Μελέτη περίπτωσης Robotics DFM: Πώς να μειώσετε το κόστος κατεργασίας CNC κατά 30%

Όταν οι προϋπολογισμοί των προμηθειών συγκρούονται με εξιδανικευμένα μηχανολογικά σχέδια, οι πάγκοι παραγωγής. Για τους διαχειριστές προμηθειών και τους αγοραστές υλικού στον τομέα της ρομποτικής, η εξισορρόπηση των κύκλων ταχείας επανάληψης προϊόντων με αυστηρούς περιορισμούς BOM (Bill of Materials) είναι μια καθημερινή επιχειρησιακή πραγματικότητα. Ωστόσο, όταν οι μηχανικοί κυκλοφορούν αρχεία CAD βελτιστοποιημένα αποκλειστικά για θεωρητική απόδοση, τα αποσπάσματα που προκύπτουν από έναπρομηθευτής προσαρμοσμένης κατεργασίας στην Κίνασυχνά υπερβαίνει την οικονομική βιωσιμότητα.

Σε βιομηχανικά φόρουμ όπως, οι χειριστές των καταστημάτων εκφράζουν συχνά μια κοινή απογοήτευση: "Αν οι μηχανικοί γνώριζαν πόσο κοστίζει μια αιχμηρή εσωτερική γωνία στο χρόνο της μηχανής, θα πρόσθεταν ακτίνες αμέσως." Ωστόσο, τα περισσότερα συμβατικά μηχανουργεία απλώς παραθέτουν ακριβώς την εκτύπωση, αγνοώντας το οικονομικό ποσοστό καύσης που κρύβεται στη γεωμετρία.

Στην Xiamen Dazao Machinery, το τυπικό μας πρωτόκολλο επιβάλλει την παρέμβαση μηχανικής προτού κοπεί ένα μόνο τσιπ. Αυτή η μελέτη περίπτωσης μείωσης κόστους περιγράφει ακριβώς πώς εφαρμόσαμε το δομικό DFM για τη ρομποτική για να μειώσουμε το κόστος κατεργασίας CNC κατά 30% για μια εκκίνηση αυτοματισμού αποθήκης, χωρίς να διακυβεύεται η δομική ακεραιότητα ή η μηχανική λειτουργία.

Η πρόκληση για την κατασκευή ρομποτικών: Υπερτιμημένα ανταλλακτικά πλαισίου Al6061

Ο πελάτης μας, μια startup αυτόνομης κινητής ρομπότ (AMR), υπέβαλε έναAl6061-T6κεντρική πλάκα πλαισίου για την αρχική κατασκευή πρωτοτύπων και την επακόλουθη παραγωγή χαμηλού-όγκου. Η προκαταρκτική ανάλυση κόστους επισήμανε το εξάρτημα ως εμπορικά μη βιώσιμο. Εάν κατασκευαζόταν ακριβώς όπως έχει σχεδιαστεί, το πλαίσιο θα ωθούσε τη συνολική BOM συναρμολόγησης κατά 18% πάνω από την τιμή-στόχο της αγοράς.

Μια άμεση γεωμετρική ανάλυση αποκάλυψε δύο βασικούς φραγμούς στην κατασκευή:

1.Υπερβολικές απαιτήσεις ρύθμισης: Η εξωτερική γεωμετρία και η δευτερεύουσα πλευρά-τα χαρακτηριστικά υπαγόρευσαν τέσσερις ξεχωριστές ρυθμίσεις φυσικού προσανατολισμού.

2. Περιοριστικά ανοίγματα εργαλείων: Οι εσωτερικές τσέπες είχαν ακτίνες R1,0 mm σε βάθος 25 mm.

Το φρεζάρισμα μιας τσέπης βάθους 25 mm με ακτίνα R1,0 mm απαιτεί μικρο-τελικό μύλο διαμέτρου 2 mm. Το εκτεταμένο εργαλείο εξάρτησης-προκαλεί σοβαρούς κινδύνους παραμόρφωσης, αναγκάζοντας τους ρυθμούς τροφοδοσίας να πέφτουν σε αμελητέες ταχύτητες για να αποφευχθεί η θραύση του εργαλείου και να διατηρηθεί η απαιτούμενη ανοχή ±0,05 mm. Για μια εταιρεία κλιμάκωσης, η εύρεση ενός αξιόπιστου εργοστασίου ικανού να εκτελέσει αυτό το σχέδιο σε μεγάλους όγκους ήταν μαθηματικά αδύνατη.

