Пришло ли время для высокопроизводительной обработки?

Высокопроизводительной обработки следует не бояться, а приветствовать. Погрузитесь в глубокую часть с этим учебником по HPM, чтобы ближе познакомиться с технологиями, преимуществами и мышлением, необходимыми для успеха.

Любой, кто читал публикации по металлообработке или производству, слышал термины высокопроизводительная обработка и высокоскоростная обработка, но вы можете не захотеть принять идеи, которые делают их полезными. Многим механическим цехам может показаться, что вы отлично производите детали с помощью существующих фрез, траекторий и оборудования с ЧПУ.

Зачем раскачивать лодку?

Есть несколько веских причин узнать больше о HPM, особенно если вы хотите расти в будущем. Многие магазины, внедрившие HPM, наслаждаются уровнями пропускной способности в несколько раз выше, чем это было возможно всего несколько лет назад. Стойкость инструмента увеличилась, качество деталей улучшилось, появилась новая гибкость для удовлетворения потребностей клиентов при развитии бизнеса.

Что такое высокопроизводительная обработка?

Так что же такое HPM и что нужно для его внедрения? Дорогая новая CAD-система? Куча новомодных концевых фрез? Станок с большим количеством осевых букв, чем воскресный кроссворд? Реализация HPM может включать в себя некоторые из этих технологических достижений, ни одно из них или все. Вот как одна компания, занимающаяся разработкой программного обеспечения CAM, определила HPM в далеком прошлом:

«HPM — это комплексный пакет, в котором рассматривается вся машина, — сказал Дэн Хорн, старший инженер по приложениям в DP Technology, в статье MachineDesign. «Это включает в себя механические характеристики, управление и производительность сервопривода, инструменты, держатели инструментов, приспособления, обработку деталей и даже стратегии обработки».

Важно думать о HPM как о стратегии обработки, а не как о технологии самой по себе. Что это значит? HPM — это образ мышления, который использует преимущества технологий, чтобы делать то, что наиболее целесообразно для работы — для получения наилучших результатов и производительности — и достижения желаемой бизнес-цели. Современные технологии могут помочь вам стать магазином HPM, но для этого требуется нечто большее, чем оборудование.

«Например, обрабатывающий центр может быть не лучшим оборудованием для этой работы», — считает Питер Зелински, главный редактор журнала Modern Machine Shop, в статье «Высокоскоростная обработка:следующее десятилетие». «Сегодня многозадачные токарные станки делают больше, как и обрабатывающие системы, которые когда-то считались слишком специализированными».

Зелински утверждает, что дело не только в скорости или типе машины. Скорее, утверждает он, речь идет об организационных изменениях, необходимых в магазине, или об общении с покупателями. Хотя Зелински написал эту статью в 2006 году, его точка зрения актуальна и сегодня. По своей сути HPM может помочь производителям и магазинам выполнять больше работы с меньшими трудозатратами и большей эффективностью.

Вот ключевые компоненты операции HPM.

Высокопроизводительные машины

Для любого цеха важно быть в курсе технологий станков, но иногда просто не в планах инвестировать в 5-осевой обрабатывающий центр, многозадачный токарный станок или гибкую производственную систему. Во-первых, у вас может не быть подходящей работы для этих машин. Кроме того, это может показаться большим финансовым инвестиционным риском, чем можно принять на себя (хотя ситуация должна улучшиться, как только начнется преобразование HPM).

<сильный> Да, это правда, что новый станок часто будет производить детали быстрее и выдерживать более высокие допуски, чем станок, приобретенный в 1990-х годах или раньше. Но также возможно применить аспекты HPM к более старым машинам и повысить производительность. Например, вертикальный обрабатывающий центр с редуктором может быть ограничен скоростью 6000 об/мин, но это не означает, что вы не увидите значительного увеличения срока службы фрезы и качества деталей за счет применения методов утончения стружки и зацепления фрезы по всей длине. Вы также можете сократить время настройки, установив быстросменное крепление.

Режущие инструменты HPM

Подумайте о преимуществах использования современных режущих инструментов. Если вы до сих пор используете сверла с ручной заточкой и вас раздражает величавое скольжение фрезы для кукурузных початков из быстрорежущей стали, возможно, пришло время переосмыслить свою стратегию использования инструментов. В последние годы производители режущего инструмента представили невероятно прочные твердые сплавы, покрытия и геометрию, и просто невозможно увеличить производительность станка, если вы не используете их.

В некоторых случаях вы можете платить больше за инструмент, но вы также увидите значительное улучшение итоговой прибыли, приняв этот важный компонент HPM. Технологически продвинутые инструменты могут иметь более длительный срок службы и помочь снизить общую стоимость владения, поскольку требуют меньше замены и трудозатрат на обслуживание.

