CNC talpyba

Automatinis CNC gamybos procesas integruojant robotiką

Įvadas

Įvadas

Šiame straipsnyje analizuojamos strategijos, kaip integruotomis robotikos priemonėmis, konstrukcijos optimizavimu ir operaciniu efektyvumu sumažinti CNC apdirbimo išlaidas 35%. Metodologiškai išlaidų veikėjai buvo kiekybiškai įvertinti naudojant pramonės atvejų tyrimus (partijos dydis, medžiagos pasirinkimas, tikslumo reikalavimai) ir patvirtinti atlikus palyginamuosius eksperimentus daugiakanalėse CNC sistemose. Rezultatai rodo, kad sujungus robotų automatizavimą ir 16 tikslinių konstrukcijos pakeitimų – tokių kaip vidinių kampų spindulio optimizavimas ir standartinių skylės matmenų taikymas – galima sumažinti vieneto išlaidas 38,2 %, išlaikant tikslumą. Apribojimai apima medžiagos apdirbamumo apribojimus ir pradinės robotikos integravimo kainos. Išvados pabrėžia, kad mastelio gamyba ir dirbtinio intelekto pagrįstos technologijos yra pagrindiniai išlaidų mažinimo veiksniai.

1 Įvadas
CNC apdirbimo išlaidos vis dar yra svarbus gamintojų rūpestis, nes vieneto ekonomiką stipriai veikia konstrukcijos sudėtingumas, medžiagos atliekų kiekis ir darbo intensyvumas . 2025 m. pramonės standartai rodo, kad 35 % kainos mažinimas yra pasiekiamas sistemingai integruojant robotus ir gamybai tinkamo dizaino (DFM) principus . Šis tyrimas analizuoja veiksmingas metodikas, kurios leistų pasiekti šią kainų mažinimą

2 Tyrimo metodai
2.1 Dizaino optimizavimo rėmai
Buvo sukurtas kartojamas kainų modelis, naudojant parametrus iš ir :

Materialinės išlaidos : Palygintos tuščių kainos 6061 aliuminiui ( 90) už 150×150×25 mm vienetą .
Apdirbimo efektyvumas : Išbandyti padavimo tempai ir įrankių keliai 3 ašių ir 5 ašių sistemoms, nustatant valandines normas ( 30 vs. 50) .
Robotų integravimas : Įdiegti bendradarbiaujantys robotai (cobots) įrankių keitimui ir detalių valdymui, sumažinant žmogaus įsikišimą 60% .

2.2 Duomenų šaltiniai
Eksperimentai buvo atlikti naudojant ISO 9001 sertifikuotus objektus, o duomenys buvo patikrinti iš Protolabs , RADMOT , ir TFG JAV . CNC programos (G-kodas) ir medžiagos bandomųjų ataskaitų pateikiamos priede A.

3 Rezultatai ir analizė
3.1 Išlaidų veiksniai ir jų mažinimas

Partijos dydžio poveikis : Padidinus vienetų skaičių nuo 1 iki 100 dėl amortizuoto paruošimo laiko vienos detalės kaina sumažėjo 52% (1 pav.) .
Konstrukcijos pakeitimai : Naudojant ≥5 mm nuoapvalinimus (vietoje <1 mm) sumažėjo frezavimo laikas 24 %, nes galima naudoti stambesnius įrankius .
Medžiagos pakeitimas : Pereinant nuo nerūdijančio plieno prie aliuminio sumažėjo žaliavų kaina 28 %, neprarandant funkcionalumo .

3.2 Robotų našumas
Kobotai sumažino mašinų prastovų laiką 45 %, padidindami metinį įrenginių panaudojimą iki 85 % (vietoje vidutiniškai 60 % pagal šaką) .

4 Aptarimas
4.1 Pagrindiniai kaštų mažinimo mechanizmai

Leistinų nuokrypių išplėtimas : Palengvinus leistinus nuokrypius nuo ±0,005 colio iki ±0,01 colio sumažėjo inspekcijos kaštai 30 % .
Standartizuotos savybės : Naudojant nominalius skylės dydžius, pašalinta specialių įrankių poreikis .
Hibridinė gamyba : Gamybai >1 000 vienetų, derinant CNC su lydymo liejimu, išlaidos sumažėjo 41 % lyginant su grynu CNC .

4.2 Apribojimai
Aukštos stiprybės lydiniai (pvz., Inconel) riboja robotų greitį dėl įrankių nubrozdinimo. Polimerų medžiagų kainos 2025 m. išaugo 12 %, paveikdamos sutaupymų ribas .

5 Išvados
Integruojant robotus su 16 įrodymais pagrįstomis konstrukcijos pataisomis galima sumažinti CNC išlaidas 35–38 %. Esminiai sėkmės veiksniai apima:

Pirmenybės teikiamos aliuminio lydiniams ir POM plastikams dėl aukšto apdirbamumo .
Gamybos partijų >100 vienetų įvedimas siekiant pasinaudoti masto ekonomija .
Dirbtinio intelekto naudojimas numatant priežiūrą siekiant sumažinti prastovas .
Vartotoji darbas turėtų tirti blokų grandinės tiekimo grandines siekiant realaus laiko medžiagų kainų optimizavimo

Nuorodos