Малосерійне виробництво створює іншу проблему вибору верстатів з ЧПК, ніж масове виробництво.

Коли фабрика виробляє тисячі ідентичних деталей, машину можна оптимізувати навколо одного стабільного процесу. Пристосування, інструменти, програми та параметри різання зазвичай повторюються протягом тривалого часу.

Дрібносерійне виробництво буває різним.

Сьогодні ви можете виготовити 50 штук одного компонента. Наступного тижня замовлення може змінитися на 20 штук іншої деталі. Матеріал, розміри заготовки, пристосування, інструменти та операції обробки можуть змінюватися разом із роботою.

У цьому середовищі найважливішим питанням є не те, що:

"Який верстат з ЧПК має найвищу швидкість виробництва?"

Це:

«Який обробний центр з ЧПК дозволяє нам переходити з однієї роботи на іншу, не втрачаючи зайвого часу та грошей?»

Для виробників невеликих серій гнучкість верстатів, ефективність налаштувань, робоче утримання, місткість інструменту, програмування та розмір машини можуть мати більший вплив на виробничу вартість, ніж сама по собі максимальна швидкість шпинделя.

1. Чому для дрібносерійного виробництва потрібен інший верстат з ЧПК

На економічність дрібносерійної обробки сильно впливає час, який не -різається.

Розглянемо простий приклад.

Партія містить лише:

20 частин

Фактичний час різання для кожної деталі може становити:

12 хвилин

Загальний час різання:

240 хвилин

Але припустімо, що кожна нова робота вимагає:

60 хвилин для налаштування світильника

30 хвилин на підготовку інструменту

30 хвилин для перевірки програми

20 хвилин для вирівнювання заготовки

Машина може витрачати значну кількість часу на підготовку до виготовлення деталей, а не на їх фактичне розрізання.

Ось чому обробний центр з ЧПК для дрібносерійного виробництва слід оцінювати відповідно до повного процесу-зміни завдання.

Машина, яка заощаджує 2 хвилини часу на різання, але вимагає ще 30 хвилин налаштування, може не покращити фактичну вартість виробництва.

2. Час налаштування може мати більше значення, ніж швидкість різання

Для дрібносерійної роботи час налаштування часто є однією з перших речей, які потрібно перевірити.

Кожного разу, коли нова частина надходить у виробництво, оператору може знадобитися:

Видаліть попереднє пристосування

Встановіть новий світильник

Знайдіть заготовку

Встановити робочі зсуви

Завантажити інструменти

Інструменти вимірювання

Перенести програму ЧПК

Перевірте програму

Запустіть першу частину

Виконайте коригування інструментів або геометрії

Якщо це відбувається кілька разів на день, час налаштування може стати основною частиною виробничих витрат.

Тому, вибираючи обробний центр з ЧПУ, запитайте:

Як швидко ми можемо перейти від роботи А до роботи Б?

Це питання особливо важливе для робітників і контрактних виробників, які обробляють багато різних замовлень клієнтів.

3. Виберіть машину для міксу партій

Малосерійне виробництво не означає, що кожна деталь маленька.

Ви можете виробляти:

Невеликі алюмінієві корпуси

Середні сталеві кронштейни

Компоненти форми

Спеціальні механічні частини

Компоненти прототипу

Коротко{0}}автомобільні запчастини

Тому машину слід вибирати з огляду на діапазон деталей, а не лише середню частину.

Почніть з визначення:

Найменша спільна частина

Найбільша спільна частина

Найважча спільна частина

Найскладніша частина

Потім визначте, яка конфігурація машини може охопити більшу частину цього діапазону.

Наприклад, якщо більшість робіт зручно вписуються в -VMC середнього розміру, купувати дуже велику машину лише для випадкових надгабаритних компонентів може бути економічно недоцільним.

4. Вертикальний обробний центр часто є практичною відправною точкою

Вертикальний обробний центр зазвичай розглядається для дрібно- та середньосерійної роботи, оскільки він може виконувати широкий спектр фрезерних операцій, не вимагаючи надто спеціалізованого виробничого налаштування.

