Боловсруулалт хийхийн тулд CNC токарийн машин сонгохдоо ямар хүчин зүйлс чухал вэ?

CNC токарийн машинийн техникийн боломжууд болон нарийвчлал

Боловсруулалтын процессын нарийвчлал, давтагдах чанар, уян хатан байдал талаар ойлголт авах

Онцгой CNC эргэлтийн төхөөрөмжүүд 2 микрон орчим нарийвчлалтай ажилладаг (2025 онд NIST-ийн мэдэж байгаагаар), том партийг ажиллаж байхдаа давтагдах нарийвчлал нь 1 микрон хүртэл багасдаг. Энэ нарийвчлалыг олох нь төсөл зураг дээр төлөвлөсөн хэсгүүд бодитой таарч, чанарыг партийн дагуу тогтвортой байлгана. Алдаа нь мөнгөнөөр тооцогдох байгуэмжид энэ нь маш чухал, жишээлбэл онгоцны үйлдвэр эсвэл автомашины фабрик. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь програмчлагдсан замын төхөөрөмжтэй, зэрэгцээгээр олон даалгавар гүйцэтгэж чаддаг тул илүү уян хатан байдаг. Нэг удаагийн тохируулгаар л цацрагийн ажил, резьбийн ажил, тэдгээрийг дүрсэлсэн муруй хажуугийн ирмэгийг боловсруулж болно. Үр дүн нь? 2024 оны IMTS-ийн тайлангийн мэдээллээр өмнөх арга барилаас харьцуулахад 35 хувийн зогсолтын цагийг хэмнэнэ.

Эргэлтийн хурд, цанхны хэмжээ, төхөөрөмжийн системийн нөлөөллийг үнэлэх

Хийн хурд 6,000 эрг/мин-аас дээш болох үед хатуулагдсан ганг илүү үр дүнтэй боловсруулах боломжийг олгодог. Нарийн төвөгтэй деталь боловсруулахад найман инч болон түүнээс доош хэмжээтэй жижиг чакууд илүү тогтвортой байдаг. Сүүлийн жилүүдийн үеийн үйлдвэрлэлийн шалгалтаар гарч ирсэнээр 12 байрлалтай револьвер ба хурдан солигдох төмөр хэрэгслүүдийн цогц нь зогсонги шалтгаах хугацааг ойролцоогоор 22 хувиар бууруулдаг. Хийн их диаметртэй деталь боловсруулахад тавдагч инч болон түүнээс дээш хэмжээтэй том чакуудыг ашиглах шаардлагатай байдаг боловч энд хурд ба эргүүлэх моментийн хооронд тодорхой тэнцвэр алдагддаг. Энэ тэнцвэр нь 2024 онд явуулсан зарим шатлалын хайрцагны үйлдвэрлэлийн туршилтуудад тод илэрсэн.

Револьвер, утасны ирмэг, мөн удирдлагын самбарын нарийн боловсруулалт дахь үүрэг

Баганы радиал хатуу чанар нь хүнд даалгавартай эдлэлийг боловсруулах үед хазайлтыг бууруулдаг. Газрын бөмбөлөгт хөдөлгүүртэй эргэлтийн дэлгэц нь байршлын алдааг маш бага, метр тутамд гурван мкм-ээс бага байлгана. Одоогийн хяналтын самбарууд нь тактил харилцан яриа хөтлөх боломжийг олгодог мөн үйлчлэгчийн алдааг ихээр бууруулдаг судалгааны дүнгээс харахад Журнал of Advanced Manufacturing-ийн өмнөх жилийн судалгаагаар мөргөлдөөнөөс сэргийлэх ухаалаг системтэй тоноглолтой байдаг. Алдааны ерөнхий тоо 40%-иар буурч байна. Мөн шугамын кодлогчийг мартаж болохгүй бөгөөд энэ нь тэнхлэгүүдийн хөдөлгөөнийг тус тус зэрэгцүүлэн хөдөлгөх замаар нарийн дээжийг ч (жишээлбэл, хэликоид ховил) зөвшөөрөгдөх хүрээнд +/- 0.01 мм нарийвчлалтай байлгадаг. Ийм нарийвчлал нь чанартай үйлдвэрлэлийн ажлуудад маш чухал ач холбогдолтой.

