Lille batchproduktion skaber et andet CNC-maskinevalgsproblem end masseproduktion.

Når en fabrik producerer tusindvis af identiske dele, kan maskinen optimeres omkring én stabil proces. Inventar, værktøj, programmer og skæreparametre gentages normalt i lang tid.

Små batchproduktion er anderledes.

I dag må du bearbejde 50 styk af én komponent. I næste uge kan ordren ændre sig til 20 styk af en anden del. Materialet, emnets dimensioner, armaturet, værktøjer og bearbejdningsoperationer kan alle ændre sig i takt med arbejdet.

I dette miljø er det vigtigste spørgsmål ikke:

"Hvilken CNC-maskine har den højeste produktionshastighed?"

Det er:

"Hvilket CNC-bearbejdningscenter giver os mulighed for at skifte fra et job til et andet uden at miste for meget tid og penge?"

For små batchproducenter kan maskinfleksibilitet, opsætningseffektivitet, arbejdshold, værktøjskapacitet, programmering og maskinstørrelse have en større effekt på produktionsomkostningerne end maksimal spindelhastighed alene.

1. Hvorfor Small Batch Production har brug for en anden CNC-maskine

Økonomien ved små batchbearbejdning er stærkt påvirket af ikke-skæringstid.

Overvej et simpelt eksempel.

En batch indeholder kun:

20 dele

Den faktiske skæretid for hver del kan være:

12 minutter

Samlet skæretid:

240 minutter

Men antag, at hvert nyt job kræver:

60 minutter til opsætning af armaturet

30 minutter til klargøring af værktøj

30 minutter til programverifikation

20 minutter til justering af emnet

Maskinen kan bruge en betydelig mængde tid på at forberede sig på at fremstille delene i stedet for faktisk at skære dem.

Dette er grunden til, at et CNC-bearbejdningscenter til små batchproduktioner bør evalueres i henhold til hele job-ændringsprocessen.

En maskine, der sparer 2 minutters skæretid, men som kræver yderligere 30 minutters opsætning, forbedrer muligvis ikke de faktiske produktionsomkostninger.

2. Opsætningstid kan betyde mere end skærehastighed

Ved små batcharbejde er opsætningstid ofte en af ​​de første ting, man skal undersøge.

Hver gang en ny del kommer i produktion, skal operatøren muligvis:

Fjern det forrige armatur

Installer et nyt armatur

Find arbejdsemnet

Indstil arbejdsforskydninger

Indlæs værktøjer

Mål værktøjer

Overfør CNC-programmet

Bekræft programmet

Kør den første del

Foretag værktøjs- eller geometrijusteringer

Hvis dette sker flere gange om dagen, kan opsætningstiden blive en stor del af produktionsomkostningerne.

Spørg derfor, når du vælger et CNC-bearbejdningscenter:

Hvor hurtigt kan vi flytte fra Job A til Job B?

Det spørgsmål er særligt vigtigt for jobbutikker og kontraktproducenter, der håndterer mange forskellige kundeordrer.

3. Vælg Machine Around Your Part Mix

Lille batchproduktion betyder ikke, at hver del er lille.

Du kan producere:

Små aluminiumshuse

Mellemstore stålbeslag

Formkomponenter

Brugerdefinerede mekaniske dele

Prototype komponenter

Korte-bildele

Maskinen bør derfor vælges omkring udvalget af dele, ikke kun den gennemsnitlige del.

Start med at identificere:

Mindste fælles del

Største fælles del

Den tungeste fælles del

Den mest komplekse del

Bestem derefter, hvilken maskinkonfiguration der kan dække det meste af dette område.

Hvis de fleste opgaver f.eks. passer komfortabelt ind i en mellemstor- VMC, giver det måske ikke økonomisk mening at købe en meget stor maskine kun til en lejlighedsvis overdimensioneret komponent.

4. Et vertikalt bearbejdningscenter er ofte et praktisk udgangspunkt

Et vertikalt bearbejdningscenter er almindeligvis overvejet til små og mellemstore batcharbejde, fordi det kan håndtere en bred vifte af fræseoperationer uden at kræve et alt for specialiseret produktionssetup.

