Чи підходить обробка з ЧПУ для масового виробництва автомобільних деталей?

1. Технічний принцип: перехід від одноразової обробки до композитного виробництва
Основна ідея обробки з ЧПК полягає у використанні попередньо-запрограмованого G-коду для керування рухом верстата, що дає змогу видаляти матеріали з високою точністю. Він пройшов три основні етапи технологічного розвитку:
Основна три{0}}обробка. Ранні верстати з ЧПК могли з’єднувати лише три лінійні осі (X/Y/Z), що було добре для фрезерування плоских або простих поверхонь, але не для виготовлення складних деталей автомобіля.
Багато{0}}технологія з’єднання осей: розвиток п’яти{1}}обробних центрів означає, що верстати тепер можуть керувати двома обертовими осями (вісь A/B або C) одночасно, дозволяючи безперервно різати просторові поверхні. П’яти{3}}осьове з’єднання може зробити складну поверхню впускного та випускного каналів одним рухом, обробляючи циліндр двигуна та камеру згоряння. Це скорочує цикл обробки зі 120 хвилин до 35 хвилин і зберігає допуск в межах ± 0,003 мм.
Комбінація процесів обробки: сучасні верстати з ЧПК можуть виконувати кілька різних завдань, як токарна обробка, фрезерування, свердління, нарізування різьбами тощо за допомогою одного затискача. Наприклад, певний виробник коробки передач використовує дев’яти-осьовий верстат з ЧПК, щоб об’єднати в один процес обробку профілю зуба шестерні, зняття фаски, видалення задирок та інші етапи. Це скорочує час, необхідний для обробки однієї деталі, з 45 хвилин до 8 хвилин і втричі зменшує помилки затискання.
Ця нова версія технології змінює обробку з ЧПК з «виконавця одного завдання» на «інтегровану багатозадачну платформу», що робить можливим масове виробництво.
2. Ефективність виробництва: пошук правильного балансу між гнучким виробництвом і ефектом масштабу
Основна потреба масового виробництва - знайти баланс між «високою ефективністю» і «низькою вартістю». Обробка з ЧПУ робить це за допомогою таких методів:
Швидка зміна: щоб замінити товари на традиційні спеціалізовані верстати, вам доведеться перепроектувати пристосування та пристосування, що може зайняти дні або навіть тижні. Щоб замінити продукти, верстатам з ЧПК потрібно лише змінити код комп’ютера, що займає лише кілька годин. Наприклад, лінія з виробництва акумуляторних лотків компанії, що займається виробництвом енергетичних транспортних засобів, може скоротити час, необхідний для переходу від лотка для паливного транспортного засобу до лотка для електромобіля, лише до двох годин завдяки з’єднанню обробного центру з ЧПК і системи візуального контролю. Річна виробнича потужність також може бути змінена на 30%.
Інтеграція автоматизованих виробничих ліній: для створення гнучких виробничих одиниць (FMC) використовуються верстати з ЧПК, промислові роботи та візки AGV. Це дає можливість мати «безлюдне» безперервне виробництво. Завдяки використанню зубошліфувальних верстатів із ЧПК і роботів для завантаження й розвантаження певний виробник коробок передач скоротив виробничий цикл до 90 секунд на деталь і підвищив загальну ефективність обладнання (OEE) до 92%.
Розумна оптимізація процесу: технологія Digital Twin робить віртуальне налагодження на 60% швидшим для розробки програм ЧПК для нових моделей автомобілів. Використовуючи аналіз симуляції, виробництво конкретного двигуна знизило швидкість зносу інструменту для обробки блоку циліндрів на 35%, заощадивши понад 20 мільйонів юанів на рік на витратах на інструмент.
3. Контроль якості: перехід від ручного контролю до цифрового замкнутого циклу
Стандарти стабільності якості автомобільних запчастин майже надто суворі. Обробка з ЧПУ використовує такі технології для забезпечення повного контролю якості процесу:
Керування замкнутим-контуром виявлення в режимі он-лайн: обробні центри з ЧПК використовують лазерні сканери для досягнення замкнутого{1}}контуру керування коригуванням виявлення обробки. Наприклад, під час обробки важелів підвіски-з високоміцної сталі система автоматично регулює швидкість подачі залежно від твердості матеріалу. Це робить обробку більш послідовною на 90% і отримує рівень кваліфікації продукту 99,2%.
Система для повного відстеження процесу: система MES отримує-інформацію в реальному часі про дані обробки кожного верстата з ЧПК, як-от навантаження на шпиндель, температуру різання, спектр вібрації тощо. Це створює файл якості "один товар, один код". Завдяки аналізу великих даних певний завод з виробництва двигунів зміг знизити рівень витоку блоку циліндрів з 0,8% до 0,02%.
Технологія адаптивної обробки: датчики зворотного зв’язку на верстатах з ЧПК дозволяють змінювати параметри різання на ходу. Технологія змінює траєкторію інструменту в режимі реального часу на основі того, як матеріал змінює форму під час обробки біполярних пластин паливних елементів. Завдяки цьому допуск на товщину тонких стінок-зберігається в межах ± 0,005 мм.
4. Економічна-ефективність: гра в довгострокове інвестування та швидке повернення грошей
Обробка з ЧПК спочатку коштує багато, але вона має багато довгострокових- переваг:
Крива зниження вартості одиниці: у міру зростання виробництва вартість обробки з ЧПК на одиницю значно падає. Наприклад, коли виробнича лінія з ЧПК певного виробника втулок коліс виробляла понад 50 000 штук на рік, вартість штуки знизилася на 18% порівняно з традиційними методами лиття, а рівень брухту знизився з 12% до 2%.
Економія малих і середніх-розмірів партій: обробка з ЧПК дешевша за спеціалізовані верстати для деталей, які виготовляються партіями від 10 000 до 100 000 одиниць щороку. Наприклад, виробник гальмівних дисків на замовлення використовував гнучку виробничу лінію з ЧПК, щоб скоротити мінімальний обсяг замовлення з 5000 деталей до 500 штук і скоротити час доставки на 40%.
Здатність ЧПК швидко перемикатися полегшує режим «-виробництва на вимогу», що допомагає знизити витрати на запаси. Спеціальна обробка з ЧПУ допомогла Porsche пришвидшити продаж 52 000 історичних автомобільних запчастин у три рази та скоротити витрати на зберігання на 65%.