Robotics DFM -tapaustutkimus: Kuinka alentaa CNC-työstökustannuksia 30 %

Kun hankintabudjetit törmäävät idealisoituihin suunnittelupiirustuksiin, tuotanto pysähtyy. Hankintapäälliköille ja laitteiston ostajille robotiikkasektorilla nopeiden tuotteiden iteraatiosyklien tasapainottaminen tiukkojen BOM (Bill of Materials) -rajoitusten kanssa on päivittäistä toimintaa. Kuitenkin, kun insinöörit julkaisevat CAD-tiedostoja, jotka on optimoitu puhtaasti teoreettiseen suorituskykyyn, tuloksena olevat lainaukset kohdasta amukautetun koneistuksen toimittaja Kiinassaylittävät usein taloudellisen elinkelpoisuuden.

Teollisilla foorumeilla, kuten konepajaoperaattorit, tuovat usein esiin yleisen turhautumisen: "Jos insinöörit tietäisivät, kuinka paljon terävä sisäkulma maksaa koneen aikana, he lisäisivät säteitä välittömästi." Silti useimmat perinteiset konepajat yksinkertaisesti lainaavat täsmälleen painon mukaan jättäen huomioimatta geometriaan piilotetun taloudellisen polttonopeuden.

Xiamen Dazao Machineryn standardiprotokollamme määrää teknisen toimenpiteen ennen kuin yksi siru leikataan. Tämä kustannusten alentamista koskeva tapaustutkimus kertoo tarkasti, kuinka rakenteellinen DFM robotiikassa alennetaan CNC-työstökustannuksia 30 % varastoautomaation käynnistyksessä vaarantamatta rakenteiden eheyttä tai mekaanista toimintaa.

Robotiikan valmistushaaste: Ylihinnoitellut Al6061-rungon osat

Asiakkaamme, autonominen mobiilirobotti (AMR) -käynnistysyritys, lähetti hakemuksenAl6061-T6keskusrunkolevy prototyyppien valmistukseen ja myöhempään{0}}pienen volyymin tuotantoon. Alustava kustannusanalyysi merkitsi komponentin kaupallisesti kannattamattomaksi. Jos alusta valmistetaan täsmälleen piirustuksen mukaisesti, runko nostaisi koko kokoonpanon 18 % tavoitemarkkinahinnan yläpuolelle.

Välitön geometrinen analyysi paljasti kaksi ensisijaista valmistuksen estettä:

1.Liialliset asennusvaatimukset: Ulkoinen geometria ja toissijaiset{1}}sivuominaisuudet sanelivat neljä erillistä fyysistä suunta-asetusta.

2. Rajoittavat työkaluvälykset: Sisätaskuissa oli R1,0 mm:n säde 25 mm:n syvyydessä.

25 mm syvän taskun jyrsintä, jonka säde on R1,0 mm, vaatii halkaisijaltaan 2 mm:n mikro-pääjyrsin. Pidennetty työkalu{5}}ulos aiheuttaa vakavia taipumisriskejä ja pakottaa syöttönopeudet putoamaan merkityksettömiin nopeuksiin työkalun rikkoutumisen estämiseksi ja vaaditun ±0,05 mm:n toleranssin säilyttämiseksi. Skaalausyritykselle oli matemaattisesti mahdotonta löytää luotettavaa tehdasta, joka pystyisi toteuttamaan tämän suunnittelun suurilla määrillä.

Dazaon DFM-ratkaisu: Vähennä CNC-työstökustannuksia menettämättä toimivuutta

Tuotannon lisäämiseksi aggressiivinen DFM robotiikassa oli pakollista. Konesuunnittelutiimimme käynnisti rakennetarkastuksen asiakkaan suunnitteluinsinöörien kanssa tiettyjen muutosten toteuttamiseksi.

Sisäisten säteiden optimointi mikro{0}}työkalujen rikkoutumisen poistamiseksi

Syvät sisätaskut oli tarkoitettu johtojen reititystä ja piirilevyn välystä varten{0}}, mikä tarkoittaa, että kulmat eivät olleet yhteydessä teräviin yhteensopiviin osiin. Muutimme sisäkulman säteet R1,0 mm:stä R3,0 mm:iin.

Tämä yksittäinen geometrinen muutos antoi kuljettajamme käyttää tavallisia 6 mm kovametallijyrsimiä herkän 2 mm:n mikro{2}}työkalujen sijaan. Suurempi työkalun halkaisija helpotti aggressiivista lastunpoistoa ja korkeampaa materiaalinpoistonopeutta (MRR). Kara-aika lyheni tasan 40 %, mikä vaimentaa suoraan kappaleeseen sovelletun koneen tuntihinnan.

Ominaisuuksien yhdistäminen koneen asetusten minimoimiseksi

Alkuperäisessä CAD:ssa oli kaksi M4-kierrereikää Y--akselin sivupinnalla, joita käytettiin ei--kriittisen anturin kiinnikkeen asentamiseen. Yhteistyössä asiakkaan kokoonpanotiimin kanssa siirsimme nämä kiinnityspisteet ensisijaiseen ylä-Z-tasoon ja säätimme 3 asteen vetokulman viereiseen pintaan.

