Robotikas DFM gadījuma izpēte: kā samazināt CNC apstrādes izmaksas par 30%

Kad iepirkumu budžeti saduras ar idealizētiem inženiertehniskajiem rasējumiem, ražošana apstājas. Iepirkumu vadītājiem un aparatūras pircējiem robotikas nozarē ātro produktu iterācijas ciklu līdzsvarošana ar stingriem BOM (Materiālu rēķina) ierobežojumiem ir ikdienas darbības realitāte. Tomēr, kad inženieri izlaiž CAD failus, kas optimizēti tikai teorētiskai veiktspējai, iegūtie citāti no apasūtījuma apstrādes piegādātājs Ķīnābieži vien pārsniedz finansiālo dzīvotspēju.

Tādos industriālos forumos kā veikalu operatori bieži pauž neapmierinātību: "Ja inženieri zinātu, cik mašīnas laikā maksā ass iekšējais stūris, viņi uzreiz pievienotu rādiusus." Tomēr vairums tradicionālo mašīnu veikalu vienkārši piedāvā precizitāti līdz izdrukai, ignorējot ģeometrijā paslēpto finanšu sadedzināšanas ātrumu.

Uzņēmums Xiamen Dazao Machinery mūsu standarta protokols nosaka inženiertehnisko iejaukšanos, pirms tiek izgriezta viena mikroshēma. Šajā izmaksu samazināšanas gadījuma izpētē ir precīzi aprakstīts, kā mēs izmantojām strukturālo DFM robotikai, lai samazinātu CNC apstrādes izmaksas par 30% noliktavas automatizācijas palaišanai, neapdraudot konstrukcijas integritāti vai mehāniskās funkcijas.

Robotikas ražošanas izaicinājums: pārāk dārgas Al6061 šasijas daļas

Mūsu klients, autonoma mobilā robota (AMR) starta programma, iesniedza anketuAl6061-T6centrālā šasijas plāksne sākotnējai prototipa izstrādei un turpmākai nelielai{0}}ražošanai. Sākotnējā izmaksu analīze norādīja, ka komponents ir komerciāli neizdevīgs. Ja šasija tiktu ražota tieši tā, kā tas ir zīmēts, tad kopējais montāžas MK par 18% pārsniedz mērķa tirgus cenu.

Tūlītēja ģeometriskā analīze atklāja divus galvenos ražošanas šķēršļus:

1. Pārmērīgas iestatīšanas prasības: ārējā ģeometrija un sekundārās{1}}puses funkcijas noteica četrus atsevišķus fiziskās orientācijas iestatījumus.

2. Ierobežojošie instrumenti: iekšējām kabatām bija R1,0 mm rādiuss 25 mm dziļumā.

25 mm dziļas kabatas ar R1,0 mm rādiusu frēzēšanai nepieciešama 2 mm diametra mikro-gala frēze. Pagarinātais instrumenta stienis{5}}izveido nopietnu novirzes risku, liekot padeves ātrumam samazināties līdz nenozīmīgam ātrumam, lai novērstu instrumenta lūzumu un saglabātu nepieciešamo ±0,05 mm pielaidi. Mērogošanas uzņēmumam bija matemātiski neiespējami atrast uzticamu rūpnīcu, kas spētu izpildīt šo dizainu lielos apjomos.

Dazao DFM risinājums: samaziniet CNC apstrādes izmaksas, nezaudējot funkcionalitāti

Lai palielinātu ražošanu, agresīva DFM robotikai bija obligāta. Mūsu mašīnbūves komanda uzsāka struktūras pārskatīšanu ar klienta projektēšanas inženieriem, lai veiktu konkrētas izmaiņas.

Iekšējo rādiusu optimizēšana, lai novērstu mikro{0}}instrumentu bojājumus

Dziļās iekšējās kabatas bija paredzētas vadu maršrutēšanai un PCB klīrensam,{0}}tas nozīmē, ka stūri nesaskarās ar asiem savienotājelementiem. Mēs pārstrukturējām iekšējo stūra rādiusu no R1.0mm uz R3.0mm.

Šī vienīgā ģeometriskā nobīde ļāva mūsu operatoriem izmantot standarta 6 mm karbīda gala frēzes, nevis trauslus 2 mm mikro{2}instrumentus. Lielāks instrumenta diametrs veicināja agresīvu skaidu izvadīšanu un lielāku materiāla noņemšanas ātrumu (MRR). Vārpstas laiks samazinājās tieši par 40%, tieši nomācot detaļai piemēroto stundas mašīnas likmi.

Funkciju konsolidācija, lai samazinātu iekārtas iestatījumus

Oriģinālajā CAD bija divi M4 vītņoti caurumi Y-ass sānu virsmā, ko izmantoja ne-kritiska sensora kronšteina uzstādīšanai. Sadarbojoties ar klienta montāžas komandu, mēs pārvietojām šos stiprinājuma punktus uz primāro augšējo -Z plakni un noregulējām 3 grādu iegrimes leņķi blakus esošajai virsmai.

