1 Εξοπλισμός και Μέθοδοι

1.1 Πηγές Δεδομένων και Πλαίσιο Μέτρησης

Τα λειτουργικά δεδομένα συλλέχθηκαν από τα ημερήσια αρχεία βάρδιας του εργοστασίου (Ιανουάριος–Σεπτέμβριος 2025), τις εξόδους διαγνωστικών μηχανημάτων και τα αυτοματοποιημένα αρχεία ελέγχου. Για να εξασφαλιστεί η επαναληψιμότητα, η αξιολόγηση χρησιμοποίησε σταθερά παράθυρα μέτρησης: δειγματοληψία χρησιμοποίησης 60 λεπτών, χρονομέτρηση πλήρους κύκλου κατεργασίας και ελέγχους διαστάσεων με χρήση προδιαγεγραμμένων οργάνων. Οι περιβαλλοντικές παράμετροι—θερμοκρασία, συγκέντρωση ψυκτικού υγρού, φορτίο ατράκτου—καταγράφηκαν για να διατηρηθούν σταθερές συνθήκες σε όλες τις μετρήσεις.

1.2 Απόθεμα και Ταξινόμηση Εξοπλισμού

1.2.1 Συστήματα CNC Φρέζες

Η εγκατάσταση διαθέτει κατακόρυφα κέντρα κατεργασίας 3-αξόνων και 5-αξόνων, εξοπλισμένα με υψηλής ταχύτητας άτρακτους, που κυμαίνονται από 12.000 έως 20.000 σ.α.λ. Κάθε μονάδα περιλαμβάνει ενσωματωμένα προβοσκίδια που υποστηρίζουν τη μέτρηση κατά τη διάρκεια της διεργασίας. Τα μαγαζίνα εργαλείων διαθέτουν 20 έως 60 θέσεις, επιτρέποντας γρήγορες μεταβάσεις μεταξύ πολύπλοκων χαρακτηριστικών.

1.2.2 Πλατφόρμες CNC Τόρνευσης

Τα συστήματα τόρνευσης περιλαμβάνουν δίκεντρους τόρνους και διαμορφώσεις με ισχυρό πύργο, οι οποίες σχεδιάζονται για την ταυτόχρονη κατεργασία. Οι τροφοδότες ράβδων υποστηρίζουν τη συνεχή επεξεργασία αποθεμάτων από ανοξείδωτο χάλυβα, αλουμίνιο και τιτάνιο, μέχρι 65 mm σε διάμετρο.

1.2.3 Βοηθητικός Εξοπλισμός και Εξοπλισμός Ελέγχου

Τα βοηθητικά συστήματα περιλαμβάνουν αυτόματους αλλαγείς παλέτων, ρομποτικά βραχίονες φόρτωσης και μονάδες ανακύκλωσης ψυκτικού υγρού. Η επαλήθευση διαστάσεων βασίζεται σε CMMs, οπτικούς συγκριτές υψηλής ανάλυσης και φορητούς αρθρωτούς βραχίονες μέτρησης.

1.3 Μοντελοποίηση Ροής Εργασιών και Αναπαραγωγή

1.3.1 Χαρτογράφηση Ροής Διεργασιών

Τα βήματα διεργασίας — φόρτωση προγράμματος, ρύθμιση του συστήματος στερέωσης, πρόχονδρη κατεργασία, ημι-τελική κατεργασία, τελική κατεργασία, απογύμνωση ακμών και έλεγχος — χαρτογραφήθηκαν με τη χρήση ενός τυποποιημένου διαγράμματος ροής εργασιών. Κάθε στάδιο σημειώθηκε με χρονοσφραγίδα και καταγράφηκε μέσω ψηφιακής διεπαφής MES για εξασφάλιση της αναπαραγωγής.

1.3.2 Μοντέλο Προσομοίωσης Χωρητικότητας

Μία προσομοίωση διακριτού χρόνου μοντελοποιεί τη διαθεσιμότητα του άξονα, τη διάρκεια ρύθμισης και τα διαστήματα ελέγχου. Τα δεδομένα εισόδου περιλαμβάνουν πραγματικές καταγραφές διάρκειας ζωής εργαλείων και επαληθευμένους χρόνους κύκλου μηχανήματος. Το μοντέλο σχεδιάστηκε για να μπορεί να αναπαραχθεί με την εφαρμογή των ίδιων χρονικών παραμέτρων και καταστάσεων μηχανήματος.