Туршлагын тохиолдол: Наалтын агаарын тээврийн хэрэгслийн нарийн эд анги үйлдвэрлэх

Турбины хөмрөөс хаягдлыг нь резко бууруулсан нэг том нийлүүлэгч шинэ CNC токарийн үйлдвэрт живийн тулгуур болон C-тэнхлэгийн хяналтын системийг нэвтрүүлснээр хаягдлын хэмжээ 12%-аас 0.8%-руу буурчээ. Тус машин нь маш хэцүү Inconel 718 хайлшны фланцыг 4 микрометр гөхөр боловсруулах шаардлагатай боловч бүх деталуудыг дунджаар 98.6% амжилттай боловсруулж чадав. 2023 онд аудиторууд шалгавал бүх зүйл AS9100 Rev E стандартын шаардлагад нийцэж байв. Энэ нь нарийн төвөгтэй хэсгүүдэд аж ахуйн нэгжүүд энэ төрлийн нарийн боловсруулалтыг хийх боломж олгодог дэвшсэн технологийн тоног төхөөрөмжүүдэд хөрөнгө оруулж байхыг харуулж байна.

Интеграл сенсорууд болон Бодит цагийн алдаа засварын чиг хандлага

2024 оныг хэмжих технологийн судалгаагаар үзэхэд, 78% үйлдвэрлэгчид одоо хөдөлгөөнтэй тээжийн датчикаар хангагдсан, термостатын компенсацийн функцтэй CNC токарийн станкыг чухалчилж байна. Тохируулгын систем нь хэрэгсэл дутмаг болох 15 мкм-ээс дээш өөрчлөлт орох үед автоматаар орцын хурдыг тохируулж, эрдэс бодисын хайлшийг өндөр температурт эргүүлэх үед хэсгийн нарийвчлалыг 27%-иар сайжруулжээ.

Материалын нийцэлт, боловсруулалтын шаардлага

CNC токарийн станкыг метал, нүүрсний ус, композит материалаар тохируулах

Зөв CNC токарийн станц сонгох нь ихэвчлэн ямар төрлийн материал дээр ажиллах болохоос хамаарна. Цайр, зэс болон нержавеюшчая сталь шиг металлуудын хувьд эдгээр материалыг нарийн хэмжээнд оруулахын тулд хүчтэй цахилгаан хөдөлгүүр, бат бөх осоо хэрэгтэй байдаг. Харин пластик материалын хувьд өөр нэг зүйл байдаг. Эдгээр материалыг хурц ирмэгтэй хэрэгсэл, бага даралттай орчинд илүү сайн хэсэгт оруулах боломжтой байдаг. Эсрэг тохиолдолд ирмэгүүд нь аяндаа хайлуулах, жижиг ирмэгт хэсгүүд үүсгэх болно. Нөгөө талаар угсралтын материалын хувьд нүүрсөн утас эсвэл бетон шиг материалыг боловсруулахад ажиллах үед гарах жижиг ширхэгүүд агаарыг бохирдуулж болзошгүй тул тусгайлан агаарын цэвэрлэгээний системд анхаарал хандуулах шаардлагатай.

Материалын төрөлөөр дулааны тогтвортой байдал ба хэрэгсэл элэгдэх нь

Дулааны өргөтгөлт нь хамгийн их хэлбэлзэлтэй байна – хөнгөн цагаан нь 23 µm/m°C-аар өргөсдөг бол ган нь 8.6 µm/m°C-аар өргөсдөг. Урт хугацааны ажиллагааны үед нарийн тусгай зөвшөөрөл (±0.005 мм) барьж байхын тулд машины актив дулааны компенсацыг нэвтрүүлэх шаардлагатай. Цагаан тугалга нь хөнгөн цагаангаас 300%-иар хурдан хэрэгсэл элэгдэлтийг хурдасгах бөгөөд хүчирхэг хэрэгсэл солих ба хурдны адаптив систем шаардлагатай.

