بهینه‌سازی مسیر ابزار نقش مهمی در دستیابی به دقت‌های لازم برای قطعات پیچیده در ماشین‌کاری CNC ایفا می‌کند. زمانی که این مسیرها به خوبی طراحی شوند، کل فرآیند ماشین‌کاری هم سریع‌تر و هم دقیق‌تر می‌شود. طراحی قطعات فلزی برای ماشین‌های CNC نیازمند برنامه‌ریزی دقیق از مسیر حرکت ابزارهاست که نرم‌افزارهای امروزی این کار را به خوبی انجام می‌دهند. این برنامه‌ها شکل هر قطعه را تحلیل کرده و بهترین روش برای برش آن را تعیین می‌کنند و این امر دقت کار را نسبت به گذشته به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. مطالعات نشان داده‌اند که برنامه‌ریزی بهتر مسیر ابزار می‌تواند زمان ماشین‌کاری را تقریباً نصف کند و دقت را به دلیل کاهش تنش و سایش ابزار افزایش دهد. برای تولیدکنندگانی که در بخش‌های حساسی مانند هوانوردی یا دستگاه‌های پزشکی فعالیت می‌کنند، دستیابی به این سطح از دقت به معنای رضایت از استانداردهای بالایی است که مشتریان از محصولات انتظار دارند.
تولید قطعات برای دستگاه‌های پزشکی با چالش‌های خاص خود همراه است، چون دقت در کار بسیار مهم است و باید مقررات زیادی را رعایت کرد. به عنوان مثال، زمانی که ما روی یک قطعه ایمپلنت ارتوپدی با استفاده از دستگاه‌های تراش شیبدار CNC خاص کار کردیم. این دستگاه‌ها کلیدی بودند تا به آن دقت بسیار بالایی که در این نوع کارهای حساس نیاز است، دست یابیم. صحبت از مشخصاتی با دقت 5 میکرون (مثبت و منفی) است که بسیار بالغ‌ترین سطح دقت محسوب می‌شود. در زمان تولید چیزی مثل یک ایمپلنت آلیاژ تیتانیومی برای جایگزینی استخوان، این دستگاه‌های CNC دقیقاً همان چیزی را فراهم می‌کنند که برای گذراندن بازرسی‌های FDA لازم است. رعایت این الزامات سفت و سخت فقط به معنای تولید محصول با کیفیت‌تر نیست، بلکه زمان رسیدن محصول به بازار را هم به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. به همین دلیل است که بسیاری از تولیدکنندگان در حوزه پزشکی، با وجود هزینه‌های بالا، همچنان در فناوری‌های پیشرفته CNC سرمایه‌گذاری می‌کنند.
تولید کارآمد واقعاً در کارگاه‌های ماشین‌کاری با دستگاه‌های CNC امروزی رواج پیدا کرده است، عمدتاً به این دلیل که به کاهش ضایعات مواد کمک می‌کند و در عین حال همه چیز را روان‌تر انجام می‌دهد. هدف اصلی این است که به طور دقیقی نحوه براده‌برداری در فرآیند تولید را بررسی کنیم و هر یک از مراحل را به‌دقت تنظیم کنیم تا هیچ چیز هدر نرود و منابع به شکل بهینه ممکن مصرف شوند. کارگاه‌هایی که در نرم‌افزارهای CAM مناسب سرمایه‌گذاری می‌کنند و ماشین‌آلات خود را به درستی تنظیم می‌کنند، می‌توانند مقدار زیادی فلز دورریز را ذخیره کنند. برخی از ارقامی که مطرح شده‌اند نشان می‌دهند که وقتی تولیدکنندگان واقعاً این روش‌های کارآمد را به خوبی اجرا کنند، اغلب بین ۱۵ تا ۳۰ درصد کاهش در میزان ضایعات را شاهد هستند. این نوع صرفه‌جویی به سرعت جمع می‌شود، بویژه اینکه قیمت مواد اولیه همواره در حال افزایش است.
دستگاه‌های تراش سی‌ان‌سی مدرن با انواع فناوری‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی تجهیز شده‌اند که به طور قابل توجهی کارایی عملکرد آنها را افزایش می‌دهند. به عنوان مثال، درایوهای دارای سرعت متغیر اجازه می‌دهند تا دستگاه‌ها سرعت خود را بر اساس کاری که در هر لحظه نیاز است انجام دهند، تنظیم کنند. مزایای این موضوع چیست؟ قطعاً کاهش هزینه‌های برق اداره کارگاه و همچنین کاهش فشار بر محیط زیست به دلیل استفاده کمتر از انرژی الکتریکی. کارگاه‌های سراسر کشور هم شاهد کاهش قابل توجهی در مصرف انرژی بوده‌اند. برخی گزارش‌ها نشان می‌دهند که با جایگزینی دستگاه‌های قدیمی با مدل‌های جدید، مصرف انرژی تا حدود 20٪ کاهش یافته است. برای تولیدکنندگانی که سعی دارند هم سبز ماندن و هم سودآوری داشته باشند، این بهبودها بسیار مهم هستند. این فناوری‌ها به به‌روز نگه داشتن روش‌های تولید با توقعات امروزی از مسئولیت‌پذیری محیط‌زیستی کمک می‌کنند و در عین حال عملکرد دستگاه را تحت تأثیر قرار نمی‌دهند.
