Суть оптимизации эффективности CNC VMC (вертикального обрабатывающего центра) заключается в том, чтобы «выделить более 80% времени шпинделя на нарезание стружки». Основываясь на последних тематических исследованиях и поисковых данных, можно реализовать следующие 6 шагов, которые в целом повысят производительность одной-машины на 20–40 %.
1. Предварительная-обработка: выполнение нескольких граней за один зажим.
Используйте комбинированные приспособления или четвертую ось, чтобы объединить фрезерование, сверление и нарезание резьбы в одну операцию, экономя на переворачивании и погрузочно-разгрузочных работах. После объединения этих трех процессов завод по производству деталей для аэрокосмической промышленности увеличил фактическое время резки на своем VMC с 42% до 73%, что привело к увеличению ежемесячного объема производства на 35%.
2. «Маленькие шаги, быстрый прогресс» для параметров резки вместо «одного-решения»
Сначала выполните пробный рез при 70 % значений, рекомендованных поставщиком инструмента, слушая звук и наблюдая за цветом стружки. Затем постепенно увеличивайте Vc и Fz. Одновременно используйте мониторинг нагрузки станка, чтобы установить ограничение тока на уровне 90 %, что может увеличить скорость съема материала более чем на 30 % в пределах контролируемого диапазона риска сколов.
3. Принцип «трех сокращений» траектории
① Уменьшите ход холостого хода – используйте самый короткий подъем инструмента и винтовую подачу CAM; ② Уменьшение поворота – Сглаживание углов, переход G61→G64; ③ Уменьшение подъема инструмента – слои с приоритетом глубины-, боковые стенки и нижняя поверхность формируются за один этап. Практические исследования Mastercam показывают, что после оптимизации время обработки 2D-карманов сократилось с 18 минут до 4 минут.
4. Инструмент и держатель инструмента «Быстросменный-тяжелый режим работы»
Используя гидравлические или термоусадочные-держатели инструмента с биением менее или равным 0,003 мм, скорость резания можно увеличить еще на 15 %; в массовом производстве использование «стола магазина запасных инструментов» автоматически вызывает родственный инструмент, когда износ инструмента достигает 0,2 мм, что сокращает время простоя при измерениях.
5. Замкнутый-цикл передачи данных в реальном времени-
Установив на VMC измеритель мощности и датчик вибрации, MES собирает данные о нагрузке каждые 10 секунд. ИИ сравнивает эти данные с историческими кривыми и при обнаружении аномалий немедленно корректирует скорость подачи или подает сигнал тревоги. Это снижает уровень ложных сигналов тревоги о скрытых столкновениях и износе инструмента на 60 %, а также увеличивает загрузку станка на 15 %.
6. 5S+ Быстрая смена штампа
Стандартизация «пяти на месте» (инструменты, приспособления, программы, датчики и первый-образец) сокращает время переналадки с 90 до 25 минут, позволяя оптимизировать производство даже при небольших партиях заказов и увеличить производительность в одну-смену на 12 %.
Объединив «объединение процессов-постепенную настройку параметров-сокращение траектории движения инструмента-быструю смену инструмента-замкнутый цикл данных-цикл-быструю смену матрицы" в единый процесс, шпиндель VMC действительно "приносит деньги", достигая скачка эффективности в течение 1-2 месяцев.