Typiske operationer omfatter:

Planfræsning

Lommefræsning

Contouring

Boring

Tapping

Rømmer

Kedelig

Dabais udvalg af vertikale bearbejdningscentre omfatter modeller beregnet til præcisionsbearbejdning og små-til-mellem batchproduktion, med funktioner som automatisk værktøjsskift og forskellige arbejdskonvolutter.

For en jobbutik, der producerer forskellige komponenter hver uge, kan denne alsidighed være mere værdifuld end at optimere maskinen omkring en bestemt del.

5. Hvornår bør du overveje en 4-akset CNC-maskine?

En 4-akset opsætning bliver interessant, når delen kræver bearbejdning på flere sider, men ikke nødvendigvis kræver samtidig 5-akset værktøjsbevægelse.

For eksempel kan en komponent kræve:

Topbearbejdning

Sideboring

Flere hulmønstre

Flere indekserede bearbejdningspositioner

En roterende akse kan tillade, at emnet flyttes uden at fjerne det fra hovedopsætningen.

Dette kan reducere:

Manuel ompositionering

Gen-opretter

Justering af emnet

Variation af opsætning

For små batchproduktioner kan det være særligt værdifuldt at reducere antallet af opsætninger.

Fordelen er ikke blot "flere akser."

Fordelen er mindre håndtering mellem operationerne.

6. Hvornår giver et 5-akset bearbejdningscenter mening?

Et 5-akset bearbejdningscenter kan være nyttigt, når delene er geometrisk komplekse eller kræver bearbejdning fra flere retninger.

Potentielle eksempler omfatter:

Komplekse forme

Løbehjul

Luftfartskomponenter

Medicinske komponenter

Blade

Vinklede overflader

Komponenter med flere vanskelige-tilgængelige-funktioner

Nøglespørgsmålet er ikke:

"Er 5-akset bedre?"

Spørg i stedet:

"Hvor mange opsætninger ville denne del kræve på en 3-akset maskine?"

Antag, at en komponent kræver fire separate opsætninger på en konventionel VMC.

Hvis et 5-akset bearbejdningscenter kan fuldføre de fleste funktioner i én opsætning, kan værdien komme fra at reducere:

Indretningsændringer

Justeringstid

Operatørindgreb

Arbejder-i-proces

Positioneringsfejl

For små partier kan dette være væsentligt, fordi opsætningsomkostningerne er fordelt på færre dele.

7. Køb ikke 5-akse, bare fordi produktionsvolumen er lille

Lav volumen alene retfærdiggør ikke en 5-akset maskine.

Hvis dine dele er enkle:

Flade plader

Enkle lommer

Standard hulmønstre

2.5D komponenter

et konventionelt 3-akset lodret bearbejdningscenter kan allerede levere alt, hvad du har brug for.

En 5-akset maskine bliver mere relevant, når delens geometri eller antallet af opsætninger skaber en ægte produktionsfordel.

Afgørelsen bør derfor baseres på:

Delgeometri + antal opsætninger + programmeringskrav + forventet udnyttelse

snarere end blot produktionsmængde.

8. Værktøjsmagasinkapacitet betyder noget i blandet lille batcharbejde

En maskine, der bruges til én del med stor-volumen, kan have brug for et relativt forudsigeligt værktøjssæt.

Små batchproduktion er mindre forudsigelig.

Et job kan kræve:

6 værktøjer

Det næste kan kræve:

14 værktøjer

Et andet komplekst job kan kræve:

20+ værktøjer

Dette gør CNC værktøjsmaskiners magasinkapacitet til en vigtig overvejelse.

Et større værktøjsmagasin kan reducere behovet for manuelt at fjerne og udskifte værktøj mellem job.

Men igen, større er ikke automatisk bedre.

Hvis de fleste af dine dele kræver færre end 12 værktøjer, kan det give begrænset fordel at betale for et meget stort værktøjsmagasin.

Vælg kapaciteten omkring det faktiske udvalg af din produktion.

