Prípadová štúdia robotiky DFM: Ako znížiť náklady na CNC obrábanie o 30 %

Keď rozpočty obstarávania kolidujú s idealizovanými technickými výkresmi, výroba sa zastaví. Pre manažérov obstarávania a nákupcov hardvéru v sektore robotiky je vyváženie rýchlych cyklov opakovania produktov s prísnymi obmedzeniami kusovníka (Bill of Materials) každodennou prevádzkovou realitou. Keď však inžinieri uvoľnia súbory CAD optimalizované čisto pre teoretický výkon, výsledné citácie z adodávateľ obrábania na zákazku v Čínečasto presahujú finančnú životaschopnosť.

Na priemyselných fórach, ako sú prevádzkovatelia dielní, často vyjadrujú bežnú frustráciu: „Keby inžinieri vedeli, koľko stojí ostrý vnútorný roh za strojový čas, okamžite by pridali polomery.“ Napriek tomu väčšina konvenčných strojárskych dielní jednoducho cituje presne podľa tlače, pričom ignoruje finančnú rýchlosť horenia ukrytú v geometrii.

V Xiamen Dazao Machinery náš štandardný protokol vyžaduje technický zásah pred vyrezaním jediného čipu. Táto prípadová štúdia zníženia nákladov presne popisuje, ako sme aplikovali štrukturálne DFM pre robotiku, aby sme znížili náklady na CNC obrábanie o 30 % pri spustení automatizácie skladu, bez toho, aby sme ohrozili štrukturálnu integritu alebo mechanickú funkciu.

Robotická výrobná výzva: Predražené diely podvozku Al6061

Náš klient, startup s autonómnym mobilným robotom (AMR), predložil žiadosťAl6061-T6stredová doska podvozku pre počiatočné prototypovanie a následnú-výrobu v malom objeme. Predbežná analýza nákladov označila komponent za komerčne neživotaschopný. Ak by bol vyrobený presne podľa výkresu, podvozok by posunul celkový kusovník zostavy o 18 % nad cieľovú trhovú cenu.

Okamžitá geometrická analýza odhalila dve primárne výrobné bariéry:

1. Nadmerné požiadavky na nastavenie: Funkcie vonkajšej geometrie a sekundárnej strany- diktovali štyri samostatné nastavenia fyzickej orientácie.

2. Obmedzené vôle nástrojov: Vnútorné vrecká mali polomery R1,0 mm v hĺbke 25 mm.

Frézovanie 25 mm hlbokej kapsy s polomerom R1,0 mm vyžaduje mikro-frézu s priemerom 2 mm. Predĺžené vysunutie nástroja- predstavuje vážne riziko vychýlenia, čo núti rýchlosti posuvu klesať na zanedbateľné rýchlosti, aby sa zabránilo zlomeniu nástroja a zachovala sa požadovaná tolerancia ±0,05 mm. Pre škálovaciu spoločnosť bolo matematicky nemožné nájsť spoľahlivú továreň schopnú realizovať tento návrh vo veľkých objemoch.

Riešenie DFM spoločnosti Dazao: Znížte náklady na CNC obrábanie bez straty funkčnosti

Na rozšírenie výroby bolo povinné agresívne DFM pre robotiku. Náš strojársky tím inicioval konštrukčné preskúmanie s projektantmi klienta, aby vykonali špecifické úpravy.

Optimalizácia vnútorných polomerov na odstránenie mikro-rozbitia nástrojov

Hlboké vnútorné vrecká boli určené na vedenie vodičov a uvoľnenie dosky plošných spojov-, čo znamená, že rohy nie sú v kontakte s ostrými spojovacími komponentmi. Zmenili sme vnútorné polomery rohov z R1,0 mm na R3,0 mm.

Tento jediný geometrický posun umožnil našim operátorom použiť štandardné 6 mm karbidové stopkové frézy namiesto krehkých 2 mm mikro-nástrojov. Väčší priemer nástroja uľahčil agresívny odvod triesok a vyššiu rýchlosť úberu materiálu (MRR). Čas vretena sa znížil presne o 40 %, čím sa priamo potlačila hodinová sadzba stroja aplikovaná na diel.

Konsolidácia funkcií na minimalizáciu nastavení stroja

Pôvodný CAD obsahoval dva otvory so závitom M4 na bočnej strane osi Y-, ktoré sa používali na montáž -nekritickej konzoly snímača. V spolupráci s montážnym tímom klienta sme premiestnili tieto montážne body na primárnu hornú -rovinu Z a upravili sme 3-stupňový uhol ponoru na susednej ploche.

