Czy obróbka CNC nadaje się do masowej produkcji części samochodowych?

1. Zasada techniczna: Przejście od pojedynczego przetwarzania do produkcji kompozytowej
Główną ideą obróbki CNC jest wykorzystanie-zaprogramowanego-kodu G do sterowania ruchem obrabiarki, co pozwala na usuwanie materiałów z dużą dokładnością. Przeszedł przez trzy główne etapy rozwoju technologicznego:
Podstawowa obróbka trzy-osiowa: wczesne obrabiarki CNC mogły łączyć tylko trzy osie liniowe (X/Y/Z), co nadawało się do frezowania płaskich lub prostych powierzchni, ale nie do wytwarzania skomplikowanych części samochodowych.
Technologia wieloosiowych-połączeń: rozwój pięcioosiowych-centrów obróbkowych oznacza, że ​​obrabiarki mogą teraz sterować dwiema osiami obrotowymi (oś A/B lub C) jednocześnie, umożliwiając ciągłe skrawanie powierzchni przestrzennych. Połączenie pięcioosiowe- pozwala wykonać skomplikowaną powierzchnię kanałów dolotowych i wylotowych za jednym razem, jednocześnie obrabiając cylinder silnika i komorę spalania. Skraca to cykl obróbki ze 120 minut do 35 minut i pozwala zachować tolerancję w granicach ± ​​0,003 mm.
Łączenie procesów obróbki: Nowoczesne obrabiarki CNC mogą wykonywać kilka różnych czynności, takich jak toczenie, frezowanie, wiercenie, gwintowanie i inne, a wszystko to za pomocą jednego zacisku. Na przykład pewien producent skrzyń biegów wykorzystuje dziewięcioosiową-obrabiarkę CNC do połączenia obróbki profili zębów przekładni, fazowania, gratowania i innych etapów w jeden proces. Skraca to czas potrzebny na obróbkę jednego elementu z 45 minut do 8 minut i trzykrotnie zmniejsza liczbę błędów mocowania.
Ta nowa wersja technologii zmienia obróbkę CNC z „wykonawcy jednego zadania” w „zintegrowaną platformę wielozadaniową”, która umożliwia produkcję masową.
2. Efektywność produkcji: znalezienie właściwej równowagi pomiędzy elastyczną produkcją a korzyściami skali
Główną potrzebą masowej produkcji jest znalezienie równowagi między „wysoką wydajnością” a „niskim kosztem”. Obróbka CNC dokonuje tego za pomocą następujących metod:
Szybka zmiana: Aby zmienić towary na tradycyjnych specjalistycznych obrabiarkach, trzeba przeprojektować osprzęt i przyrządy, co może zająć dni, a nawet tygodnie. Aby dokonać zamiany produktów, obrabiarki CNC muszą jedynie zmienić kod komputerowy, co zajmuje tylko kilka godzin. Na przykład linia produkcyjna półek na akumulatory nowego przedsiębiorstwa produkującego pojazdy energetyczne może skrócić czas potrzebny na przejście z tacy na pojazdy zasilane paliwem na skrzynię na pojazdy elektryczne do zaledwie dwóch godzin, łącząc centrum obróbcze CNC i system kontroli wizualnej. Roczną zdolność produkcyjną można również zmienić nawet o 30%.
Integracja zautomatyzowanych linii produkcyjnych: Do budowy elastycznych jednostek produkcyjnych (FMC) wykorzystuje się obrabiarki CNC, roboty przemysłowe i wózki AGV. Umożliwia to ciągłą produkcję „bezzałogową”. Dzięki zastosowaniu szlifierek do kół zębatych CNC oraz robotów do załadunku i rozładunku, konkretny producent skrzyń biegów skrócił cykl produkcyjny do 90 sekund na sztukę i podniósł ogólną wydajność sprzętu (OEE) do 92%.
Inteligentna optymalizacja procesów: technologia cyfrowych bliźniaków sprawia, że ​​wirtualne debugowanie jest o 60% szybsze przy opracowywaniu programów CNC dla nowych modeli samochodów. Korzystając z analizy symulacyjnej, konkretny producent silnika obniżył stopień zużycia narzędzi podczas obróbki bloku cylindrów o 35%, oszczędzając ponad 20 milionów juanów rocznie na wydatkach na narzędzia.
3. Kontrola jakości: Przejście od kontroli ręcznej do cyfrowej pętli zamkniętej
Normy dotyczące stabilności jakości części samochodowych są niemal zbyt rygorystyczne. W obróbce CNC wykorzystujemy następujące technologie, aby zapewnić pełną kontrolę jakości procesu:
Kontrola w zamkniętej pętli-wykrywania online: centra obróbcze CNC korzystają ze skanerów laserowych, aby uzyskać kontrolę w zamkniętej pętli-w zakresie korekcji wykrywania przetwarzania. Na przykład podczas obróbki wahaczy ze stali-o wysokiej wytrzymałości system automatycznie dostosowuje prędkość posuwu w zależności od twardości materiału. Dzięki temu przetwarzanie jest o 90% bardziej spójne, a wskaźnik kwalifikacji produktu wynosi 99,2%.
System zapewniający pełną identyfikowalność procesu: system MES otrzymuje-w czasie rzeczywistym informacje o danych dotyczących obróbki każdej obrabiarki CNC, takie jak obciążenie wrzeciona, temperatura skrawania, spektrum drgań i tak dalej. Spowoduje to utworzenie pliku jakości „jeden element, jeden kod”. Dzięki analizie dużych zbiorów danych pewnej fabryce silników udało się zmniejszyć wskaźnik wycieków w bloku cylindrów z 0,8% do 0,02%.
Technologia obróbki adaptacyjnej: Czujniki sprzężenia zwrotnego siły w obrabiarkach CNC umożliwiają zmianę parametrów skrawania w locie. Technologia zmienia ścieżkę narzędzia w czasie rzeczywistym w oparciu o zmianę kształtu materiału podczas obróbki dwubiegunowych płytek ogniwa paliwowego. Dzięki temu tolerancja grubości-cienkich ścianek mieści się w granicach ± ​​0,005 mm.
4. Opłacalność-: gra polegająca na inwestowaniu długoterminowym i szybkim uzyskiwaniu zwrotu pieniędzy
Obróbka CNC kosztuje na początku dużo, ale ma wiele-terminowych korzyści:
Krzywa spadku kosztu jednostkowego: wraz ze wzrostem produkcji koszt obróbki CNC na jednostkę znacznie spada. Na przykład, gdy linia produkcyjna CNC pewnego producenta piast kół wytwarzała ponad 50 000 sztuk rocznie, koszt jednostkowy spadł o 18% w porównaniu z tradycyjnymi metodami odlewania, a odsetek złomów spadł z 12% do 2%.
Oszczędność małych i średnich partii-: obróbka CNC jest tańsza niż specjalistyczne obrabiarki w przypadku części produkowanych w partiach od 10 000 do 100 000 sztuk rocznie. Na przykład producent niestandardowych tarcz hamulcowych wykorzystał elastyczną linię produkcyjną CNC, aby zmniejszyć minimalną wielkość zamówienia z 5000 części do 500 sztuk i skrócić czas dostawy o 40%.
Zdolność CNC do szybkiej wymiany umożliwia korzystanie z trybu „produkcji na-żądanie”, co pomaga obniżyć koszty zapasów. Indywidualna obróbka CNC pomogła Porsche trzykrotnie przyspieszyć sprzedaż 52 000 zabytkowych części samochodowych i obniżyć koszty przechowywania o 65%.