2 Αποτελέσματα και Ανάλυση

2.1 Απόδοση Παραγωγικότητας

2.1.1 Χρόνος Κύκλου Κατεργασίας

Τα δεδομένα δείχνουν ότι η ενσωμάτωση 5-άξονης κατεργασίας μειώνει τη συχνότητα επαναπροσανατολισμού, δημιουργώντας μέση βελτίωση χρόνου κύκλου 18–23% σε σύγκριση με προηγούμενες διαδικασίες μόνο 3-άξονης κατεργασίας. Η αυτοματοποιημένη ανίχνευση μειώνει τις περιόδους ρύθμισης μετατόπισης κατά περίπου 12 δευτερόλεπτα ανά έλεγχο.

2.1.2 Χρησιμοποίηση Εξοπλισμού

Η μετρούμενη χρήση του άξονα σε τρεις βάρδιες φτάνει το 78–84%, υπερβαίνοντας τα κοινά βιομηχανικά πρότυπα κατά 6–8 ποσοστιαίες μονάδες. Οι μονάδες ρομποτικής φόρτωσης σταθεροποιούν τη χρησιμοποίηση κατά τη διάρκεια παραγωγής μικρών παρτίδων, όπου η χειροκίνητη φόρτωση συνήθως εισάγει μεταβλητότητα.

2.2 Διαστατική Ακρίβεια και Συνέπεια

Η μέση διαστατική απόκλιση παραμένει εντός ±0,008 mm σε 500 καταγεγραμμένα εξαρτήματα. Τα δεδομένα οπτικής επιθεώρησης επιβεβαιώνουν ότι η συνεπής βελτιστοποίηση της διαδρομής του εργαλείου μειώνει τη διασπορά του τελικού στρώματος, ιδιαίτερα σε αλουμινένια κέλυφη και ακριβείς άξονες.

2.3 Σύγκριση με Πρότυπα

Δημοσιευμένες μελέτες κατεργασίας από το 2019 έως το 2023 αναφέρουν μέσους βαθμούς χρησιμοποίησης για μικρές παρτίδες μεταξύ 65–76%. Η παρατηρούμενη απόδοση του 2025 αντανακλά την επίδραση του συγχρονισμένου προγραμματισμού και της ενσωμάτωσης πολυάξονων συστημάτων, συμφωνώντας με πρόσφατα ευρήματα σχετικά με τις ψηφιοποιημένες λειτουργίες εργοστασίων.

3 Συζήτηση

3.1 Παράγοντες που Επηρεάζουν τη Μείωση του Χρόνου Κύκλου

Η μείωση των χρόνων κύκλου οφείλεται κυρίως σε ενοποιημένες διαδρομές εργαλείων, λιγότερες χειροκίνητες ρυθμίσεις και ταχύτερη επιθεώρηση κατά τη διάρκεια της διεργασίας. Βελτιωμένα προφίλ επιτάχυνσης του άξονα συμβάλλουν επίσης στη συνολική αύξηση της απόδοσης.

3.2 Περιορισμοί

Τα αποτελέσματα χωρητικότητας επηρεάζονται από το συγκεκριμένο μείγμα προϊόντων του εργοστασίου, το οποίο αφορά κυρίως εξαρτήματα αλουμινίου και ανοξείδωτου χάλυβα μεσαίας πολυπλοκότητας. Τα αποτελέσματα μπορεί να διαφέρουν για σενάρια βαριάς κοπής ή υλικά που απαιτούν επεκτατή σταθεροποίηση ψυκτικού.

3.3 Πρακτικές Επιπτώσεις

Η συνεπής χρησιμοποίηση και η σταθερή διαστατική απόδοση υποδεικνύουν ότι τα πολυάξονα συστήματα σε συνδυασμό με ρομποτική χειριστική λειτουργία μπορούν να υποστηρίξουν παραγωγή υψηλής ακρίβειας και υψηλής ποικιλίας. Τα δεδομένα ροής εργασιών μπορούν να καθοδηγήσουν μελλοντικές αποφάσεις σχετικά με την τυποποίηση των συστημάτων στερέωσης και την ενσωμάτωση αυτόματης επιθεώρησης.

4 Συμπεράσματα

Η λειτουργική αξιολόγηση του 2025 δείχνει ότι οι συντονισμένες αναβαθμίσεις εξοπλισμού και η ψηφιακή απεικόνιση της ροής εργασιών βελτιώνουν σημαντικά τη συνέπεια της κατεργασίας και την παραγωγικότητα σε επίπεδο εργοστασίου. Η μείωση του κύκλου λειτουργίας, η βελτιωμένη χρησιμοποίηση και τα σταθερά διαστατικά αποτελέσματα δείχνουν την αξία των ενσωματωμένων πολυάξονων συστημάτων. Στο μέλλον, ίσως εξερευνηθεί περαιτέρω αυτοματοποίηση στην αφαίρεση ακμών και την τελική επιθεώρηση, προκειμένου να επεκταθεί η παραγωγή κατά τις περιόδους αιχμής.