9. Automatisk værktøjsskift kan spare mere tid end højere spindelhastighed

Til små batchproduktioner kan værktøjs-ændringseffektivitet have en mærkbar indflydelse på cyklustiden.

Et typisk job kan kræve:

Planfræsning

Groft lommer

Afslut fræsning

Boring

Tapping

Affasning

En automatisk værktøjsskifter gør det muligt for maskinen at skifte mellem disse operationer uden manuel indgriben.

Dabais VMC-specifikationer inkluderer for eksempel automatiske værktøjsmagasiner, hvor DV855L/Z er opført med et 24-værktøjs skivemagasin.

For blandet produktion er den praktiske værdi af ATC ikke blot automatisering.

Det er evnen til at holde et bredere sæt værktøjer klar til det næste job.

10. Fleksibilitet i arbejdshold er afgørende for små batchproduktioner

En maskine kan have fremragende specifikationer og stadig være ineffektiv til små batcharbejde, hvis det tager for lang tid at skifte armaturer.

Overvej hvor ofte du skifter:

Skruestik

Bløde kæber

Klemplader

Hydrauliske armaturer

Roterende armaturer

Modulære armaturer

Et fleksibelt arbejdsholdssystem kan gøre en væsentlig forskel.

Til produktion af små partier er modulopbygning ofte attraktiv, fordi det samme grundsystem kan tilpasses til forskellige emnegeometrier.

Maskinbordet bør derfor vurderes sammen med:

T-slot layout

Bordmål

Armaturets fodaftryk

Adgang til klemme

Roterende-bordkompatibilitet

Dette forbinder direkte til emnet for CNC-maskinbordstørrelse, der blev diskuteret tidligere.

11. Vælg ikke bordstørrelse baseret på én del

Små batchproducenter skal ofte behandle forskellige emner på den samme maskine.

Antag, at dine normale job spænder fra:

300 × 200 mm

til:

800 × 500 mm

En maskine valgt omkring den mindre komponent kan blive restriktiv for større ordrer.

Men at vælge en stor maskine, blot fordi en fremtidig ordre kan være større, kan også øge omkostningerne unødigt.

Se i stedet på den faktiske fordeling af dine job.

Spørge:

Hvor mange procent af ordrer passer inden for 500 mm?

Hvor ofte overstiger dele 800 mm?

Hvad er den typiske armaturstørrelse?

Hvad er den typiske emnevægt?

Den rigtige CNC-maskinbordstørrelse er den, der dækker størstedelen af ​​dine realistiske produktionskrav uden at overdimensionere maskinen unødigt.

12. Spindelhastigheden skal matche de materialer, du faktisk bearbejder

Små batchproducenter bearbejder ofte flere materialer.

For eksempel:

Aluminium

Blødt stål

Rustfrit stål

Støbejern

Teknisk plast

En maskine med en spindel med ekstrem høj-hastighed kan være attraktiv til aluminium og småværktøjer.

Men hvis meget af dit arbejde involverer stål med større fræsere, kan spindelmoment og maskinstivhed betyde mere.

Vælg derfor ikke et CNC-bearbejdningscenter fra det maksimale spindelomdrejningstal alene.

Overvej:

Materiale → Værktøjsdiameter → Skærehastighed → Spindelhastighed → Momentkrav

Det samme princip gælder for spindelkraft.

En maskine skal tilpasses til de skæreforhold, du faktisk bruger.

13. Maskinstivhed betyder noget, når delblandingen ændres

Små batchproduktion betyder ofte, at maskinen vil se mange forskellige skæreforhold.

Et job kan involvere let aluminiumsbehandling.

Den næste kan indebære aggressiv stålskrubbearbejdning.

Den næste kan kræve dyb-lommebearbejdning.

En stiv maskinstruktur giver en mere stabil platform på tværs af forskellige skærebelastninger.

Dette er en af ​​grundene til, at købere bør vurdere:

Maskinseng

Kolonne struktur

Føringsveje

Spindelstøtte

Arbejdsbord

Maskinens vægt

i stedet for at sammenligne spindelkraft alene.

