一, Структура витрат на обробку з ЧПУ в автомобільному виробництві
Існує два типи витрат на обробку з ЧПУ: прямі витрати та непрямі витрати.
Прямі витрати: це витрати на сировину, ріжучий інструмент, амортизацію обладнання, використання енергії та робочу силу. Наприклад, при виготовленні блоків циліндрів автомобільних двигунів витрати на сировину становлять понад 50 %, витрати на інструменти — 10—15 %, витрати на амортизацію обладнання та енерговитрати — 20—30 %.
Непрямі витрати включають такі речі, як проектування процесів, перевірка якості, утримання обладнання в хорошому стані та оплата управління. Наприклад, виготовлення складних деталей вимагає багато ресурсів для програмування та моделювання CAM, а вимогливі методи контролю якості (наприклад, вимірювання координат) також підвищують витрати.
2, важливі речі, які визначають ціну обробки з ЧПУ
1. Витрати на придбання та утримання обладнання
Ціна одного верстата з ЧПК (зокрема п’яти{0}}осьового обробного центру) може становити мільйони юанів, і їм потрібне інше обладнання, таке як автоматизовані системи завантаження та розвантаження та системи керування інструментами. Наприклад, щоб змінити лінію лазерного різання німецької автомобільної компанії, їм потрібно було б придбати транспортні засоби AGV, шести-осьові роботизовані руки та оптичні модулі позиціонування. Вартість лише однієї лінії становитиме понад десятки мільйонів юанів. Крім того, від 15% до 20% річних експлуатаційних витрат припадає на технічне обслуговування обладнання, як-от калібрування напрямних рейок і технічне обслуговування шпинделів.
2. Використання матеріалів та їх викидання
Вартість сировини може становити від 60% до 70% в автомобільній промисловості. Через обмеження щодо форм традиційні методи обробки, такі як машини для штампування, використовують лише від 60% до 70% матеріалу. Однак лазерне різання з ЧПК може використовувати 93% матеріалу завдяки розумним алгоритмам розряду, таким як програмне забезпечення Radan. Наприклад, автомобільна компанія, яка виробляє 100 000 автомобілів на рік, може заощадити 5 000 тонн сталі на рік і скоротити витрати на 25 мільйонів юанів, якщо використовуватиме листовий метал ефективніше на 15%.
3. Наскільки складний процес і скільки часу потрібно для завершення
Багато{0}}процесна інтегрована обробка потрібна для складних виробів, таких як корпуси редукторів. Якщо архітектура шляху процесу є поганою, це може спричинити проблеми, як-от необхідність знову і знову змінювати положення речей і довший холостий хід. Статистика показує, що централізовані процедури можуть скоротити час затискання на 30%-50% і підвищити точність вимірювання, наприклад коаксіальність. Крім того, зміна параметрів різання, таких як швидкість різання та швидкість подачі, може значно скоротити час обробки. Наприклад, при різанні алюмінієвих сплавів на високих швидкостях (800–1500 м/хв) швидкість зняття матеріалу може зрости на 40%, а ресурс інструменту – на 30%.
4. Управління вартістю та ресурсом різальних інструментів
Ріжучі інструменти становлять близько 10-20% від усієї вартості обробки. Ціна твердосплавних ріжучих інструментів значна, але технологія PVD покриття може зробити поверхню твердішою. Відремонтовані інструменти можуть служити на 70-80% довше, ніж нові інструменти, але вони коштують лише 30-40% дорожче. Наприклад, одна компанія створила базу даних терміну служби інструменту, щоб відстежувати, коли потрібно замінити інструменти, що економить понад мільйон юанів на рік на витратах на інструменти.
5. Вартість праці та необхідні навички
Оператори верстатів з числовим програмним управлінням повинні дуже добре вміти програмувати, налагоджувати та підтримувати машини в хорошому стані. Для завантаження та розвантаження на традиційній виробничій лінії потрібні 3-4 людини, але автоматизовані технології, як-от роботизовані руки та візуальне позиціонування, можуть заощадити витрати на робочу силу на 75%. Крім того, варіант «одна людина, кілька верстатів» може збільшити кількість верстатів, якими може керувати одна особа, з 1-2 до 3-5, а вартість робочої сили на деталь може знизитися більш ніж на 50%.
