מאמר  3 – מכונות CNC לתעשיית השיש

מה זה מכונת CNC?

הוא מונח המשמש לתיאור בקר ממוחשב אשר מתוכנת לקבל קלט בשפת GCODE, שהיא שפת הוראות סטנדרטית בעולם התיב"מ, ולהניע לפיו כלי עיבוד שבבי, כגון כרסומת, מחרטה ומקדחה, או כלים לעיבוד אחר, כגון כיפוף פחים.

CNC ראשי תיבות ל Computer Numerical Control.

על פי רוב, הכלי הנשלט על ידי בקר ה-CNC משמש לייצור רכיבים בתעשייה באמצעות הסרה בררנית של חומר מגוש חומר גלם (עֻבָּד). בקר ה-CNC מבצע חישובים ואינטרפולציות כדי להניע את הכלי החשמלי על פי הוראות ה G-code, כפי שיוצאו מתוכנת התיב"מ, ולייצר את הרכיב. הפעלת הכלי על ידי מחשב מאפשרת תאום תנועות ופעולות, שקשה או בלתי אפשרי לבצע ידנית, ובכך ליצור בעובָּד צורות מיוחדות: למשל, לחרוט צורת כדור.

היכולות של מכונת ה CNC

מכונת CNC כוללת מספר מנועים שפועלים במספר צירים. כל  מנוע והתפקיד שלו וכל אחד אחראי על פעולה מסוימת של מכונת CNC.

בדרך כלל בראש מכונת CNC יש ראש ועליו מרכיבים כל מיני סוגי מקדחים בעוביים וגדלים שונים, כדי לענות על כל מיני סוגי כרסומות בהזמנה.

מכונת CNC עובדת עפ"י תוכנית מחשב ומבצעת כרסומת ופעולות שונות במוצר, כדי לייצר ממנו את המוצר הסופי. היא יכולה ללטש אותו, לקצר, לפסל, ולעשות עוד פעולות בשפת מחשב שנקראת: G-CODE.

אפשר לחבר לראש מכונת CNC המון סוגים של  מקדחות, ולכן היא מתאימה לייצור לוחות אלקטרוניים וחלקי רובוטים..

מכונת CNC היא למעשה סוג של רובוט הניתן לתכנות, ומאפשרת עבודה חוזרת ללא השגחה במשך ימים רצופים תוך בדיקה מתמדת של איכות החלק המיוצר באמצעות חיישני לייזר וחיישנים נוספים. מכונות חדישות אף מתמודדות עם תקלות כשבירת כרסום ומסוגלות להזעיק את המפעיל ב-SMS ובינתיים לבצע עיבודים אחרים שאינם דורשים את הכרסום השבור.

מה ההבדל בין מכונות CNC ובין מכונות חריטה?

מכונת חריטה

צורת חיתוך זו מיושמת באמצעות מערכות ממוחשבות המפעילות קרני לייזר. בעזרת שיטה זו תוכלו לחתוך חומרים כמו מתכות, זכוכית ועוד… שיטת חיתוך בלייזר נחשבת לשיטה מדויקת ואמינה. בנוסף, פעולה זו שומרת על שחיקה מינימלית של חומר הגלם.

מכונת CNC

המערכת הזו עובדת באמצעות מערכות בקרה. בעזרת שיטת חיתוך זו ניתן לחתוך חומרי גלם שונים ומגוונים כמו: חיתוך עצים, כרסום עצים, כרסום פלסטיק, זכוכית ועוד… מדובר על אמצעי אותו ניתן לתכנן בהתאם לצרכי החיתום או הכרסום. מכונות אלה יכולות לפעול לאורך זמן ממושך ללא פגיעה במהלך וביעילות העבודה. בשל הטכנולוגיה המתקדמת אין כבר צורך להשגיח על המכונה באופן אנושי בזמן השימוש, היא מסוגלת להתמודד עם תקלות לבד. כמו כן, במקרים בהם אין למכונה ברירה יש לה את האפשרות ליצור אתכם קשר ולהזעיק מפעיל מכונה. מכונות ה CNC החדשות יכולות לעבד חומרי גלם אפילו בחמישה צירים בהשוואה למכונות ה CNC האחרות.

מה יכול CNC לעשות עבור העסק שלך?

כאשר מתוכנת כהלכה, CNC יכול לייצר יצירה מוגמרת בפחות זמן מאשר עבודה ידנית. איכות המוצר המוגמר עקבית, ובמקרים רבים, טובה יותר מעבודת כפיים.

היצירה המוגמרת תתאים בדיוק לתבנית. CNC לא צריך יום חופש כדי ללכת לרופא השיניים או ללכת לבית המשפט או לקחת את הילדים לגן החיות. הוא גם לא מתלונן או צריך שלוש או ארבע סיגריות או הפסקות קפה במהלך היום. לצורך העניין, זה אפילו לא צריך ארוחת צהריים.