Šī iejaukšanās samazināja apstrādes prasības no dārgas5 asu CNC frēzēšanadarbība (vai četri manuāli 3 asu iestatījumi) standarta 2 iestatījumu 3 asu maršrutēšanai.

3 slēptās CNC apstrādes izmaksas-Lielākā daļa iepirkuma pircēju trūkst

Lai gan rādiusu palielināšana un iestatījumu samazināšana ir standarta inženierijas prakse, pamatā esošā biznesa mehānika, kas ietekmē iepirkumu, tiek apspriesta reti. Šeit ir trīs sistēmiskas problēmas, kas palielina piegādes ķēdes izmaksas.

1. CAD programmatūras "noklusējuma filejas" finanšu slazds

Daudzi iepirkumu speciālisti nezina, ka CAD programmatūras vidēs (piemēram, SolidWorks vai Fusion360) tiek izmantotas noklusējuma filejas vērtības, -bieži vien 1 mm vai 0,05 collas. Inženieri bieži pieņem šos noklusējuma iestatījumus ar vienu klikšķi modelēšanas posmā, pilnībā neapzinoties, ka šī īpašā dimensija nosaka ļoti specializētu, trauslu instrumentu izmantošanu darbnīcā.

Inženiertehniskā direktīva: iepirkuma komandām pirms STEP failu iesniegšanas rūpnīcai ir jāpieprasa "Noklusējuma filejas pārbaude" no savas inženieru nodaļas. Patvaļīgu noklusējuma fileju likvidēšana ir ātrākais veids, kā pirms piedāvājuma pieprasīšanas samazināt CNC apstrādes izmaksas vismaz par 10%.

2. Iestatīšanas reizinātāja ietekme uz izpildes laiku

Lielākajā daļā literatūras ir norādīts, ka iestatījumu samazināšana ļauj ietaupīt naudu. Tomēr galvenajam iepirkumu darbiniekam bargāks sods ir ražošanas ātruma samazināšanās. Katrs papildu iestatījums darbojas kā izpildes laika reizinātājs. Viena papildu iestatīšana nozīmē vēl viena pielāgota armatūras izstrādi, vēl vienas pirmās preču pārbaudes (FAI) izpildi un vēl viena rindas laika sašaurinājuma pievienošanu rūpnīcas stāvā.

Palielinot pasūtījumu no 50 prototipu vienībām līdz 500 ražošanas vienībām, uzstādīšanas skaitļi kļūst par rūpnīcas jaudas stingriem griestiem. Pārstrukturējot šasiju uz diviem iestatījumiem, Dazao Machinery saīsināja kopējo ražošanas izpildes laiku no 4 nedēļām līdz 2,5 nedēļām.

3. “Piegādātāja atteikšanās” noteikšana par galveno iepirkuma KPI

Tādās piegādes ķēdes kopienās, kā, piemēram, atkārtots aizvainojums ir tas, ka ražotāji vienkārši akli kotē, baidoties, ka zīmējuma noraidīšana viņiem maksās līgumu. Augsta līmeņa-piegādātājam ir jābūt inženiertehniskām pilnvarām, lai pateiktu "nē" finansiāli toksiskai ģeometrijai.

Dazao Machinery proaktīva DFM ziņošana irISO9001:2015pilnvarota darbplūsma. Ja iesniegtajā CAD failā ir ietvertas nevajadzīgas izmaksu prēmijas, mēs aktīvi atgriežam failu ar atzīmētu-DFM pārskatu. Iepirkuma rādītājiem ir jāatlīdzina piegādātāji, kuri atturas no sliktas inženierijas, jo šī berze garantē ilgtermiņa-ražošanas mērogojamību.

Projekta rezultāti: 30% izmaksu samazināšana un mērogojama ražošana

Šo DFM principu ieviešana pārveidoja Al6061-T6 šasiju no dārga sašaurinājuma par ļoti mērogojamu, ekonomiski dzīvotspējīgu komponentu.

"Dazao Machinery nedarbojās tikai kā mūsu mašīnu darbnīca; tie darbojās kā mūsu ražošanas inženierijas nodaļas ārējs paplašinājums. Viņu DFM analīze tieši saglabāja mūsu MK mērķi 3. ceturksnī." - Vadošais aparatūras inženieris, robotikas klients.

Secinājums: pārtrauciet maksāt "inženiertehnisko nodokli" par pielāgotajām daļām

Aparatūras un robotikas nozarē fiziskās peļņas normas ir stingras. Izmantojot izstrādāto DFM, laisamazināt CNC apstrādes izmaksasnav par stūru izciršanu vai materiālu specifikāciju pazemināšanu; runa ir par viedās ražošanas loģikas izmantošanu, lai atņemtu atkritumus. Ja jūsu pašreizējā pielāgoto detaļu rūpnīca izpilda jūsu failus, neapšaubot ģeometriju, jūs aktīvi maksājat inženierijas nodokli par katru pirkuma pasūtījumu.