Дулаан мэдрэг материалын хөргөгч системийн шаардлага

Дулааны мэдрэг бодисууд, жишээлбэл PEEK полимерүүдийг хэрэглэхэд хөргөгч шингэний нөхцөлийг сайн удирдах шаардлагатай. Хөргөгч шингэн нэвтрэх хэмжээ хүрэлцэхгүй бол эд ангиуд машины эрэгт боловсруулах үед муруйж хазайх хандлагатай байдаг. Нөгөө талаас, хэт их хөргөгч шингэн нь чип зөөвөрлөгч төхөөрөмжүүдэд саад болох ба бохирдол үүсгэх асуудалд хүргэдэг. Ийм учраас олон CNC токарийн станкууд одоо хамгийн бага хэмжээний тослох (MQL) систем рүү шилжин ажиллаж байна. Эдгээр MQL системүүд цагт дунджаар 50 мл-аар ашигладаг бөгөөд энэ нь урьдний хэмжээнд 20 литр шингэн ашигладаг байсан системүүдтэй харьцуулахад маш их бага хэмжээ юм. Энэ зөрүү нь хаягдал багасгах, үр ашигтай ажиллагааг сайжруулахыг хүсэж буй үйлдвэрүүдэд маш чухал ач холбогдолтой байдаг. Тодорхой хэрэглээний талаар ярилцбал, зэсэн хайлштай ажиллах үед үйлдвэрлэгчид ихэвчлэн диэлектрик хөргөгч шингэн рүү эргэдэг. Эдгээр онцгой шингэнүүд нь электрохимийн коррозийг саатуулж чаддэг бөгөөд Ra 0.3 микрометр хүртэлх гөхөн гадаргуу үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Энэ нь нарийн нарийвчлалтай үйлдвэрлэлийн орчинд маш чухал ач холбогдолтой байдаг.

Хэсгийн хэмжээ, геометр болон нарийн төвөгтэй байдал

Хэсгийн геометр CNC токарийн машин сонгоход нөлөөлөх нь

Боловсруулж буй хэсгийн хэлбэр нь шаардлагатай цахилгаан хөдөлгүүрийн эргэлтийн хурд, турретийг хэрхэн тохируулах, мөн програмчлал хэр нарийн төвөгтэй болохыг ихээр нөлөөлдөг. Дотор талын ирмэгүүд эсвэл нарийн конуст эрхэт утас болон хүндрэлтэй байдалтай үед машиныг ажиллуулах болон Y тэнхлэгийн хөдөлгөөн хэрэгтэй болдог. Энгийн цилиндрийн хэлбэр нь 2 тэнхлэгт систем дээр сайн ажилладаг. Жишээ нь, шаант эмх замыг авч үзье. Энэ төрлийн хэсгийг боловсруулахын тулд эргэлт ба шугаман хөдөлгөөнийг зэрэг хийх чадвартай, 3000 RPM-с дээш эргэлдэгч цахилгаан хөдөлгүүртэй, C тэнхлэгтэй контуртай тоног төхөөрөмж л зохино. Ихэнх үйлдвэрүүд энэ шаардлагыг шинэ тоног төхөөрөмж худалдан авах үедээ хязгаарлалт гэж үздэг.

Эргэх диаметр болон охид орцны уртын хязгаарлалт үйлдвэрлэлийн масштаб дээр

Эргэх төхөөрөмжийн хүрээний диаметр, урт нь тухайн төхөөрөмжөөр ямар хэсгүүдийг үйлдвэрлэж болохыг тодорхой хязгаарлаж өгдөг. Жишээлбэл, стандарт 400 мм диаметрт эргэх төхөөрөмж нь онгоцны газуйн 450 мм диаметртэй хэсгүүдийг энгийнээр л машинчлах үед эд ангиудад хохирол учруулах эрсдэлгүйгээр хандуулж чадахгүй. Мөн 1.5 метрээс бага урттай эргэх төхөөрөмжийн хувьд үйлдвэрлэгчид урт гидравлик цилиндрийн эд ангиудыг үйлдвэрлэхэд хүндрэлд орж байна. Энэ асуудлыг шийдэх ердийн арга нь эд ангиудыг хэсгүүдэд тасалж, угсралтын үйл явцыг нь нарийсгах эсвэл том машиныг худалдан авч өргөтгөхөд нэмэлт мөнгө зарцуулах явдал юм. 2023 оны сүүлчийн үеийн салбарын сүүлчийн тайлангуудын мэдээллээр том хэмжээтэй эд ангиудыг боловсруулах боломжийг олгохын тулд төхөөрөмжийн хэмжээгээ томруулах шаардлагатай болох үед компанийн төхөөрөмжийн зардал нь дунджаар 18%-оос 22%-р нэмэгддэг.

