1 Thiết bị và Phương pháp

1.1 Nguồn Dữ liệu và Khung Đo lường

Dữ liệu vận hành được thu thập từ các bản ghi ca làm việc tại nhà máy (tháng 1–tháng 9 năm 2025), đầu ra chẩn đoán từ máy công cụ và nhật ký kiểm tra tự động. Để đảm bảo khả năng lặp lại, đánh giá sử dụng các khoảng đo cố định: lấy mẫu thời gian sử dụng trong 60 phút, đo thời gian gia công theo chu kỳ đầy đủ và kiểm tra kích thước có kiểm soát bằng dưỡng. Các thông số môi trường—nhiệt độ, nồng độ dung dịch làm mát, tải trục chính—được ghi nhận nhằm duy trì điều kiện ổn định xuyên suốt các lần đo.

1.2 Danh mục và Phân loại Thiết bị

1.2.1 Hệ thống Phay CNC

Cơ sở vận hành các trung tâm gia công đứng 3 trục và 5 trục được trang bị trục chính tốc độ cao với dải tốc độ từ 12.000 đến 20.000 vòng/phút. Mỗi thiết bị bao gồm mô-đun dò tích hợp hỗ trợ đo lường trong quá trình gia công. Tủ chứa dao có từ 20 đến 60 vị trí, cho phép chuyển đổi nhanh chóng giữa các bề mặt phức tạp.

1.2.2 Các nền tảng Tiện CNC

Các hệ thống tiện bao gồm các máy tiện hai trục chính và cụm turret có động cơ, được thiết kế để gia công đồng thời. Bộ cấp phôi dạng thanh hỗ trợ quá trình xử lý liên tục các vật liệu thép không gỉ, nhôm và titan với đường kính lên đến 65 mm.

1.2.3 Thiết bị phụ trợ và kiểm tra

Các hệ thống phụ trợ bao gồm bộ đổi palet tự động, tay gắp robot và các đơn vị tái chế dung dịch làm mát. Việc xác minh kích thước dựa trên máy đo ba chiều (CMM), các máy so sánh quang học độ phân giải cao và các tay đo khớp nối di động.

1.3 Mô hình hóa quy trình và khả năng tái lập

1.3.1 Sơ đồ dòng quy trình

Các bước quy trình—tải chương trình, thiết lập đồ gá, gia công thô, bán hoàn thiện, hoàn thiện, đánh bóng, và kiểm tra—được lập bản đồ bằng sơ đồ quy trình chuẩn hóa. Mỗi giai đoạn được gắn dấu thời gian và ghi nhận thông qua giao diện MES kỹ thuật số nhằm đảm bảo khả năng tái lập.

1.3.2 Mô hình mô phỏng năng lực

Mô phỏng thời gian rời rạc mô hình hóa thời gian hoạt động của trục chính, thời lượng thiết lập và các khoảng kiểm tra. Các đầu vào bao gồm hồ sơ tuổi thọ dụng cụ thực tế và thời gian chu kỳ máy đã được xác minh. Mô hình này được thiết kế để có thể sao chép bằng cách áp dụng các thông số thời gian và trạng thái máy giống hệt nhau.

2 Kết quả và Phân tích

2.1 Hiệu suất năng suất

2.1.1 Thời gian chu kỳ gia công

Dữ liệu cho thấy việc tích hợp gia công 5 trục làm giảm tần suất định vị lại, mang lại cải thiện trung bình từ 18–23% về thời gian chu kỳ so với các quy trình làm việc trước đây chỉ dùng 3 trục. Việc dò tự động làm giảm thời gian điều chỉnh bù trừ khoảng 12 giây mỗi lần kiểm tra.

2.1.2 Tận dụng thiết bị

Tỷ lệ sử dụng trục chính đo được qua ba ca đạt mức 78–84%, vượt các tiêu chuẩn thông thường trong ngành từ 6–8 điểm phần trăm. Các đơn vị nạp liệu robot giúp ổn định tỷ lệ sử dụng trong các đợt sản xuất nhỏ lô, nơi việc nạp liệu thủ công thường gây ra sự biến động.

2.2 Độ chính xác và độ đồng nhất về kích thước

Độ lệch kích thước trung bình duy trì trong khoảng ±0,008 mm trên 500 thành phần được ghi nhận. Dữ liệu kiểm tra bằng quang học xác nhận rằng việc tối ưu hóa đường dịch chuyển dụng cụ một cách nhất quán giúp giảm sự phân tán bề mặt, đặc biệt trên các vỏ nhôm và trục chính xác.

2.3 So sánh theo tiêu chuẩn

Các nghiên cứu gia công công bố từ năm 2019–2023 ghi nhận tỷ lệ sử dụng trung bình cho lô nhỏ dao động từ 65–76%. Hiệu suất quan sát được vào năm 2025 phản ánh ảnh hưởng của việc lập lịch đồng bộ và tích hợp nhiều trục, phù hợp với các phát hiện gần đây về hoạt động nhà máy số hóa.

3 Thảo luận

3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc giảm thời gian chu kỳ

Việc giảm thời gian chu kỳ chủ yếu đến từ các đường dịch chuyển dụng cụ được hợp nhất, ít điều chỉnh thủ công hơn và kiểm tra trong quá trình nhanh hơn. Các hồ sơ tăng tốc trục chính được cải thiện cũng góp phần vào hiệu quả tổng thể.

3.2 Hạn chế

Kết quả về năng lực bị ảnh hưởng bởi cơ cấu sản phẩm cụ thể của nhà máy, chủ yếu liên quan đến các chi tiết bằng nhôm và thép không gỉ có độ phức tạp trung bình. Kết quả có thể thay đổi trong các tình huống gia công nặng hoặc với các vật liệu yêu cầu thời gian ổn định dung dịch làm mát kéo dài.

3.3 Ý nghĩa thực tiễn

Việc sử dụng ổn định và hiệu suất kích thước bền vững cho thấy các hệ thống đa trục kết hợp với xử lý tự động bằng robot có thể hỗ trợ đồng thời sản xuất độ chính xác cao và đa dạng sản phẩm. Dữ liệu quy trình làm việc có thể định hướng các quyết định trong tương lai về tiêu chuẩn hóa đồ gá và tích hợp kiểm tra tự động.

4 Kết luận

Đánh giá hoạt động năm 2025 cho thấy việc nâng cấp thiết bị đồng bộ và lập bản đồ quy trình làm việc số hóa cải thiện đáng kể tính nhất quán trong gia công và năng suất ở cấp độ nhà máy. Việc giảm thời gian chu kỳ, nâng cao tỷ lệ sử dụng và kết quả ổn định về kích thước đã chứng minh giá trị của các hệ thống đa trục tích hợp. Công việc trong tương lai có thể tìm hiểu thêm về tự động hóa trong các khâu đánh bóng và kiểm tra cuối cùng nhằm mở rộng năng lực sản xuất trong các giai đoạn sản xuất đỉnh điểm.