CNC токарлық-бұрғылау станогы өндіріс тиімділігін қалай арттыруы мүмкін?

Үзіліссіз өндіріс үшін автоматтандыру мен роботтандыруды интеграциялау

CNC бұрау токарлық станоктар автоматтандыру арқылы адам қатесін және цикл уақытын қалай азайтатыны

CNC токарлық станоктар құрал жолдарынан бастап шпиндельдің қозғалыстарына дейінгі барлық процесстерді автоматтандыру арқысында қолмен жасалатын қателерді азайтады. 2023 жылы өндіріс саласында жүргізілген соңғы зерттеулерге сәйкес, цехтар автоматтандыруға ауысқан кезде қолмен орнату процесстері кезінде болатын өлшемге байланысты қателер 72% төмендейді. Сонымен қатар, өндіріс циклдары бойынша уақыт өзгеріссіз қалады. Бұл станоктар құрал ауыстырушыларын және әртүрлі өнімдерді туралау мүмкіндіктерін білдіретін серво қозғалтқыштармен жабдықталған, сондықтан да зауыттар бірнеше күн бойы сапаның тұрақтылығына қабыл жасамай үздіксіз жұмыс істей алады. Мысалы, әуе-кеңістік саласында 0,005 дюйм плюс немесе минус дәлдікпен сәйкес келетін бөлшектерді дайындау үшін осындай сенімділік сәттілік пен қайта өңдеудің қымбатқа түсуінің арасындағы айырмашылық болып табылады.

CNC токарлық станоктардың жұмыс істеу тиімділігін арттырудағы роботтар мен коботтардың рөлі

Дамыған CNC бұрау цехтарында кәсіби роботтар немесе cobotтар осындай емес кесу жұмыстарының шамамен 63 пайызын орындайды. Жұмысшылардың орындауындағы қауіпсіздік қафесі болуы қажетті стандартты өнеркәсіптік роботтар емес, жабдық ауысымдары кезінде дайындық уақытын шамамен 40% азайтатын цехтағы техниктердің қасында жұмыс істейтін cobotтар болып табылады. Шығындарды түсіру, сапа мәселелері бойынша дайын бөлшектерді тексеру және қалдық өнімдерді алып тастау сияқты жұмыстарды орындайды. Қарқынды өзгерістерді әкелетін жетілдірілген технологиялық шешімдердің бірі – бұл күш деңгейлерін анықтай алатын сенсорлармен жабдықталған алты осьті роботтық иықтар. Бұл технология күрделі пішіндерді өндіру мүмкіндігін қамтамасыз етеді, тіпті ешкім қадағаламай тұрған жағдайда да. Өз тараптарынан көптеген бөлшектерді өндіріп тұратын кәсіпорындар өз айлық шығарылымдарының 25% артқанын хабарлауда.

Зерттеу жағдайы: Еңбек шығындарын 40% дейін азайтатын автоматтандырылған CNC бұрау цехы

Бір беріліс қорабы бөлшектерін шығарушы кәсіпорын жұмыс алаңында жаңарту жасап, роботтық көмекшілерді енгізіп, процесстің барлық кезеңдерінде автоматты сапа бақылау нүктелерін орнатты. Олар әлдеқайда аз тікелей еңбек шығындарын қамтамасыз етті, әрбір шығарылған бірлікке шаққанда шығындар 18,50 АҚШ долларынан 11,10 АҚШ долларына дейін төмендеді. Жаңа жүйеге өңдеу аяқталғаннан кейін емес, өндіріс барысында әрбір бөлшекті тексеретін ақылды камералар енгізілді. Бұл өзгеріс сапа бақылау персоналына жұмсалатын ақшаны үнемдеуге және қалдықтардың деңгейін 30% дейін төмендетуге көмектесті. Барлық жоба шамамен 1,2 миллион АҚШ долларына тап болды, бірақ үш сменада да тұрақты жұмыс істейтін машиналар адамның тұрақты қадағалауын қажет етпегендіктен 14 ай ішінде өзін-өзі төледі.

