal geproduceerde onderdelen of producten (Verma, 2022).

Cyclustijd (T) =Totale tijd/aantal geproduceerde onderdelen of producten

Bijvoorbeeld, als een CNC-bewerkingsopstelling 12 identieke stukken in één uur heeft gemaakt, is de cyclustijd voor één onderdeel 5 minuten.

Cyclustijd = 1 uur/ 12 delen = 60 minuten/ 12 delen = 5 minuten/ deel

 

De cyclustijd verkorten

Aangezien de productiecyclustijd verband houdt met de doorlooptijd en de totale kosten van CNC-bewerkingsprojecten, moet de cyclustijd worden verkort om de totale kosten van onderdelen en eindproducten te optimaliseren om op de markt te kunnen concurreren (A. Vetrivel, 2018). Zelfs wanneer het CNC-bewerkingsproces een staat van stabiliteit heeft bereikt, kunnen er nog enkele factoren zijn die de cyclustijd beïnvloeden. Daarom is het beheersen van de variabiliteit van een CNC-bewerking essentieel om het proces te versnellen.

Hoewel het waar is dat het verkorten van cyclustijden de kosten en doorlooptijden verlaagt, kunnen er situaties zijn waarin het pushen van cyclustijden niet redelijk is vanwege apparatuur en operationele beperkingen. Daarnaast tast het verlagen van de cyclustijd tot onder de ongewenste grens ook de functionaliteit van onderdelen aan. Laten we een paar verstandige suggesties om de productiecyclustijd te verkorten eens nader bekijken.

1. Optimalisatie werkplaatsinrichting

Simulatie van machinelay-out op een computer

De gecompliceerde lay-out van CNC-bewerkingen draagt ​​bij aan de bewerkingstijd vanwege onnodige wachttijden of transittijden. Als de productiecellen dichtbij zijn, verkorten ze de cyclustijd en maken ze de overgang van de ene bewerking naar de andere gemakkelijker. Zelfs een paar seconden kunnen productietijden verkorten en de productiviteit van de bewerking verhogen.

Daarom moet u de lay-out aanpassen aan de beschikbare ruimte, de toestand van de grondstoffen en de betrokken bewerkingsbewerkingen. Daarnaast is er een optie voor computersimulatie om de best mogelijke lay-out te vinden, waardoor de productietijd wordt geminimaliseerd door de workflow te verbeteren.

2. Ervaren operators

De productiviteit van CNC-bewerkingen hangt ook af van de vaardigheid van de operator. Deskundige operators kunnen de problemen die zich tijdens de exploitatie voordoen gemakkelijk aanpakken en zullen op zoek gaan naar continue verbeteringsprocessen. Het gebruik van bekwame menselijke hulpbronnen bij de productie zal bijdragen aan het verkorten van de cyclustijd.

Daarom vereist het minimaliseren van de cyclustijd in elk CNC-bewerkingsproject ervaren operators met analytische vaardigheden.

3. Optimalisatie van 3D-model

CNC-bewerking kan complexe geometrieën creëren met een hoge mate van maatnauwkeurigheid. Door de complexiteit neemt de cyclustijd echter toe. Als de ontwerper een zo eenvoudig mogelijk ontwerp maakt zonder de vereiste functies en functionaliteit te verstoren, wordt de tijd aanzienlijk verkort. Complex ontwerp vereist een gecompliceerde en frequente set-up van gereedschappen om de klus te klaren.

Het is dus het beste om onnodige complexiteit uit het ontwerp te halen en de beste bewerkingsvolgorde vast te leggen voor een kortere cyclustijd. Bovendien werken we nauw samen met de ontwikkelaars om het ideale ontwerp vast te stellen om de snelste productiecyclustijd te bereiken.

Zie ook: Technische tekening: de betekenis ervan in de productie

4. Productieautomatisering

Het geautomatiseerde proces is altijd effectiever en sneller dan handmatige inspanning. U kunt zoveel mogelijk mensenwerk elimineren. Cyclustijdreductie is mogelijk met behulp van snelle CNC-machines en geavanceerde nokkensoftware zoals solide CAM (A. Vetrivel, 2018)

Automatiseringsprocessen zijn voorspelbaarder en helpen bij het verkrijgen van correcte cyclustijden met continue verbetering. Wanneer u het fabricageproces automatiseert, blijven de machines stationair en wordt de cyclustijd van elke CNC-bewerking geoptimaliseerd. Het automatiseringsproces vereist echter een aanzienlijke initiële investering, maar kan op de lange termijn voordelig zijn.

Zie ook:

Wat is een industriële robot Types & Voorbeelden (2022)

5. Optimaliseer de machineprestaties

Overmatige verwarming, trillingen en intrinsieke beperkingen zijn enkele beperkingen van CNC-machines en andere productiemachines. Deze variabelen verminderen de productieprestaties en dragen bij aan een langere cyclustijd. Om deze zorgen te voorkomen, moeten fabrikanten van CNC-bewerkingsmachines prioriteit geven aan frequente inspecties, periodiek onderhoud, herbevoorrading, kalibratie en andere acties.

