数控加工如何大幅度提高效率

本系列共 4 段视频 (1/4):影响数控加工效率的因素

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访谈嘉宾:苏永春

中航国际航空工程能力提升中心项目经理,数控加工后处理专家。长期致力于数控加工单机提效,柔性线集成,主要包括CAM培训,后处理与仿真、数控加工交钥匙工程。曾任职于西门子工业软件公司,加拿大ICAM技术公司。

视频亮点

影响数控加工效率的因素:
1)管理相关因素:精益管理、5S;
2)技术相关因素 :工艺、机床(国产/进口)、刀具(国产/进口)、夹具(压板/定制夹具)、程序、测量(关键因素)、快换工装。

如何利用相关因素提高数控加工效率?
1)相关因素:工艺
工序编排相关:某个不复杂的薄壁件,加工后会反弹。涉及反弹问题需要考虑先做哪部分后做哪部分,中间是否有工艺补块,来避免工装卸载后的反弹。
加工方法:以车代磨(精车)

2)相关因素:刀具
刀具参数:刀具用什么参数切削效率最高、使用寿命最长,特别是涉及到新材料的时候,可以让刀具厂提供最优方案。一个客户原本使用常规的合金刀加工钛合金,刀具消耗过快。后改用玉米铣刀,铣刀上面有很多刀片,操作一次可以铣掉很多,使粗加工效率提高至100%以上。

3)相关因素:机床
机床选型要满足精度要求;

4)相关因素:夹具
快换工装配合专用夹具;

5)相关因素:人工/自动化
降低人工因素的影响,采用自动化;
1 单机工艺是由一位工人师傅站在机床旁边负责以及及时处理能看到的问题(例如机床抖动、刀具崩断、刀具不足及时补足等)。
2 自动化工艺是不需要工人在现场,而需要一套在线监控系统去检测加工过程是否运作正常。原理是主轴上有一个传感器能感受到曲线发生变化,会做出异常处理(例如刀具不足,提前考虑使用小号刀具代替, 虽然效率降低,但能保证完成整体自动化的工艺)。

6)相关因素:测量
人工测量:关键尺寸的测量会因为人工因素例如经验方法、责任心等原因造成测量误差,导致后期加工全部作废;
在线测量:机床上的探头是加工过程中代替人工测量的质量控制的工具,可以避免浪费。
序前测量:自动监测零件是否安装合格,是否装歪、装平、坐标系是否准确。比起通常人工途径的安装、打表、矫正,可节省人工时耗30-60分钟。
序中质量控制:在加工过程中代替工人进行卡尺测量,探头按照严格指令获取点的信息进行测量运算来判断比较当前值与理想值的差距。如果有差距,会按照先前设计好的逻辑进行补偿。比起人工测量,更精确、更高效,质量控制更严密。
序后质量追溯系统:当问题发时生可以快速找出原因,但这种检查不能代替三坐标,机床的检查精度没有三坐标的要求高。最后做出的统计报告便于公司追溯每个产品生产过程中质量的状况。
在线测量典型应用案例:
1)关门工程(单机自动化):工人只需把零件装到机床上指定位置,关上门按按钮就可以运作了。避免加工过程中,人工的参与。
2)上下料(单机自动化):工人只需把毛坯装到夹具上,放到物料柜上。机床按品字型排开,机器人按照排产要求从物料库抓取物料,放到机床里进行加工。

如何提升加工过程中的夹装效率:零点定位系统
零点定位系统:由托盘、销子、底座组成。底座安装在机床上,托盘与毛坯、工装放在一起。线下把毛坯、工装装好,直接放到机床底座上即可。
零点定位系统的优势:缩短安装时间、保证定位精度。
零点定应用成功案例:为了减少现场的工人,制定了自动化。现在以多品种小批量居多,制定一条柔性线:针对多品种小批量项目,为减少现场工人,标准化客户的加工工艺,机床根据生产任务做混线加工。