ربات‌ها در کارگاه‌های ماشین‌کاری CNC اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کنند، جایی که آنها تولید را بدون وقفه انجام می‌دهند و به تولیدکنندگان در پاسخگویی به نیازشان به تولید بیشتر و همچنین در مواجهه با مشکل یافتن کارگران ماهر کمک می‌کنند. وقتی کارخانه‌ها ربات‌ها را برای انجام کارهای خسته‌کننده و تکراری که دقت بسیار بالایی می‌طلبد برنامه‌ریزی می‌کنند، نتایج یکنواختی را روز به روز به دست می‌آورند که اپراتورهای انسانی قادر به حفظ آن در طول مدت‌های طولانی نیستند. به عنوان مثال، بسیاری از کارخانه‌های تولید خودرو، بازوی رباتیک را در خطوط مونتاژ خود نصب کرده‌اند و این تغییر باعث افزایش چشمگیر سرعت و کیفیت محصولات شده است. این ماشین‌ها در واقع کارهایی را که قبلا به صورت دستی انجام می‌شد را برعهده می‌گیرند و به سیستم‌های CNC امکان می‌دهند تا کارهای پیچیده‌تری را سریع‌تر و با دقت بیشتری انجام دهند. شرکت‌هایی مانند بوش و جنرال الکتریک حتی داده‌های عددی از این بهبودها ارائه داده‌اند که نشان می‌دهد وقتی آنها ربات‌ها را به خوبی درون فرآیند کار خود ادغام کنند، نه تنها جایگزین کمبود نیروی کار ماهر می‌شوند، بلکه ظرفیت تولید کلی عملیات خود را در هر بازه زمانی به طور قابل توجهی افزایش می‌دهند.
هوش مصنوعی نحوه تعامل افراد با دستگاه‌های تراش CNC را در حال تغییر دادن است و کار با این دستگاه‌ها را بسیار ساده‌تر کرده است. این موضوع برای کارکنان خط تولید که دانش فنی عمیقی ندارند بسیار مهم است و به این معنی است که افراد بیشتری می‌توانند روزانه با این دستگاه‌های پیچیده کار کنند. رابط‌های هوشمند امروزه امکاناتی مانند هشدارهای نگهداری پیش‌بینی‌شده و تشخیص خودکار خطا را فراهم کرده‌اند که به طور چشمگیری توانایی‌های اپراتورها را افزایش می‌دهند و زمان توقف دستگاه را کاهش می‌دهند. وقتی سیستم احساس کند که به زودی مشکلی پیش خواهد آمد، اخطار لازم را صادر می‌کند تا تکنسین‌ها بتوانند قبل از تشدید مشکل، آن را برطرف کنند. و هنگامی که در حین تولید اشتباهی واقعی رخ می‌دهد، هوش مصنوعی آن را به سرعت تشخیص می‌دهد و به حفظ استانداردهای کیفی محصول کمک می‌کند. شرکت‌هایی مانند زیمنس و هاس از این فناوری نتایج واقعی دیده‌اند. کارکنان این شرکت‌ها داستان‌هایی از کاهش زمان صرف شده برای رفع اشکال و افزایش زمان صرف کار واقعی را روایت می‌کنند که در بلندمدت باعث افزایش رضایت عمومی می‌شود.
ماشین‌کاری چند محوره روش ما را برای تولید قطعات پیچیده در دنیای ماشین‌های CNC تغییر داده است. وقتی ماشین‌ها بتوانند به‌صورت همزمان روی چندین محور حرکت کنند، می‌توانند یک قطعه را در یک زمان کامل پردازش کنند، بجای اینکه نیاز باشد قطعات را بین چندین ماشین جابجا کنیم و از فیکسچرهای زیادی استفاده کنیم. این موضوع به‌ویژه در مکان‌هایی مانند کارخانه‌های ساخت هواپیما و خودرو اهمیت زیادی دارد، جایی که تولید قطعات بسیار کوچک و دقیق امری بسیار حیاتی است. برای مثال در مورد موتورهای هواپیما، کاری که قبلاً هفته‌ها زمان می‌برد برای تنظیم و ماشین‌کاری، اکنون بسیار سریع‌تر انجام می‌شود. صرفه‌جویی در هزینه نیز یکی دیگر از مزایای بزرگ است. وقتی زمان کمتری برای تنظیمات لازم باشد، کارگران کمتری بیکار خواهند بود و همچنین مقدار کمتری از مواد هدر می‌رود چون قطعات به‌درستی جور می‌شوند. بیشتر کارگاه‌ها گزارش داده‌اند که سود خود را پس از انتقال به سیستم‌های چند محوره بهبود داده‌اند، هرچند سرمایه‌گذاری اولیه برای کسب و کارهای کوچک ممکن است بسیار زیاد باشد.
