Robootika DFM-i juhtumiuuring: kuidas vähendada CNC-töötluskulusid 30%

Kui hankeeelarved põrkuvad idealiseeritud tehniliste joonistega, siis tootmine seiskub. Robootikasektori hankejuhtide ja riistvaraostjate jaoks on kiire toote iteratsioonitsüklite tasakaalustamine rangete BOM-i (Bill of Materials) piirangutega igapäevane tegevus. Kui aga insenerid vabastavad CAD-failid, mis on optimeeritud puhtalt teoreetilise jõudluse jaoks, on saadud tsitaadid akohandatud töötlemise tarnija Hiinasületavad sageli rahalist elujõulisust.

Tööstusfoorumitel, nagu kaupluste operaatorid, väljendavad sageli levinud pettumust: "Kui insenerid teaksid, kui palju terav sisenurk masina aja jooksul maksab, lisaksid nad raadiused kohe." Kuid enamik tavalisi masinatöökodasid lihtsalt tsiteerib täpselt trükist, ignoreerides geomeetrias peidetud rahalist põlemiskiirust.

Meie Xiamen Dazao Machinery standardprotokoll nõuab inseneri sekkumist enne ühe kiibi lõikamist. See kulude vähendamise juhtumiuuring kirjeldab täpselt, kuidas rakendasime robootika jaoks struktuurset DFM-i, et vähendada laoautomaatika käivitamisel CNC-töötluskulusid 30% võrra, ilma et see kahjustaks konstruktsiooni terviklikkust või mehaanilist funktsiooni.

Robootika tootmise väljakutse: ülehinnatud Al6061 šassii osad

Meie klient, autonoomse mobiilse roboti (AMR) käivitaja, esitas anAl6061-T6šassii keskplaat esialgseks prototüüpimiseks ja sellele järgnevaks väikesemahuliseks{0}}tootmiseks. Esialgne kuluanalüüs märkis, et komponent on äriliselt elujõuline. Kui šassii toodetakse täpselt nii, nagu on joonistatud, tõstaks šassii kogu koostise osa turu sihthinnast 18% kõrgemaks.

Vahetu geomeetriline analüüs näitas kahte peamist tootmistõket:

1. Liiga suured seadistusnõuded: väline geomeetria ja sekundaarsed külje{1}}funktsioonid määrasid neli erinevat füüsilise orientatsiooni seadistust.

2. Tööriistade piiravad vahed: sisemised taskud olid 25 mm sügavusel R1,0 mm raadiusega.

R1,0 mm raadiusega 25 mm sügavuse tasku freesimiseks on vaja 2 mm läbimõõduga mikro{3}}otsfreesi. Pikendatud tööriistavarras{5}}on tõsine läbipaindeoht, mis sunnib ettenihke kiirust langema tühise kiiruseni, et vältida tööriista purunemist ja säilitada nõutav ±0,05 mm tolerants. Tabamisettevõtte jaoks oli matemaatiliselt võimatu leida usaldusväärset tehast, mis suudaks seda disaini suurtes kogustes teostada.

Dazao DFM-lahendus: vähendage CNC-töötluskulusid ilma funktsionaalsust kaotamata

Tootmise suurendamiseks oli robootika jaoks kohustuslik agressiivne DFM. Meie masinaehitusmeeskond algatas konkreetsete muudatuste tegemiseks konstruktsiooniülevaatuse koos kliendi projekteerimisinseneridega.

Sisemiste raadiuste optimeerimine, et kõrvaldada mikro{0}}tööriistade purunemine

Sügavad sisetaskud olid ette nähtud juhtmete vedamiseks ja PCB-kliirensi jaoks,{0}}mis nurgad ei liidestunud teravate ühenduskomponentidega. Struktureerisime sisenurga raadiused R1,0 mm-lt R3,0 mm-le.

See üksainus geomeetriline nihe võimaldas meie operaatoritel kasutada habraste 2 mm mikro{2}tööriistade asemel standardseid 6 mm karbiidist otsafreese. Suurem tööriista läbimõõt hõlbustas laastude agressiivset eemaldamist ja suuremat materjali eemaldamise kiirust (MRR). Spindli aeg vähenes täpselt 40%, vähendades otseselt detailile rakendatud masina tunnitasu.

Funktsioonide konsolideerimine masina seadistuste minimeerimiseks

Algsel CAD-il oli Y-telje külgmisel küljel kaks M4 keermestatud auku, mida kasutati mittekriitilise anduri kronsteini paigaldamiseks. Tehes koostööd kliendi koostemeeskonnaga, paigutasime need kinnituspunktid ümber esmasele ülemisele-Z-tasapinnale ja reguleerisime külgneval küljel 3-kraadise tõmbenurga.