Tämä interventio alensi koneistusvaatimuksen kalliista5-akselinen CNC-jyrsintäkäyttö (tai neljä manuaalista 3-akselista asetusta) tavalliseen 2-asetuksen 3-akseliseen reititykseen.

3 piilotettua CNC-työstökustannusta-kuljettajat useimmat hankinnan ostajat kaipaavat

Vaikka säteiden lisääminen ja asetusten pienentäminen ovat vakiomuotoisia suunnittelukäytäntöjä, hankintoihin vaikuttavasta liiketoimintamekaniikasta keskustellaan harvoin. Tässä on kolme systeemistä ongelmaa, jotka nostavat toimitusketjusi kustannuksia.

1. CAD-ohjelmiston "oletusfilettien" taloudellinen ansa

Monet hankintaviranomaiset eivät tiedä, että CAD-ohjelmistoympäristöt (kuten SolidWorks tai Fusion360) käyttävät oletusarvoja -usein 1 mm tai 0,05 tuumaa. Insinöörit hyväksyvät usein nämä oletusasetukset yhdellä napsautuksella mallinnusvaiheen aikana tietämättään, että tämä erityinen ulottuvuus sanelee pitkälle erikoistuneiden, hauraiden työkalujen käytön konepajakerroksessa.

Suunnitteludirektiivi: Hankintatiimien tulee valtuuttaa "oletusfilettitarkastus" suunnitteluosastoltaan ennen STEP-tiedostojen lähettämistä tehtaalle. Satunnaisten oletusfileiden poistaminen on nopein tapa vähentää CNC-työstökustannuksia vähintään 10 % ennen tarjouksen pyytämistä.

2. Asetuksen kertoimen vaikutus läpimenoaikoihin

Useimmat kirjallisuus toteaa, että asetusten vähentäminen säästää rahaa. Hankintajohtajalle ankarampi rangaistus on kuitenkin tuotannon nopeuden tuhoaminen. Jokainen lisäasetus toimii kertoimena läpimenoaikaan. Yksi ylimääräinen asennus tarkoittaa yhden mukautetun valaisimen suunnittelua, yhden ensimmäisen tuotteen tarkastuksen (FAI) suorittamista ja yhden jonoajan pullonkaulan lisäämistä tehtaan kerroksessa.

Kun tilausta skaalataan 50 prototyyppiyksiköstä 500 tuotantoyksikköön, asennusmäärät ovat tehdaskapasiteetin kova katto. Järjestämällä rungon uudelleen kahteen kokoonpanoon Dazao Machinery lyhensi valmistuksen kokonaistoimitusaikaa 4 viikosta 2,5 viikkoon.

3. Tehdään "Toimittajan hylkäämisestä" keskeinen hankinnan KPI

Toimitusketjun kaltaisissa yhteisöissä toistuva epäkohta on se, että valmistajat yksinkertaisesti lainaavat sokeasti peläten, että piirustuksen hylkääminen maksaa heille sopimuksen. Korkean tason-toimittajalla on oltava tekniset valtuudet sanoa "ei" taloudellisesti haitalliselle geometrialle.

Dazao Machineryssä ennakoiva DFM-raportointi onISO9001:2015valtuutettu työnkulku. Jos lähetetty CAD-tiedosto sisältää tarpeettomia kuluja, palautamme tiedoston aktiivisesti merkityllä-DFM-raportilla. Hankintamittareiden pitäisi palkita toimittajia, jotka hylkäävät huonon suunnittelun, koska tämä kitka takaa pitkän-tuotannon skaalautuvuuden.

Projektin tulokset: 30 % kustannussäästöt ja skaalautuva tuotanto

Näiden DFM-periaatteiden toteuttaminen muutti Al6061-T6-rungon kalliista pullonkaulasta erittäin skaalautuvaksi, taloudellisesti kannattavaksi komponentiksi.

"Dazao Machinery ei toiminut vain konepajamme, vaan se toimi valmistustekniikan osastomme ulkoisena jatkeena. Heidän DFM-analyysinsä pelasti suoraan BOM-tavoitteemme Q3:lle." - Johtava laitteistosuunnittelija, robottiasiakas.

Johtopäätös: Lopeta mukautettujen osien "tekniikan veron" maksaminen

Laitteisto- ja robotiikkasektorilla fyysiset voittomarginaalit ovat jäykkiä. Hyödyntämällä suunniteltua DFM:äävähentää CNC-työstökustannuksiaei ole kyse nurkkien leikkaamisesta tai materiaalispesifikaatioiden alentamisesta; kyse on älykkään valmistuslogiikan soveltamisesta jätteiden vähentämiseen. Jos nykyinen mukautettujen osien tehtaasi suorittaa tiedostosi kyseenalaistamatta geometriaa, maksat aktiivisesti suunnitteluveron jokaisesta ostotilauksesta.