Малкосерийното производство създава различен проблем с избора на машина с ЦПУ от масовото производство.

Когато една фабрика произвежда хиляди идентични части, машината може да бъде оптимизирана около един стабилен процес. Приспособленията, инструментите, програмите и параметрите на рязане обикновено се повтарят дълго време.

Малкосерийното производство е различно.

Днес можете да обработите 50 броя от един компонент. Следващата седмица поръчката може да се промени на 20 броя от друга част. Материалът, размерите на детайла, приспособлението, инструментите и машинните операции могат да се променят с работата.

В тази среда най-важният въпрос не е:

„Коя CNC машина има най-висока производствена скорост?“

Това е:

„Кой CNC обработващ център ни позволява да сменяме една работа с друга, без да губим твърде много време и пари?“

За производителите на малки партиди гъвкавостта на машината, ефективността на настройката, работното захващане, капацитетът на инструмента, програмирането и размерът на машината могат да имат по-голям ефект върху производствените разходи, отколкото само максималната скорост на шпиндела.

1. Защо производството на малки партиди се нуждае от различна машина с ЦПУ

Икономиката на машинната обработка на малки партиди е силно повлияна от времето, което не се-нарязва.

Помислете за един прост пример.

Една партида съдържа само:

20 части

Действителното време за рязане за всяка част може да бъде:

12 минути

Общо време за рязане:

240 минути

Но да предположим, че всяка нова работа изисква:

60 минути за настройка на приспособлението

30 минути за подготовка на инструмента

30 минути за проверка на програмата

20 минути за подравняване на детайла

Машината може да прекара значително време в подготовка за направата на частите, вместо реално да ги изрязва.

Ето защо един обработващ център с ЦПУ за производство на малки партиди трябва да бъде оценен според целия процес-на смяна на работното място.

Машина, която спестява 2 минути време за рязане, но изисква още 30 минути настройка, може да не подобри действителните производствени разходи.

2. Времето за настройка може да има повече значение от скоростта на рязане

За работа с малки партиди времето за настройка често е едно от първите неща, които трябва да се проучат.

Всеки път, когато нова част влезе в производство, операторът може да се наложи да:

Премахнете предишното приспособление

Инсталирайте ново приспособление

Намерете детайла

Задайте работни компенсации

Заредете инструменти

Инструменти за измерване

Прехвърлете CNC програмата

Проверете програмата

Стартирайте първата част

Направете настройки на инструмента или геометрията

Ако това се случва няколко пъти на ден, времето за настройка може да се превърне в основна част от производствените разходи.

Ето защо, когато избирате CNC обработващ център, попитайте:

Колко бързо можем да преминем от работа А към работа Б?

Този въпрос е особено важен за магазините за работа и договорните производители, които обработват много различни клиентски поръчки.

3. Изберете машината около вашия частен микс

Малкосерийното производство не означава, че всяка част е малка.

Можете да произвеждате:

Малки алуминиеви корпуси

Средни стоманени скоби

Компоненти на мухъл

Персонализирани механични части

Прототипни компоненти

Малко{0}}автомобилни части

Следователно машината трябва да бъде избрана според набора от части, а не само средната част.

Започнете, като идентифицирате:

Най-малката обща част

Най-голямата обща част

Най-тежката обща част

Най-сложната част

След това определете коя конфигурация на машината може да покрие по-голямата част от този диапазон.

Например, ако повечето работни места се вписват удобно в-среден размер VMC, купуването на много голяма машина само за случаен извънгабаритен компонент може да няма икономически смисъл.

4. Вертикалният обработващ център често е практическа отправна точка

Вертикалният обработващ център обикновено се счита за работа с малки и средни партиди, тъй като може да се справи с широк спектър от фрезови операции, без да изисква прекалено специализирана производствена настройка.

Типичните операции включват:

Челно фрезоване

Фрезоване на джобове

Контуриране

Пробиване

Почукване

Райбоване

скучно

Гамата от вертикални обработващи центрове на Dabai включва модели, предназначени за прецизна обработка и производство на малки-до-средни партиди, с функции като автоматична смяна на инструменти и различни работни обвивки.

За работилница, която произвежда различни компоненти всяка седмица, тази гъвкавост може да бъде по-ценна от оптимизирането на машината около една конкретна част.

5. Кога трябва да помислите за 4-осна CNC машина?

Настройката с 4 оси става интересна, когато детайлът изисква обработка от множество страни, но не изисква непременно едновременно движение на инструмента по 5 оси.