Типові операції включають:

Торцеве фрезерування

Фрезерування кишень

Контурна пластика

буріння

Постукування

Розсвердлювання

Нудно

Асортимент вертикальних обробних центрів Dabai включає моделі, призначені для точної обробки та мало{0}}-серійного виробництва з такими функціями, як автоматична зміна інструменту та різні робочі зони.

Для робочої майстерні, яка виготовляє різні компоненти щотижня, ця універсальність може бути ціннішою, ніж оптимізація машини навколо однієї конкретної деталі.

5. Коли ви повинні розглядати 4-осьовий верстат з ЧПК?

4-осьова установка стає цікавою, коли деталь потребує обробки з кількох сторін, але не обов’язково потребує одночасного руху інструменту по 5 осях.

Наприклад, компонент може вимагати:

Верхня обробка

Бічне свердління

Кілька шаблонів отворів

Кілька індексованих позицій обробки

Обертова вісь дозволяє змінювати положення заготовки, не виймаючи її з основної установки.

Це може зменшити:

Ручна репозиція

Пере-ремонт

Вирівнювання заготовки

Варіація налаштування

Для дрібносерійного виробництва зменшення кількості налаштувань може бути особливо цінним.

Вигодою є не просто «більше осей».

Перевагою є менша кількість операцій між операціями.

6. Коли 5-осьовий обробний центр має сенс?

5-осьовий обробний центр може бути корисним, коли деталі геометрично складні або вимагають обробки з кількох напрямків.

Потенційні приклади включають:

Складні форми

Робочі колеса

Аерокосмічні компоненти

Медичні компоненти

Леза

Кутові поверхні

Компоненти з кількома важкодоступними-функціями-

Ключове питання не в тому:

"Чи краще 5-осьовий?"

Натомість запитайте:

«Скільки налаштувань потребує ця деталь на 3-осьовому верстаті?»

Припустімо, що компонент вимагає чотирьох окремих установок на звичайній VMC.

Якщо 5-осьовий обробний центр може виконати більшість функцій за одну установку, значення може бути отримано від зменшення:

Зміни кріплення

Час вирівнювання

Втручання оператора

Робота--в процесі

Помилки позиціонування

Для невеликих партій це може бути значним, оскільки витрати на налаштування розподіляються на меншу кількість деталей.

7. Не купуйте 5-Axis лише тому, що обсяг виробництва малий

Сам по собі низький обсяг не виправдовує 5-осьовий верстат.

Якщо ваші частини прості:

Плоскі тарілки

Прості кишені

Стандартні шаблони отворів

2.5D компоненти

звичайний 3-осьовий вертикальний обробний центр уже може забезпечити все, що вам потрібно.

5-осьовий верстат стає більш актуальним, коли геометрія деталі або кількість налаштувань створює справжню виробничу перевагу.

Таким чином, рішення має базуватися на:

Геометрія деталі + кількість налаштувань + вимоги до програмування + очікуване використання

а не просто кількість виробництва.

8. Місткість інструментального магазину має значення при змішаній дрібносерійній роботі

Машина, яка використовується для однієї велико{0}}деталі, може потребувати відносно передбачуваного набору інструментів.

Дрібносерійне виробництво менш передбачуване.

Для однієї роботи може знадобитися:

6 інструментів

Наступне може вимагати:

14 інструментів

Інша складна робота може вимагати:

20+ інструментів

Це робить ємність магазину верстатів з ЧПК важливим фактором.

Більший інструментальний магазин може зменшити потребу вручну знімати та замінювати інструменти між завданнями.

Але знову ж таки, більше не означає автоматично краще.

Якщо для більшості ваших деталей потрібно менше 12 інструментів, оплата за дуже великий інструментальний магазин може дати обмежену користь.

Виберіть потужність відповідно до фактичного асортименту вашої продукції.

9. Автоматична зміна інструменту може заощадити більше часу, ніж вища швидкість шпинделя

Для невеликих серій виробництва ефективність-заміни інструменту може мати помітний вплив на тривалість циклу.