CNCs רבים יחשבו גם את הזמן הכולל לייצר עבודה מסוימת. זה יכול להיות קשה לעשות עם פעולה ידנית. CNC יכול גם לחסוך זמן על פריסת לוחות ותבניות אם הוא משולב עם אחת ממערכות התבניות האלקטרוניות הרבות.

עם כל זה, זכור כי CNC היא מכונה ולעיתים תתקלקל ותזדקק לתיקון ותחזוקה. טעות אנוש אינה מבוטלת לחלוטין, מכיוון שמתכנת חייב להזין את המידע לתוך המכונה. עם זאת, ישנן בדיקות וסימולציות רבות שניתן לבצע כך שהטעויות יהיו פחות שכיחות.

האם אני יכול להרשות לעצמי CNC ?

זו שאלה שיצרנים רבים לא מסתכלים עליה מספיק מקרוב. לפני שתוכל לענות על שאלה זו, תחילה עליך לשאול את עצמך אם יש לך מספיק עבודה כדי לנצל באופן מלא CNC  אם אתה עושה רק מטבח אחד ביום, ייתכן ש-CNC לא בשבילך. למען האמת, אם אתה עושה רק מטבח אחד או שניים ביום, CNC עשוי לעלות לך יותר.

חשוב לבחון איזה סוג ייצור ניתן לצפות מ-CNC  ,את הזמן שיידרש לתשלום עבור המכונה וכמה ייצור נדרש כדי שהמכונה תהיה שווה את ההשקעה.

מכונות CNC ישתנו מדגם לדגם ומיצרן ליצרן. הדוגמה הבאה מבוססת על אחת מהמכונות הללו ומידע מהיצרן, אך הנתונים הללו מבוססים על הניסיון האישי שלי עם תפעול ועלות CNC שיעורי הייצור וההחזר יכולים להשתנות.

נניח שאתה רוכש CNC בכ  400,000ש"ח ומחליט לשכור אותו. תשלום החכירה שלך יהיה בסביבות 8,000 ₪ לחודש. אם המכונה עובדת שמונה שעות ביום ו-21 ימים בחודש, זה מתורגם ל-2,352 רגל ליניארית מעובדת בחודש (בהתבסס על קצב ייצור ממוצע של 14 רגל ליניארי לשעה). כמובן, זאת בהנחה שהמכונה פועלת ללא הרף במשך שמונה שעות ביום. טעינה ופריקה של המכונה יכולה להימשך בין 10% ל-20% מהזמן, מה שיגרום להפחתת הרגליים הלינאליות לחודש ל-1,881 רגלים קוויות בטווח של 20%.

בנוסף לעלות המכונה, צריך גם לחשב עלויות מפעיל וכלי עבודה וכן כוח, מים וכו'. לצורך החישובים שלנו, נניח שסט כלים לפרופיל אחד עולה 10,000 ש"ח. אורך החיים של כלים אלה הוא כ-2,500 רגל קווי. זה מתורגם לעלות כלי עבודה של כ 7800 ש"ח לחודש. תעריפי מפעילי CNC יכולים להשתנות במידה ניכרת ממדינה למדינה. ראיתי תעריפים נמוכים עד 30 ₪ לשעה ועד 120 ₪ לשעה ומעלה בתוספת 20% נטל להטבות וכו'. בנוסף, עליכם לחשב את תעריף העבודה להעמסה ופריקה של המכונה. בקצה הנמוך, אתה מסתכל על עבודה של כ-10,000 ש"ח לחודש, ובקצה הגבוה20,000 ש"ח.

אז בסך הכל, העלות שלך לתפעול ה-CNC למשך חודש אחד – בהתבסס על 1,881 רגל קווית לחודש – תנוע בין 25,000 עד 40,000 ש"ח בפירוט נוסף, עלות תפעול מכונת CNC צריכה לנוע בין 16 ₪ ל- 25 ש"ח לרגל קווית. לא כללתי את צריכת החשמל והמים בחישוב או את העבודה הכרוכה בזמן מחשב וכדומה, אבל זה ישמש כמדריך ונקודת מוצא לסיוע בחישוב עלויות. בצד ההיצע, אם אתה גובה מהלקוחות שלך62 ₪ לכל כף רגל קווית מעובדת, אז תרוויח בערך 94,000 ₪ לחודש.

גורם נוסף שיש לזכור הוא עלות ההקמה וכן עקומת הלמידה. אל תצפה להיות מוכן להפעיל את ה-CNC שלך לייצור מלא במשך שלושה חודשים לפחות. זה, כמובן, יהיה תלוי בסוג המכונה וכן באיכות האימון. זה גם תלוי עד כמה המפעיל שלך טוב.

ישנן גם טכניקות רבות לגרום ל-CNC לפעול בצורה יעילה יותר. במאמרים עתידיים, אדון בכמה מהשיטות הללו שאפילו היצרנים לא מודעים להן.

האם אני צריך לשכור חנון מחשבים כדי להפעיל את ה-CNC שלי?