Например, даден компонент може да изисква:

Топ механична обработка

Странично пробиване

Множество модели на дупки

Няколко индексирани позиции на обработка

Ротационната ос може да позволи препозиционирането на детайла, без да го премахвате от основната настройка.

Това може да намали:

Ръчно препозициониране

Повторно{0}}поправяне

Подравняване на детайла

Вариант на настройката

За производство на малки партиди намаляването на броя на настройките може да бъде особено ценно.

Ползата не е просто „повече оси“.

Ползата е по-малко манипулации между операциите.

6. Кога има смисъл от 5-осов обработващ център?

5-осният обработващ център може да бъде полезен, когато частите са геометрично сложни или изискват обработка от различни посоки.

Потенциалните примери включват:

Сложни форми

Работни колела

Аерокосмически компоненти

Медицински компоненти

Остриета

Ъглови повърхности

Компоненти с множество трудни{0}}за-достъп функции

Ключовият въпрос не е:

„По-добра ли е 5-осовата?“

Вместо това попитайте:

„Колко настройки ще изисква тази част на 3-осна машина?“

Да предположим, че даден компонент изисква четири отделни настройки на конвенционален VMC.

Ако обработващ център с 5 оси може да завърши повечето функции в една настройка, стойността може да дойде от намаляване на:

Промени в арматурата

Време за подравняване

Операторска намеса

Работа--в процес

Грешки при позициониране

За малки партиди това може да бъде значително, тъй като разходите за настройка се разпределят върху по-малко части.

7. Не купувайте 5-Axis само защото производственият обем е малък

Ниският обем сам по себе си не оправдава 5-осна машина.

Ако вашите части са прости:

Плоски чинии

Обикновени джобове

Стандартни модели на дупки

2.5D компоненти

конвенционален 3-осен вертикален обработващ център може вече да осигури всичко, от което се нуждаете.

Машината с 5 оси става по-подходяща, когато геометрията на частта или броят на настройките създават истинско производствено предимство.

Следователно решението трябва да се основава на:

Геометрия на детайла + брой настройки + изисквания за програмиране + очаквано използване

а не просто производствено количество.

8. Капацитетът на магазина за инструменти има значение при смесена работа с малки партиди

Машина, използвана за една част с голям{0}}обем, може да се нуждае от сравнително предвидим набор от инструменти.

Малкосерийното производство е по-малко предвидимо.

Една работа може да изисква:

6 инструмента

Следващото може да изисква:

14 инструмента

Друга сложна работа може да изисква:

20+ инструменти

Това прави капацитета на магазина за CNC машини важно съображение.

По-голямо списание за инструменти може да намали необходимостта от ръчно премахване и подмяна на инструменти между заданията.

Но отново, по-голямото не означава автоматично по-добро.

Ако повечето от вашите части изискват по-малко от 12 инструмента, плащането за много голям магазин за инструменти може да осигури ограничена полза.

Изберете капацитета според действителното разнообразие на вашата продукция.

9. Автоматичната смяна на инструмента може да спести повече време от по-високата скорост на шпиндела

За производство на малки партиди ефективността-на смяната на инструментите може да окаже значително влияние върху времето на цикъла.

Типичната работа може да изисква:

Челно фрезоване

Грубо джобиране

Завършете фрезоването

Пробиване

Почукване

Скосяване

Автоматичната смяна на инструменти позволява на машината да превключва между тези операции без ръчна намеса.

VMC спецификациите на Dabai, например, включват автоматични магазини за инструменти, като DV855L/Z е посочен с дисков магазин за 24 инструмента.

За смесеното производство практическата стойност на ATC не е просто автоматизация.

Това е способността да поддържате по-широк набор от инструменти, готови за следващата работа.

10. Гъвкавостта на работното място е критична за производството на малки партиди

Една машина може да има отлични спецификации и все още да е неефективна за работа с малки партиди, ако смяната на приспособленията отнема твърде много време.

Помислете колко често променяте:

Менгемета

Меки челюсти

Затягащи плочи

Хидравлични приспособления

Ротационни тела

Модулни тела

Гъвкавата работна система за захващане може да направи значителна разлика.

За производство на малки партиди, модулното закрепване често е привлекателно, защото една и съща основна система може да бъде адаптирана към различни геометрии на частите.

Следователно таблицата на машината трябва да бъде оценена заедно с:

T- оформление на слота

Размери на масата

Отпечатък на приспособлението

Достъп със скоба

Съвместимост с-въртяща се маса

Това се свързва директно с темата за размера на масата на CNC машината, обсъдена по-рано.

11. Не избирайте размера на масата въз основа на една част

Производителите на малки партиди често трябва да обработват различни детайли на една и съща машина.