Tento zásah znížil požiadavky na obrábanie z drahých5-osové CNC frézovanieprevádzky (alebo štyroch manuálnych 3-osových nastavení) na štandardné 2-nastavené 3-osové smerovanie.

3 skryté náklady na CNC obrábanie-Väčšina nákupcov verejného obstarávania Miss

Zatiaľ čo zväčšovanie polomerov a zmenšovanie nastavení sú štandardné inžinierske postupy, o základnej obchodnej mechanike ovplyvňujúcej obstarávanie sa diskutuje len zriedka. Tu sú tri systémové problémy, ktoré zvyšujú náklady vášho dodávateľského reťazca.

1. Finančná pasca softvéru CAD „Default Fillets“

Mnoho pracovníkov zodpovedných za obstarávanie nevie, že softvérové ​​prostredia CAD (ako SolidWorks alebo Fusion360) používajú predvolené hodnoty zaoblenia-často 1 mm alebo 0,05 palca. Inžinieri často akceptujú tieto predvolené hodnoty jediným kliknutím počas fázy modelovania, pričom si vôbec neuvedomujú, že tento špecifický rozmer diktuje použitie vysoko špecializovaných, krehkých nástrojov v dielni.

Technická smernica: Tímy obstarávania by mali nariadiť „predvolenú kontrolu zaoblenia“ od svojho technického oddelenia pred odoslaním súborov STEP do továrne. Eliminácia ľubovoľných predvolených zaoblení je najrýchlejší spôsob, ako znížiť náklady na CNC obrábanie aspoň o 10 % pred vyžiadaním cenovej ponuky.

2. Efekt násobenia nastavenia na dodaciu dobu

Väčšina literatúry uvádza, že redukcia nastavení šetrí peniaze. Avšak pre hlavného obstarávateľa je prísnejším trestom zničenie rýchlosti výroby. Každé ďalšie nastavenie funguje ako multiplikátor doby prípravy. Jedno ďalšie nastavenie znamená navrhnúť ešte jedno vlastné zariadenie, vykonať ešte jednu kontrolu prvého článku (FAI) a pridať ďalšie úzke miesto vo fronte na úrovni továrne.

Pri škálovaní objednávky z 50 prototypových jednotiek na 500 výrobných jednotiek sa počet nastavení stane pevným stropom výrobnej kapacity. Reštrukturalizáciou podvozku na dve nastavenia skrátila spoločnosť Dazao Machinery celkový čas výroby zo 4 týždňov na 2,5 týždňa.

3. Urobiť z „Odstránenia dodávateľa“ hlavný KPI ​​obstarávania

V komunitách dodávateľských reťazcov, ako sú, je častou sťažnosťou, že výrobcovia jednoducho slepo citujú v obave, že odmietnutie výkresu ich bude stáť zmluvu. Dodávateľ vyššej{1}}úrovne musí mať inžiniersku autoritu, aby mohol povedať „nie“ finančne toxickej geometrii.

V spoločnosti Dazao Machinery je proaktívne podávanie správ DFM samozrejmosťouISO9001:2015nariadený pracovný postup. Ak odoslaný súbor CAD obsahuje zbytočné prirážky, súbor aktívne vrátime s označeným-prehľadom DFM. Metriky obstarávania by mali odmeňovať dodávateľov, ktorí odvracajú od zlého inžinierstva, pretože toto trenie zaručuje dlhodobú-rozšíriteľnosť výroby.

Výsledky projektu: 30% zníženie nákladov a škálovateľná výroba

Implementácia týchto princípov DFM premenila šasi Al6061-T6 z drahého úzkeho miesta na vysoko škálovateľný, ekonomicky životaschopný komponent.

"Dazao Machinery nefungovala len ako naša strojárska dielňa, fungovala ako externé rozšírenie nášho oddelenia výrobného inžinierstva. Ich analýza DFM priamo zachránila náš cieľ kusovníka pre 3. štvrťrok." - Vedúci hardvérový inžinier, klient robotiky.

Záver: Prestaňte platiť „technickú daň“ na zákazkové diely

V sektore hardvéru a robotiky sú fyzické ziskové marže nepružné. Využitie navrhnutého DFM naznížiť náklady na CNC obrábanienie je o obmedzovaní alebo znižovaní špecifikácií materiálov; ide o aplikáciu inteligentnej výrobnej logiky na odpočítanie odpadu. Ak vaša súčasná továreň na zákazkové diely vykonáva vaše súbory bez toho, aby spochybnila geometriu, aktívne platíte inžiniersku daň za každú nákupnú objednávku.