1 Оборудване и методи

1.1 Източници на данни и рамка за измерване

Експлоатационните данни са събрани от сменните записи в завода (януари–септември 2025 г.), диагностични изходи на машинни инструменти и автоматизирани протоколи за проверка. За осигуряване на повтаряемост оценката използва фиксирани интервали за измерване: проби от използване в продължителност 60 минути, засичане на времето за пълен цикъл при обработка и размерни проверки с калибри. Записани са околните параметри — температура, концентрация на охлаждащата течност, натоварване на шпиндела — за поддържане на постоянни условия по време на измерванията.

1.2 Инвентаризация и класификация на оборудването

1.2.1 CNC фрезови системи

Обектът разполага с 3-осни и 5-осни вертикални обработващи центрове, оборудвани с високоскоростни шпинделни глави с обороти от 12 000 до 20 000 rpm. Всеки агрегат включва интегрирани приставки за измерване по време на процеса. Инструменталните магазини имат от 20 до 60 позиции, което позволява бързо превключване между сложни операции.

1.2.2 CNC платформи за обработка чрез напречно точене

Системите за обработка включват двойни шпинделни токарни машини и конфигурации със силови револверни глави, проектирани за едновременна обработка. Подаването на пръти осигурява непрекъсната обработка на суровини от неръждаема стомана, алуминий и титан с диаметър до 65 мм.

1.2.3 Помощно и измервателно оборудване

Помощните системи включват автоматични сменящи устройства за палети, роботизирани зареждащи ръце и системи за рециклиране на охлаждащата течност. За проверка на размерите се използват координатно-измервателни машини (КИМ), оптични сравнителни уреди с висока резолюция и преносими артикулационни измервателни рамени.

1.3 Моделиране на работния процес и възпроизводимост

1.3.1 Картиране на процесния поток

Етапите на процеса — зареждане на програма, настройка на приспособления, груба обработка, полуфинишна обработка, финишна обработка, премахване на заравнини и инспекция — бяха картирани чрез стандартизирана диаграма на работния процес. Всеки етап беше маркиран с времева отметка и регистриран чрез цифров интерфейс на система за управление на производството (MES) с цел осигуряване на възпроизводимост.

1.3.2 Модел за симулация на капацитета

Симулация в дискретно време моделира работното време на шпиндела, продължителността на настройката и интервалите за инспекция. Входните данни включват реални записи за живот на инструмента и потвърдени циклични времена на машината. Моделът е разработен за възпроизвеждане чрез прилагане на идентични временни параметри и състояния на машината.

2 Резултати и анализ

2.1 Производителност на пропускателна способност

2.1.1 Цикълно време за обработка

Данните показват, че интегрирането на 5-осева обработка намалява честотата на преимуществане, като по този начин се постига средно подобрение на цикъла с 18–23% в сравнение с по-раншните работни процеси само с 3 оси. Автоматизираното просондиране намалява периодите за коригиране на отклоненията с приблизително 12 секунди на проверка.

2.1.2 Използване на оборудване

Измереното използване на шпиндела през три смени достига 78–84%, което надвишава обичайните отраслови показатели с 6–8 процентни пункта. Роботизираните системи за зареждане стабилизират използването по време на производство в малки серии, където ръчното зареждане обикновено води до вариации.

2.2 Размерна точност и постоянство

Средното размерно отклонение остава в рамките на ±0,008 мм при 500 записани компонента. Данните от оптичната инспекция потвърждават, че последователната оптимизация на пътя на инструмента намалява разсейването на повърхностната обработка, особено при алуминиеви корпуси и прецизни валове.

2.3 Сравнение с еталон

Публикувани проучвания за механична обработка от 2019–2023 г. сочат средни стойности за използване при малки серии между 65–76%. Забелязаната производителност за 2025 г. отразява влиянието на синхронизирано планиране и интеграция на многоосни системи, което съответства на последните открития относно дигитализираните фабрични операции.

3 Дискусия

3.1 Фактори, оказващи влияние върху намаляването на цикъла

Намалените цикли се дължат предимно на консолидирани пътища на инструмента, по-малко ръчни корекции и по-бърза процесна инспекция. Подобрени профили на ускорение на шпиндела също допринасят за общото повишаване на ефективността.

3.2 Ограничения

Резултатите за капацитета се влияят от специфичната продуктова гама на фабриката, която предимно включва части от алуминий и неръждаема стомана със средна сложност. Резултатите могат да варират при интензивно обработване или материали, изискващи по-дълго стабилизиране на охлаждащата течност.

3.3 Практически последици

Постоянното използване и стабилните размерни показатели показват, че многопосовите системи в комбинация с роботизирано обслужване могат да поддържат производство с висока прецизност и голямо разнообразие. Данните от работния поток могат да насочат бъдещите решения относно стандартизиране на позиционери и вграждане на автоматизирана инспекция.

4 Заключение

Оценката на операциите през 2025 г. показва, че координираните ъпгрейди на оборудването и цифровото картиране на работните потоци значително подобряват последователността при механичната обработка и продуктивността на фабрично ниво. Намаляването на цикъла, подобреното използване и стабилните размерни резултати демонстрират стойността на интегрираните многопосови системи. В бъдеще може да се проучи допълнителна автоматизация при отстраняването на заравнини и окончателната инспекция, за да се увеличи пропускливостта по време на върхови производствени периоди.