Дәл өңдеу мен процесстік параметрлерді оптимизациялау

CNC өңдеуінің ең жоғары нәтижесі үшін кесу жылдамдығын, берілу қарқыны мен кесу тереңдігін оптимизациялау

Бүгінгі таңда CNC білдіру станоктары өндірістік циклдарды жұмыс істеу барысында кесу параметрлерін нақты реттеу арқылы шамамен 15% қысқартуға мүмкіндік береді. Өткен жылы жүргізілген зерттеу нәтижелеріне сәйкес, болат қорытпаларымен жұмыс істеген кезде айналу жиілігін 1800-ден 2200 RPM-ге дейін және әрбір айналымға 0.12-ден 0.18 мм-ге дейінгі өзгермелі подача жылдамдығын сәйкестендіру тербелістерден туындаған құралдың тозуын шамамен ширегіне дейін азайтатыны анықталды. Бұл параметрлерді дұрыс таңдау Ra 1.6 микроннан төменгі тегіс бет өңдеу нәтижесін алу үшін және әр тіс арасындағы кесу тереңдігін 0.3-тен 0.5 мм-ге дейін сақтау арқылы ең жоғары материал көлемін кесіп алуға мүмкіндік береді.

CNC білдіру станогындағы материалды кесіп алу қарқыны мен беттің тегіс емес құрылымын теңестіру

Материалдарды тиімді түрде өңдеуге келсек, көптеген цехтар материалды тез кетіруге назар аударады, әдетте минутына 250-ден 320 кубтық сантиметрге дейінгі өнімділікке ұмтылады. Олар әрбір өтпен тереңірек кесу арқылы осы нәтижеге жетеді, кейде 5 миллиметр тереңдікке дейін барып жетеді. Алайда соңғы жондылар үшін толық жаңа тактика қолданылады. Жону кесістері біршама жоғары болады, әдетте 0,2-ден 0,5 мм тереңдікте, ал сауатты жону үшін өлшемі шамамен 0,4 мм радиусты аспаптар қолданылады, біз барлығымыз білетін Ra 0,8-ден 1,2 микронға дейінгі тегіс бет алу үшін. Аспап жолын дәстүрлі G-code программалауынан гөрі тиімді ету үшін оптимизация жасаған цехтар нәтиженің жақсарғанын байқаған. Бір зерттеу 6061 алюминийден жасалған бөлшектерді өңдеу кезінде дәстүрлі әдістерге қарағанда беткей сапасы 19 пайызға жақсарғанын көрсетті.

Көп критерилі оптимизация: уақыт пен электр энергиясын пайдалануды азайту сапаны төмендетпей

Қазіргі заманғы CNC басқару жүйелері бірнеше негізгі көрсеткіштерді бір мезгілде қысқартуға болатын генетикалық алгоритмдерді енгізеді. Цикл уақыты шамамен 18% -ға төмендеді, бөлшек басына шығындалатын энергия көлемі 27% -ға дейін төмендеді (бұл әрбір компонент үшін 27 кВт сағаттан аз дегенді білдіреді), ал құралдың ауытқуы 32% -ға дейін азайды. 2024 жылы енгізілген соңғы нұсқа жез құралдар өндірісі бойынша ISO 2768-m стандарттарына жетті. Энергия тұтыну да едәуір төмендеді, 8,2 кВт-тан 6,1 кВт-қа дейін төмендеді, бұл жақсырақ пісіру тәсілдері мен қоюшы сұйықтықты қолдану әдістері арқасында болды. Бұның ерекшелігі - 10 000 бөлшек партияларын сапасыз орындар пайда болмайтын болса да, 0,01 мм-ден кіші өлшемді сақтау болып табылады.