En fleksibel lille-batchmaskine skal forblive stabil på tværs af en række materialer og skæreforhold.

14. Programmering og programoverførsel skal være let

Små batchproduktion involverer ofte hyppige programændringer.

En maskine skal muligvis køre:

Program A → Program B → Program C → Program D

inden for samme uge.

Dette gør CNC-styrings anvendelighed vigtig.

Se på:

Programoverførsel

Programlagring

Håndtering af værktøjsoffset

Styring af arbejdsoffset

Makro kapacitet

Program redigering

USB/Ethernet/netværksforbindelse

Operatørgrænseflade

En maskine, der er nem at omprogrammere, kan reducere tiden mellem kundeordrer.

For jobbutikker kan dette have mere praktisk værdi end en lille stigning i maksimal spindelhastighed.

15. Sondering kan være værdifuldt for korte løbeture

I masseproduktion kan et automatiseret inspektionssystem designes omkring én gentagelig proces.

Små batcharbejde er anderledes.

Arbejdsemner skifter ofte.

Sondering kan hjælpe med:

Justering af emnet

Indstilling af arbejdsforskydning

Funktionsmåling

Værktøjsmåling

I-proces verifikation

Dette kan reducere manuel opsætning og måletid.

For små batches, hvor opsætningen sker ofte, kan disse minutter tømmes hurtigt.

Hvis din produktion omfatter mange komplekse dele, diskutere sonderingsmuligheder, når du vælger et CNC-bearbejdningscenter.

16. Beregn omkostningerne ved opsætning, ikke kun maskinprisen

Antag, at to CNC-maskiner har lignende indkøbspriser.

Maskine A kræver:

45 minutters opsætning pr. job

Maskine B kræver:

25 minutters opsætning per job

Hvis din fabrik kører seks forskellige job om dagen, kan forskellen blive betydelig.

Over en måned kan den gemte opsætningstid være mere værdifuld end en lille forskel i maskinens cyklustid.

Dette er grunden til, at valg af små batchmaskiner bør omfatte:

Maskinpris + opsætningstid + arbejde + værktøj + armaturændringer + programmering + vedligeholdelse

snarere end maskinens indkøbspris alene.

17. Små batch-produktionsændringer, hvordan du bør tænke på cyklustid

I høj-volumenproduktion kan en forbedring på 10-sekunders cyklustid være ekstremt værdifuld, fordi den ganges med tusinder eller millioner af dele.

Ved små batchproduktion er beregningen anderledes.

Antag at du laver:

30 dele

og gem:

20 sekunder pr. del

Den samlede besparelse er kun:

10 minutter

Men hvis du reducerer opsætningstiden med:

30 minutter

du har skabt tre gange så meget besparelse fra opsætningen alene.

For små batchproduktioner kan det derfor nogle gange være mere værdifuldt at reducere ikke--skæretid end at jagte den kortest mulige skærecyklus.

18. Horisontale bearbejdningscentre kan give mening for gentagne små batches

Et vandret bearbejdningscenter bliver interessant, når den samme familie af dele kræver bearbejdning på flere flader.

Den vandrette spindelorientering kan hjælpe med spånevakuering og fler-bearbejdning, mens palleteret eller gravstensbearbejdning kan understøtte gentagelige produktionsopsætninger.

For eksempel kan en familie af gearkassehuse kræve:

Forsidebearbejdning-

Side huller

Nederste funktioner

Indvendige lommer

Hvis det samme arbejdsholdekoncept kan understøtte flere relaterede komponenter, kan et vandret bearbejdningscenter reducere gentagne opsætningsarbejde.

Men hvis dine små batches hovedsageligt består af simple enkelt-sidekomponenter, giver den ekstra kompleksitet muligvis ikke den samme fordel.

Igen skal beslutningen følge den faktiske proces.

19. Hvornår et bore- og tappecenter kan være nok

Ikke alle små batch har brug for en VMC i fuld-størrelse.

Hvis delene er relativt små, og størstedelen af ​​operationerne er:

Boring

Tapping

Let fræsning

Affasning

Hul-mønsterbearbejdning

et høj-bore- og anboringscenter kan være værd at overveje.