 

Technische tips voor het verkorten van de cyclustijd in een CNC-machine

Nee	Tips
1	Optimaliseren van de snijparameters: Dit omvat het selecteren van de juiste snijsnelheid, voedingssnelheid en snedediepte om de materiaalverwijdering te maximaliseren en tegelijkertijd de gereedschapsslijtage te minimaliseren.
2	De insteltijd verkorten: Dit kan worden gedaan door gebruik te maken van snelwisselbare gereedschappen, opspansystemen en werkstukopspansystemen.
3	Efficiëntie van de machine verbeteren: Dit kan worden gedaan door de machine regelmatig te onderhouden en ervoor te zorgen dat deze optimaal presteert.
4	Vermindering van de niet-snijtijd: dit kan worden gedaan door zoveel mogelijk van het proces te automatiseren, bijvoorbeeld door gerobotiseerde laad- en lossystemen te gebruiken.
5	Het aantal bewerkingen verminderen: Dit kan worden gedaan door multifunctionele tools te gebruiken of door meerdere bewerkingen in één te combineren.
6	Verbetering van de efficiëntie van het snijpad: Dit kan worden gedaan door de nieuwste CAM-software te gebruiken om efficiënte snijpaden te genereren die onnodige bewegingen minimaliseren en de standtijd optimaliseren.
7	Gebruik maken van hogesnelheidsbewerkingstechnieken: Dit kan worden gedaan door gebruik te maken van snelle spindels, hoogwaardige snijgereedschappen en snelle snijstrategieën.

Het is belangrijk op te merken dat de specifieke aanpak voor het verkorten van de cyclustijd afhangt van de specifieke machine en toepassing. Een ervaren CNC-machinist of een procesingenieur kan u helpen bij het identificeren en implementeren van de beste strategieën voor uw specifieke behoeften.

Conclusie

De productiecyclustijd kan bij CNC-bewerkingen worden geschat met behulp van een eenvoudige formule met bewerkingslengte, voedingssnelheid, bewerkingssnelheid en andere variabelen. Het kan enigszins worden gewijzigd op basis van de specifieke CNC-bewerking, zoals frezen, draaien en boren. Omdat de cyclustijd onlosmakelijk verbonden is met de kosten en doorlooptijd van elk CNC-bewerkingsproject, draagt ​​het optimaliseren van de cyclustijd bij aan de totale kostenbesparing. Er zijn verschillende benaderingen om de cyclustijd te verkorten, zoals automatisering, frequent onderhoud, getrainde operators, enz. Hoewel de cyclustijd kan worden berekend met behulp van bepaalde bewerkingsvariabelen, beïnvloeden andere factoren het nauwkeurige resultaat, zoals menselijke inspanning, trillingen, overmatige hitte en expertise van de operator.

Er moet rekening worden gehouden met verschillende factoren om de cyclustijd te verbeteren en kosten te besparen, en Prolean kan de perfecte samenwerkingspartner voor u zijn CNC-bewerkingsproject. We bieden professionele CNC-bewerkingsdiensten met meer dan 50 materiaalopties voor verschillende taken. Onze productie-experts werken nauw samen met ontwikkelaars om de cyclustijd te optimaliseren voor uitstekende resultaten tegen lagere kosten. Voel je vrij om contact; onze verkoopingenieur ontvangt binnen enkele uren uw offerte.

 

FAQ's

Wat is de productiecyclustijd bij CNC-bewerking?

Productiecyclustijd bij CNC-bewerking verwijst naar de totale tijd die nodig is om een ​​bewerkt onderdeel te voltooien, van de eerste instelling tot de laatste inspectie. Het omvat de tijd die nodig is voor gereedschapswisselingen, het laden en lossen van onderdelen en de werkelijke bewerkingstijd. Nauwkeurige cyclustijdschatting is cruciaal voor kostenraming, productieplanning en algehele efficiëntie.

Wat is het belang van de productiecyclustijd bij CNC-bewerkingen?

De tijd die nodig is om een ​​of meer CNC-bewerkingstaken uit te voeren, wordt de productiecyclustijd genoemd. Aangezien meer tijd gelijk staat aan meer kosten, is het van cruciaal belang om de volledige kosten en doorlooptijd van onderdelen of eindproducten te verlagen.

Wat zijn de noodzakelijke variabelen om de cyclustijd te berekenen?

Cyclustijd wordt berekend met behulp van bewerkingslengte, snelheid, voedingssnelheid, omwentelingen per minuut en andere factoren. De benodigde invoer kan echter per bewerking verschillen.

Wat is de formule voor het berekenen van de CNC-draaicyclustijd?

De berekeningsformule voor de CNC-draaicyclustijd is:

Cyclustijd = (snijtijd + gereedschapswisseltijd + snelle bewegingstijd) / aantal onderdelen

Gebruik de volgende formule om de snijtijd te berekenen:

Snijtijd = (werkstuklengte + naderingslengte + overlooplengte) / (voedingssnelheid x spilsnelheid)

Kan ik Excel gebruiken voor cyclustijdberekeningen van CNC-bewerkingen?

Ja, u kunt een Excel-spreadsheet maken om CNC-bewerkingscyclustijdberekeningen uit te voeren. Voer de vereiste gegevens in, zoals snijsnelheid, voedingssnelheid, snedediepte en gereedschapspadlengte, en gebruik de juiste formules om de snijtijd, gereedschapswisseltijd en snelle bewegingstijd te berekenen. Tel ten slotte deze waarden op om de totale cyclustijd te verkrijgen. gelieve gratis te downloaden Spreadsheet voor berekening van de cyclustijd voor je eigen project.

Hoe kan de productiecyclustijd worden verkort?

Optimalisatie van 3D-modellen, vermindering van machinestilstand, optimale bewerkingslay-out, automatisering, deskundige operators en regelmatig machineonderhoud dragen allemaal bij aan het verkorten van de productiecyclustijd.

 

 

Bibliografie

1. Vetrivel, AA (2018). Productietijd en cyclustijdreductie in CNC-machinewerkplaats. Internationaal tijdschrift voor onderzoek in techniek, wetenschap en management (IJRESM), 1-2.
2. Unit 5 Bewerkingstijdberekening. (2012). In Procesplanning en kostenraming (blz. 2-3). srividyaengg.
3. Verma, E. (2022). Inzicht in TAKT-tijd en cyclustijd versus doorlooptijd.com.