Ақылды өндіріс: Нақты уақытта бақылау және жасанды интеллект басқаруы

CNC токарлық станоктардағы нақты уақытта бақылау және болжамды қолданбалы техникалық қызмет көрсету

Бүгінгі күні CNC токарлық станоктар әрбір секундта 500 рет қайта өзгеріп тұратын діріл деңгейі, температура өзгерістері және кесу құралдарындағы тозу деңгейін бақылайтын IoT датчиктермен жабдықталған. Жүйе қалыпты жұмыс жасау кезіндегі кез келген аномальды үлгілерді анықтайды және 2024 жылғы зерттеу нәтижелеріне сәйкес, бір зат толық бұзылғанға дейін шамамен 83 сағат бұрын потенциалды пайдалану мүмкіндігін болжап анықтайды. Егер күдікті көрсеткіштер пайда болса, онда осындай ақылды жүйелер автоматты түрде іске қосылып, қажет болса, станок параметрлерін өзгертеді. Мысалы, егер материал қаттылығында кенет өзгеріс болса, құралды сындырып алмау үшін шығыс жылдамдығы шамамен 12% азайтылады. Болжамды техникалық қызмет көрсетуді енгізген зауыттар авариялық тоқтаулар санын таңдалған жоспарлы жөндеу жұмыстарын жүргізу есебінен 40% азайтады.

Бейімделіп басқару мен ақылды өңдеу шешімдері үшін жасанды интеллект және машиналық оқыту

Машиндық оқыту модельдері шамамен 32 мың өңдеу циклдары бойынша оқытылған кезде, олар өздері жұмыс істеп тұрған уақытта шпиндель жылдамдықтарын реттей алады. Бұл өндірушілердің беткей өңдеу сапасы мен өндіріс уақытын ұтымды үйлестіруіне көмектеседі. Бір әуежай бөлшектерін шығаратын компания нейрондық желілік жүйені енгізгеннен кейін энергия шығындарын 20% дейін азайтып, әрі қарай да Ra 0,8 микрометрлік беткей сапасының стандартын сақтап отырған. Қызықтысы, осындай ақылды жүйелер құралдың тозу мәселесін қалай шешетіндігінде. Құралдардың күнделікті тозып тұруына жол бермей, ЖИ барлық процеске қаттылықпен белгіленген параметрлерді қолданып тұрған жағдайда қажеттілігіне қарай кесу тереңдігін біртіндеп арттырады. Осы әдіс шығындалатын құралдардың қызмет ету мерзімін шамамен ширегіне дейін ұзартады.

Зерттеу жағдайы: Жасанды интеллектілі CNC жүйесі жоспарланбаған тоқтауларды 35% азайтты

Еуропалық автомобиль өндіруші 56 CNC токарлық станоктарда термиялық бейнелеу мен қуат күші деректерін өңдеу үшін шеткері есептеуіш құрылғыларды енгізді. АҚ жүйесі сұйықтық насосының ақауларын қолмен тексеру арқылы анықтауға болатын уақыттан 8–14 сағат бұрын анықтап отыр. Тетік жолын түзету оптимизациясымен қоса отырып, осы жүзеге асыру нәтижесінде:

740 мың долларлық күрделі қаржы салымдары қосымша жалақы мен материалдық үнемдеу арқылы 11 ай ішінде өзін-өзі төледі.

CNC токарлық операциялардағы құны, уақыты және энергияның тиімділігі

Тетік жасау экономикасы: CNC токарлық станок жұмыс үрдістеріндегі құнын, уақытын және энергияны бағалау

Оптимизацияланған өңдеу параметрлері арқылы қазіргі заманғы CNC токарь станогы 18–25% энергия үнемдеуге қол жеткізеді, мысалы, кесу жылдамдығы мен подача жылдамдығы (Nature 2023). Аналитикалық модельдеу мен эксперименттік тексерулерді біріктіретін бірнеше аспектілерді талдау тәсілі маңызды өзара байланыстарды ашып көрсетеді:

Бұл деректерге негізделген тәсіл өндірушілердің материал кесу жылдамдығын электрэнергияның шығынымен үйлестіруіне мүмкіндік береді, сонымен қатар CNC токарлық станоктарындағы параметрлерді тиімдестіру барлық үш тиімділік көрсеткіштерін бір мезгілде жақсартатынын дәлелдейді.