Типова робота може вимагати:

Торцеве фрезерування

Груба кишеня

Завершити фрезерування

буріння

Постукування

Зняття фаски

Автоматичний пристрій зміни інструментів дозволяє машині перемикатися між цими операціями без ручного втручання.

Специфікації Dabai VMC, наприклад, включають автоматичні інструментальні магазини, а DV855L/Z вказано з дисковим магазином на 24 інструменти.

Для змішаного виробництва практична цінність ATC полягає не просто в автоматизації.

Це здатність зберігати більш широкий набір інструментів, готових для наступної роботи.

10. Гнучкість робочого місця має вирішальне значення для дрібносерійного виробництва

Машина може мати відмінні технічні характеристики і все одно бути неефективною для невеликих серій, якщо зміна приладів займає надто багато часу.

Подумайте, як часто ви змінюєте:

Лещата

М'які щелепи

Затискні пластини

Гідравлічне обладнання

Поворотні світильники

Модульні світильники

Гнучка система кріплення робочого місця може мати суттєве значення.

Для дрібносерійного виробництва модульне кріплення часто є привабливим, оскільки ту саму базову систему можна адаптувати до різних геометрій деталей.

Тому таблицю машини слід оцінювати разом із:

Розташування гнізда -

Розміри столу

Слід кріплення

Затискний доступ

Сумісність із поворотним-столом

Це безпосередньо пов’язано з темою розміру таблиці верстатів з ЧПК, яка обговорювалася раніше.

11. Не вибирайте розмір столу на основі однієї частини

Виробникам невеликих партій часто доводиться обробляти різні заготовки на одному верстаті.

Припустімо, що ваша звичайна робота включає:

300 × 200 мм

до:

800 × 500 мм

Машина, обрана навколо меншого компонента, може стати обмеженням для більших замовлень.

Але вибір величезної машини просто тому, що одне майбутнє замовлення може бути більшим, також може невиправдано збільшити вартість.

Натомість подивіться на фактичний розподіл ваших робочих місць.

запитати:

Який відсоток замовлень укладається в межах 500 мм?

Як часто деталі перевищують 800 мм?

Який типовий розмір світильника?

Яка типова вага заготовки?

Правильний розмір столу верстата з ЧПК — це той, який покриває більшість ваших реалістичних виробничих вимог без зайвого збільшення розміру верстата.

12. Швидкість шпинделя має відповідати матеріалам, які ви фактично обробляєте

Виробники невеликих партій часто обробляють декілька матеріалів.

Наприклад:

Алюміній

М'яка сталь

Нержавіюча сталь

Чавун

Інженерні пластмаси

Машина з надзвичайно високошвидкісним шпинделем може бути привабливою для алюмінієвих і малих інструментів.

Але якщо більша частина вашої роботи пов’язана зі сталлю з більшими фрезами, крутний момент шпинделя та жорсткість машини можуть мати більше значення.

Тому не вибирайте обробний центр з ЧПК лише за максимальними обертами шпинделя.

Розглянемо:

Матеріал → Діаметр інструменту → Швидкість різання → Швидкість шпинделя → Вимога крутного моменту

Той самий принцип застосовується до потужності шпинделя.

Машина повинна відповідати умовам різання, які ви фактично використовуєте.

13. Жорсткість машини має значення при зміні складу деталей

Невелике серійне виробництво часто означає, що машина матиме багато різних умов різання.

Одна робота може передбачати обробку легким алюмінієм.

Наступне може включати агресивну чорнову обробку сталі.

Для наступного може знадобитися глибока{0}}обробка кишень.

Жорстка конструкція машини забезпечує більш стабільну платформу при різних навантаженнях при різанні.

Це одна з причин, чому покупці повинні оцінити:

Машинне ліжко

Колонна структура

Направляючі

Опора шпинделя

Робочий стіл

Вага машини

а не порівнювати лише потужність шпинделя.