Да предположим, че вашите нормални работни места варират от:

300 × 200 мм

до:

800 × 500 мм

Машина, избрана около по-малкия компонент, може да стане ограничителна за по-големи поръчки.

Но изборът на огромна машина просто защото една бъдеща поръчка може да е по-голяма също може да увеличи разходите ненужно.

Вместо това погледнете реалното разпределение на вашите работни места.

Попитайте:

Какъв процент от поръчките се вписват в рамките на 500 mm?

Колко често частите надвишават 800 mm?

Какъв е типичният размер на приспособлението?

Какво е типичното тегло на детайла?

Правилният размер на CNC машинната маса е този, който покрива по-голямата част от вашите реалистични производствени изисквания, без ненужно да увеличавате размера на машината.

12. Скоростта на шпиндела трябва да съответства на материалите, които всъщност обработвате

Производителите на малки партиди често обработват няколко материала.

Например:

Алуминий

Мека стомана

Неръждаема стомана

Чугун

Инженерни пластмаси

Машина с изключително високо{0}}скоростен шпиндел може да бъде привлекателна за алуминий и малки инструменти.

Но ако голяма част от работата ви включва стомана с по-големи фрези, въртящият момент на шпиндела и твърдостта на машината може да имат по-голямо значение.

Затова не избирайте CNC обработващ център само от максималните обороти на шпиндела.

Помислете за:

Материал → Диаметър на инструмента → Скорост на рязане → Скорост на шпиндела → Изискване за въртящ момент

Същият принцип важи и за мощността на шпиндела.

Машината трябва да бъде съобразена с условията на рязане, които действително използвате.

13. Твърдостта на машината има значение, когато сместа от части се променя

Малкосерийното производство често означава, че машината ще има много различни условия на рязане.

Една работа може да включва леко алуминиево покритие.

Следващото може да включва агресивно грубо обработване на стомана.

Следващият може да изисква дълбоко{0}}обработване на джобове.

Твърдата структура на машината осигурява по-стабилна платформа при различни натоварвания при рязане.

Това е една от причините, поради които купувачите трябва да оценят:

Машинно легло

Колонна структура

Направляващи пътеки

Опора на шпиндела

Работна маса

Тегло на машината

вместо да сравнявате само мощността на шпиндела.

Една гъвкава дребно{0}}машина трябва да остане стабилна при различни материали и условия на рязане.

14. Програмирането и прехвърлянето на програмата трябва да е лесно

Малкосерийното производство често включва чести промени в програмата.

Една машина може да се наложи да работи:

Програма A → Програма B → Програма C → Програма D

в рамките на същата седмица.

Това прави използваемостта на CNC контрола важна.

Вижте:

Трансфер на програма

Програмно съхранение

Управление на отместването на инструмента

Управление на работните компенсации

Макро възможности

Редактиране на програма

USB/Ethernet/мрежова връзка

Операторски интерфейс

Машина, която е лесна за препрограмиране, може да намали времето между поръчките на клиента.

За магазините за работа това може да има по-голяма практическа стойност от малко увеличение на максималната скорост на шпиндела.

15. Пробването може да бъде полезно за кратки бягания

При масово производство автоматизирана система за инспекция може да бъде проектирана около един повтарящ се процес.

Малкосерийната работа е различна.

Заготовките се сменят често.

Сондирането може да помогне с:

Подравняване на детайла

Настройка на работния офсет

Измерване на характеристиките

Измерване на инструмента

В-процес на проверка

Това може да намали времето за ръчна настройка и измерване.

За малки партиди, където настройката се случва често, тези минути могат да се натрупат бързо.

Ако вашето производство включва много сложни части, обсъдете опциите за сондиране, когато избирате CNC обработващ център.

16. Изчислете цената на настройката, а не само цената на машината

Да предположим, че две CNC машини имат подобни покупни цени.

Машина А изисква:

45 минути настройка на работа

Машина B изисква:

25 минути настройка на работа

Ако вашата фабрика изпълнява шест различни задачи на ден, разликата може да стане значителна.

Над един месец спестеното време за настройка може да бъде по-ценно от малка разлика във времето на машинния цикъл.

Ето защо изборът на машини за малки партиди трябва да включва:

Цена на машината + време за настройка + труд + инструменти + промени на приспособленията + програмиране + поддръжка

вместо само покупната цена на машината.

17. Промени в производството на малки партиди Как трябва да мислите за времето на цикъла

При-серийно производство подобрението на цикъла от 10-секунди може да бъде изключително ценно, защото се умножава по хиляди или милиони части.