Электрэнергиясын үнемдейтін CNC токарлық станоктар: электр қуатының шығынын 25%-ға дейін азайту

Қазіргі CNC токарлық станоктарда орналасқан ең соңғы өңдеу жетегі жүйелері ескірген машиналармен салыстырғанда шамамен 40% электрэнергиясын үнемдеуге қол жеткізді. Бұл жүйелер нақты кесу сұраныстарына сәйкес мотордың шығысын реттейтін ақылды момент басқару функцияларын қамтиды, яғни жеңіл жүктемелер кезінде энергияның артық шығындалуын болдырмауға көмектеседі. Мысалы, қазіргі уақытта 316L нержавеющий болат бөлшектерін өңдеу әрбір өндірілген бөлшекке шаққанда шамамен 23% аз электр энергиясын қажет етеді, бұл дәлдік деңгейін плюс немесе минус 0,005 миллиметр шегінде ұстап тұруға әсер етпейді, бұл туралы 2023 жылы Nature журналындағы зерттеулер хабарлаған.

CNC машинасына жасалған инвестицияның пайдалы қайтарымын арттыру үшін өндірістік жұмыс жоспарларын тиімді әрі үздіксіз ұйымдастыру

Әсіресе өндірісшілер CNC токарлық станоктарымен қатар паллеталарды ауыстыру жүйелерін орнатқан кезде, кесу жүрмейтін уақыт шамамен 33% төмендейді. Бұл күн сайын өндірілетін өнімнің көлемін 18-22% арттырады. Ал машиналық басқару жүйелеріне тікелей қосылған автоматтандырылған алдын-ала құрал орнату станцияларын қарастырған кезде нәтижелер тағы да жақсаяды. Бұл жүйелер дайындалу кезіндегі қателерді 90% азайтады, яғни өндіріс сапасы үшін бұл өте маңызды. Сонымен қатар, ақылды суытқыш басқару шешімдері де нақты айтарлықтай айырмашылық жасайды, сұйықтың пайдалану көлемін шамамен 30% дейін азайтады. Барлық осындай жақсартулар энергия шығындары, еңбек сағаттары мен шикізат шығындары бойынша үнемдеу есебінен жаңа CNC токарлық станоктарға жасалған инвестицияның қайтарымын бір жылдан аз уақыт ішінде қамтамасыз етеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Cobot дегеніміз не және олар CNC токарлық ұяшықтарында қалай жұмыс істейді?

Коботтар немесе ынтымақтастық роботтар техникалық қауіпсіздік торларында емес, жұмысшылармен қатар жұмыс істеу арқылы шикізатты тиеу және сапа мәселелерін тексеру сияқты кесу емес тапсырмаларды орындауға көмектеседі. Олар баптау уақытын қысқартып, жарықсыз өңдеу процесстерін жеңілдетіп, өнімділікті арттырады.

IoT датчиктері CNC токарлық станоктардың болжамды қолдауына қалай ықпал етеді?

IoT датчиктері тербелістер мен температура өзгерістері сияқты жұмыс істеу динамикасын қадағалайды. Олар істен шығуға әкелетін ақаулар мен потенциалды мәселелерді уақытылы анықтауға мүмкіндік береді, бұл компанияларға жөндеу жұмыстарын уақытында жоспарлауға және күтпеген тоқтауларды азайтуға көмектеседі.

AI CNC машиналарының жұмысына қалай әсер етті?

AI шпиндель жылдамдығын немесе өңдеу тереңдігін нақты уақыт режиміндегі деректерге сәйкес реттеу арқылы энергия тиімділігін және тірек құралдарының қызмет ету уақытын арттырады. Сонымен қатар, құралдың тозуын басқаруды жақсартып, потенциалды істен шығуларды қолмен тексеруге қарағанда ерте анықтап, күтпеген тоқтауларды азайтады.

Шпиндель жетегі жүйелері дегеніміз не және олардың CNC токарлық станоктардағы пайдасы қандай?

Қазіргі таңдағы шпиндельді жетек жүйелері қиып түзудің нақты талаптарына сәйкес мотордың шығысын реттейді, жеңіл жұмыс жүктемелері кезінде энергияны үнемдейді. Бұл жүйелер жалған қуат пайдалануды азайтып, CNC жұмыстарында энергия тиімділігін арттыруға ықпал етеді.