EN
Cnc turning machine точност, повтаряемост и последователност на качеството
Как CNC токарните машини осигуряват допуски под микрона през различните партиди
Съвременните CNC токарни машини могат да постигнат изключително малки допуски от около 0,005 мм благодарение на своите серво системи с обратна връзка и цифрово програмиране на инструменталния път. Тези автоматизирани системи се справят с неща, които ръчно биха били невъзможни, като постоянно компенсират топлинното разширение и износването на инструмента по време на работа чрез вградени измервателни щифтове. Няма нужда хората постоянно да извършват измервания, което означава по-малко грешки и детайли, които запазват точността си от една партида към следващата. Индустрии като авиокосмическата и производството на медицински устройства особено се възползват от този вид прецизност, тъй като са със строги регулации и нулева толерантност към повреди. Производителите докладват намаляване на отпадъците до 90%, когато преминат от традиционни методи за обработка. Всеки един произведен компонент излиза с абсолютно същата спецификация като предишния, което значително опростява контрола на качеството в производствени среди с високи изисквания.
Изключително важно е да се вземат предвид различните видове преработки, които могат да бъдат направени в рамките на една или повече от три години.
Старите предавки зависят изцяло от това, което операторът знае и прави, когато прави измервания, прави корекции и решава кога нещо е направено правилно. И това създава проблеми, защото различните хора, работещи в различни времена, естествено ще дадат различни резултати. Когато машините работят ръчно, обикновено виждаме толеранции около плюс или минус 0,1 мм. - Защо? - Не знам. Тъй като никой не прилага точно едно и също налягане всеки път, четенето на тези малки скали или микрометри става трудно след известно време, и нека си го кажем, никой не остава остър цял ден по време на тези дълги производствени серии. Разбира се, наистина добри машинисти могат да направят отделни части с голяма точност. Но да се опитваш да поддържаш консистенция, когато много работници поемат работата през деня? Това просто не се случва без някаква компютърна помощ или автоматични корекции. Несъответствието се вижда навсякъде от това как се сглобяват частите до това колко добре работят, и най-вече за неща като турбинни компоненти, където всичко трябва да се свърже перфектно, или медицински импланти, където дори малките вариации имат голямо значение.
Общи разходи за собственост: инвестиции, труд и дългосрочна ефективност
Първоначални разходи срещу стойност на жизнения цикъл: CNC завъртяща машина ($ 25K$ 120K) срещу конвенционален завъртащ стан ($ 5K$ 20K)
Автоматизираната прецизност постоянно намалява отпадъците с 15-22% годишно в сравнение с ръчното обработка. Един производител на електроника съобщава за 18% намаление на оперативните разходи в рамките на 12 месеца от прехода към CNC, дори след като е усвоил капиталови разходи от 90 000 долара, което показва как прецизната ефективност компенсира първоначалните разходи с течение на времето.
Оптимизиране на труда: Един оператор на CNC управлява няколко CNC въртящи машини срещу 1: 1 квалифициран работен съотношение за конвенционални решетки
С CNC-фрезерни машини един оператор всъщност може да управлява от три до пет различни единици едновременно, благодарение на тези централни програмни панели и автоматични системи за проследяване на цикли. Традиционните токарни машини обаче разказват различна история. Всяка машина изисква опитен работник, който да стои до нея през цялото работно време, да сменя инструмите, да регулира подаването и постоянно да проверява качеството на продукцията, докато излиза от производствената линия. Когато се погледнат разходите, трудовите разходи поглъщат около 34 процента от сумите, които компаниите изразходват за ръчни операции, докато при автоматизираните производства този дял е само около 19 процента. Вземете за пример този производител на аерокосмически части в Средния запад на САЩ. След като преминаха към тези многоблокови CNC-конфигурации, спестяват почти четвърт милион долара годишно по сметка на трудови разходи. И какво? Техните производствени обеми останаха абсолютно същите и качеството на продукцията не се понижи нито малко. Това е доста показателно за начина, по който автоматизацията превръща работниците от нещо скъпо и фиксирано в гъвкав актив, който расте заедно с бизнес нуждите.