See sekkumine vähendas töötlemisnõude kallilt5-teljeline CNC freesimine(või neli käsitsi 3-teljelist seadistust) standardse 2-seadistuse 3-telje marsruutimisega.

3 varjatud CNC-töötlemise kulu-Ajurid, millest enamik hankeostjaid jääb ilma

Kuigi raadiuste suurendamine ja seadistuste vähendamine on standardsed inseneritavad, arutatakse hankeid mõjutavaid ärimehaanikaid harva. Siin on kolm süsteemset probleemi, mis suurendavad teie tarneahela kulusid.

1. CAD-tarkvara rahaline lõks "Vaikimisi fileed"

Paljud hankeametnikud ei tea, et CAD-tarkvarakeskkonnad (nagu SolidWorks või Fusion360) rakendavad vaikefailiväärtusi -sageli 1 mm või 0,05 tolli. Insenerid aktsepteerivad neid vaikeväärtusi sageli ühe klõpsuga modelleerimisetapi ajal, teadmata, et see konkreetne mõõde tingib kõrgelt spetsialiseeritud, habraste tööriistade kasutamise töökojas.

Tehnikadirektiiv: hankemeeskonnad peaksid enne STEP-failide tehasesse esitamist volitama oma inseneriosakonnalt läbi viima vaikimisi fileekontrolli. Suvaliste vaikefileede kõrvaldamine on kiireim viis CNC-töötluse kulude vähendamiseks vähemalt 10% enne hinnapakkumise küsimist.

2. Seadistuskordaja mõju teostusaegadele

Enamik kirjandust märgib, et seadistuste vähendamine säästab raha. Hankejuhi jaoks on aga karmim karistus tootmiskiiruse hävitamine. Iga täiendav seadistus toimib teostusaja kordajana. Üks täiendav seadistus tähendab veel ühe kohandatud seadme kujundamist, veel ühe esimese artikli kontrolli (FAI) läbiviimist ja veel ühe järjekorraaja kitsaskoha lisamist tehasekorrusele.

Tellimuse skaleerimisel 50 prototüübi ühikult 500 tootmisüksuseni, muutub seadistuste arv tehase võimsuse kõvaks ülemmääraks. Šassii ümberkorraldamisega kaheks seadistuseks vähendas Dazao Machinery kogu tootmisaega 4 nädalalt 2,5 nädalale.

3. Tarnija tagasilükkamise muutmine riigihangete KPI-ks

Tarneahela kogukondades nagu korduv kaebus on see, et tootjad lihtsalt tsiteerivad pimesi, kartes, et joonise tagasilükkamine maksab neile lepingu. Kõrgetasemelisel-tarnijal peavad olema tehnilised volitused, et öelda "ei" rahaliselt mürgisele geomeetriale.

Dazao Machinerys on ennetav DFM-i aruandlusISO9001:2015volitatud töövoog. Kui esitatud CAD-fail sisaldab tarbetuid lisatasusid, tagastame faili aktiivselt koos märgitud-DFM-i aruandega. Hankemõõdikud peaksid premeerima tarnijaid, kes lükkavad tagasi halva projekteerimise, kuna see hõõrdumine tagab pikaajalise-tootmise mastaapsuse.

Projekti tulemused: 30% kulude vähendamine ja skaleeritav tootmine

Nende DFM-i põhimõtete rakendamine muutis Al6061-T6 šassii kallist kitsaskohast väga skaleeritavaks ja majanduslikult elujõuliseks komponendiks.

"Dazao Machinery ei tegutsenud ainult meie masinatöökojana, vaid meie tootmisinseneri osakonna välise laiendusena. Nende DFM-analüüs päästis otseselt meie 3. kvartali BOM-i eesmärgi." - Juhtiv riistvarainsener, robootikaklient.

Järeldus: lõpetage kohandatud osade eest "insenerimaksu" maksmine

Riistvara- ja robootikasektoris on füüsilised kasumimarginaalid jäigad. Kasutades konstrueeritud DFM-ivähendada CNC-töötluse kulusidei ole seotud nurkade lõikamisega ega materjali spetsifikatsioonide alandamisega; see on intelligentse tootmisloogika rakendamine jäätmete mahaarvamiseks. Kui teie praegune kohandatud osade tehas täidab teie faile geomeetrias kahtluse alla seadmata, maksate aktiivselt iga ostutellimuse pealt insenerimaksu.