Гнучка дрібносерійна-машина має залишатися стабільною для різних матеріалів і умов різання.

14. Програмування та передача програм має бути легким

Дрібносерійне виробництво часто передбачає часту зміну програми.

Машині може знадобитися запустити:

Програма A → Програма B → Програма C → Програма D

протягом того ж тижня.

Це робить зручність керування ЧПК важливою.

Подивіться на:

Передача програми

Зберігання програм

Управління зміщенням інструменту

Управління заліком робіт

Макро можливості

Редагування програми

USB/Ethernet/мережеве підключення

Інтерфейс оператора

Машина, яку легко перепрограмувати, може скоротити час між замовленнями клієнтів.

Для робітників це може мати більшу практичну цінність, ніж невелике збільшення максимальної швидкості шпинделя.

15. Зондування може бути корисним для коротких пробігів

У масовому виробництві автоматизована система контролю може бути розроблена навколо одного повторюваного процесу.

Дрібносерійна робота буває різною.

Заготовки часто змінюються.

Зондування може допомогти з:

Вирівнювання заготовки

Налаштування робочого зсуву

Вимірювання ознак

Вимірювання інструменту

Виконується-перевірка

Це може скоротити час ручного налаштування та вимірювання.

Для невеликих партій, де налаштування відбувається часто, ці хвилини можуть збільшуватися швидко.

Якщо ваше виробництво включає багато складних деталей, обговоріть варіанти вимірювання при виборі обробного центру з ЧПК.

16. Розрахуйте вартість налаштування, а не лише вартість машини

Припустимо, що два верстати з ЧПК мають однакові закупівельні ціни.

Машина А вимагає:

45 хвилин налаштування на кожне завдання

Машина B вимагає:

25 хвилин налаштування на кожне завдання

Якщо на вашому заводі виконується шість різних робіт на день, різниця може бути значною.

Протягом місяця збережений час налаштування може бути ціннішим, ніж невелика різниця в тривалості машинного циклу.

Ось чому вибір дрібносерійної машини повинен включати:

Ціна машини + час налаштування + робота + інструменти + зміни кріплень + програмування + технічне обслуговування

а не ціна покупки машини.

17. Зміни у дрібносерійному виробництві Як ви повинні думати про тривалість циклу

У -серійному виробництві покращення циклу на 10-секунд може бути надзвичайно цінним, оскільки воно помножується на тисячі чи мільйони деталей.

При дрібносерійному виробництві розрахунок інший.

Припустімо, ви робите:

30 частин

і зберегти:

20 секунд на частину

Загальна економія становить лише:

10 хвилин

Але якщо ви зменшите час налаштування на:

30 хвилин

ви створили три рази більше, ніж лише налаштування.

Тому для невеликого серійного виробництва скорочення часу без-різання іноді може бути ціннішим, ніж прагнення до найкоротшого можливого циклу різання.

18. Горизонтальні обробні центри можуть мати сенс для повторюваних малих партій

Горизонтальний обробний центр стає цікавим, коли одне й те саме сімейство деталей вимагає обробки на кількох гранях.

Горизонтальна орієнтація шпинделя може допомогти з видаленням стружки та багатосторонньою -обробкою, тоді як закріплення на палетах або надгробках може підтримувати повторювані налаштування виробництва.

Наприклад, сімейство корпусів коробки передач може вимагати:

Обробка-лицьової сторони

Бічні отвори

Особливості дна

Внутрішні кишені

Якщо одна і та сама концепція робочого кріплення може підтримувати кілька пов’язаних компонентів, горизонтальний обробний центр може зменшити повторне налаштування.

Але якщо ваші невеликі партії складаються здебільшого з простих одно-компонентів, додаткова складність може не дати такої ж переваги.

Знову ж таки, рішення повинно прийматися за фактичним процесом.

19. Коли центру свердління та нарізання різьби може бути достатньо

Не для кожної невеликої партії потрібен повнорозмірний-VMC.