3, План скорочення витрат на обробку з ЧПУ
1. Отримати максимальну віддачу від свого обладнання та інвестувати в нього
Гнучке планування виробництва: використовуйте систему MES, щоб стежити за станом обладнання в режимі реального часу, плануйте обробку в розумний спосіб і скорочуйте простої. Наприклад, обробка без людей вночі може збільшити використання обладнання до понад 90%.
Модульний дизайн: виберіть верстати з ЧПК, які можуть розвиватися разом із вашим бізнесом, і додайте модулі автоматизації (наприклад, системи автоматичної зміни інструментів), щоб задовольнити різні виробничі потреби без необхідності купувати ті самі інструменти двічі.
2. Стежити за матеріальними витратами
Розробка майже{0}}чистої заготовки: проектуйте заготовки на основі кінцевого розміру деталей, щоб зменшити обсяг чорної обробки, яку потрібно виконати. Наприклад, використання холоднотягнутого матеріалу замість гарячого-катаного матеріалу може зменшити кількість використовуваного матеріалу на 15–25%.
Система переробки залишків матеріалу: створіть базу даних залишків матеріалів для сортування та переробки стружки та відходів від пруткових матеріалів. Це можна зробити шляхом переплавлення або обробки невеликих порцій.
3. Оптимізація технологічних параметрів і шляхів
Динамічне налаштування параметрів: використання системи ЧПК для відстеження навантажень різання в режимі реального часу, автоматичної зміни швидкості подачі та запобігання погіршенню ефективності зміни навантаження. Наприклад, під час роботи з частинами вала різного діаметру система може автоматично регулювати свої параметри, щоб якнайкраще використовувати зміни діаметра.
Планування траєкторії CAM: щоб скоротити час, потрібний для перемикання напрямків інструменту, використовуйте «контурне різання» замість «паралельного різання». Щоб рівномірно розподілити навантаження на інструмент і довше служити інструментам, використовуйте метод «фрезерування копит».
4. Догляд та кріплення інструментів
База даних терміну служби інструменту: відстежуйте, скільки служать різні інструменти за різних умов обробки, щоб ви могли будувати реалістичні плани щодо того, коли їх замінити, і не замінювати їх надто рано чи надто пізно.
Шліфування та покриття краю різу: вартість ремонту інструментів становить лише 30–40% вартості нових інструментів, оскільки ріжуча кромка шліфується, а інструменти покриваються PVD, щоб зробити їх більш стійкими до зношування.
5. Розумні оновлення та автоматизація
Роботи для завантаження та розвантаження: додавання транспортних засобів для обробки AGV і шести-осьових роботизованих рук для автоматизації завантаження та розвантаження. Це зменшує кількість помилок у розміщенні, які трапляються, коли люди роблять це вручну (відсоток відходів зменшується з 5% до 8% до менше 0,3%).
Інтелектуальний алгоритм вкладення: штучний інтелект може допомогти скоротити час простою на 10%–15%, оптимізувавши шлях різання. План розміщення також змінюється автоматично на основі змін у замовленнях, тому немає необхідності чекати дві години для ручного вкладення.
4, Приклад, як знизити вартість обробки циліндрів двигуна для певного виробника автомобіля
Конкретна автомобільна фірма змогла скоротити витрати на обробку з ЧПК, зробивши наступне:
Оновлення обладнання: додавання п’яти-осяжного обробного центру скорочує час, необхідний для затискання, на 40%, коли процес централізований, а похибка коаксіальності становить від 0,05 мм до 0,02 мм.
Оптимізація параметрів: для корпусів циліндрів із алюмінієвого сплаву швидкість різання зростає до 1200 м/хв, швидкість подачі — до 0,3 мм/об, швидкість зняття матеріалу збільшується на 35%, а термін служби інструменту — на 200%.
Інтелектуальне планування матеріалів: завдяки використанню програмного забезпечення Radan для пошуку найкращих шляхів різання використання листового металу зросло з 78% до 92%, заощаджуючи 18 мільйонів юанів на рік на матеріальних витратах.
Трансформація автоматизації: використання роботизованої руки для завантаження та розвантаження, що скорочує витрати на робочу силу на 60% і збільшує виробничу потужність однієї лінії на 50%.