Мащабируемост на производството: Компромис между скорост, обем и гъвкавост
Предимство при високи обеми: 65% по-бързи цикли с машини за CNC обработка при серийно производство
Когато става въпрос за произвеждане на големи серии стандартни части, машините за CNC-обработка се отличават с висока скорост на изпълнение. Благодарение на автоматизацията, която поема всичко – от смяната на инструментите до регулирането на скоростите и контрола на качеството по време на производството, – няма нужда да се чака оператор да се намеси. Това премахва всички досадни забавяния, характерни за старомодните токарни машини. Разликата е значителна: докато обикновена токарна машина може да произведе около 100 броя за осмичасов работен ден, CNC машината може да изработи приблизително 165 броя. Това означава по-ниска цена на единица продукт и по-бързо изпълнение на клиентските поръчки. Ето още един интересен факт, който днес рядко се споменава – тези машини не жертват точността в името на скоростта. Те запазват изключителна прецизност в размери до 0,0002 инча, дори след произвеждането на хиляди идентични части. За индустрии, в които точността е от решаващо значение – като автомобилните двигатели или медицинските инструменти, – CNC токарните машини са абсолютно незаменими при нуждите от серийно производство.
Предимство при малки обеми и прототипи: Когато конвенционалните токарни машини предлагат по-бързо настройване и по-голяма адаптивност
Традиционните токарни машини все още намират своето приложение при работа с малки серии, експериментални проекти или всичко, което изисква постоянни настройки. Помислете за изработване на прототипи, специални инструменти или компоненти за изследвания. Настройването на единични парчета отнема около 70 процента по-малко време в сравнение с CNC машини, тъй като майсторите не се налага да минават през целия процес на CAM програмиране. Вместо това просто завъртат бутони и регулират скали директно. Искате да промените нещо по време на обработка? Няма проблем – на традиционни токарни машини просто коригирате дълбочината или скоростта още по време на работа. При CNC системите всяка промяна изисква преписване на кода, изпълнение на симулации и повторна проверка на всичко. Когато производствените серии остават под около 50 броя, липсата на такива програмни усложнения прави традиционните токарни машини значително по-бързи в реакцията и по-евтини общо взето. Освен това тези по-прости машини по-добре се справят и с необичайни материали. Опитайте се да работите с абразивни композити или меки пластмаси на автоматизирана система – често причинява проблеми на генерираните от компютър пътища на инструмента. Затова много производства запазват традиционни токарни машини дори и в днешната цифрова епоха. Понякога гъвкавостта е по-важна от масовото производство.
Сложност на частта, автоматизация и изисквания за умения
Напреднали възможности, осигурени от машини за CNC обработка: многопосови контуриране, динамични инструменти и фрезоване по оста Y
Днес CNC машини за обработка чрез въртене обработват сложни форми на детайли, които преди изискваха няколко допълнителни стъпки. Благодарение на многопосовото движение по оси X и Z, синхронизираната работа на C-ос, живи инструменти, които ни позволяват фрезоване и пробиване, докато детайлът се върти, както и възможности по Y-ос за онези трудни ексцентрични детайли, вече не е необходимо да спираме и преориентираме детайлите или да настройваме отделни операции за фрезоване. Резултатът? По-добра точност при позиционирането, по-гладки повърхнини и по-малко грешки, причинени от прекомерно боравене с детайлите. Повечето програмирани режещи траектории постигат повтаряема точност от около 0,0002 инча, понякога дори по-добра от 5 микрона. Това надминава възможностите на дори опитни механици, работещи ръчно върху сложни форми като конуси, необичайни диаметри или асиметрични форми. За производствените площи обаче това означава, че уменията се променят. Механиците трябва да свикнат с CAM софтуер, симулация на траектории на инструменти, разбиране на G-code логиката и координиране на няколко инструментални кули, вместо да разчитат изключително на ръцете си. Традиционните токарни машини все още работят отлично за бързи прототипи и прости детайли, но веднъж щом геометрията стане достатъчно сложна, CNC машините стават задължителни за изработването на цели детайли без необходимостта от разделянето им на множество настроения.
ЧЗВ
Какви са основните предимства на CNC токарни машини в сравнение с конвенционални токарни машини?
CNC токарните машини предлагат по-висока прецизност, постоянство на качеството, по-бързи цикли, подобрена автоматизация и по-ниски проценти за скрап. Те също позволяват на един оператор да управлява няколко устройства, което оптимизира разходите за труд.
Кога е предпочитано да се използва конвенционална токарна машина вместо CNC токарна машина?
Конвенционалните токарни машини са по-подходящи за производство в малки серии, прототипиране и обработка на материали, които биха могли да са предизвикателство за CNC системите. Те позволяват корекции в хода на работата без нужда от обширно програмиране.
Как CNC токарните машини допринасят за икономическа ефективност?
CNC токарните машини намаляват разходите за труд, минимизират количеството скрап, увеличават скоростта и продуктивността и имат по-дълъг експлоатационен живот, което компенсира по-високата им първоначална инвестиция с течение на времето.