Якщо частини відносно невеликі, а більшість операцій:

буріння

Постукування

Легке фрезерування

Зняття фаски

Обробка шаблонів-отворів

варто розглянути-високошвидкісний центр свердління та нарізання різьб.

Асортимент продукції Dabai включає високо-швидкісні свердлильні та нарізні центри, а також верстати VMC, HMC, портальні та 5-осьові верстати.

Головне – підібрати машину до операційної суміші.

Придбання великого обробного центру для роботи, де переважно високошвидкісне свердління та нарізання різьби, може призвести до невикористання можливостей машини.

20. Не ігноруйте найбільшу частину вашої невеликої партії суміші

Поширеною помилкою є вибір машини навколо середньої частини.

Припустимо, ваша виробнича суміш містить:

60% дрібних деталей

30% середніх деталей

10% великих деталей

Якщо великі деталі є стратегічно важливими, машині все одно потрібно їх розмістити.

Однак це не означає автоматичне придбання машини, розмір якої повністю відповідає максимально можливому компоненту.

Натомість ви можете запитати:

Чи можна обробляти великі деталі на іншому верстаті?

Чи можна передати найбільші роботи субпідрядникам?

Чи вони достатньо часті, щоб виправдати більшу машину?

Чи значно зменшить більший стіл кількість замовлень, які ми зможемо виконувати ефективно?

Це рішення щодо-планування виробництва, а не просто рішення щодо-специфікацій машини.

21. Що щодо 3-осьового чи 4-осьового чи 5-осьового для дрібносерійного виробництва?

Практичне порівняння виглядає так:

Важливим моментом є те, що дрібносерійне виробництво не означає автоматично 5-осьове.

Це означає, що машина має мінімізувати кількість непродуктивної-роботи, необхідної для переходу між завданнями.

22. Як оцінити верстат з ЧПК для дрібносерійного виробництва

Перш ніж запитувати пропозиції, підготуйте репрезентативний список вакансій.

Для кожної частини запишіть:

Розміри деталей

Вага частини

матеріал

Річна кількість

Кількість партії

Кількість установок

Кількість інструментів

Типовий час циклу

Тип кріплення

Необхідні допуски

Операції механічної обробки

Потім визначте загальні вимоги до частин.

Наприклад:

Типовий розмір деталі: 500 × 350 × 250 мм

Типова партія: 20–100 шт

Матеріали: алюміній + вуглецева сталь

Типові інструменти: 8–16

Операції: фрезерування + свердління + нарізування

Це дає постачальнику верстатів з ЧПК достатньо інформації, щоб рекомендувати верстат для фактичного виробництва.

23. Запитання, які слід задати виробнику верстатів з ЧПК

Порівнюючи машини для дрібносерійного виробництва, запитайте:

Про налаштування

Наскільки легко замінити кріплення?

Який стіл і T-розташування слотів надано?

Чи можна використовувати модульні світильники?

Про оснастку

Скільки інструментів містить ATC?

Скільки часу займає зміна інструменту?

Який діаметр і вага інструменту може приймати шпиндель?

Про механічну обробку

Які доступні потужність і крутний момент шпинделя?

Який корисний діапазон швидкості-шпинделя?

Наскільки жорстка машина під важкі розрізи?

Про контроль

Як передаються програми?

Скільки програм можна зберегти?

Чи доступні варіанти зонду та вимірювання інструментом?

Про виробництво

Заготовки яких розмірів зручно обробляти машині?

Чи може він підтримувати 4-осьове або 5-осьове утримання?

Що таке типове налаштування?

Ці запитання є більш корисними, ніж запитання лише про максимальні оберти машини чи розмір столу.

24. Приклад: замовлення клієнта на 30 штук

Уявіть, що клієнт замовляє:

30 алюмінієвих корпусів

Кожна частина вимагає:

Торцеве фрезерування

Фрезерування кишень

12 просвердлених отворів

6 різьбових отворів

Зняття фаски

Фактичний час різання:

15 хвилин на частину

Загальний розріз:

450 хвилин

Але робота також вимагає:

Монтаж кріплення

Налаштування робочого зсуву

Підготовка інструменту

Перевірка програми

Перша-перевірка

Якщо налаштування займає дві години, цей час є значним щодо загального замовлення.