Вы уже внедрили некоторые аспекты HPM, но хотите повысить уровень производства, поддерживая техническое обслуживание и оптимальные уровни производительности? Узнайте, как общая эффективность оборудования может помочь приблизиться к благородным целям:отсутствию дефектов и незапланированных простоев.

Сотрудники, необходимые для HPM

Держатели концевых фрез с боковым замком и 6-дюймовые тиски имеют свое место, но есть гораздо более эффективные способы захвата режущих инструментов и заготовок. Термозажимные и гидравлические держатели инструмента обеспечивают превосходные характеристики биения и балансировки, необходимые для повышенных скоростей и подач HPM. Необходимо использовать крепление с нулевой точкой и другие технологии быстрой смены инструментов, чтобы обеспечить время безотказной работы шпинделя в 90 секунд (да, это возможно даже в среде с большим ассортиментом и небольшими объемами).

Если вы не настраиваете инструменты в автономном режиме и не применяете стандартизированный подход к работе с инструментами в масштабе всего цеха, вы упускаете большие возможности для улучшения. Например, каждый обрабатывающий центр имеет полудюймовую концевую фрезу из твердого сплава в инструментальном гнезде номер семь, а каждый токарный станок имеет 80-градусный алмаз в позиции три. Используйте эти стандартные рекомендации, чтобы сократить время настройки и программирования. Они обеспечат большую гибкость для переноса заданий на любую доступную машину.

Код, необходимый для HPM

Когда большинство людей слышат HPM, они думают о трохоидальных траекториях, эффекте утончения стружки, продольной и малой радиальной глубине резания. Они правы. Современные CAM-системы предлагают множество способов увеличения скорости съема металла при одновременном повышении срока службы инструмента и качества деталей. Примите их. Эти стратегии траекторий заставляют сиять даже старый станок или недорогой импортный станок. Вам нужно будет инвестировать в режущие инструменты и держатели инструментов, а также в саму систему CAM. Вам также придется отправить машинистов, операторов и инженеров на обучение, а затем дать им время поэкспериментировать и изучить новую систему.

Кроме того, вы, вероятно, захотите инвестировать в программное обеспечение для моделирования траекторий, потому что ваш новый образ мышления направлен на сокращение времени простоя. Потратьте время, необходимое для 3D-моделирования инструментов и приспособлений, для чего потребуется программирование. Да, это может показаться слишком хлопотным, но вы, скорее всего, останетесь позади, если не сделаете этого.

Данные, необходимые для достижения действительно высокой эффективности

А вот и модные словечки, которых вы так долго ждали:интеллектуальное производство, Индустрия 4.0, промышленный интернет вещей или «IIoT». Производство зависит или скоро будет зависеть от данных. Данные сообщают вам, когда вы можете увеличить подачу фрезы и когда вы столкнетесь с непредвиденными простоями, потому что подшипники вашего шпинделя вот-вот перестанут работать. Данные также сообщают вам, сколько минут вы теряете каждый час из-за смены инструмента и удаления стружки.

В конечном счете, данные нужны для достижения максимального времени безотказной работы и наибольшего количества деталей в конце каждой смены. Вам нужно собирать данные, анализировать их и действовать в соответствии с тем, что они вам говорят. В этом суть Индустрии 4.0.

Начните измерять производительность HPM

Более высокие скорости подачи и быстросменный инструмент, безусловно, являются хорошей идеей, если вы собираетесь двигаться в направлении HPM, но HPM имеет более важное значение, на которое следует обратить внимание. Независимо от того, являетесь ли вы гордым владельцем современного станка с датчиками или вам интересно, где найти замену вашему считывателю с бумажной ленты, вы не можете улучшить то, что не можете или не измеряет.

Вот почему первым шагом на пути к высокопроизводительной обработке является установление базового уровня, а затем постоянная работа над его улучшением. Объедините свой магазин в сеть, установите датчики и программное обеспечение для мониторинга машин и назначьте ответственного за отслеживание производительности. Как только возможность для улучшения будет определена, сосредоточьтесь на том, чтобы сделать ее ежедневной, ежемесячной и ежеквартальной реальностью. Четко документируйте, какие шаги были предприняты для улучшения процесса или результата.

Начните с одного обрабатывающего центра или токарного станка, затем поставьте перед собой конкретные цели, например, 10-процентное увеличение доступности шпинделей в третьем квартале или создание автономной предварительной настройки к июлю, — и постоянно работайте над достижением этих целей. Никакая высокопроизводительная обработка не имеет большого значения без целей производительности и их оценки.

Вы пробовали внедрить какую-либо часть HPM в свой магазин? Что работает? Что не так? Поделитесь своим опытом в комментариях ниже.