Dabais produktsortiment omfatter-højhastighedsbore- og anboringscentre sammen med dets VMC-, HMC-, portal- og 5-aksede maskiner.

Nøglen er at matche maskinen til driftsblandingen.

At købe et stort bearbejdningscenter til et job domineret af-højhastighedsboring og anboring kan resultere i ubrugt maskinkapacitet.

20. Ignorer ikke den største del af dit lille batchmix

En almindelig fejl er at vælge en maskine omkring den gennemsnitlige del.

Antag, at dit produktionsmix indeholder:

60% små dele

30% mellemstore dele

10% store dele

Hvis de store dele er strategisk vigtige, skal maskinen stadig rumme dem.

Dette betyder dog ikke automatisk, at man køber en maskine, der er dimensioneret helt omkring den størst mulige komponent.

Du kan i stedet spørge:

Kan de store dele bearbejdes på en anden maskine?

Kan de største opgaver gives i underentreprise?

Er de hyppige nok til at retfærdiggøre en større maskine?

Ville et større bord markant reducere antallet af ordrer, vi kan køre effektivt?

Dette er en beslutning om produktions-planlægning, ikke blot en beslutning om en maskinspecifik-specifikation.

21. Hvad med 3-akse vs 4-akse vs 5-akse til små batchproduktion?

En praktisk sammenligning ser sådan ud:

Det vigtige er, at små batchproduktion ikke automatisk betyder 5-akset.

Det betyder, at maskinen skal minimere mængden af ​​ikke-produktivt arbejde, der kræves for at skifte mellem job.

22. Sådan evalueres en CNC-maskine til produktion af små partier

Før du anmoder om tilbud, skal du udarbejde en repræsentativ jobliste.

For hver del skal du notere:

Del dimensioner

Delvægt

Materiale

Årlig mængde

Batch mængde

Antal opsætninger

Antal værktøjer

Typisk cyklus tid

Armaturtype

Påkrævede tolerancer

Bearbejdningsoperationer

Identificer derefter de fælles krav på tværs af delene.

For eksempel:

Typisk delstørrelse: 500 × 350 × 250 mm

Typisk batch: 20-100 stk

Materialer: aluminium + kulstofstål

Typiske værktøjer: 8–16

Operationer: fræsning + boring + anboring

Dette giver en CNC-maskineleverandør nok information til at anbefale en maskine omkring det faktiske produktionsmix.

23. Spørgsmål at stille CNC-maskinproducenten

Når du sammenligner maskiner til produktion af små partier, spørg:

Om opsætning

Hvor let er det at udskifte armaturet?

Hvilket bord- og T-slot-arrangement leveres?

Kan modulære armaturer bruges?

Om værktøj

Hvor mange værktøjer har ATC'en?

Hvor lang tid tager et værktøjsskift?

Hvilken værktøjsdiameter og vægt kan spindlen acceptere?

Om bearbejdning

Hvilken spindeleffekt og drejningsmoment er tilgængelig?

Hvad er det nyttige spindel-hastighedsområde?

Hvor stiv er maskinen under kraftigere snit?

Om kontrol

Hvordan overføres programmer?

Hvor mange programmer kan gemmes?

Er sonderings- og værktøjsmålemuligheder tilgængelige?

Om produktion

Hvilke emnestørrelser håndterer maskinen komfortabelt?

Kan den understøtte 4-akset eller 5-akset arbejdshold?

Hvad er det typiske setup arrangement?

Disse spørgsmål er mere nyttige end kun at spørge efter maskinens maksimale omdrejningstal eller bordstørrelse.

24. Eksempel: En kundeordre på 30 stykker

Forestil dig en kunde bestiller:

30 aluminiumshuse

Hver del kræver:

Planfræsning

Lommefræsning

12 borede huller

6 tapede huller

Affasning

Den faktiske skæretid er:

15 minutter pr. del

Samlet skæring:

450 minutter

Men jobbet kræver også:

Installation af armaturer

Indstilling af arbejdsforskydning

Forberedelse af værktøj

Programbekræftelse

Første-stykinspektion

Hvis opsætningen tager to timer, er opsætningstiden betydelig i forhold til den samlede ordre.

