1 Обладнання та методи

1.1 Джерела даних та структура вимірювань

Експлуатаційні дані збиралися із змінних звітів заводу (січень–вересень 2025), результатів діагностики верстатів і автоматизованих журналів перевірки. Для забезпечення відтворюваності оцінка передбачала фіксовані часові інтервали вимірювань: вибіркове вимірювання завантаження тривалістю 60 хвилин, вимірювання часу повного циклу обробки та контроль розмірів за допомогою калібрів. Параметри навколишнього середовища — температура, концентрація охолоджувальної рідини, навантаження на шпиндель — фіксувалися для підтримання однакових умов під час всіх вимірювань.

1.2 Інвентарний перелік обладнання та класифікація

1.2.1 Системи фрезерування з ЧПК

Підприємство використовує вертикалізовані обробні центри з 3-ма та 5-ма осями, оснащені високошвидкісними шпинделями з діапазоном обертів від 12 000 до 20 000 об/хв. Кожен пристрій має інтегровані модулі зондування, що забезпечують вимірювання в процесі обробки. Автоматичні магазини інструментів мають від 20 до 60 позицій, що дозволяє швидко перемикатися між складними операціями.

1.2.2 Платформи токарної обробки з ЧПК

Системи токарної обробки включають двошпиндельні верстати та конфігурації з силовою баштою, призначені для одночасної обробки. Подавачі прутка забезпечують безперервну обробку заготовок із нержавіючої сталі, алюмінію та титану діаметром до 65 мм.

1.2.3 Допоміжне та контрольне обладнання

Допоміжні системи включають автоматичні змінники палет, роботизовані маніпулятори для завантаження та установки рециркуляції охолоджувальної рідини. Вимірювальна верифікація геометричних параметрів ґрунтується на КВМ, оптичних компараторах з високою роздільною здатністю та портативних артикульованих вимірювальних руках.

1.3 Моделювання робочих процесів та відтворюваність

1.3.1 Карта процесних потоків

Етапи процесу — завантаження програми, налаштування оснащення, чорнова обробка, напівчистова обробка, чистова обробка, заусенцювання та перевірка — були відображені за допомогою стандартної схеми робочого процесу. Кожен етап був позначений часовими мітками та зареєстрований через цифровий інтерфейс MES для забезпечення відтворюваності.

1.3.2 Модель імітаційного моделювання потужностей

Модель дискретного імітаційного моделювання враховувала час роботи шпінделя, тривалість налаштування та інтервали перевірки. Вхідні дані включають фактичні записи терміну служби інструменту та підтверджені циклові часи обробки на верстаті. Модель розрахована на відтворення шляхом застосування однакових часових параметрів і станів обладнання.

2 Результати та аналіз

2.1 Продуктивність роботи

2.1.1 Цикловий час обробки

Дані свідчать, що впровадження 5-осьової обробки зменшує частоту переобтяжування заготовок, забезпечуючи середнє скорочення циклового часу на 18–23% у порівнянні з попередніми технологічними процесами лише на 3-осьових верстатах. Автоматизоване промацювання зменшує час на коригування зсувів приблизно на 12 секунд на кожну перевірку.

2.1.2 Використання обладнання

Виміряний коефіцієнт використання шпінделя протягом трьох змін становить 78–84%, що перевищує загальноприйняті галузеві показники на 6–8 процентних пункти. Роботизовані системи завантаження стабілізують рівень використання під час виробництва малих партій, де ручне завантаження зазвичай призводить до варіативності.

2.2 Точність і стабільність розмірів

Середнє відхилення розмірів залишається в межах ±0,008 мм серед 500 зареєстрованих компонентів. Дані оптичного огляду підтверджують, що постійна оптимізація траєкторії інструменту зменшує розкид параметрів обробленої поверхні, особливо на алюмінієвих корпусах та прецизійних валах.

порівняння за еталоном 2.3

Опубліковані дослідження з обробки матеріалів за період 2019–2023 років повідомляють про середні показники використання у невеликих партіях у діапазоні 65–76%. Спостережувані результати 2025 року відображають вплив синхронізованого планування та інтеграції багатовісних систем, що узгоджується з останніми висновками щодо цифрових виробничих операцій.

3 Обговорення

3.1 Фактори, що впливають на скорочення циклу обробки

Скорочення тривалості циклу обумовлено насамперед об'єднанням траєкторій інструменту, меншою кількістю ручних налаштувань та швидшим контролем у процесі обробки. Покращені профілі прискорення шпинделя також сприяють загальному підвищенню ефективності.

3.2 Обмеження

Результати продуктивності залежать від конкретного асортименту продукції підприємства, який переважно включає деталі середньої складності з алюмінію та нержавіючої сталі. Результати можуть відрізнятися для випадків інтенсивного різання або матеріалів, що вимагають тривалого стабілізування охолоджувача.

3.3 Практичні наслідки

Стабільне використання та надійна розмірна точність свідчать про те, що багатовісні системи в поєднанні з роботизованою обробкою можуть забезпечити як високоточне, так і багатономенклатурне виробництво. Дані про робочі процеси можуть спрямувати майбутні рішення щодо стандартизації оснащення та інтеграції автоматизованого контролю.

4 Висновок

Оцінка роботи 2025 року показує, що синхронізоване оновлення обладнання та цифрове картографування робочих процесів значно покращують узгодженість обробки та продуктивність на рівні заводу. Зменшення циклів обробки, підвищення завантаження обладнання та стабільні розмірні результати демонструють переваги інтегрованих багатовісних систем. У майбутньому може розглядатися додаткова автоматизація процесів зачистки та фінального контролю для збільшення пропускної здатності в періоди пікового виробництва.