זו שאלה קשה מכיוון שהיא תלויה במערכת ההפעלה ובסוג ה-CNC שאתה רוכש. במקרים מסוימים, כדאי להעסיק מישהו עם כישורי מחשב טובים. במקרים אחרים, ניתן ללמוד מיומנויות מחשב. התנאי המקדים החשוב ביותר הוא שהמפעיל הפוטנציאלי יהיה פתוח לטכנולוגיה חדשה ולא יפחד מהמכונה.

אלא אם כן אתה שוכר מישהו עם ניסיון קודם, ייקח זמן עד שמישהו יתעדכן. גיליתי שניתן למצוא את המפעילים הטובים ביותר כשהם יוצאים מיד מבית הספר התיכון או מכללה טכנית עם רקע מחשבים. זה לא אומר שהיוצר הממוצע לא יכול ללמוד, אבל צריך לבחור את האדם הנכון.

מה לחפש בעת רכישת CNC

כפי שהוזכר קודם לכן, ישנם יצרני CNC רבים בחוץ, והמספר הולך וגדל. יש גם אפשרויות רבות זמינות. תצטרך להחליט אילו אפשרויות תצטרך. ייתכן שחלק מאפשרויות ה-CNC לא יהיו נחוצות לצרכי הייצור הספציפיים שלך. ראיתי תריסר חנויות שמשתמשות רק ב-CNC שלהן לגזירות כיור. זה יכול להוות חיסכון גדול בהגדרה כראוי, מכיוון שגזרות כיור יכולות להוות צוואר בקבוק מרכזי בעסק שלך. מצד שני, זה גם יכול לעלות לך יותר. יש לשקול ולהעריך כיצד תשתמש ב-CNC שלך ואיזה סוג עבודה אתה עושה לפני שאתה רוכש CNC .

בנוסף לאפשרויות, יש שאלה אחת חשובה מאוד שצריך לשאול בעת רכישת ה-CNC שלך. השאלה הזו היא: "כמה מהר אני יכול לתקן את ה-CNC שלי, והאם מישהו זמין לענות על השאלה שלי או לפתור את הבעיה שלי?" אני לא יכול להגיד לך כמה זה חשוב. נניח שזה יום שישי אחר הצהריים, ויש לך עבודה ב-CNC שצריכה להיעשות באותו יום כי הוא מותקן ביום ראשון, וה-CNC נכבה מסיבה כלשהי. נכנסים לטלפון כדי לברר איך פותרים את הבעיה ומשרד הספק סגור ולא ייפתח מחדש עד יום ראשון. עכשיו מה אתה עושה? כדי להימנע מבעיה זו, שאלו מראש על מדיניות השירות של ספק הCNC  האם הם זמינים בלילה או בסופי שבוע? כמה מהר הם יחזרו להתקשר?

שירות הוא דרישה חשובה מאוד, אבל אתה גם צריך לדעת אם חלקי חילוף זמינים עבור המותג והדגם שלך. דמיינו את אותו תרחיש לעיל, ותגלו שאתם צריכים ציר חדש שייקח ארבעה עד שישה שבועות לקבל אותו.

האם אתה יכול להרשות לעצמך לחכות כל כך הרבה זמן?

חשוב גם לא לקנות CNC המבוסס רק על "נסיעת מבחן". הדרך הטובה ביותר לקבל משוב על יצרן ודגם של CNC מסוים היא לבקר מישהו שיש לו אחד כזה. בקש מהסוחר שלוש עד חמש הפניות, ובדוק אותן. הסוחר לא מתכוון לתת לך לקוחות שאינם מרוצים מהמכונות שלהם, עם זאת, אם תשאל את השאלות הנכונות בצורה הנכונה, תקבל את התשובות שאתה צריך. להלן רשימה של שאלות מתאימות לשאול:

כמה זמן יש לך את המכונה?

כמה זמן לקח כדי להרגיש נוח להפעיל אותו?

כמה קריאות שירות היו לך במהלך שנת הפעילות הראשונה? כמה יש לך עכשיו?

כאשר יש לך בעיה, כמה זמן לוקח לקבל שיחה חוזרת או לקבל טכנאי במקום?

האם היית קונה את אותה מכונה שוב? למה או למה לא?

האם מצאת שהמכונה הזו עזרה לייצור הפרודוקטיביות שלך?

האם המכונה הייתה קשה או קלה ללמידה?

איך הוצעה ההדרכה? האם זה היה שווה את זה?

האם הסוחר עקב אחרי שהתחלת לעבוד?

כמה מטבחים או רגליים קוויות אתה מקבל ביום?

כמובן שיש עשרות שאלות נוספות שאתה יכול לשאול. אשאל גם אם אפשר לבקר בעסק ולראות את המכונה בפעולה. גיליתי שיצרנים רבים פתוחים לכך וישמחו לעזור. לא מזיק לשאול ואולי שווה סיבוב או שניים. אתה יכול גם ללכת לכמה מפורומי האבן באינטרנט ולפרסם שם את שאלתך.