Forestil dig nu, at en anden kunde sender en helt anden stålkomponent.

Hvis maskinen hurtigt kan skifte værktøj, inventar, programmer og arbejdsforskydninger, kan det samme CNC-bearbejdningscenter understøtte begge ordrer uden større nedetid.

Den fleksibilitet er præcis, hvad små batch-producenter betaler for.

25. Den bedste maskine til små batchproduktion er ikke nødvendigvis den mindste

En mindre maskine kan have en lavere indkøbspris.

Men hvis det kræver:

Flere opsætninger

Flere manuelle værktøjsændringer

Flere opstillingsændringer

Længere bearbejdningstid

Hyppigere tilpasninger af arbejdsforhold

den indledende besparelse kan forsvinde under produktionen.

Omvendt kan en maskine, der er langt større end nødvendigt, binde kapital og gulvplads.

Det praktiske mål er:

Nok kapacitet og fleksibilitet til dit normale produktionsmix uden at betale for kapacitet, der sjældent vil blive brugt.

Det er den rigtige måde at nærme sig valg af CNC-maskiner til små batchproduktioner.

26. Hvad bør du prioritere, når du sammenligner maskiner?

For små batchproduktioner skal maskinen evalueres i denne rækkefølge:

1. Delvis dækning

Kan den rumme det realistiske udvalg af dele?

2. Opsætningsfleksibilitet

Kan inventar og arbejdsforskydninger ændres effektivt?

3. Maskinkonfiguration

Ville 3-akset, 4-akset, 5-akset eller vandret bearbejdning reducere opsætninger?

4. Værktøjskapacitet

Kan maskinen holde det værktøj, der kræves til dine forskellige job?

5. Spindelydelse

Passer spindlen til dine materialer og fræsere?

6. Styring og programmering

Kan operatører ændre programmer effektivt?

7. Bord og lasteevne

Kan maskinen understøtte din komplette arbejdsopsætning?

8. Langsigtede-produktionsomkostninger

Vil maskinen reducere opsætnings- og håndteringstiden på tværs af dit faktiske jobmix?

Dette giver et meget mere realistisk grundlag for at vælge et CNC-bearbejdningscenter.

Endelig: Vælg fleksibilitet, før du jagter maksimal hastighed

For små batchproduktioner sker det største produktivitetstab ofte mellem job i stedet for under skæring.

Et passende CNC-bearbejdningscenter bør derfor gøre det praktisk at flytte fra en kundeordre til en anden med minimal opsætning, værktøj, justering og programmeringsnedetid.

For ligetil komponenter kan et vertikalt bearbejdningscenter give den nødvendige fleksibilitet til fræsning, boring, anboring og kort{0}}produktion.

For multi-sidedele kan en 4-akset konfiguration eller vandret bearbejdningscenter reducere gentagne opsætninger.

For kompleks geometri kan et 5-akset bearbejdningscenter reducere antallet af arbejdsholdende operationer, når delen virkelig nyder godt af multi-akseadgang.

For små dele domineret af boring og anboring kan et dedikeret-højhastighedsbore- og anboringscenter være mere passende.

Det korrekte valg afhænger af det faktiske produktionsmix.

Inden du køber, skal du give CNC-maskinproducenten en repræsentativ liste over dine dele, inklusive dimensioner, materialer, batch-mængder, krav til armaturer, værktøj, antal opsætninger og bearbejdningsoperationer.

Det gør det muligt at vælge maskinen omkring din egentlige produktionsproces snarere end omkring en enkelt specifikation såsom spindelhastighed, bordstørrelse eller maskinkraft.

Dabai Precision Machine Tool leverer vertikale bearbejdningscentre, horisontale bearbejdningscentre, 4-- og 5-aksede bearbejdningscentre, højhastighedsbore- og anboringscentre og portalbearbejdningscentre til forskellige delstørrelser, geometrier og produktionskrav.