Эргүүлэх төвүүд дээр олон тэнхлэгт нарийн ажиллагаа хийх болон стандарт эргэх төхөөрөмж

Зургаан тэнхлэгт эргэх төв нь турбины хөдөлгүүрний лопатуудад тохиолддог нарийн дүрс бүтцийг үйлдвэрлэхэд маш тохиромжтой юм. Эдгээр төвүүд нь ижил машин дээр эргүүлэх, фрезерлэх, болон жижиг хийх үйлдлүүдийг нэг дороос хийж чаддаг. Гэвч одоо зарим тоо мэдээлэлд шилжье. Эдгээр чанарын өндөр системүүд нь ерөнхийдөө 250 мянган долларас 400 мянган доллар хүртэл өртдөг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн 80-ээс 150 мянган долларын хооронд байдаг хэвийн хоёр тэнхлэгт токарийн станкнаас хамаагүй үнэтэй байдаг. Их биш үйлдвэрлэлийн хэмжээ шаардлагагүй жижиг үйл ажиллагаануудад өөр нэг сонголт байгаа. Хуучин тоног төхөөрөмж дээр нэмэлт тэнхлэг суурилуулан шинэчлэх нь ойролцоогоор 35-60 мянган долларын зардал шаарддаг бөгөөд эдгээр олон тэнхлэгт машинуудын 40-60 хувийн чадавхитай байдаг ч тоног төхөөрөмжийг бүрэн сольж шинэчлэх шаардлагагүй болгодог. Энэ нь төсөв хязгаарлагдмал боловч тодорхой дэвшсэн боломжуудыг ашиглах шаардлагатай үед маш тохиромжтой юм.

Автомжуулалт, хяналтын систем, ирээдүйд бэлтгэх

Контроллерийн интерфейс болон хуучин ажлын явцтай нийцэх программ хангамж

Хянах зөөлөн програм нь үйлдвэрийн талбайн одоо байгаа ажлын төлөвтэй сайн ажиллаж байвал CNC токарийн станкууд нь дунджаар илүү сайн ажилладаг. Fanuc-ийн FOCAS платформ эсвэл Siemens-ийн SINUMERIK цуврал шиг нээлттэй архитектур зарчим дээр суурилсан системүүд нь CAM програмууд болон пүүлээр эрсдэл удирдах системүүдтэй холбогдоход маш хялбар болгодог. Өнгөрсөн жил SME-аар хэвлүүлсэн судалгаагаар тогтмол холболтын стандартыг эзэмшсэн үйлдвэрүүд нь олон төрлийн материалыг ашиглан ажиллах үед нэг гуравны хэмжээгээр бага алдаа гаргаж, суурилуулалтын хугацаагаа дөрөвний нэг хэсгээр багасгасан байдаг. Ирээдүйг харгалзан үзэхэд үйлдвэрлэгчид шинэ хянах төхөөрөмжүүд нь хуучин төхөөрөмжтэй хэр зэрэг нийцдэггүйгээ тодорхойлох шаардлагатай байдаг, учир нь энэ нийцэл нь технологийн шинэчлэлтийн үеэр шилжилтийг хялбар болгодог.

Автомжуулах боломж: Бар хөтөлгүүр, Ганtries түүхий эд тээвэрлэгч, Тохируулагч солих төхөөрөмж

