Проверка программы, наладка и первая деталь: от симуляции до Cpk

Проверка программы до станка

Уровни проверки — симуляция в CAM, симулятор по G-коду с моделью станка, графика и прогон на стойке — и то, чего не видит каждый из них, разобраны в уроке 4. Последний рубеж — первая деталь: она проверяет всё вместе, на металле. Ни один уровень не заменяет другой, а картинка в CAM ничего не говорит об ошибках постпроцессора.

Для наладки важна связь симуляции с картой. Симулятор верен настолько, насколько верна модель в нём: в нём должны стоять те же приспособление, губки и вылеты инструмента, что записаны в карте наладки. Если в цехе инструмент соберут длиннее, а прижим поставят выше, проверка на столкновения ничего не доказала. Поэтому вылеты и схему установки в карту переносят из того проекта, по которому шла симуляция, а расхождение у станка — повод остановиться и проверить заново.

Карта наладки: что в ней должно быть

Карта наладки — документ к станку, по которому наладчик собирает операцию без звонка технологу. Единой обязательной формы для неё нет, состав в цехах разный. Как её читает оператор, разобрано в уроке «Чертёж и операционная карта»; технологу важно, чтобы в ней не осталось вопросов:

• деталь, ревизия чертежа и модели, номер операции и установа — та же ревизия, по которой написана программа;
• схема установки: приспособление, чем и за какие поверхности закрепить, куда упереть — то есть базы операции;
• нуль детали: где он на детали и в какое смещение записан;
• инструмент по позициям: тип, размер, вылет, номера корректоров на длину и радиус;
• программа: имя и версия;
• размеры, которые правят корректором: какой корректор, на диаметр или на радиус, в какую сторону;
• что и чем контролировать на этой операции, со ссылкой на план контроля.

Пункт про корректоры особенно важен. Руководство Heidenhain советует выводить для контуров с посадками коррекцию на радиус, чтобы наладчик мог поправить размер корректором, а модель строить по середине поля допуска. Если модель построена по номиналу, это должно быть видно в карте — иначе наладчик будет «ловить» размер вслепую.

Сопровождение первой детали

Первую деталь после новой программы делают в контролируемом режиме: покадрово, с пониженным ускоренным ходом, с остановами M01 перед ответственными переходами. Технологу полезно быть у станка именно на этом прогоне: здесь видны подход к прижимам, реальные вылеты, стружка и звук резания — то, чего нет в симуляции.

Что фиксировать по ходу: где наладчик уменьшил подачу или ускоренный ход и почему, какие корректоры правил, где пришлось менять закрепление. Это не замечания «на словах», а исходные данные для правки CAM-проекта.

Контроль первой детали: что требовать

Контроль первой детали подтверждает, что процесс даёт деталь по всем требованиям чертежа. Как оператор измеряет и вводит поправку, — в уроке «Первая деталь и измерения». Задача технолога — подготовить контроль до запуска:

1. Баллонированный чертёж — номер у каждого требования: размер, допуск формы и расположения, шероховатость, пункт технических требований. Один номер — одно требование (баллонирование).
2. План контроля — средство на каждый номер с погрешностью, заметно меньшей допуска, по ГОСТ 8.051-81.
3. Протокол — номер, требование, средство, факт числом, решение. Для позиционного допуска пишут отклонение, а не координаты (FAQ IAQG).

Если размеры от баз мерят на КИМ, технолог проверяет две вещи. Выравнивание построено по базам чертежа, а не по «удобным» поверхностям — иначе позиционный допуск может показать брак у годной детали и наоборот. И паспортный MPE машины по ISO 10360-2 — это не погрешность измерения детали: в неё ещё входят выбор точек, выравнивание, форма поверхности и температура.

Протокол первой детали — не приёмка партии: в редакции 9102C это прямо уточнено. Исходные записи не исправляют поверх, а несоответствие закрывают повторным контролем затронутых характеристик.

Отклонение: корректор или программа

Деталь вне допуска или у края поля — первым делом убедиться в замере. Дальше вопрос технолога: что именно ошибается — настройка или траектория.

• Сдвиг при малом разбросе. Все размеры одной поверхности смещены в одну сторону, от детали к детали почти одинаково. Это настройка: правят корректор на середину поля и записывают поправку в карту наладки.
• Ошибка формы или положения. Неверная глубина, пропущенный элемент, зарез, конусность от отжима, отверстие не там. Корректор это не лечит — правят CAM-проект: стратегию, припуски, порядок переходов, закрепление.
• Большой разброс. Размер «гуляет» от детали к детали. Ни корректор, ни траектория тут не главное: искать жёсткость закрепления, износ инструмента, температуру, разнородность заготовок — и проверить само измерение.

Обратная связь из цеха в CAM-проект

Почему правку, сделанную только на стойке, переносят в CAM-проект или пост, разобрано в уроке 4. Рабочий порядок: замечание записано (что, где, почему), технолог вносит его в CAM-проект или пост, программа выведена заново с новой версией, карта наладки обновлена, а у станка старая версия изъята.

После такой правки контроль первой детали повторяют — полностью или частично. По материалам IAQG поводы для повтора — новая ревизия чертежа, другая программа, станок, оснастка, материал, перенос производства, долгий перерыв. В редакции 9102C критерий сформулирован как оценка, какие характеристики изменение делает недействительными, — их и проверяют.

Стабильность процесса: Cp и Cpk

Годная первая деталь не доказывает, что годной будет сотая. Для серии оценивают воспроизводимость процесса по ГОСТ Р ИСО 22514-1-2015.

Cpk считают до ближайшей границы: min[(ВГД − μ) / (3σ); (μ − НГД) / (3σ)], где μ — среднее. Он учитывает смещение, поэтому всегда не больше Cp. Пример из статьи о Cp и Cpk: вал Ø20h9, поле 0 / −52 мкм по ГОСТ 25347-2013, 12 измерений, среднее −14 мкм, σ ≈ 3,93 мкм. Cp = 52 / 23,6 ≈ 2,2, а Cpk = 14 / 11,8 ≈ 1,19 — разброс маленький, но среднее прижато к верхней границе.

Что с этим делать технологу:

• Cp достаточен, Cpk мал — процесс смещён: центрировать корректором. В примере сдвиг настройки на 12 мкм по диаметру в минус выводит среднее на середину поля.
• Мал сам Cp — разброс велик относительно допуска, а при Cp < 1 он шире поля: менять процесс, а не корректор.
• Сначала стабильность. По ГОСТ Р ИСО 7870-2-2015 индексы считают только после контрольных карт — 25 подгрупп по 4–5 деталей. Практически приемлемый минимум стандарт называет 1,33. По 12 деталям это лишь оценка Pp и Ppk.
• Многоместная оснастка — индексы отдельно по каждому гнезду или шпинделю, так требует, например, одно из руководств для поставщиков по одобрению производства (PPAP).

Посчитать индексы по своим замерам можно в калькуляторе Cp и Cpk.

Что проверить перед выдачей программы

• Программа проверена симулятором по G-коду с той же оснасткой и вылетами, что в карте наладки, а не только картинкой в CAM.
• В карте наладки есть ревизия чертежа, схема установки, нуль, инструмент по позициям с корректорами, версия программы и размеры, которые правят корректором.
• Под первую деталь готовы баллонированный чертёж, план контроля со средством на каждый номер и форма протокола.
• Замечания с прошлой наладки внесены в CAM-проект, программа выведена заново, старая версия у станка изъята.
• Для серийных размеров определено, как будут подтверждать стабильность: контрольные карты, затем Cp и Cpk.