Λύση DFM της Dazao: Μειώστε το κόστος κατεργασίας CNC χωρίς απώλεια λειτουργικότητας

Για να αυξηθεί η παραγωγή, το επιθετικό DFM για τη ρομποτική ήταν υποχρεωτικό. Η ομάδα μηχανολόγων μηχανικών μας ξεκίνησε μια δομική αναθεώρηση με τους μηχανικούς σχεδιασμού του πελάτη για την εκτέλεση συγκεκριμένων τροποποιήσεων.

Βελτιστοποίηση εσωτερικών ακτίνων για την εξάλειψη της θραύσης μικρο-εργαλείων

Οι βαθιές εσωτερικές τσέπες προορίζονταν για δρομολόγηση καλωδίων και διάκενο PCB-που σημαίνει ότι οι γωνίες δεν συνδέονται με αιχμηρά εξαρτήματα. Αναδιαρθρώσαμε τις εσωτερικές γωνιακές ακτίνες από R1,0mm σε R3,0mm.

Αυτή η ενιαία γεωμετρική μετατόπιση επέτρεψε στους χειριστές μας να χρησιμοποιούν τυπικούς τερματικούς μύλους καρβιδίου 6 mm αντί για εύθραυστα μικρο-εργαλεία 2 mm. Η μεγαλύτερη διάμετρος του εργαλείου διευκόλυνε την επιθετική εκκένωση τσιπ και υψηλότερους ρυθμούς αφαίρεσης υλικού (MRR). Ο χρόνος ατράκτου μειώθηκε ακριβώς κατά 40%, καταστέλλοντας άμεσα την ωριαία ταχύτητα μηχανής που εφαρμόζεται στο εξάρτημα.

Ενοποίηση λειτουργιών για ελαχιστοποίηση των ρυθμίσεων του μηχανήματος

Το αρχικό CAD διέθετε δύο οπές με σπείρωμα M4 στην πλευρική όψη του άξονα Y-, που χρησιμοποιούνται για την τοποθέτηση ενός μη κρίσιμου βραχίονα αισθητήρα. Συνεργαζόμενοι με την ομάδα συναρμολόγησης του πελάτη, μεταφέραμε αυτά τα σημεία στερέωσης στο κύριο επίπεδο κορυφής-Z και προσαρμόσαμε μια γωνία βύθισης 3 μοιρών σε μια γειτονική όψη.

Αυτή η παρέμβαση υποβάθμισε την απαίτηση μηχανικής κατεργασίας από ακριβήΦρέζα CNC 5 αξόνωνλειτουργία (ή τέσσερις χειροκίνητες ρυθμίσεις 3 αξόνων) σε μια τυπική δρομολόγηση 3 αξόνων 2 εγκαταστάσεων.

3 κρυφό κόστος κατεργασίας CNC-Προγράμματα οδήγησης που χάνουν οι περισσότεροι αγοραστές προμηθειών

Ενώ η αύξηση των ακτίνων και η μείωση των ρυθμίσεων είναι τυπικές πρακτικές μηχανικής, οι υποκείμενοι επιχειρησιακοί μηχανισμοί που επηρεάζουν τις προμήθειες σπάνια συζητούνται. Ακολουθούν τρία συστημικά ζητήματα που διογκώνουν το κόστος της εφοδιαστικής σας αλυσίδας.

1. Η οικονομική παγίδα του λογισμικού CAD "Default Filets"

Πολλοί υπεύθυνοι προμηθειών δεν γνωρίζουν ότι τα περιβάλλοντα λογισμικού CAD (όπως το SolidWorks ή το Fusion360) εφαρμόζουν προεπιλεγμένες τιμές φιλέτου-συχνά 1 mm ή 0,05 ίντσες. Οι μηχανικοί αποδέχονται συχνά αυτές τις προεπιλογές με ένα μόνο κλικ κατά τη φάση της μοντελοποίησης, αγνοώντας εντελώς ότι αυτή η συγκεκριμένη διάσταση υπαγορεύει τη χρήση εξαιρετικά εξειδικευμένων, εύθραυστων εργαλείων στον όροφο του καταστήματος.

Οδηγία μηχανικής: Οι ομάδες προμηθειών θα πρέπει να ζητήσουν έναν "Προεπιλεγμένο Έλεγχο Φιλέτου" από το τμήμα μηχανικής τους πριν υποβάλουν αρχεία STEP σε ένα εργοστάσιο. Η εξάλειψη των αυθαίρετων προεπιλεγμένων φιλετών είναι ο ταχύτερος τρόπος για να μειώσετε το κόστος κατεργασίας CNC κατά τουλάχιστον 10% πριν ζητήσετε μια προσφορά.