Цахилгаан дамжуулагчгүй системүүдийн благодарийн улмаас хүмүүс оршин байхгүй үед л үйлдвэрлэл явагдаж байна. Орчин үеийн шурга тээвэрлэгчид 12 мм-ээс эхлээд 80 мм хүртэлх диаметртэй материалыг боловсруулж чаддаг бөгөөд тэдгээрийг ажлын байр бүрээс нь хурдан солих боломжтой цахилгаан шургатай ирдэг. Энэ тохлуур нь жижиг үйлдвэрлэлийн нөхцөлд ч сайн ажилладаг бөгөөд тохлуурыг олон удаа өөрчлөх нь ихэвчлэн удаан байдаг. Нийлмэл бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувьд машин турель нь одоо C тэнхлэг болон Y тэнхлэгийн чиглэлд ажиллагаа явуулдаг бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэгчдэд одоо тусдаа төгсгөлийн төхөөрөмж шаардлагагүй болгож байна. Автомашины үйлдвэрлэлд мөн гайхалтай үр дүнгүүдийг харж байна. Коленвалыг үйлдвэрлэхдээ RFID тагтай төхөөрөмжийн байлдааны тээвэрлэгчидтэй хослуулбал автомашины үйлдвэрлэлийн шийдэлд өмнөх онд гарсан судалгааны дүнгээр хүний нөлөөллийг 2/3 хэмжээгээр бууруулж чадна.

Оюунлаг үйлдвэрүүд болон IoT-ийг дэмждэг CNC токарийн машин зохион байгуулалт

Инженерийн 4.0 эрин үеийн өсөлт нь уламжлалт CNC токарийн станкуудыг ухаалаг машинаар хувиргаж, үнэ цэнэтэй мэдээлэл үүсгэх боломжийг олгосон. Орчин үеийн тоног төхөөрөмж нь шпиндель хэлбэлзлийг плюс, минус 2 микрометр хүртэл, хөргөх шингэний даралтыг тэгээс дөчин бар хүртэл, температурын хэлбэлзлийг тус тус хянах оруулсан сенсоруудтай тоноглолтой. Мөн температурын хэлбэлзэл ±5 хэм хүртэл компенсацлагдана. Хэрэв MTConnect шиг нөөцийн платформд холбогдвол үйлдвэрлэгчид бодит цагт хэрэгслийн элэгдлийг шинжилж болно. Энэ боломж нь онцлог агаарын олон төрлийн хэсгүүдийн хувьд хаягдлын хэмжээг 20%-иар бууруулж байгаа нь батлагдсан. Засвар үйлчилгээний хувьд урьдчилан таамаглах алгоритмууд ч гэсэн сайжирч байна. Сүүлийн судалгаагаар эдгээр систем нь 2023 онд Инженерийн оюун ухаант производство сэтгүүлд хэвлэгдсэн судалгааны дагуу бөмбөгт товчлуурыг солих шаардлагатай болохыг 92% нарийвчлалтай таамаглаж чаддаг.

Хуучин үеийн машиныг шинэчлэх эсвэл Шинэ технологийн машинд хөрөнгө оруулах

60% ашиглалтын доор ажиллаж буй тоног төхөөрөмжид шугаман масштабтай кодчлолт төхөөрөмж (1 мкм нарийвчлал) болон модуль турель суурилуулснаар машинын ажиллах хугацааг үр дүнтэй сунгах боломжтой. Өндөр эзлэхүүний үйлдвэрлэгчид AI технологийг ашигласан дараагийн үеийн загварыг сонгох нь титаны эмнэлгийн имплант үйлдвэрлэхэд циклийн хугацааг 12–18%-иар бууруулдаг (SME, 2023).

Нийт эзэмшилтийн зардал болон нийлүүлэгчийн итгэл үнэмшил

Брэндийн тухай баталгаа, техникийн дэмжлэг, сургалтын үнэлгээ хийх

Нийлүүлэгчийн итгэл үнэмшил нь урт хугацааны ажиллагаанд чухал нөлөө үзүүлдэг. 24/7 техникийн дэмжлэг үзүүлдэг нийлүүлэгчидтэй хамтран ажилладаг үйлдвэрлэгчид нь энгийн үйлчилгээний гэрээ дээр тулгуурладаг нийлүүлэгчидтэй харьцуулахад 35% бага зогсолттой байдаг (2025 оны Үйлдвэрлэлийн технологийн тайлан). Үнэлгээний чухал шалгуур үзүүлэлтүүдэд дараахь ордог:

• Эрх мэдээлэл: ISO 9001 сертификаттай төвтэй, механик гологдолд хариу үйлдэл үзүүлэх хугацаа нь 48 цагаас бага баталгаатай нийлүүлэгчийг сонгоно уу.
• Сургалтын хөтөлбөрүүд: Хангалтын удирдлагаар CNC програмчлалын сургалтыг ашигладаг цехүүд нь суурилуулалтын хугацааг 28%-иар богиносгож байна (Бүтээлчийн ажиллагааны үзүүлэлтүүдийн тайлан 2024).