При дребносерийно производство калкулацията е различна.

Да предположим, че правите:

30 части

и запазете:

20 секунди на част

Общото спестяване е само:

10 минути

Но ако намалите времето за настройка с:

30 минути

сте създали три пъти това запазване само от настройката.

Следователно, за производство на малки партиди, намаляването на времето без рязане понякога може да бъде по-ценно от преследването на възможно най-краткия цикъл на рязане.

18. Хоризонталните обработващи центрове могат да имат смисъл за повтарящи се малки партиди

Хоризонталният обработващ център става интересен, когато едно и също семейство части изисква обработка на няколко лица.

Хоризонталната ориентация на шпиндела може да помогне с евакуацията на стружки и обработката с много-лице, докато палетизираното или надгробно държане може да поддържа повторяеми производствени настройки.

Например, семейство корпуси на скоростни кутии може да изисква:

Предна{0}}обработка

Странични отвори

Долни характеристики

Вътрешни джобове

Ако една и съща концепция за захващане може да поддържа няколко свързани компонента, хоризонталният обработващ център може да намали повтарящата се работа по настройка.

Но ако вашите малки партиди се състоят предимно от прости компоненти с едно-лице, допълнителната сложност може да не осигури същата полза.

Отново, решението трябва да следва действителния процес.

19. Когато един център за пробиване и нарязване на резби може да е достатъчен

Не всяка малка партида се нуждае от-VMC в пълен размер.

Ако частите са относително малки и по-голямата част от операциите са:

Пробиване

Почукване

Леко фрезоване

Скосяване

Обработка-на шаблони на отвори

може да си струва да обмислите високо{0}}център за пробиване и нарязване на резби.

Продуктовата гама на Dabai включва високо{0}}скоростни центрове за пробиване и нарязване на резби заедно с VMC, HMC, портални и 5-осни машини.

Ключът е да съобразите машината с операционния микс.

Закупуването на голям обработващ център за работа, доминирана от високо{0}}скоростно пробиване и нарязване на резба, може да доведе до неизползван капацитет на машината.

20. Не пренебрегвайте най-голямата част от вашата малка партида микс

Често срещана грешка е изборът на машина около средната част.

Да предположим, че вашият производствен микс съдържа:

60% малки части

30% средни части

10% големи части

Ако големите части са стратегически важни, машината все още трябва да ги побере.

Това обаче не означава автоматично закупуване на машина с размери изцяло около възможно най-големия компонент.

Вместо това можете да попитате:

Могат ли големите части да се обработват на друга машина?

Могат ли най-големите поръчки да бъдат възложени на подизпълнители?

Достатъчно чести ли са, за да оправдаят по-голяма машина?

Дали една по-голяма маса би намалила значително броя на поръчките, които можем да изпълняваме ефективно?

Това е решение за-планиране на производството, а не просто решение за-спецификация на машината.

21. Какво ще кажете за 3-осно срещу 4-осно срещу 5-осно производство за малки партиди?

Едно практическо сравнение изглежда така:

Важното е, че производството на малки партиди не означава автоматично 5-осно.

Това означава, че машината трябва да минимизира количеството-непродуктивна работа, необходима за смяна на работни места.

22. Как да оценим машина с ЦПУ за производство на малки партиди

Преди да поискате оферти, изгответе представителен списък с работни места.

За всяка част запишете:

Размери на частта

Частично тегло

Материал

Годишно количество

Партидно количество

Брой настройки

Брой инструменти

Типично време на цикъл

Тип приспособление

Необходими допуски

Механични операции

След това идентифицирайте общите изисквания за частите.

Например:

Типичен размер на частта: 500 × 350 × 250 mm

Типична партида: 20–100 броя

Материали: алуминий + въглеродна стомана

Типични инструменти: 8–16

Операции: фрезоване + пробиване + резбоване

Това дава на доставчика на CNC машини достатъчно информация, за да препоръча машина около действителния производствен микс.

23. Въпроси, които да зададете на производителя на машини с ЦПУ

Когато сравнявате машини за производство на малки партиди, попитайте:

Относно настройката

Колко лесна е подмяната на арматурата?

Какво разположение на масата и T-слота е предоставено?

Могат ли да се използват модулни тела?

Относно инструменталната екипировка

Колко инструменти съдържа ATC?

Колко време отнема смяната на инструмента?

Какъв диаметър и тегло на инструмента може да приеме шпинделът?

Относно машинната обработка

Каква мощност и въртящ момент на шпиндела са налични?

Какъв е полезният диапазон на-скорости на шпиндела?

Колко твърда е машината при по-тежки срезове?