2. Η επίδραση του πολλαπλασιαστή εγκατάστασης στους χρόνους παράδοσης

Η περισσότερη βιβλιογραφία σημειώνει ότι η μείωση των ρυθμίσεων εξοικονομεί χρήματα. Ωστόσο, για έναν Chief Procurement Officer, η πιο αυστηρή ποινή είναι η καταστροφή της ταχύτητας παραγωγής. Κάθε πρόσθετη ρύθμιση λειτουργεί ως πολλαπλασιαστής στο χρόνο παράδοσης. Μια επιπλέον ρύθμιση σημαίνει να σχεδιάσετε ένα ακόμα προσαρμοσμένο εξάρτημα, να εκτελέσετε ένα ακόμη First Article Inspection (FAI) και να προσθέσετε ένα ακόμη σημείο συμφόρησης χρόνου ουράς στο εργοστάσιο.

Όταν κλιμακώνεται μια παραγγελία από 50 πρωτότυπες μονάδες σε 500 μονάδες παραγωγής, οι μετρήσεις εγκατάστασης γίνονται το σκληρό ανώτατο όριο για τη χωρητικότητα του εργοστασίου. Με την αναδιάρθρωση του πλαισίου σε δύο ρυθμίσεις, η Dazao Machinery συμπίεσε τον συνολικό χρόνο παραγωγής από 4 εβδομάδες σε 2,5 εβδομάδες.

3. Κάνοντας το "Supplier Pushback" Βασικό KPI προμήθειας

Σε κοινότητες της εφοδιαστικής αλυσίδας, όπως, ένα επαναλαμβανόμενο παράπονο είναι ότι οι κατασκευαστές απλώς αναφέρουν τυφλά, φοβούμενοι ότι η απόρριψη ενός σχεδίου θα τους κοστίσει το συμβόλαιο. Ένας προμηθευτής υψηλού επιπέδου-πρέπει να έχει την εξουσιοδότηση μηχανικής για να πει "όχι" στην οικονομικά τοξική γεωμετρία.

Στη Dazao Machinery, η προληπτική αναφορά DFM είναι μιαISO9001:2015υποχρεωτική ροή εργασίας. Εάν ένα αρχείο CAD που έχει υποβληθεί περιέχει περιττά ασφάλιστρα κόστους, επιστρέφουμε ενεργά το αρχείο με μια επισημασμένη-αναφορά DFM. Οι μετρήσεις προμηθειών θα πρέπει να ανταμείβουν τους προμηθευτές που απωθούν την κακή μηχανική, καθώς αυτή η τριβή εγγυάται μακροπρόθεσμη επεκτασιμότητα της παραγωγής.

Αποτελέσματα Έργου: 30% Μείωση Κόστους & Κλιμακόμενη Παραγωγή

Η εφαρμογή αυτών των αρχών DFM μετέτρεψε το πλαίσιο Al6061-T6 από ένα ακριβό σημείο συμφόρησης σε ένα εξαιρετικά επεκτάσιμο, οικονομικά βιώσιμο εξάρτημα.

"Η Dazao Machinery δεν λειτουργούσε απλώς ως το μηχανουργείο μας· λειτούργησε ως εξωτερική επέκταση του τμήματος μηχανικών κατασκευής μας. Η ανάλυση DFM έσωσε άμεσα τον στόχο BOM μας για το τρίτο τρίμηνο." - Επικεφαλής Μηχανικός Υλικού, Πελάτης Ρομποτικής.

Συμπέρασμα: Σταματήστε να πληρώνετε τον «Φόρο Μηχανικών» στα προσαρμοσμένα ανταλλακτικά

Στον τομέα του υλικού και της ρομποτικής, τα φυσικά περιθώρια κέρδους είναι άκαμπτα. Χρησιμοποιώντας μηχανικά DFM για ναμείωση του κόστους κατεργασίας CNCδεν αφορά το κόψιμο των γωνιών ή την υποβάθμιση των προδιαγραφών του υλικού. Πρόκειται για την εφαρμογή έξυπνης κατασκευαστικής λογικής για την αφαίρεση των απορριμμάτων. Εάν το τρέχον εργοστάσιο προσαρμοσμένων ανταλλακτικών σας εκτελεί τα αρχεία σας χωρίς να αμφισβητεί τη γεωμετρία, πληρώνετε ενεργά έναν φόρο μηχανικής για κάθε παραγγελία αγοράς.