Эзэмших үнийн нийт зардлыг тооцох: Засвар үйлчилгээ, Ажиллагааны зогсолт, Шинэчлэлтүүд

Эхний худалдан авалт нь нийт зардлын зөвхөн 40–60%-ийг эзэлдэг. Үйл ажиллагааны хүчин зүйлс – энерги зарцуулалт (хүнд даацын загваруудын хувьд цагт 12 кВт/цаг хүртэл) ба шпиндель тохируулгын давтамж – жилд нэмэлтээр 22–30% зардлыг нэмдэг. Шийдвэр гаргахад энэ задаргааг ашиглаарай:

Хэрэглээний дутагдалаас сэргийлэх: CNC токарийн станк болон бизнесийн шаардлагыг хармонич холбох

Хэт техникийн шаардлага нь үр ашгийг бууруулдаг – Бяцсүү болон дунд эзлэхүүний үйлдвэрүүдийн 32% нь 60%-иас доош ашиглалттай байна (2023 оны Машин техник аж үйлдвэрийн судалгаа). Жишээлбэл, автомашины хэсгүүдийг үйлдвэрлэдэг аж ахуй нь одоогийн ажил нь 120,000 долларын загварын 80 мм цангад орж болох боловч 250,000 долларын 150 мм цангатай машин шаардлагагүй байж болно. Багтаамжийн хяналт шалгалт хийх:

1. Одоогийн хэсгийн диаметрүүдийг машины эргэлтийн багтаамжтай тааруулна уу.
2. Олон тэнхлэгийн чадавхи шаардагч ирээдүйн захиалгуудыг урьдчилан таана.
3. Бар зуурмагчид шиг автоматжуулалтын нэмэлтүүдийн өгөөжийн харьцааг үнэлнэ үү.

70–80% машины ашиглалтын зорилт тогтооно – хөрөнгө оруулалтыг баталгаажуулахад өндөр боловч эрчимтэй эрэлтийг шингээж чадах зэрэг хүрэхэд хүрэлцээтэй хатгүү байх.

Түгээмэл асуултууд

Орчин үеийн CNC токарийн станкууд ямар нарийвчлалтай вэ?

Орчин үеийн CNC токарийн станкууд орчин үеийн хэрэгслийг ойролцоогоор 2 микрон нарийвчлалаар байршуулж, 1 микрон хүрэх давтамжийн нарийвчлалд хүрэх чадвартай.

Цанхны эргэлтийн хурд ба цанхны хэмжээ машинд яаж нөлөөлөх вэ?

Цанхны өндөр эргэлтийн хурд нь хатуу материалыг үр ашигтайгаар боловсруулах боломжийг олгож, жижиг цанхнууд нь нарийн деталд илүү тогтвортой байдлыг хангана.

CNC токарийн станкны хувьд гол материалтай холбоотой асуудлууд юу вэ?

Материалын төрөл нь хамгийн сайн боловсруулалтын үүднээс цанхны эргэлтийн момент, хэрэгслийн систем, хөргөлтийн системийн сонголтод нөлөөлнө.

Хэсгийн геометр нь CNC токарийн сонголтонд ямар нөлөө үзүүлэх вэ?

Хэсгийн геометр нь эргэлтийн хурд, багажны тохируулга, програмчлалын төвөгтэй байдлыг нөлөөлдөг бөгөөд төвөгтэй дүрсүүд нь амьд багаж болон олон тэнхлэгт чадварыг шаарддаг.

Хуучин CNC токарийг шинэчлэн нэвтрүүлэх нь үр дүнтэй юу?

Шинэчлэн нэвтрүүлэх нь хуучин CNC төхөөрөмжүүдийн ажиллах хугацааг хямд үнээр сунгах боломжийг олгодог бол их хэмжээний үйлдвэрлэлд шинэ технологийн хөрөнгө оруулалт илүү үр дүнтэй байж болно.