امروزه صنعت ماشین‌کاری CNC با سرعتی برق‌آسایی پیش می‌رود، به‌طوری‌که داشتن سیستم‌های تعویض سریع ابزار تقریباً برای کارگاه‌هایی که می‌خواهند رقابت‌پذیر بمانند یک ضرورت شده است. وقتی یک دستگاه تراش می‌تواند در عرض چند ثانیه بین ابزارهای برش مختلف تغییر کند، زمان بیکاری ماشین را کاهش می‌دهد و به اپراتورها این امکان را می‌دهد تا با تغییرات بعدی در خط تولید سریع‌تر تطبیق کنند. این نوع انعطاف‌پذیری به کارخانه‌ها کمک می‌کند تا در صورت تغییر ناگهانی سفارشات مشتری، بدون از دست دادن ساعات ارزشمند منتظر آماده‌سازی نماندند، تغییر جهت دهند. کارگاه‌هایی که در زمینه نصب سیستم‌های مدرن تعویض ابزار سرمایه‌گذاری کرده‌اند، داستان‌هایی از خود دارند درباره نحوه تکمیل سفارشات فوری که رقبا به دلیل زمان بیشتر تحویل تجهیزاتشان نتوانستند آنها را پذیرفته باشند. نتیجه نهایی؟ این سیستم‌ها بهره‌وری از کارگاه را افزایش می‌دهند و در عین حال به کسب‌وکارها سلاحی اضافی در برابر رقابت قیمتی با بازارهای خارجی که در آنها دستمزدها پایین‌تر است، می‌دهند.
استفاده از فناوری اینترنت اشیا (IoT) در ماشین‌های تراش CNC نحوه نظارت بر عملکرد و مدیریت تعمیرات را به‌صورت زنده تغییر داده است. وقتی تولیدکنندگان سنسورهای کوچک IoT را درون ماشین‌های خود نصب می‌کنند، جریان مداومی از داده‌ها از آنها به دست می‌آید. این امر به آنها این امکان را می‌دهد تا وضعیت تجهیزات خود را تحت نظارت داشته باشند و بتوانند مشکلات احتمالی را قبل از وقوع خرابی‌های بزرگ شناسایی کنند. چه نتیجه‌ای دارد؟ کاهش قابل توجهی در زمان توقف به دلیل اینکه مشکلات زودتر حل می‌شوند، نه اینکه صبر کنیم تا خرابی بزرگی رخ دهد. علاوه بر این، داده‌های جمع‌آوری شده تنها به تعمیرات کمک نمی‌کنند. بررسی این اطلاعات به شناسایی نقاطی کمک می‌کند که فرآیندها به خوبی پیش نمی‌روند و راه‌های بهبود عملکرد را نشان می‌دهد. به عنوان مثال، شرکت زیمنس یکی از شرکت‌هایی است که سیستم‌های IoT را در خطوط تولید خود به کار گرفته است. این شرکت بهبودهای واقعی در کارایی کارخانه‌های خود مشاهده کرده است که این امر به معنای صرفه‌جویی در هزینه‌ها و تولید مداوم محصولات با کیفیت بالاتر است.
ترکیب ماشین‌کاری CNC و تکنیک‌های ساخت افزودنی در دنیای امروزی تولید چیزی واقعاً خاص شده است. تولیدکنندگان دریافته‌اند که می‌توانند قطعاتی را با هدررفت بسیار کمتر مواد ایجاد کنند و در طراحی محصولات نسبت به روش‌های قدیمی آزادی بیشتری داشته باشند. وقتی شرکت‌ها دقت کار CNC را با قابلیت‌های ساخت افزودنی ترکیب می‌کنند، به ایجاد اشکال پیچیده‌ای می‌پردازند که پیش از این امکان‌پذیر نبود. ما این اتفاق را در صنایع مختلفی نیز شاهد بوده‌ایم. به عنوان مثال، در هواپیمایی و خودرو، کارگاه‌ها به تدریج این نوع سیستم‌های ترکیبی را پذیرفته‌اند زیرا به سادگی بهتر کار می‌کنند. این روند نشانه‌ای از کاهش نشان نمی‌دهد و هرچه بیشتر مشخص می‌شود که چقدر این سیستم‌ها در واقع برای سودآوری شرکت‌ها ارزشمند هستند.
EN