Относно контрола

Как се прехвърлят програмите?

Колко програми могат да бъдат съхранени?

Налични ли са опции за сондиране и измерване на инструменти?

Относно производството

С какви размери детайли се справя удобно машината?

Може ли да поддържа 4-осно или 5-осно работно захващане?

Какво е типичното разположение на настройката?

Тези въпроси са по-полезни, отколкото да питате само за максималните обороти на машината или размера на масата.

24. Пример: клиентска поръчка от 30 части

Представете си, че клиент поръчва:

30 алуминиеви корпуса

Всяка част изисква:

Челно фрезоване

Фрезоване на джобове

12 пробити дупки

6 резбовани отвора

Скосяване

Действителното време за рязане е:

15 минути на част

Общо рязане:

450 минути

Но работата също така изисква:

Монтаж на арматура

Настройка на работния офсет

Подготовка на инструмента

Проверка на програмата

Първо{0}}проверка

Ако настройката отнема два часа, това време за настройка е значително спрямо общата поръчка.

Сега си представете, че друг клиент изпраща напълно различен стоманен компонент.

Ако машината може бързо да сменя инструменти, приспособления, програми и работни отмествания, един и същ обработващ център с ЦПУ може да поддържа и двете поръчки без големи прекъсвания.

Тази гъвкавост е точно това, за което плащат производителите на малки партиди.

25. Най-добрата машина за производство на малки партиди не е непременно най-малката

По-малка машина може да има по-ниска покупна цена.

Но ако изисква:

Още настройки

Още ръчни промени на инструмента

Още промени в арматурата

По-дълго време за обработка

По-чести корекции на работното захващане

първоначалното спестяване може да изчезне по време на производството.

Обратно, машина, която е много по-голяма от необходимото, може да обвърже капитал и подово пространство.

Практическата цел е:

Достатъчно капацитет и гъвкавост за вашия нормален производствен микс, без да плащате за капацитет, който рядко ще се използва.

Това е правилният начин за избор на CNC машина за производство на малки партиди.

26. На какво трябва да дадете приоритет, когато сравнявате машини?

За производство на малки партиди, оценете машината в следния ред:

1. Частично покритие

Може ли да побере реалистичната гама от части?

2. Гъвкавост на настройката

Могат ли приспособленията и работните компенсации да се променят ефективно?

3. Конфигурация на машината

Ще намали ли настройката 3-осовата, 4-осната, 5-осната или хоризонталната обработка?

4. Капацитет на инструмента

Може ли машината да побере инструментите, необходими за различните ви работни места?

5. Производителност на шпиндела

Шпинделът отговаря ли на вашите материали и фрези?

6. Контрол и програмиране

Могат ли операторите да променят програмите ефективно?

7. Маса и товароносимост

Може ли машината да поддържа пълната ви настройка за захващане?

8. Дългосрочни-производствени разходи

Машината ще намали ли времето за настройка и обработка в реалния ви микс от задачи?

Това дава много по-реалистична основа за избор на CNC обработващ център.

Окончателно: Изберете гъвкавост, преди да преследвате максимална скорост

При производство на малки партиди най-голямата загуба на производителност често се случва между заданията, а не по време на рязане.

Подходящият CNC обработващ център следователно трябва да направи практично преминаването от една клиентска поръчка към друга с минимално време за настройка, инструменти, подравняване и програмиране.

За прости компоненти вертикалният обработващ център може да осигури гъвкавостта, необходима за фрезоване, пробиване, нарязване на резби и кратко{0}}серийно производство.

За много{0}}странични части 4-осна конфигурация или хоризонтален обработващ център може да намали повтарящите се настройки.

За сложна геометрия 5-осният обработващ център може да намали броя на операциите за захващане, когато частта наистина се възползва от много-достъпа по осите.

За малки части, в които преобладава пробиването и нарязването на резби, може да е по-подходящ специален-център за пробиване и нарязване на резби.

Правилният избор зависи от действителния производствен микс.

Преди да закупите, дайте на производителя на CNC машина представителен списък с вашите части, включително размери, материали, партидни количества, изисквания за закрепване, инструменти, брой настройки и операции по обработка.

Това позволява машината да бъде избрана според вашия реален производствен процес, а не около една спецификация като скорост на шпиндела, размер на масата или мощност на машината.

Dabai Precision Machine Tool доставя вертикални обработващи центри, хоризонтални обработващи центри, 4-осни и 5-осни обработващи центри, високоскоростни центрове за пробиване и нарязване на резби и портални обработващи центри за различни размери на частите, геометрии и производствени изисквания.