1 Echipamente și Metode

1.1 Surse de Date și Cadru de Măsurare

Datele operaționale au fost colectate din înregistrările de schimb ale fabricii (ianuarie–septembrie 2025), ieșirile diagnostice ale mașinilor-unelte și jurnalele automate de inspecție. Pentru a asigura repetabilitatea, evaluarea a adoptat ferestre fixe de măsurare: eșantionare de utilizare de 60 de minute, cronometrare completă a ciclului de prelucrare și verificări dimensionale controlate cu calibre. Parametrii ambientali — temperatură, concentrația lichidului de răcire, sarcina arborelui principal — au fost înregistrați pentru a menține condiții constante în cadrul măsurătorilor.

1.2 Inventarul și Clasificarea Echipamentelor

1.2.1 Sisteme de Frezare CNC

Instalația utilizează centre de prelucrare verticale cu 3 și 5 axe, echipate cu arbori principali înalți la viteze între 12.000 și 20.000 rpm. Fiecare unitate include module integrate de sondare care susțin măsurătorile în timpul procesului. Magaziile de scule au între 20 și 60 de poziții, permițând tranziții rapide între caracteristicile complexe.

1.2.2 Platforme de Strunjire CNC

Sistemele de strunjire includ strunguri cu două arbore principale și configurații cu toriete motorizate concepute pentru prelucrare simultană. Alimentatoarele cu bare asigură procesarea continuă a semifabricatelor din oțel inoxidabil, aluminiu și titan cu diametre până la 65 mm.

1.2.3 Echipamente auxiliare și de inspecție

Sistemele auxiliare includ schimbătoare automate de palete, brațe robotice de încărcare și unități de reciclare a lichidului de răcire. Verificarea dimensională se bazează pe MMG (mașini de măsură în coordonate), comparatoare optice cu rezoluție înaltă și brațe portabile articulate de măsurare.

1.3 Modelarea fluxului de lucru și reproductibilitatea

1.3.1 Harta fluxului de proces

Pașii procesului – încărcarea programului, configurarea dispozitivelor, degroșarea, prelucrarea semifinisată, finisarea, debavurarea și inspecția – au fost mapați utilizând un grafic standardizat al fluxului de lucru. Fiecare etapă a fost însoțită de marcaj temporal și înregistrată printr-o interfață digitală MES pentru a asigura reproductibilitatea.

1.3.2 Modelul de simulare a capacității

O simulare în timp discret a modelat disponibilitatea arborelui principal, durata setării și intervalele de inspecție. Datele de intrare au inclus înregistrări reale privind durata de viață a sculelor și timpi de ciclu mașină verificați. Modelul este conceput pentru a fi replicat prin aplicarea unor parametri de timp identici și stări ale mașinii.

2 Rezultate și analiză

2.1 Performanța productivității

2.1.1 Timpul de ciclu al prelucrării mecanice

Datele indică faptul că integrarea prelucrării pe 5 axe reduce frecvența repoziționărilor, determinând o îmbunătățire medie a timpului de ciclu cu 18–23% comparativ cu fluxurile anterioare bazate doar pe 3 axe. Probing-ul automat reduce perioadele de ajustare a compensărilor cu aproximativ 12 secunde la fiecare verificare.

2.1.2 Utilizarea echipamentelor

Utilizarea măsurată a arborelui principal pe trei ture ajunge la 78–84%, depășind standardele comune din industrie cu 6–8 puncte procentuale. Unitățile robotizate de încărcare stabilizează utilizarea în rulajele cu loturi mici, unde încărcarea manuală introduce în mod tipic variabilitate.

2.2 Precizia dimensională și constanța

Abaterea dimensională medie rămâne în limitele ±0,008 mm pentru cele 500 de componente înregistrate. Datele inspecției optice confirmă faptul că optimizarea constantă a traseului sculei reduce împrăștierea finisajului superficial, în special la carcasele din aluminiu și arborii de precizie.

2.3 Comparație de referință

Studiile publicate despre prelucrarea prin așchiere din perioada 2019–2023 raportează rate medii de utilizare în loturi mici între 65–76%. Performanța observată în 2025 reflectă influența programării sincronizate și integrarea pe mai multe axe, în concordanță cu descoperirile recente privind operațiunile de fabricație digitalizate.

3 Discuție

3.1 Factori care influențează reducerea timpului de ciclu

Timpurile de ciclu reduse rezultă în principal din trasee ale sculelor consolidate, ajustări manuale mai puține și inspecție în cursul procesului mai rapidă. Profilele îmbunătățite de accelerare ale arborelui principal contribuie, de asemenea, la creșterea eficienței generale.

3.2 Limite

Rezultatele privind capacitatea sunt influențate de mixul specific de produse al fabricii, care implică în principal piese din aluminiu și oțel inoxidabil de complexitate medie. Rezultatele pot varia în scenariile de tăiere intensivă sau pentru materiale care necesită o stabilizare prelungită a lichidului de răcire.

3.3 Implicații practice

Utilizarea constantă și performanța dimensională stabilă sugerează că sistemele cu mai multe axe combinate cu manipulare robotică pot susține atât producția de înaltă precizie, cât și cea cu mix ridicat. Datele privind fluxul de lucru pot ghida deciziile viitoare privind standardizarea dispozitivelor și integrarea inspecției automate.

4 Concluzie

Evaluarea operațională din 2025 arată că modernizările coordonate ale echipamentelor și cartografierea digitală a fluxurilor de lucru îmbunătățesc semnificativ consistența prelucrării și productivitatea la nivel de fabrică. Reducerile timpului de ciclu, utilizarea sporită și rezultatele dimensionale stabile demonstrează valoarea sistemelor integrate cu mai multe axe. În viitor, se poate explora o automatizare suplimentară în etapa de debavurare și în inspecția finală pentru a mări debitul în perioadele de vârf de producție.