А тепер уявіть, що інший клієнт надсилає зовсім інший сталевий компонент.

Якщо машина може швидко змінювати інструменти, пристосування, програми та робочі зміщення, той самий обробний центр з ЧПК може підтримувати обидва замовлення без серйозних простоїв.

Ця гнучкість – це саме те, за що платять дрібносерійні виробники.

25. Найкраща машина для дрібносерійного виробництва не обов’язково найменша

Машина меншого розміру може мати нижчу закупівельну ціну.

Але якщо це вимагає:

Більше налаштувань

Більше ручних змін інструменту

Більше змін у кріпленні

Довший час обробки

Більш часте коригування утримання

початкова економія може зникнути під час виробництва.

І навпаки, машина, яка набагато більша, ніж необхідно, може зв’язати капітал і площу.

Практична мета:

Достатня потужність і гнучкість для вашого звичайного виробничого міксу, не платячи за можливості, які будуть рідко використовуватися.

Це правильний спосіб вибору верстатів з ЧПК для дрібносерійного виробництва.

26. Що слід віддавати пріоритету під час порівняння машин?

Для дрібносерійного виробництва оцініть машину в такому порядку:

1. Покриття частини

Чи може він вмістити реалістичний діапазон частин?

2. Гнучкість налаштування

Чи можна ефективно змінювати кріплення та робочі зсуви?

3. Конфігурація машини

Чи зменшить налаштування 3-осьова, 4-осьова, 5-осьова або горизонтальна обробка?

4. Місткість інструменту

Чи може машина вмістити інструменти, необхідні для виконання різних завдань?

5. Продуктивність шпинделя

Чи відповідає шпиндель вашим матеріалам і різцям?

6. Контроль і програмування

Чи можуть оператори ефективно змінювати програми?

7. Стіл і вантажопідйомність

Чи може машина підтримувати вашу повну конфігурацію?

8. Довгострокова-вартість виробництва

Чи скоротить машина час на налаштування та обробку ваших фактичних завдань?

Це дає набагато більш реалістичну основу для вибору обробного центру з ЧПК.

Останній: виберіть гнучкість перед тим, як прагнути до максимальної швидкості

Для дрібносерійного виробництва найбільша втрата продуктивності часто відбувається між роботами, а не під час різання.

Таким чином, відповідний обробний центр з ЧПК повинен забезпечити практичний перехід від одного замовлення клієнта до іншого з мінімальним часом простою в налагодженні, оснащенні, вирівнюванні та програмуванні.

Для звичайних компонентів вертикальний обробний центр може забезпечити гнучкість, необхідну для фрезерування, свердління, нарізання різьби та коротко{0}}серійного виробництва.

Для багато{0}}сторонніх деталей 4-осьова конфігурація або горизонтальний обробний центр може зменшити повторне налаштування.

Для складної геометрії 5-осьовий обробний центр може зменшити кількість операцій закріплення заготовки, коли деталь справді отримує переваги від доступу до кількох-осьей.

Для невеликих деталей, де переважно свердління та нарізання різьблення, може бути доцільнішим спеціальний-центр для свердління та нарізання різьб.

Правильний вибір залежить від фактичної виробничої суміші.

Перед покупкою надайте виробнику верстатів з ЧПК репрезентативний список ваших деталей, включаючи розміри, матеріали, кількість партій, вимоги до пристосування, інструменти, кількість налаштувань та операцій обробки.

Це дозволяє вибрати верстат відповідно до вашого реального виробничого процесу, а не навколо однієї специфікації, наприклад швидкості шпинделя, розміру столу або потужності машини.

Dabai Precision Machine Tool постачає вертикальні обробні центри, горизонтальні обробні центри, 4-осьові та 5-осьові обробні центри, високошвидкісні свердлильні та нарізні центри, а також портальні обробні центри для деталей різних розмірів, геометрії та виробничих вимог.